Diffuse reflectie spectroscopie: Krijgen de Capillary Refill Test onder iemands duim
December 2nd, 2017
Dit protocol wordt beschreven hoe het gebruik van diffuse polarisatie spectroscopie de klinische bruikbaarheid van de capillary refill test kunt verbeteren. Wij stellen voor een meer gedetailleerde analyse van het verloop van de capillary refill bij gezonde vrijwilligers met behulp van diffuse reflectie spectroscopie video's en nieuwe informatic eindpunten.
Het algemene doel van deze beoordeling is om de capillaire vultijd te kwantificeren met behulp van reflectiespectroscopie in digitaal video om snelle en objectieve detectie van beginnende circulatoire veranderingen mogelijk te maken. Gekwantificeerde objectieve beoordeling van capillaire vultijd met behulp van reflectiespectroscopie kan een vroege waarschuwing zijn voor beginnende circulatoire veranderingen en triage en continue monitoring van ernstig zieke patiënten vergemakkelijken. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het, vergeleken met beoordeling met het blote oog, een zeer exacte en objectieve manier biedt om de capillaire vultijd te meten.
De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot vroege triage van traumapatiënten op een ongeluksplaats of bij de noodsituatie of continue supervisie van ernstig zieke patiënten. Om te beginnen, sluit de camera en de computer aan met een USB-kabel en zet de camera op videomodus. Schakel vervolgens de camera in en zorg ervoor dat deze verbinding maakt met de computer.
Start vervolgens de op afstand bestuurde camerasoftware. Verwijder ook alle omgevingslichtbronnen en draai het computerscherm weg van het meetgebied. Om te beginnen, breng de proefpersoon binnen en laat hem zich gedurende minimaal 20 minuten in rugligging aan de omgeving wennen.
Klik vervolgens op de Life View-knop en druk op Start. Schakel tussen videomodus en TV-modus door op de radioknoppen te klikken. Zorg ervoor dat een live videostream van de voorhoofd van het onderwerp zichtbaar is op het display van de camera en op het computerscherm.
Stel vervolgens de camera in op een hoogte van ongeveer 15 centimeter direct boven het voorhoofd van het onderwerp en zorg ervoor dat de focus van de camera is ingesteld op autofocus. Vraag de proefpersoon om zijn hoofd stil te houden gedurende de duur van de test en om te onthouden van praten. Informeer vervolgens de proefpersoon om zijn hoofd op een kussen te leggen en stil te houden gedurende de duur van de test.
Vraag hen niet te praten tijdens de 20 seconden dat de test zal duren. Ze mogen hun ogen gedurende de hele tijd gesloten houden als ze het licht te fel vinden. Zoek in het Life View-venster HD Record en klik erop om een continue opname gedurende 20 seconden te starten.
Beweeg de camera niet tijdens de duur van de test. Aan het einde van de eerste vijf seconden van de baseline-opname, breng u een stevige blancherende druk aan op het meetgebied gedurende vijf seconden met behulp van een plastic theelepel voor drukvereffening en temperatuurisolatie. Laat vervolgens de druk los en trek de plastic theelepel snel uit het meetgebied.
Ga door met opnemen gedurende nog eens 10 seconden om de daaropvolgende hyperemische respons vast te leggen. Aan het einde van de 20 seconden, stopt u de opname door te klikken op Stop in het Life View-venster. Zodra de opname is gestopt, wordt er een venster geopend om het videobestand op te slaan.
Naam de video en sla het op in mov-formaat. Koppel de camera los van de computer zodra de video is gedownload naar de daarvoor bestemde map op de computer. Start de analysesoftware door te dubbelklikken op het pictogram op het bureaublad.
Zodra de software is gestart, selecteert u op het hoofdscherm Movie Page. Klik in het Movie Page-venster op Load Movie. Wacht tot de software de film heeft geüpload en geanalyseerd.
Zodra het uploaden en analyseren van de film is voltooid, klikt u op Save As Images en wacht u tot de software de video analyseert en deelt in individuele JPEG-afbeeldingen. Zoek vervolgens en selecteer Crop Images Page in het hoofdschermvenster. Klik in het Crop Images Page-menu op First Photo en navigeer naar de map die de JPEG-foto's van de video bevat.
Selecteer de eerste foto om te analyseren. De software zal automatisch de volgende foto's van die batch selecteren. Klik op het bewerkingsmenu en kies tussen cirkelvormige of rechthoekige markers voor het gebied van belang.
Vervolgens, in het Select Photos-venster, vindt u de werkelijke fotobox en typt u de naam van de eerste foto in de batch, waar de onderzoekersvingers volledig zijn teruggetrokken van het meetgebied. Om deze foto te vinden, bekijkt u de map met de individuele foto's van de video. Selecteer een gebied van belang door op de linkermuisknop te klikken en vast te houden, en teken een cirkel of rechthoek in het fotovenster dat binnen de grenzen van het gebleekte gebied ligt.
Het geselecteerde gebied van belang wordt automatisch toegepast op alle foto's van de batch. Klik vervolgens op het menu Bestand en kies Save ROI om de locatie van het geselecteerde gebied van belang voor toekomstig gebruik op te slaan. Klik vervolgens op de Curve Tracker en wacht tot de software het gebied van belang analyseert.
Zodra het Curve Tracker-venster opent, wordt de verandering in rode bloedcelconcentratie voor het geselecteerde gebied van belang gedurende de duur van de test weergegeven als een curve. Klik ten slotte op Export Data en sla het ruwe gegevenstranscript op voor verdere analyse. Met behulp van deze methode kan de capillaire vulreactie worden gepresenteerd als de verandering in rode bloedcelconcentratie in de tijd.
Tijdens de eerste vijf seconden van de test worden de baselinewaarden verzameld. Vervolgens wordt er druk uitgeoefend om het nulpunt van het bloed te bereiken. Zodra de druk wordt verlicht, begint het bloed terug te keren naar het gebied en zal het na een paar seconden pieken.
Deze representatieve grafiek is voor een gezonde mannelijke vrijwilliger. Een langzamere vultijd zou wijzen op slechte huidperfusie en kan duiden op ongunstige omstandigheden. Het gebruik van reflectiespectroscopievideo's geeft meer gedetailleerde gegevens over veranderingen in capillaire vultijd in vergelijking met beoordeling met het blote oog.
De gepresenteerde methode heeft verdere ontwikkeling nodig, maar toont duidelijk het potentieel van de techniek bij het meten van capillaire vulgebeurtenissen.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Deze studie presenteert een protocol voor het gebruik van diffuse polarisatiespectroscopie om de klinische bruikbaarheid van de capillaire vultest te verbeteren. Het onderzoek onderzoekt een gedetailleerde analyse van de capillaire vultijd bij gezonde vrijwilligers, met behulp van diffuse reflectiespectroscopie en nieuwe informatie-eindpunten voor objectieve beoordeling.
Belangrijke onderzoekscomponenten
Wetenschapsgebied
- Klinische beoordeling
- Meting van capillaire vultijd
- Diffuse polarisatiespectroscopie
Achtergrond
- Capillaire vultijd is een cruciale indicator voor het beoordelen van de circulatiestatus.
- Huidige beoordelingen zijn vaak afhankelijk van subjectieve visuele inspectie.
- Objectieve methoden voor het kwantificeren van capillaire vultijd zijn noodzakelijk voor betere klinische resultaten.
Doel van het onderzoek
- Om de nauwkeurigheid van beoordelingen van capillaire vultijd te verbeteren door gebruik te maken van geavanceerde spectroscopietechnieken.
- Om een objectievere maatstaf te bieden die kan helpen bij de vroege detectie van circulatiewijzigingen.
- Om de implicaties voor triage en monitoring van ernstig zieke patiënten te onderzoeken.
Gebruikte methoden
- Diffuse polarisatiespectroscopie werd gebruikt om de capillaire vultijd te analyseren.
- Het onderzoek omvatte gezonde vrijwilligers onder gecontroleerde omstandigheden.
- Belangrijke stappen omvatten het gebruik van een videocamera voor het opnemen van het capillaire vulproces.
- Proefpersonen werden acclimatiseerd voorafgaand aan het testen, en specifieke drukttechnieken werden toegepast tijdens de meting.
Belangrijkste resultaten
- Het protocol toonde een nauwkeurige en objectieve methode voor het meten van capillaire vultijd in vergelijking met traditionele visuele beoordelingen.
- De bevindingen gaven een verband aan tussen gemeten vultijden en de effectiviteit van huidperfusie.
- De methode leverde kwantitatieve gegevens op over de hyperemische respons na drukverlichting, wat potentiële klinische toepassingen aangeeft.
Conclusies
- Deze studie stelt een nieuwe techniek voor het nauwkeurig meten van capillaire vulgebeurtenissen vast, wat klinische beoordelingen verbetert.
- De verkregen inzichten kunnen leiden tot verbeterde monitoring van de circulatiestatus in noodgevallen en intensieve zorg.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Objective quantification of capillary refill time addresses a critical gap in early circulatory assessment, where subjective visual inspection limits reliability in triage and monitoring. By providing precise, reproducible measurements of skin perfusion dynamics, this method supports mechanistic de-risking in preclinical models of shock, sepsis, and hypoperfusion. The technique enables predictive confidence in identifying incipient circulatory compromise before vital sign changes, informing go/no-go decisions in therapeutic development pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of vascular homeostasis mechanisms and functional validation of targets involved in microcirculatory regulation.
- Operational Value: Provides a quantitative, translatable biomarker for assessing pathway modulation in disease-relevant systems.
- Predictive Value: Supports preclinical model validation by correlating compound effects with objective perfusion endpoints, reducing false positives in lead identification.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Generates standardized, time-resolved reflectance data suitable for high-content screening of vasoactive compounds.
- Quantitative Output: Delivers continuous red blood cell concentration curves enabling precise calculation of refill onset, peak, and recovery kinetics.
- Reproducibility: Minimizes operator-dependent variability through automated region-of-interest tracking and baseline normalization.
Translational & Preclinical Research
- Disease-Relevant System: Applicable in models of hemorrhagic shock, endotoxemia, and hypothermia where skin perfusion serves as a translational biomarker.
- Mechanistic De-risking: Clarifies whether observed cardiovascular effects stem from direct vascular action versus secondary hemodynamic consequences.
- Translational Continuity: Bridges discovery-phase mechanism validation with preclinical safety assessment through conserved perfusion physiology.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum by providing objective perfusion data that informs target validation, supports assay development for cardiovascular modulators, and enables risk-adjusted progression from hit confirmation to lead optimization.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing around nitric oxide signaling, endothelin pathways, and adrenergic regulation of capillary tone.
- Screening: Yields assay-ready perfusion metrics for evaluating compound libraries targeting microvascular function.
- Analytics: Supplies time-series hemodynamic data for comparative analysis across doses, genotypes, or treatment conditions.
- Translational Research: Aligns with preclinical validation of vasoprotective agents where perfusion recovery predicts clinical efficacy.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable perfusion assessment platform applicable across therapeutic areas including immunology, critical care, and cardiovascular disease.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases target validation confidence by reducing ambiguity in circulatory mechanism attribution.
- Operational Value: Enhances reproducibility and scalability of perfusion assays across sites and models.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling earlier detection of ineffective or toxic candidates.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization based on objective microcirculatory response profiles.
Implementation Considerations
- Requires expertise in videomicroscopy, spectrophotometric analysis, and physiological monitoring.
- Needs stable illumination, temperature-controlled environment, and pressure application standardization.
- Demands cross-functional alignment between pharmacology, physiology, and imaging teams for protocol consistency.
- Must account for inter-subject variability in skin pigmentation, thickness, and baseline perfusion.
- Limited to superficial tissue assessment; not suitable for deep tissue or organ-specific perfusion without adaptation.
