Artykuł metodologiczny

Przezskórne obrazowanie mikrokrążenia u wcześniaków

DOI:

10.3791/53562

⸱

31 grudnia 2015

 ,  , 
1Department of Pediatrics, Division of Neonatology, Erasmus MC-Sophia Children's Hospital

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Obrazowanie mikrokrążenia (MI) jest używane do monitorowania perfuzji obwodowej u krytycznie chorych lub wcześniaków. Ten manuskrypt i film pokazują optymalne podejście do uzyskiwania obrazów wysokiej jakości.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Obrazowanie mikrokrążenia (MI) jest stosunkowo nowym narzędziem badawczym, głównie używanym na oddziale intensywnej terapii. MI zapewnia wyraźny widok najmniejszych naczyń włosowatych, tętniczek i żyłek. Efekt powiększenia wizualizuje wzorzec przepływu erytrocytów przez te naczynia.

Jego nieinwazyjny charakter sprawia, że nadaje się do stosowania u (wcześniaków) noworodków, nawet u pacjentów niestabilnych krążeniowo-oddechowo. U dorosłych i dzieci zawał mięśnia sercowego wykonuje się głównie podjęzykowo, ale nie jest to możliwe u wcześniaków, ponieważ nie mogą one współpracować, a rozmiar sondy jest problematyczny. U wcześniaków zawał mięśnia sercowego wykonuje się zatem przezskórnie. Ich cienka skóra umożliwia uzyskanie wysokiej jakości obrazów mikrokrążenia obwodowego.

W tym manuskrypcie zademonstrujemy metodę przezskórnego zawału mięśnia sercowego u wcześniaków. Skupimy się na różnych technikach i udzielimy wskazówek, jak zoptymalizować jakość obrazu. Omówiono również najważniejsze kwestie związane z ustawieniami oprogramowania, bezpieczeństwem i analizą offline.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Diagnostyka hemodynamiczna u krytycznie chorych wcześniaków zawsze była trudna. Większość narzędzi diagnostycznych stosowanych u dorosłych nie może być stosowana u tych maleńkich wcześniaków; Do tego dochodzi problem wrażliwości parametrów wynikowych. Ale przede wszystkim te niemowlęta są tak wrażliwe, że ryzyko związane z procedurami diagnostycznymi nie przeważa nad korzyściami. W efekcie w dziedzinie neonatologii hemodynamika została zaniedbana i w związku z tym brakuje wiedzy na ten temat.

Ciekawą opcją na rozwiązanie tych problemów może być wizualizacja mikrokrążenia. Wprowadzenie mikroskopów ręcznych pod koniec lat dziewięćdziesiątych umożliwiło wizualizację mikrokrążenia w sposób nieinwazyjny. Wprowadzono trzy generacje urządzeń: obrazowanie spektralne polaryzacji ortogonalnej (OPS)1, obrazowanie ciemnego pola bocznego (SDF)2 i obrazowanie padającego ciemnego pola (IDF)3. Wszystkie wykorzystują mniej więcej tę samą technikę, w której zielone światło stroboskopowe o określonej długości fali (548 nm) oświetla mikrokrążenie. Zielone światło jest pochłaniane przez tleno- i deoksyhemoglobinę i w większości odbijane przez otaczającą tkankę. Ta właściwość zielonego światła tworzy zatem widoczny kontrast. Odbite światło przechodzi przez soczewkę powiększającą i jest rzutowane na matrycę aparatu. W ten sposób możliwe jest uwidocznienie przepływających czerwonych krwinek na głębokości około jednego milimetra tkanki błony śluzowej lub bezpośrednio w narządach stałych.

W ciągu ostatnich 15 lat, mikrokrążenie było badane głównie u dorosłych, szczególnie u pacjentów ze wstrząsem septycznym4-6. Te badania obserwacyjne wykazały, że utrzymujące się zmiany mikrokrążenia były związane z niewydolnością narządów i śmiertelnością. Obserwacji tej nie można jednak ekstrapolować bezpośrednio na wcześniaki, ponieważ u dorosłych mikrokrążenie mierzono podjęzykowo. Nie można uzyskać wysokiej jakości obrazów mikrokrążenia podjęzykowego u wcześniaków, ponieważ nie są one w stanie współpracować. U niemowląt urodzonych w terminie mikrokrążenie policzkowe jest obszarem zainteresowania7. Na szczęście u wcześniaków cienka skóra umożliwia przezskórne obrazowanie mikrokrążenia. Podejście to zostało zastosowane w badaniach noworodków koncentrujących się na transfuzji krwi8, hipotermiiterapeutycznej9 i niedociśnieniu10.

W tym manuskrypcie prezentujemy nasz protokół przezskórnego obrazowania mikrokrążenia z wykorzystaniem obrazowania Incident Dark Field u wcześniaków. Skupimy się na różnych strategiach, aby uzyskać obrazy najwyższej jakości. Szczegóły techniczne i różnice między urządzeniami SDF i IDF można znaleźć w innym miejscu11.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten protokół jest zgodny z wytycznymi lokalnej komisji etycznej ds. badań na ludziach.

1. Przygotowanie

  1. Zaplanuj pomiar mikrokrążenia tak, aby nie pokrywał się z innymi procedurami, takimi jak pobieranie krwi. U noworodków urodzonych w terminie najlepiej wykonywać go po karmieniu. Zapobiega to poruszeniu i ułatwia pomiar.
  2. Upewnij się, że pielęgniarka lub rodzic jest obecny, aby wspierać i pocieszać noworodka podczas badania, zgodnie z zasadami Programu Indywidualnej Opieki i Oceny RozwojowejNoworodka 12.
    Uwaga: Chociaż pomiary mogą być wykonywane przez jedną osobę, zdecydowanie zaleca się korzystanie z pomocy drugiej osoby. Jeden trzyma kamerę i skupia się na noworodku, podczas gdy drugi obsługuje komputer i oprogramowanie. Z naszego doświadczenia wynika, że skutkuje to wyższą jakością obrazów i krótszym czasem trwania zabiegu.
  3. Jeśli stan kliniczny noworodka na to pozwala, należy ułożyć go w pozycji leżącej. Obrazowanie mikrokrążeniowe można wykonywać w pozycji leżącej, ale wymaga to większych umiejętności i cierpliwości.
  4. Upewnij się, że temperatura ciała wcześniaka mieści się w odpowiednim zakresie (36,5 - 37,5 stopni Celsjusza).

2. Procedura

  1. Zainstaluj urządzenie wzdłuż inkubatora. Upewnij się, że inkubator znajduje się na odpowiedniej wysokości.
  2. Załóż jednorazową nasadkę na aparat.
  3. Nałóż żel, olej lub sól fizjologiczną na końcówkę sondy; pomoże to wygładzić kontakt między sondą a skórą.
  4. Umieść kamerę po brzuszno-przyśrodkowej stronie ramienia niemowlęcia. Aby zapobiec artefaktom ostrości, upewnij się, że sonda jest prostopadła do skóry. Może to wymagać zmiany pozycji ramienia niemowlęcia.
    Uwaga: Brzuszno-przyśrodkowa strona ramienia jest głównym miejscem do pomiaru mikrokrążenia skórnego. To miejsce ma mało włosów lanugo i dlatego jest mniej podatne na artefakty. Najłatwiej jest go osiągnąć, jeśli pacjent jest ułożony w pozycji leżącej.
  5. Aby zminimalizować całkowitą długość procedury, zyskaj czas, znajdując optymalną głębokość ostrości (Rysunek 3), jednocześnie przeszukując lokalizację z najmniejszą liczbą artefaktów.
    Uwaga: Głębokość ostrości zależy przede wszystkim od wieku poporodowego, a nie ciążowego. Średnia głębia ostrości w pierwszym tygodniu życia wynosi 0 - 80 μm. Następnie, ze względu na dojrzewanie skóry, głębokość ogniskowania gwałtownie wzrasta ze średnimi wartościami 80 - 200 μm między 1 a 4 tygodniem wieku pourodzeniowego (ryc. 2). U noworodków urodzonych w terminie średnia głębokość ostrości wynosi 80 - 160 μm przy urodzeniu.
  6. Ustabilizuj sondę, aby uniknąć artefaktów ruchu. W tym celu oprzyj łokieć na okienku inkubatora, a nadgarstek obok noworodka. Alternatywnie, umieść sondę obok noworodka na poduszce.
  7. Unikaj artefaktów ucisku, pozwalając aparatowi mieć tylko najmniejszy kontakt ze skórą. Artefakty ciśnienia można rozpoznać podczas przechwytywania obrazu, jeśli w naczyniach występuje przepływ tam iz powrotem lub jeśli duże naczynia nie są perfuzjone, podczas gdy w małych naczyniach występuje dobry przepływ. Ponadto, jeśli wzorzec przepływu jest identyczny na całym ekranie, uważaj na artefakty ciśnienia.
  8. Nagrywaj filmy przez co najmniej 5 sekund.
  9. Po udanym przechwyceniu przenieś aparat w inne miejsce na ramieniu.
    Uwaga: Zaleca się nagranie łącznie 5-10 filmów w 3-5 różnych lokalizacjach, ponieważ niektóre artefakty są rozpoznawane tylko podczas analizy offline, co oznacza, że dany film nie nadaje się do analizy.
  10. Delikatnie usuń żel, olej lub sól fizjologiczną ze skóry za pomocą małej gazy.

3. Analiza offline

  1. Przytnij wideo, jeśli występuje znaczny ruch, który utrudnia analizę. Przejdź do sekcji "Narzędzia" i użyj przycisku "Edytor". Wybierz interwał klatek kwalifikujący się do analizy i kliknij przycisk "Przytnij wideo". Uwaga: Filmy są dopuszczalne, jeśli ruch znajduje się w odległości 1/2 od polaview 13.
  2. Wybierz przycięte wideo i ustabilizuj je. Przejdź do sekcji "Narzędzia" i użyj przycisku "Analiza". Kliknij przycisk 'Stabilizuj'.
    Uwaga: Wszystkie filmy muszą zostać ustabilizowane, zanim będzie można przeprowadzić automatyczną analizę.
  3. Wybierz ustabilizowane wideo. Przejdź do sekcji "Analiza" i kliknij przycisk "Wykryj". Upewnij się, że opcje "Kapilary" i "Naczynia" są podświetlone.
  4. Po wykryciu (Rysunek 4) kliknij przycisk "CNA" lub "De Backer", aby uzyskać pełny raport z mikrokrążenia. Raport ten zawiera najczęściej używane parametry wynikowe, takie jak całkowita gęstość naczyń (TVD), gęstość naczyń perfundowanych (PVD) i odsetek perfuzji naczyń (PPV).
    Uwaga: Alternatywnie filmy można eksportować w trybie offline w celu ręcznej analizy. Opcja ta znajduje się w sekcji "Narzędzia". Wybierz opcję "Eksportuj" i kliknij przycisk "Eksport AVA".

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Rysunki 1 i 2 pokazują reprezentatywne zdjęcia wysokiej jakości filmów MI. Przykłady te pokazują różnicę w grubości skóry u tych samych niemowląt między dniem 1 (ryc. 1) a dniem 28. (ryc. 2) w wieku poporodowym. W pierwszym dniu następuje jasne oświetlenie, odpowiednie skupienie na mikronaczyniach i minimalna obecność artefaktów. W 28 dniu trudniej jest znaleźć właściwą równowagę między skupieniem się na mikronaczyniach a artefaktami ze w...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W niniejszym artykule opisano i zademonstrowano podejście do przezskórnego obrazowania mikrokrążenia u wcześniaków. Wizualizacja tej metody pomoże naukowcom przezwyciężyć dwa z największych wyzwań w badaniach: powtarzalność oraz czasochłonność i pracochłonność uczenia się nowych technik. Technika ta może w nieinwazyjny sposób dostarczyć użytecznych informacji na temat mikrokrążenia obwodowego u wcześniaków. Pomiary seryjne mogą pomóc klinicystom w ocenie efektów interwencji terapeutycznych. Mikrokrążenie to obszar, w któ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dziękujemy J. Hagoortowi za przeczytanie i poprawienie manuskryptu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
CytocamBraediushttp://www.braedius.com/magnoliaPublic/braedius/products.htmlInne dobrze znane mikroskopy ręczne do wizualizacji mikrokrążenia to MicroScan (Microvision Medical) wykorzystujący technikę SDF lub CytoScan (CytoMetrics) wykorzystujący technikę OPS
Jednorazowa osłona obiektywuGlycocheckhttp://www.glycocheck.com/lenscovers.php
CCToolsBraediushttp://www.braedius.com/magnoliaPublic/braedius/products.htmlInnym dobrze znanym programem do analizy offline jest AVA (Microvision medical). 

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Groner, W., et al. Orthogonal polarization spectral imaging: a new method for study of the microcirculation. Nat Med. 5 (10), 1209-1212 (1999).
  2. Goedhart, P. T., Khalilzada, M., Bezemer, R., Merza, J., Ince, C. Sidestream Dark Field (SDF) imaging: a novel stroboscopic LED ring-based imaging modality for clinical assessment of the microcirculation. Opt Express. 15 (23), 15101-15114 (2007).
  3. Sherman, H., Klausner, S., Cook, W. A. Incident dark-field illumination: a new method for microcirculatory study. Angiology. 22 (5), 295-303 (1971).
  4. Trzeciak, S., et al. Early microcirculatory perfusion derangements in patients with severe sepsis and septic shock: relationship to hemodynamics, oxygen transport, and survival. Ann Emerg Med. 49 (1), 88-98 (2007).
  5. Sakr, Y., Dubois, M. J., De Backer, D., Creteur, J., Vincent, J. L. Persistent microcirculatory alterations are associated with organ failure and death in patients with septic shock. Crit Care Med. 32 (9), 1825-1831 (2004).
  6. De Backer, D., et al. Microcirculatory alterations in patients with severe sepsis: impact of time of assessment and relationship with outcome. Crit Care Med. 41 (3), 791-799 (2013).
  7. Buijs, E. A., et al. Early microcirculatory impairment during therapeutic hypothermia is associated with poor outcome in post-cardiac arrest children: A prospective observational cohort study. Resuscitation. , (2013).
  8. Genzel-Boroviczeny, O., Christ, F., Glas, V. Blood transfusion increases functional capillary density in the skin of anemic preterm infants. Pediatr Res. 56 (5), 751-755 (2004).
  9. Ergenekon, E., et al. Peripheral microcirculation is affected during therapeutic hypothermia in newborns. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 98 (2), F155-F157 (2013).
  10. Schwepcke, A., Weber, F. D., Mormanova, Z., Cepissak, B., Genzel-Boroviczeny, O. Microcirculatory mechanisms in postnatal hypotension affecting premature infants. Pediatr Res. , (2013).
  11. van Elteren, H. A., Ince, C., Tibboel, D., Reiss, I. K., de Jonge, R. C. Cutaneous microcirculation in preterm neonates: comparison between sidestream dark field (SDF) and incident dark field (IDF) imaging. J Clin Monit Comput. , (2015).
  12. Als, H., et al. Individualized Behavioral and Environmental Care for the Very-Low-Birth-Weight Preterm Infant at High-Risk for Bronchopulmonary Dysplasia - Neonatal Intensive-Care Unit and Developmental Outcome. Pediatrics. 78 (6), 1123-1132 (1986).
  13. Massey, M. J., et al. The microcirculation image quality score: development and preliminary evaluation of a proposed approach to grading quality of image acquisition for bedside videomicroscopy. J Crit Care. 28 (6), 913-917 (2013).
  14. Weidlich, K., et al. Changes in microcirculation as early markers for infection in preterm infants--an observational prospective study. Pediatr Res. 66 (4), 461-465 (2009).
  15. De Backer, D., et al. How to evaluate the microcirculation: report of a round table conference. Crit Care. 11 (5), R101(2007).
  16. Sallisalmi, M., Oksala, N., Pettila, V., Tenhunen, J. Evaluation of sublingual microcirculatory blood flow in the critically ill. Acta Anaesthesiol Scand. 56 (3), 298-306 (2012).
  17. van den Berg, V. J., et al. Reproducibility of microvascular vessel density analysis in Sidestream dark-field-derived images of healthy term newborns. Microcirculation. 22 (1), 37-43 (2015).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Analiza mikrokr eniaperfuzja obwodowatechnika nieinwazyjnaustawienia oprogramowaniaanaliza offlineg sto naczyg sto naczy perfundowanychdetekcja naczy kapilarnych

Powiązane artykuły