Artykuł przeglądowy

Aktualne metody, kontrola jakości i perspektywy translacyjne w zakresie przyłóżkowego monitorowania mikrokrążenia podjęzykowego w stanach krytycznych

DOI:

10.3791/71498

⸱

21 sierpnia 2026

 ,  ,  ,  , 
1Department of Critical Care Medicine, The Fourth Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 2International Institutes of Medicine, Zhejiang University, 3College of Biomedical Engineering and Instrument Science, Zhejiang University

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

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

Niniejszy przegląd analizuje aktualne metody przyłóżkowego monitorowania mikrokrążenia podjęzykowego, kładąc nacisk na jakość pozyskiwania danych, standaryzację sprawozdawczości, walidację oraz implementację kliniczną. Rozróżnia on dowody uznane od koncepcji zaproponowanych przez autorów i określa praktyczne priorytety w zakresie powtarzalności, bezpieczeństwa i przyszłej oceny klinicznej.

Streszczenie

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

Zaburzenia mikrokrażenia mogą utrzymywać się u pacjentów w stanie krytycznym nawet po przywróceniu ciśnienia tętniczego, rzutu serca oraz innych systemowych parametrów hemodynamicznych. Błona śluzowa podjęzykowa stanowi dostępny obszar do wielokrotnej oceny mikrokrażenia przy łóżku pacjenta, jednak rutynowe wdrożenie kliniczne jest wciąż ograniczone przez artefakty podczas akwizycji, zależność od operatora, obciążenie analizą obrazu, zmienną jakość pomiarów oraz niepewne zależności z podejmowaniem decyzji terapeutycznych. Celem niniejszego przeglądu narracyjnego jest analiza aktualnych metod przyłóżkowego monitorowania mikrokrażenia podjęzykowego, ocena ich zalet i ograniczeń oraz określenie praktycznych priorytetów w celu ich wprowadzenia do rutynowej praktyki klinicznej. Przegląd podsumowuje uznane i nowo powstające podejścia pomiarowe do oceny morfologii naczyniowej, gęstości naczyń, wzorców przepływu komórek krwi, regionalnych sygnałów związanych z prędkością, utlenowania tkanek oraz jakości danych, podkreślając, że te komplementarne pomiary nie są zamienne i wymagają rygorystycznej kontroli jakości. Ponadto przedstawiono ustandaryzowane rozważania dotyczące akwizycji i raportowania, wskaźniki wydajności, testy powtarzalności, walidację analityczną oraz porównania referencyjne odpowiednie dla różnych domen pomiarowych. Na koniec zaprezentowano zaproponowany przez autorów modularny schemat postępowania, aby zilustrować ustrukturyzowane ramy detekcji, kontroli jakości, przetwarzania danych i raportowania przy łóżku pacjenta. Niniejsze ramy koncepcyjne mają na celu ukierunkowanie przyszłego rozwoju technicznego i walidacji klinicznej i nie stanowią klinicznie zwalidowanego urządzenia, systemu diagnostycznego ani algorytmu leczenia.

Wprowadzenie

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

Resuscytacja w szoku jest zazwyczaj prowadzona w oparciu o ciśnienie tętnicze, rzut serca, poziom mleczanów oraz inne zmienne systemowe. Choć wskaźniki te są niezbędne, nie zawsze wskazują one, czy krew skutecznie dociera do poszczególnych łożysk kapilarnych. W sepsie uszkodzenie śródbłonka, rozpad glikokaliksu, zaburzone interakcje komórek krwi oraz rozregulowana kontrola naczyniowa mogą zmniejszyć gęstość perfuzji kapilarnej i prowadzić do niejednorodnego przepływu krwi1,2. Gdy hemodynamika systemowa ulega poprawie bez odpowiadającego jej powrotu perfuzji tkankowej, rozbieżność tę określa się mianem niespójności hemodynamicznej3,4.

Błona śluzowa podjęzykowa stanowi praktyczne i łatwo dostępne miejsce do wielokrotnej oceny mikrokrążenia przy łóżku pacjenta. Przenośna mikroskopia witalna (HVM) dostarczyła najszerszego zakresu dowodów klinicznych uzyskanych przy łóżku pacjentów w stanie krytycznym5,6. Niemniej jednak rutynowe wdrożenie kliniczne pozostaje wyzwaniem. Oświadczenia konsensusowe oraz przeglądy metodologiczne wskazały ślinę, nacisk sondy, pęcherzyki powietrza, ruch oraz niestabilne oświetlenie jako częste przyczyny niskiej jakości pozyskiwanych obrazów7. Dodatkowo analiza obrazu jest wymagająca technicznie i często czasochłonna8. Formalne systemy oceny jakości obrazu oraz badania walidacyjne wykazały ponadto, że nagrania wideo o niskiej jakości mogą w znacznym stopniu wpływać na raportowane zmienne mikrokrążeniowe9,10.

Niniejszy przegląd analizuje możliwości i ograniczenia ugruntowanych oraz powstających metod przyłóżkowego monitorowania mikrokrążenia podjęzykowego, wskazuje obszary o najsilniejszych dowodach wspierających oraz omawia praktyczne wymagania niezbędne do skutecznej translacji klinicznej. Zamiast przedstawiać szeroki przegląd patofizjologii mikrokrążenia lub technologii monitorowania, recenzja koncentruje się na ustandaryzowanych pomiarach pochodnych HVM, jakości akwizycji, rozpoznawaniu trybów awarii, minimalnych wymaganiach dotyczących raportowania, weryfikacji na poziomie modułów, walidacji analitycznej specyficznej dla danej domeny oraz etapowym podejściu do oceny klinicznej. W całym przeglądzie ugruntowane dowody są wyraźnie odróżnione od zaproponowanych przez autorów koncepcji projektowych i priorytetów walidacji, aby uniknąć sugestii, że proponowane ramy stanowią klinicznie zwalidowany system monitorowania.

Przegląd i perspektywa

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

Przegląd literatury i zakres
Wstępne ukierunkowane wyszukiwanie objęło bazy PubMed/MEDLINE, Embase oraz Web of Science Core Collection od momentu ich powstania do 1 stycznia 2026 roku. 22 czerwca 2026 roku przeprowadzono ukierunkowaną aktualizację wyszukiwania w celu zidentyfikowania nowo opublikowanych badań bezpośrednio związanych z monitorowaniem mikrokrążenia podjęzykowego, zestandaryzowanymi metrykami ręcznej mikroskopii witalnej, jakością akwizycji, potencjalnymi metodami detekcji, automatyczną analizą, walidacją na poziomie modułu oraz translacją kliniczną. Terminy wyszukiwania łączyły mikrokrążenie podjęzykowe z obrazowaniem spektralnym z polaryzacją ortogonalną (OPS), obrazowaniem w ciemnym polu bocznym (SDF), obrazowaniem w ciemnym polu padającym (IDF), spektroskopią bliskiej podczerwieni (NIRS), metodami laserowymi i dopplerowskimi, przezskórnym monitorowaniem dwutlenku węgla, automatyczną analizą obrazu, sztuczną inteligencją, sepsą, wstrząsem i stanami krytycznymi. Przeanalizowano również listy referencyjne odpowiednich przeglądów, oświadczeń konsensusowych oraz prac metodologicznych.

Kwerendę zaprojektowano w celu wsparcia syntezy narracyjnej i translacyjnej, a nie w celu dostarczenia wyczerpującej oceny efektu leczenia lub dokładności diagnostycznej. Do kwalifikujących się źródeł należały oświadczenia konsensusowe, badania metodologiczne i walidacyjne, kliniczne badania obserwacyjne i interwencyjne oraz wytyczne dotyczące raportowania istotne dla systemów monitorowania we wczesnym stadium. Badania na zwierzętach oraz badania inne niż podjęzykowe włączono tylko wtedy, gdy wyjaśniały one prawdopodobieństwo fizjologiczne, ograniczenia techniczne lub punkty odniesienia dopasowane do danej domeny. Przegląd ograniczono do publikacji w języku angielskim. Z wyjątkiem ujawnionego patentu wykorzystanego jako przykładowy projekt, źródła niepoddane recenzji nie były używane jako dowody wydajności pomiarowej lub skuteczności klinicznej. Nie przeprowadzono systematycznego przeszukiwania krajobrazu patentowego. Nie wykonano formalnej oceny ryzyka błędu (risk-of-bias) ani syntezy ilościowej. Omówiony poniżej patent ujawniony przez autora nie był traktowany jako dowód ważności analitycznej, bezpieczeństwa, wykonalności, gotowości regulacyjnej ani skuteczności klinicznej.

Dowody kliniczne i ograniczenia hemodynamiczne układu systemowego
Większość dowodów klinicznych dotyczy korelacji, a nie wytycznych dotyczących leczenia. W przypadku wstrząsu septycznego badano połączone miary perfuzji obwodowej i podjęzykowej w celu oceny prognostycznej11. Niższa gęstość naczyń perfundowanych była wiązana z dysfunkcją narządową i śmiertelnością12, a nieprawidłowa perfuzja podjęzykowa w momencie przyjęcia na oddział intensywnej terapii (OIT) była niezależnie powiązana z 30-dniową śmiertelnością u pacjentów w wieku 80 lat lub więcej we wstrząsie13. Badania te potwierdzają kliniczną istotność oceny mikrokrążenia podjęzykowego, ale nie wykazują, aby podejmowanie działań w oparciu o pomiar mikrokrążenia poprawiało wyniki leczenia pacjentów.

Główne dowody z badań randomizowanych pozostają ostrzegawcze. W badaniu wieloośrodkowym włączenie zmiennych mikrokrążenia podjęzykowego do planu leczenia doprowadziło do częstszych zmian w płynoterapii i stosowaniu leków wazoaktywnych, ale nie zmniejszyło śmiertelności w ciągu 30 dni14. Przeglądy dotyczące podawania płynów również wskazują na zmienne odpowiedzi: poprawa jest bardziej prawdopodobna, gdy rzut serca wzrasta, a perfuzja tkankowa jest upośledzona, jednak nie można założyć korzyści dla każdego pacjenta lub każdej strategii płynoterapii15,16. Szerszy przegląd reanimacji kierowanej mikrokrążeniem doprowadził do podobnego wniosku, mianowicie, że użyteczność kliniczna tego podejścia pozostaje nieudowodniona17.

Zatem prawdopodobieństwo fizjologiczne, korelacja prognostyczna, trafność pomiaru, wykonalność przy łóżku pacjenta oraz użyteczność kliniczna stanowią odrębne kwestie. System monitorowania użyteczny klinicznie musi robić więcej niż tylko wykrywać sygnał nieprawidłowy; musi generować powtarzalne pomiary, wskazywać, kiedy dane są niewiarygodne oraz integrować się z wcześniej określonym procesem ponownej oceny, nie powodując przy tym niewłaściwych interwencji.

Wartość kliniczna i ograniczenia miejsca podjęzykowego
Błona śluzowa podjęzykowa zawiera gęstą powierzchowną sieć naczyniową, która może być wielokrotnie oceniana przy łóżku pacjenta. Morfologia naczyniowa w tym obszarze została zmapowana u zdrowych ochotników18, a wybór miejsca kierowany anatomią może poprawić spójność pomiędzy poszczególnymi pomiarami19. Opisano również rzadkość naczyń kapilarnych w obszarze podjęzykowym w przebiegu przewlekłej niewydolności serca20. Wspólnie znaleziska te potwierdzają, że błona śluzowa podjęzykowa jest wykonalnym miejscem obserwacji, choć nie ustalają one uniwersalnych zakresów referencyjnych dla różnych jednostek chorobowych lub urządzeń.

Pomiary podjęzykowe pozostają regionalne, a nie systemowe. Badanie wstrząsu krwotocznego u świń wykazało, że sygnał tonometryczny z obszaru podjęzykowego odzwierciedlał lokalne zmiany w mikrokrążeniu21, natomiast badanie na owcach wykazało równoległe zmiany w mikrokrążeniu spojówek i podjęzykowym w wybranych warunkach septycznych i krwotocznych22. Dane dotyczące ludzi są mniej spójne: mikrokrążenie jelitowe i podjęzykowe reagowało w różny sposób na podaż płynów po operacji z powodu sepsy brzusznej23. Monitorowanie podjęzykowe powinno być zatem interpretowane jako dostarczanie informacji z dostępnego łoża tkankowego, a nie jako uniwersalny wskaźnik zastępczy dla każdego narządu.

Ustanowione i kandydujące domeny pomiarowe
Metody rozważane w niniejszym przeglądzie można pogrupować w cztery główne kategorie pomiarowe: morfologię i gęstość naczyń, przepływ komórek krwi lub prędkość regionalną, utlenowanie tkanek oraz jakość danych. Stopień dojrzałości dostępnych dowodów różni się znacząco. HVM posiada dedykowane standardy akwizycji i analizy obrazów podjęzykowych5,6, podczas gdy kilka innych modalności jest uwzględnionych jako podejścia uzupełniające, pośrednie, wyłaniające się lub kandydujące. Pomiary gazów tkankowych najlepiej rozpatrywać oddzielnie jako opcjonalne informacje kontekstowe, ponieważ nie obrazują one bezpośrednio naczyń podjęzykowych ani przepływu kapilarnego. Żadna pojedyncza metoda nie obejmuje wszystkich domen pomiarowych, a wyniki uzyskane z różnych zasad fizycznych nie powinny być uznawane za zamienne.

HVM zapewnia najbardziej bezpośrednią wizualizację erytrocytów przemieszczających się przez powierzchowne naczynia podjęzykowe. Obrazowanie OPS po raz pierwszy umożliwiło wizualizację mikrokrążenia przy łóżku pacjenta w świetle spolaryzowanym24. Obrazowanie SDF poprawiło następnie kontrast obrazu dzięki zastosowaniu pierścienia impulsowych diod emitujących światło25, a obrazowanie IDF zostało później wprowadzone jako technika przenośna do badań pooperacyjnych i w opiece intensywnej26. Metody te charakteryzują przede wszystkim morfologię naczyniową, gęstość naczyń i wzorce przepływu, a nie bezwzględny objętościowy przepływ krwi.

HVM jest szczególnie wrażliwe na jakość akwizycji. Ślina, pęcherzyki powietrza, kompresja tkanek, ruch, słaba ostrość oraz niestabilne oświetlenie mogą przesłonić naczynia lub zmienić pozorny wzorzec przepływu9,10. W związku z tym ocena jakości stanowi integralny element samego pomiaru. Raport interpretowalny klinicznie powinien wskazywać proporcję danych przyjętych do analizy, powody odrzucenia segmentów obrazu, informację o wykryciu artefaktów kompresji lub ruchu oraz czy uzyskano akceptowalną akwizycję.

Obrazowanie odbiciowe w bliskiej podczerwieni oraz NIRS stanowią odmienne podejścia. W niniejszym przeglądzie obrazowanie odbiciowe w bliskiej podczerwieni odnosi się do potencjalnej techniki opartej na kamerze, mającej na celu zwiększenie kontrastu naczyń powierzchownych. Z kolei NIRS uzyskuje sygnał utlenowania tkanki uśredniony dla danej objętości na podstawie absorpcji i rozpraszania światła i nie pozwala na rozdzielenie poszczególnych naczyń włosowatych27. Pomiary NIRS zależą od geometrii próbkowania, składu tkanki, kontaktu sondy oraz algorytmów specyficznych dla urządzenia; w związku z tym pomiary uzyskane przy użyciu różnych systemów nie sąkoniecznie zamienne28. Ponieważ większość dostępnych dowodów nie odnosi się konkretnie do warunków podjęzykowych na oddziale intensywnej terapii, NIRS jest uznawany za uzupełniającą metodę oceny utlenowania, a nie za uznany zamiennik HVM.

Laserowa flowmetria dopplerowska dostarcza lokalnego sygnału związanego z perfuzją29, podczas gdy obrazowanie kontrastowe speckle laserowego generuje przestrzenne mapy perfuzji30. Chociaż techniki te znajdują szersze zastosowanie w ocenie perfuzji, nie są one uznanymi zamiennikami dla podjęzykowego HVM w praktyce intensywnej terapii. Fotopletyzmografia powierzchni brzusznej języka oparta na kamerze jest obiecującym, lecz wciąż eksperymentalnym podejściem, które wymaga dalszej standaryzacji pochodnych cech31. Podobnie, przezskórny monitoring dwutlenku węgla może dostarczać dodatkowych informacji na temat wymiany gazowej lub perfuzji obwodowej w wybranych warunkach OIT, jednak nie jest on ani techniką obrazowania podjęzykowego, ani bezpośrednią miarą morfologii mikronaczyniowej czy przepływu kapilarnego32.

W wymiarze praktycznym oznacza to, że pomiar gęstości, szacunek prędkości uzyskany metodą Dopplera, pomiar natlenienia oraz sygnał gazowy przezskórny odpowiadają na różne pytania fizjologiczne. Chociaż łączenie tych pomiarów może być korzystne, każdy sygnał powinien zachować własne jednostki, ograniczenia, wskaźniki jakości oraz odpowiednią metodę referencyjną. Kategorie pomiarów i reprezentatywne techniki zostały podsumowane w Tabeli 1.

Kategoria pomiaruReprezentatywne metody i potencjalne podejściaGłówne wynikiGłówne zaletyGłówne ograniczenia i artefaktyStopień dojrzałości dowodów i rola translacyjnaReprezentatywne referencje
Morfologia i gęstośćPrzenośna mikroskopia witalna (HVM; obrazowanie z wykorzystaniem ortogonalnego widma polaryzacyjnego [OPS], ciemnego pola bocznego [SDF] oraz ciemnego pola padającego [IDF]; ustanowione podejście badawcze dla obszaru podjęzykowego); obrazowanie refleksyjne w bliskiej podczerwieni oparte na kamerze (potencjalne podejście dla naczyń powierzchownych)HVM: całkowita gęstość naczyń (TVD), gęstość naczyń perfundowanych (PVD), gęstość z rozróżnieniem według wielkości naczyń, rozkład szerokości naczyń, ciągłość segmentów i heterogeniczność przestrzenna. Potencjalne obrazowanie refleksyjne: kontrast naczyń powierzchownych, ciągłość segmentów i gęstość naczyń widocznych.HVM bezpośrednio obrazuje wypełnione erytrocytami mikronaczynia i posiada najlepiej opracowane standardy pozyskiwania i analizy obrazów z obszaru podjęzykowego. Obrazowanie refleksyjne oparte na kamerze może wspierać mapowanie naczyń powierzchownych i wbudowaną analizę obrazu.HVM jest wrażliwa na nacisk sondy, ruch, ślinę, pęcherzyki powietrza, ostrość i oświetlenie. Definicje i wartości pomiarowe zależą od progów wielkości naczyń, wyboru fragmentów obrazu, oprogramowania i reguł analizy. Obrazowanie refleksyjne w bliskiej podczerwieni nie jest równoważne z HVM i może nie rozdzielać przepływu erytrocytów w kapilarach.Ustanowione: ocena morfologii i gęstości HVM w obszarze podjęzykowym na oddziałach intensywnej terapii (ICU). Potencjalne: obrazowanie refleksyjne jako dane wejściowe dla naczyń powierzchownych, wymagające niezależnej walidacji konstruktu i kryterium.5, 6, 8–10, 24–26
Przepływ i prędkośćOcena perfuzji i przepływu w HVM (PPV, MFI i wskaźnik heterogeniczności przepływu), prędkość erytrocytów wyznaczona z obrazów, laserowa flowmetria Dopplera, obrazowanie kontrastowe laserowych plamek (laser speckle contrast imaging), fotopletyzmografia oparta na kamerze (nowa metoda) oraz regionalne pomiary Dopplera (potencjalne dane wejściowe)Procent naczyń perfundowanych (PPV), półilościowy wskaźnik przepływu mikronaczyniowego (MFI), wskaźnik heterogeniczności przepływu, prędkość erytrocytów wyznaczona z obrazów, strumień lub mapy związane z perfuzją, cechy związane z pulsacyjnością oraz potencjalne sygnały związane z prędkością regionalną.Dostarcza komplementarnych informacji o perfuzji, przestrzennej heterogeniczności przepływu, prędkości i zmianach pulsacyjnych. HVM oferuje standaryzowaną, półilościową ocenę przepływu.MFI jest półilościową oceną przepływu, a nie bezwzględną miarą prędkości erytrocytów. W zależności od metody wyniki mogą być względne, regionalne lub zależne od głębokości. Na porównywalność wpływają: charakterystyka urządzenia, algorytmy analityczne, progi wielkości naczyń, ruch, kalibracja, głębokość próbkowania, sprzężenie akustyczne i kąt insonacji.Ustanowione (ograniczone do HVM): ocena perfuzji i przepływu w obszarze podjęzykowym. Ograniczone/pośrednie: laserowe metody pomiaru perfuzji. Nowe: fotopletyzmografia brzusznej strony języka. Potencjalne: regionalne pomiary Dopplera wymagające walidacji dopasowanej do dziedziny.5, 6, 8, 29–31, 33, 40
OksygenacjaSpektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS); kalibrowane podejścia wielospektralne lub spektroskopowe (opcjonalnie)Szacunki związane z oksygenacją tkanek i dynamiczne odpowiedzi podczas kontrolowanych zaburzeń fizjologicznych.Zapewnia nieinwazyjne śledzenie trendów i komplementarne informacje dotyczące oksygenacji tkanek.Sygnały są uśrednione objętościowo i zależą od głębokości próbkowania, właściwości optycznych tkanek, nacisku sondy, światła otoczenia i kalibracji specyficznej dla urządzenia. Poszczególne mikronaczynia nie są rozdzielone.Ograniczone/pośrednie w obszarze podjęzykowym na oddziałach ICU. Odpowiednie jako opcjonalny, komplementarny moduł oksygenacji po kalibracji i walidacji fizjologicznej; nie zastępuje oceny morfologii naczyń ani przepływu.27, 28
Jakość danychKonsensusowe standardy pozyskiwania, systemy oceny jakości obrazu oraz manualna lub ekspercka weryfikacja jakościProporcja zaakceptowanych danych, przyczyny odrzucenia, flagi jakości związane z ostrością, ruchem, naciskiem, oświetleniem lub wydzielinami, wskaźnik niepowodzeń w pozyskiwaniu oraz wskaźniki powtarzalności.Uczynia jawną niezawodność pomiaru, niepewność oraz przyczyny wykluczenia danych.Progi jakości są specyficzne dla danej metody. Każdy zautomatyzowany system selekcji jakości wymaga niezależnej walidacji względem wcześniej określonego standardu referencyjnego.Ustanowione: interdyscyplinarne standardy pozyskiwania i analizy obrazów HVM. Zastosowania przyszłe: zautomatyzowana selekcja jakości wymagająca niezależnej walidacji.5–10
Opcjonalne kontekstowe pomiary gazów tkankowychTranskutaneousny monitoring dwutlenku węgla (kontekstowy; nie jest to metoda obrazowania podjęzykowego)Transkutaneousne ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla, różnica między transkutaneousnym a tętniczym stężeniem dwutlenku węgla oraz trendy czasowe.Zapewnia ciągłe, nieinwazyjne informacje kontekstowe dotyczące wentylacji i może odzwierciedlać upośledzenie hemodynamiczne w interpretacji wraz z pomiarami tętniczymi.Nie obrazuje morfologii mikronaczyniowej podjęzykowej ani przepływu krwinek. Dokładność zależy od temperatury czujnika, równowagi, kalibracji, perfuzji skóry i lokalnych warunków tkankowych.Pośredni dodatek kontekstowy: nie jest to metoda monitorowania podjęzykowego ani rdzeniowy moduł platformy.32

Tabela 1: Ustanowione i kandydackie kategorie pomiarowe dla przyłóżkowej oceny mikrokrążenia podjęzykowego. Tabela podsumowuje reprezentatywne techniki pomiarowe, główne wyniki, kluczowe zalety, ograniczenia i artefakty, stopień dojrzałości dowodów, role translacyjne oraz reprezentatywne referencje. Kategorie pomiarów fizjologicznych (morfologia i gęstość, przepływ i prędkość oraz utlenowanie) są przedstawione oddzielnie od jakości danych, która jest wymogiem przekrojowym, oraz opcjonalnych pomiarów gazów tkankowych w kontekście. Uwaga. Morfologia i gęstość, przepływ i prędkość oraz utlenowanie reprezentują kategorie pomiarów fizjologicznych. Jakość danych jest wymogiem przekrojowym, mającym zastosowanie do wszystkich domen pomiarowych. Opcjonalny monitoring gazów tkankowych jest przedstawiony oddzielnie jako informacja kontekstowa, a nie jako główna kategoria pomiaru podjęzykowego. Pojedyncza technika może przyczyniać się do więcej niż jednej kategorii; w związku z tym kategorie te nie wykluczają się wzajemnie. HVM posiada obecnie najbardziej rozwinięte standardy akwizycji i analizy obrazów podjęzykowych na OIT. NIRS, metody laserowe, obrazowanie refleksyjne oparte na kamerach, fotopletyzmografia, regionalne badanie Dopplera oraz monitoring gazów tkankowych są uwzględnione jako podejścia ograniczone, pośrednie, wschodzące, kandydackie lub kontekstowe i nie powinny być interpretowane jako ustanowione zamienniki dla podjęzykowego HVM. Wyniki uzyskane przy użyciu jednej modalności pomiarowej nie powinny być bezpośrednio ekstrapolowane na inną bez walidacji dopasowanej do danej domeny. Skróty: HVM, handheld vital microscopy; ICU, oddział intensywnej terapii; IDF, incident dark field; MFI, microvascular flow index; NIRS, near-infrared spectroscopy; OPS, orthogonal polarization spectral; PPV, proportion of perfused vessels; PVD, perfused vessel density; SDF, sidestream dark field; TVD, total vessel density.

Od wizualizacji do analizy z kontrolą jakości
Rekomendacje konsensusowe ustandaryzowały wybór miejsca badania, akwizycję obrazów oraz raportowanie zmiennych HVM związanych z gęstością i przepływem5,6. Kolejne wytyczne metodologiczne doprecyzowały wpływ wyboru materiału wideo oraz jakości obrazu na analizę ilościową8,9. Narzędzia zautomatyzowane, takie jak MicroTools, umożliwiają ilościowe określenie gęstości naczyń włosowatych i prędkości erytrocytów, redukując jednocześnie nakład pracy ręcznej33. Choć automatyzacja zwiększa efektywność analityczną, nie eliminuje ona potrzeby stosowania filtracji jakościowej (quality gating), testowania zgodności z oceną ekspercką oraz ewaluacji w rzeczywistych warunkach przy łóżku pacjenta.

W ramach HVM najczęściej raportowanymi zmiennymi są całkowita gęstość naczyń (TVD), gęstość naczyń perfundowanych (PVD), proporcja naczyń perfundowanych (PPV), półilościowy wskaźnik przepływu mikronaczyniowego (MFI) oraz wskaźniki przestrzennej heterogeniczności przepływu5,6. TVD i PVD określają odpowiednio długość naczyń widocznych i perfundowanych na jednostkę powierzchni obrazu. PPV reprezentuje proporcję naczyń widocznych sklasyfikowanych jako perfundowane, podczas gdy MFI ocenia dominujący przepływ w określonych regionach obrazu i nie powinien być interpretowany jako absolutna miara prędkości erytrocytów. Wskaźniki heterogeniczności podsumowują przestrzenną nierównomierność przepływu w polach obrazu. Raporty powinny uprzednio określać miejsce anatomiczne, warstwy wielkości naczyń i wartości progowe średnic, liczbę i czas trwania klipów wideo, kryteria wyboru i jakości klipów, wersję oprogramowania oraz to, czy analiza obrazu została przeprowadzona ręcznie, półautomatycznie czy automatycznie5,6,8,9. Nie należy zakładać, że wartości uzyskane przy użyciu różnych urządzeń, algorytmów analitycznych, progów wielkości naczyń lub kryteriów jakości są ze sobą zamienne.

Zaproponowany przez autora model modułowy
Opisany poniżej model został zaproponowany przez autora i częściowo opiera się na ujawnionym przez niego patencie. Ma on na celu uporządkowanie kwestii związanych z opracowaniem i walidacją, a nie sugerowanie wyższości, kompletności czy gotowości klinicznej. Praktyczny system monitorowania nie musi powstawać jako jedno zintegrowane urządzenie. Zamiast tego, jego główne funkcje mogą być opracowywane jako osobne moduły, obejmujące m.in. akwizycję sygnału, stabilizację interfejsu śluzówkowego, ocenę jakości sygnału, przetwarzanie danych oraz raportowanie przy łóżku pacjenta. Takie podejście modułowe pozwala na niezależną ocenę każdej funkcji przed integracją systemu, która wprowadziłaby dodatkowe źródła błędów. Zaproponowana przez autora architektura została podsumowana na Rysunku 1.

figure-protocol-1
Rycina 1. Zaproponowana przez autorów modularna architektura detekcji do przyłóżkowego monitorowania mikrokrążenia podjęzykowego. Koncepcyjna modularna architektura detekcji przedstawiająca detekcję optyczną, detekcję opartą na regionalnym efekcie Dopplera, kontrolę wydzielania i pozycjonowanie sondy, przetwarzanie wbudowane i bramkowanie jakości, bezprzewodowy przesył danych oraz wyjścia przyłóżkowe. Strzałki wskazują powiązania funkcjonalne i nie oznaczają zwalidowanej szeregowej ścieżki sygnału. Schemat nie jest narysowany w skali i nie reprezentuje klinicznie zwalidowanego urządzenia typu „wszystko w jednym”. Struktura ta opiera się częściowo na ujawnionym patencie, który przytoczono wyłącznie jako ilustracyjny przykład konstrukcyjny, a nie jako dowód wydajności lub ważności klinicznej34. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Jeden z publicznie ujawnionych patentów opisuje oświetlenie w bliskiej podczerwieni, obrazowanie oparte na kamerze, sondę ultradźwiękową, usuwanie śliny, przetwarzanie wbudowane, transmisję bezprzewodową oraz wyświetlacz terminalny34. Patent ten przytoczono wyłącznie jako przykładowy projekt i nie jest on przedstawiany jako dowód ważności analitycznej, bezpieczeństwa, wykonalności, gotowości regulacyjnej, korzyści z leczenia ani skuteczności klinicznej.

W ramach tych założeń koncepcyjnych obrazowanie kamerą bliskiej podczerwieni byłoby oceniane jako sygnał wejściowy z naczyń powierzchownych, a nie jako substytut HVM lub miara natlenienia tkanek. Podobnie, komponent ultradźwiękowy najprawdopodobniej dostarczałby regionalnego sygnału naczyniowego, a nie bezpośredniego pomiaru prędkości erytrocytów w naczyniach włosowatych. Interpretacja takich sygnałów zależałaby od głębokości próbkowania, sprzężenia akustycznego, ruchu tkanek, kąta insonacji, definicji sygnału wyjściowego oraz rejestracji przestrzennej z polem optycznym.

Testowanie powinno rozpocząć się na poziomie poszczególnych modułów. Ocena optyczna wymagałaby punktów końcowych odnoszących się do kontrastu naczyń, stabilności oświetlenia, powtarzalności pola widzenia oraz odporności na artefakty związane ze śliną i naciskiem. Ocena komponentów związanych z prędkością wymagałaby zdefiniowanej objętości próbkowania, stabilnych jednostek pomiarowych, oceny czułości kątowej i stosunku sygnału do szumu oraz porównania z odpowiednim skalibrowanym wzorcem przepływu. Moduły interfejsu i raportowania wymagałyby oddzielnej oceny kontroli wydzielania, nacisku stykowego, komfortu użytkownika, ryzyka kontaminacji, opóźnienia przetwarzania, synchronizacji, utraty danych oraz prezentacji informacji o jakości.

Przebieg pracy przy łóżku pacjenta i raport minimalny
Zaproponowany przebieg pracy przedstawiony na Rysunku 2 składa się z czterech etapów. Etap akwizycji służy do pozyskania zamierzonego sygnału optycznego oraz, jeśli są dostępne, regionalnych danych wejściowych dotyczących natlenienia, pochodzących z pomiaru Dopplera lub skalibrowanych. Stabilizacja i kontrola jakości pozwalają zidentyfikować obecność śliny, rozmycie, ucisk tkanek, pęcherzyki powietrza, ruch oraz niewystarczające oświetlenie. Do analizy przekazywane są wyłącznie sygnały spełniające określone kryteria jakości. Etap raportowania przedstawia następnie wynik pomiaru, jego trend czasowy oraz jednoznaczny komunikat o niepewności pomiaru lub błędzie akwizycji.

figure-protocol-2
Rycina 2. Zaproponowany przez autorów przyłóżkowy schemat postępowania w monitorowaniu mikrokrążenia podjęzykowego. Zaproponowany czteroetapowy schemat łączący akwizycję, stabilizację i kontrolę jakości, analizę ilościową oraz raportowanie i integrację. Opcjonalny, skalibrowany pomiar natlenienia jest przedstawiony jako wejście uzupełniające i nie jest uznawany za wymagający element podstawowej architektury sensorycznej. Wyświetlone wyniki reprezentują potencjalne kategorie pomiarowe, a nie zwalidowane wskaźniki diagnostyczne. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Wstępny raport przy łóżku pacjenta powinien być celowo zwięzły. Rozsądny zestaw wyjściowy obejmuje jeden pomiar związany z gęstością, jeden pomiar perfuzji lub wzorca przepływu (jeśli przepływ jest możliwy do rozdzielenia), szacunkową wartość prędkości regionalnej tylko w przypadku potwierdzonej walidacji jej interpretacji, proporcję zaakceptowanych danych, przyczynę ewentualnego niepowodzenia akwizycji oraz trend w obrębie jednego pacjenta z oznaczeniem czasu. Wczesne badania powinny kłaść nacisk na zmiany u tego samego pacjenta, zamiast stosować uniwersalne progi dla różnych urządzeń lub populacji pacjentów.

Wyniki pomiarów powinny pozostać odrębne od zaleceń terapeutycznych. Nieprawidłowy pomiar powinien w pierwszej kolejności skłonić do potwierdzenia jakości sygnału i powtórzenia akwizycji, jeśli jest to możliwe. Jeśli nieprawidłowość się utrzymuje, może to wymagać ponownej oceny hemodynamicznej układu krążenia, aktualnej dawki leków wazoaktywnych, stężenia hemoglobiny, natlenienia, temperatury, wentylacji oraz potencjalnych artefaktów lokalnych. Nie powinno to automatycznie wyzwalać podaży płynów ani zmian w terapii wazoaktywnej.

Wskaźniki wydajności i rozważania statystyczne
Punkty końcowe opisane poniżej są proponowane do przyszłej ewaluacji i nie powinny być interpretowane jako zwalidowane progi akceptacji. Badania morfologiczne mogą oceniać widoczną lub perfundowaną gęstość naczyń, rozkład szerokości naczyń, ciągłość segmentów oraz heterogenność przestrzenną. Badania przepływu mogą oceniać określone wcześniej kategorie przepływu, skalibrowaną prędkość na podstawie obrazowania lub wyraźnie zdefiniowane parametry zastępcze pochodzące z badania Dopplera. Punkty końcowe utlenowania są odpowiednie tylko wtedy, gdy włączony jest skalibrowany komponent multispektralny lub NIRS. We wszystkich domenach pomiarowych raportowanie jakości powinno obejmować proporcję użytecznych danych, przyczyny odrzucenia danych, czas akwizycji, oznaczenia artefaktów oraz brakujące segmenty lub segmenty, których nie można zarejestrować przestrzennie.

Analiza niezawodności wymaga uprzedniego określenia jednostki analizy. Klatki i segmenty naczyń są zagnieżdżone w ramach akwizycji, a powtórne akwizycje są zagnieżdżone w ramach uczestników; zatem traktowanie wszystkich obserwacji jako niezależnych doprowadziłoby do sztucznie zawyżonej precyzji szacunków niepewności. Model współczynnika korelacji wewnątrzklasowej, definicja zgodności oraz struktura oceniających powinny zostać określone z wyprzedzeniem. Wewnątrzpodmiotowe współczynniki zmienności, błąd test–retest oraz granice zgodności Bland–Altmana powinny być szacowane przy użyciu metod uwzględniających powtórne obserwacje u każdego uczestnika. Najmniejsza wykrywalna zmiana kwantyfikuje błąd pomiarowy i nie powinna być interpretowana jako zmiana istotna klinicznie, chyba że odpowiedni próg kliniczny został ustalony niezależnie.

Porównania wzorcowe powinny być dostosowane do konkretnego sygnału poddanego ocenie. Wyniki dotyczące morfologii i wzorców przepływu można porównać z analizami HVM zweryfikowanymi przez ekspertów lub adnotacjami konsensusowymi. Szacowanie prędkości wymaga zastosowania fantomów przepływu, kontrolowanych metod referencyjnych Dopplera lub skalibrowanego śledzenia opartego na obrazach. Pomiary natlenienia wymagają odpowiedniego protokołu natlenienia tkanek z kontrolowaną perturbacją fizjologiczną. Opcjonalne pomiary gazów tkankowych wymagają odpowiedniego punktu odniesienia dla napięcia gazów. Moduły transferu danych i raportowania powinny zostać dodatkowo ocenione pod kątem integralności znaczników czasu, kontroli dostępu, utraty danych, możliwości audytu oraz interoperacyjności. Zaproponowane porównania wzorcowe i uwagi dotyczące interpretacji zostały podsumowane w Tabeli 2.

Moduł zaproponowany przez autora i jego główna funkcjaObecna zasada lub ograniczenieKwestie projektoweKandydaci do raportowania wynikówKontrole jakości i bezpieczeństwaPunkty końcowe walidacji i powtarzalnościBenchmark dopasowany do domeny oraz ostrzeżenie dotyczące interpretacji
Obrazowanie naczyń powierzchniowych (morfologia i gęstość)Ręczna mikroskopia witalna (HVM) umożliwia bezpośrednią wizualizację wypełnionych erytrocytami mikronaczyń, jednak jest ona podatna na wpływ nacisku sondy, ruchu, śliny, pęcherzyków powietrza, ostrości oraz oświetlenia. Obrazowanie refleksyjne w bliskiej podczerwieni oparte na kamerze pozostaje potencjalną metodą badania naczyń powierzchownych.Kontrolowane oświetlenie, powtarzalne pole widzenia, wsparcie pozycjonowania, jawna kontrola jakości oraz rejestracja przestrzenna wyłącznie w przypadku planowanej fuzji multimodalnej.Gęstość naczyń widocznych; gęstość naczyń perfundowanych tylko w przypadku bezpośredniego rozwiązania przepływu; rozkład szerokości naczyń; ciągłość segmentów; heterogeniczność przestrzenna.Ostrość, oświetlenie, ruch, kompresja, obciążenie wydzieliną, zaakceptowana proporcja danych oraz brakujące segmenty lub segmenty, których nie można zarejestrować przestrzennie.Rozdzielczość optyczna; stabilność oświetlenia; powtarzalność pola widzenia; błąd rejestracji w przypadku zamierzonej fuzji multimodalnej; zgodność z HVM zweryfikowanym przez ekspertów; odporność na artefakty; oraz wskaźnik niepowodzeń akwizycji.Adnotacja oparta na HVM poddana recenzji eksperckiej lub adnotacja konsensusowa. Powiązań ustalonych przy użyciu HVM nie należy ekstrapolować do obrazowania refleksyjnego w bliskiej podczerwieni bez niezależnej walidacji konstruktu i kryterium.
Regionalne wykrywanie oparte na efekcie Dopplera (przepływ i prędkość)Regionalne badanie dopplerowskie jest potencjalnym parametrem wejściowym związanym z prędkością, a nie ugruntowaną metodą pomiaru mikrokrążenia podjęzykowego, i jest ono zależne od kąta insonacji, głębokości próbkowania, sprzężenia akustycznego oraz ruchu.Ustandaryzowana geometria sondy, metadane dotyczące kąta i głębokości, zsynchronizowana akwizycja oraz widoczna informacja zwrotna o jakości sygnału.Regionalny wskaźnik zastępczy związany z prędkością; zmienne związane z pulsacyjnością; zmienność czasowa.Poprawność kąta i głębokości, stosunek sygnału do szumu, jakość sprzężenia, flaga ruchu, kompletność widma oraz błąd synchronizacji.Liniowość fantomu przepływu; czułość na kąt; stabilność głębokości próbkowania; zgodność z kontrolowanymi referencjami prędkości w dopplerometrii lub kalibrowanymi referencjami obrazowymi; wydajność synchronizacji oraz wskaźnik niepowodzeń akwizycji.Kalibrowany fantom przepływu, referencyjna metoda Dopplera lub kalibrowana metoda prędkości oparta na obrazowaniu. Regionalne sygnały Dopplera należy interpretować jako zależne od regionu i głębokości, a nie jako bezpośrednie pomiary prędkości erytrocytów w naczyniach włosowatych.
Opcjonalny skalibrowany moduł oksygenacji (oksygenacja)Spektroskopia bliskiej podczerwieni (NIRS) dostarcza sygnałów związanych z utlenowaniem uśrednionych objętościowo, jednak jest ona zależna od głębokości próbkowania, właściwości optycznych tkanek, nacisku sondy, światła otoczenia oraz kalibracji urządzenia. Pojedyncze naczynia mikrokrążenia nie są rozdzielone.Opcjonalny skalibrowany moduł wielospektralny lub NIRS, utrzymywany analitycznie oddzielnie od obrazowania refleksyjnego opartego na kamerze.Wartość związana z utlenowaniem tkanek; nachylenie krzywej powrotu lub pole powierzchni powrotu podczas kontrolowanego zaburzenia fizjologicznego; trend wewnątrzpacjencki.Sprzężenie optyczne, kontrola światła otoczenia, flaga ciśnienia, status kalibracji, dryft sygnału oraz wiarygodność fizjologiczna.Kalibracja za pomocą fantoma optycznego; kontrolowana perturbacja fizjologiczna; zgodność z odpowiednią referencyjną metodą pomiaru utlenowania tkanek; czas odpowiedzi; dryf sygnału; oraz stabilność kalibracji.Referencyjny protokół utlenowania tkanek lub zaakceptowana perturbacja fizjologiczna. Pomiary utlenowania mają charakter uzupełniający i nie powinny być interpretowane jako bezpośrednie pomiary morfologii naczyń włosowatych lub przepływu komórek krwi.
Stabilizacja i akwizycja interfejsu błony śluzowej (jakość i bezpieczeństwo danych)Kontakt sondy prowadzonym ręcznie, zmienny wybór miejsca pomiaru, wydzieliny z jamy ustnej oraz niekontrolowany nacisk mogą powodować artefakty wynikające z kompresji tkanek, ruchu, zanieczyszczenia oraz braku powtarzalności.Kontrola wydzieliny, atraumatyczny interfejs stykowy, wsparcie w pozycjonowaniu i kontrola nacisku, wybór miejsca podawania zgodnie z anatomią, komunikaty przypominające o ponownym wprowadzeniu oraz zwalidowane bariery jednorazowe lub zwalidowane procedury czyszczenia i dezynfekcji.Udział zaakceptowanych danych; czas trwania akwizycji; przyczyna niepowodzenia akwizycji; wskaźnik nacisku stykowego; obciążenie wydzieliną; identyfikator miejsca.Potwierdzenie nacisku i miejsca, ocena uszkodzeń błony śluzowej, status dostępu przez jamę ustną, integralność bariery oraz status kontroli zanieczyszczeń.Wydajność danych użytecznych; czas do uzyskania akceptowalnej akwizycji; komfort użytkownika; zdarzenia niepożądane dotyczące błony śluzowej; walidacja czyszczenia lub dezynfekcji; testowanie kontaminacji krzyżowej; powtarzalność ponownej akwizycji w tym samym miejscu; oraz ocena krzywej uczenia się.Znormalizowany protokół akwizycji HVM lub inny wcześniej określony standard akwizycji. Poprawa jakości i bezpieczeństwa akwizycji powinna zostać wykazana, a nie założona.
Wbudowana analityka i bramkowanie jakości (przetwarzanie i niepewność)Analiza offline lub półautomatyczna może być opóźniona i podatna na wpływ subiektywnego doboru klipów, wyboru algorytmu oraz nietransparentnego wykluczania danych.Przetwarzanie na urządzeniu lub krawędziowe z jawnymi bramkami jakości, widocznymi powodami odrzucenia, modularnymi algorytmami, wyświetlaniem niepewności, kontrolą wersji oraz możliwym do audytu zapisem.Zatwierdzone pod względem jakości pomiary fizjologiczne; zaakceptowane i odrzucone frakcje danych; wskaźnik niepewności; powód odrzucenia; wersja algorytmu.Wstępnie określone progi jakości, flaga błędów, obsługa brakujących danych, rejestracja nadpisania, śledzenie wersji oraz flaga danych spoza rozkładu w przypadku zastosowania sztucznej inteligencji.Zgodność z opinią eksperta lub domenową referencją; czułość i swoistość dla danych nieakceptowalnych przy wcześniej określonych progach; opóźnienie przetwarzania; odporność na artefakty; analiza trybów awarii; spójność reanalizy; stabilność kalibracji oraz porównywalność wersji oprogramowania.HVM poddane recenzji eksperckiej, adnotowane zbiory danych lub inne specyficzne dla danej dziedziny standardy referencyjne. Sama szybsza obliczalność nie potwierdza trafności analitycznej ani gotowości klinicznej.
Raportowanie, interoperacyjność i cyberbezpieczeństwo (integracja przepływu pracy)Ręczny eksport danych oraz opóźniona dokumentacja mogą prowadzić do powstawania izolowanych wartości, niekompletnych metadanych, niespójnych jednostek oraz ograniczonej identyfikowalności.Ustrukturyzowany raport przy łóżku pacjenta z trendami oznaczonymi znacznikami czasu, wskaźnikami jakości i niepewności towarzyszącymi każdej wartości, standaryzowanym eksportem danych, kontrolowanym dostępem, szyfrowaniem oraz ścieżką audytu.Wartość bieżąca; określona wcześniej wartość bazowa lub pomiar referencyjny; bezwzględna i względna zmiana w obrębie pacjenta; czas od poprzedniego pomiaru; flaga jakości; wskaźnik niepewności; przyczyna niepowodzenia akwizycji; eksport danych ustrukturyzowanych.Integralność znaczników czasu, kompletność jednostek i metadanych, testowanie utraty danych, szyfrowanie, kontrola dostępu, audytowalność oraz walidacja eksportu.Opóźnienie end-to-end; dokładność eksportu; integralność danych; interoperacyjność; testowanie czynników ludzkich; spójność wyświetlania na różnych urządzeniach lub w różnych lokalizacjach; oraz testowanie zrozumienia przez użytkownika.Wymagania dotyczące klinicznych systemów informacyjnych oraz czynników ludzkich. Raportowanie powinno wspierać ustrukturyzowaną ponowną ocenę i dokumentację, a nie autonomiczne zalecenia terapeutyczne.
Zintegrowany przepływ pracy przy łóżku pacjenta (użyteczność kliniczna i bezpieczeństwo)Istotność fizjologiczna oraz związek prognostyczny nie potwierdzają korzyści z leczenia, a odpowiedzi na interwencje płynowe lub naczynioruchowe pozostają niejednorodne.Ścieżka potwierdzenia, powtórzenia i ponownej oceny pod nadzorem klinicysty, z określonymi wyzwalaczami dla powtórnego pomiaru lub ponownej oceny, zasadami eskalacji i przerwania oraz dokumentacją decyzji klinicysty o odstąpieniu od procedury.Faza wczesna: zakończenie pomiaru powtórzonego lub ponowna ocena, zmiany w schemacie leczenia, wcześniej określone potencjalnie niewłaściwe interwencje, odstępstwa od protokołu oraz zdarzenia niepożądane związane z urządzeniem. Faza późniejsza: wyniki zorientowane na pacjenta.Przestrzeganie protokołu, wykonanie pomiarów powtórzonych, przyczyny nadpisania danych przez klinicystę, odchylenia od protokołu, nadzór nad zdarzeniami niepożądanymi oraz kompletność danych.Następnie przeprowadzono prospektywne badania wykonalności i czynników ludzkich, po których – w uzasadnionych przypadkach – następowała ewaluacja porównawcza wyzwalana podjętą decyzją; wierność przepływu pracy; efekty szkoleniowe; powtarzalność w różnych grupach pacjentów i scenariuszach błędów; oraz z góry określone kryteria progresji.Opieka standardowa lub standardowa ocena hemodynamiczna. Żadne progi terapeutyczne ani deklaracje dotyczące wyników nie są uzasadnione do czasu wykazania prospektywnej użyteczności klinicznej oraz bezpieczeństwa.

Tabela 2: Zaproponowane przez autorów modularne ramy rozwoju i walidacji przyłóżkowego monitorowania mikrokrążenia podjęzykowego. Tabela podsumowuje zaproponowane przez autorów moduły monitorowania, obecne zasady pomiaru lub ograniczenia, kwestie projektowe, potencjalne raportowane wyniki, kontrole jakości i bezpieczeństwa, punkty końcowe walidacji i powtarzalności oraz dopasowane do dziedziny metody odniesienia wraz z ostrzeżeniami dotyczącymi interpretacji. Ramy te odróżniają uznane zasady pomiaru od komponentów zaproponowanych przez autorów i oddzielają wczesne wyniki techniczne, procesowe i bezpieczeństwa od późniejszej oceny użyteczności klinicznej. Ramy te mają charakter koncepcyjny i nie zostały zwalidowane klinicznie. Uwaga. Zaproponowane przez autorów ramy nie zostały zwalidowane klinicznie. Ujawniony patent jest cytowany wyłącznie jako przykładowy projekt i nie stanowi dowodu na ważność analityczną, bezpieczeństwo, wykonalność, gotowość regulacyjną ani skuteczność kliniczną. Wszystkie potencjalne wyniki, oceny jakości i bezpieczeństwa, punkty końcowe walidacji, cele powtarzalności i kryteria postępu wymagają oceny empirycznej. Analizy niezawodności powinny uprzednio określać jednostkę analizy i uwzględniać obserwacje zagnieżdżone i powtarzane. Skróty: HVM, handheld vital microscopy; ICC, współczynnik korelacji wewnątrzklasowej; NIRS, spektroskopia bliskiej podczerwieni.

Walidacja i powtarzalność
Zaproponowana ścieżka opiera się na uznanych zasadach weryfikacji, walidacji analitycznej oraz walidacji klinicznej35. Pierwszy etap służyłby weryfikacji rozdzielczości optycznej, stabilności oświetlenia, stosunku sygnału do szumu, czułości na kąt Dopplera, błędu rejestracji, opóźnienia przetwarzania, wydajności baterii, integralności danych oraz odpowiedniego bezpieczeństwa elektrycznego i akustycznego. Drugi etap obejmowałby ocenę czasu akwizycji, komfortu użytkownika, kontroli wydzielin, przyczyn niepowodzeń akwizycji oraz powtarzalności wewnątrz- i międzyoperatorowej w badaniach symulacyjnych lub kontrolowanych badaniach z udziałem ochotników. Etapowa ścieżka walidacji została przedstawiona w rysunku 3.

figure-protocol-3
Rycina 3. Proponowana przez autorów etapowa ścieżka walidacji dla przyłóżkowego monitorowania mikrokrążenia podjęzykowego. Koncepcyjna ścieżka walidacji przebiegająca od testów laboratoryjnych i na fantomach oraz kontrolowanych testów powtarzalności, poprzez walidację analityczną dopasowaną do dziedziny, wykonalność i użyteczność na oddziale intensywnej terapii, aż po prospektywną ocenę użyteczności klinicznej i bezpieczeństwa. Wybrane punkty końcowe zostały podane jako przykłady ilustracyjne i nie stanowią wyczerpującej listy kontrolnej walidacji. Skrót: ICU, oddział intensywnej terapii. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

Trzeci etap miałby na celu ustalenie, czy każdy wynik pomiaru jest zgodny z odpowiednią metodą referencyjną i czy reaguje w oczekiwany sposób podczas kontrolowanych zmian fizjologicznych. W tym kontekście błąd systematyczny, granice zgodności, heteroskedastyczność, powtarzalność i wskaźniki awarii są bardziej informatywne niż sama korelacja. Dowody uzyskane przy użyciu HVM nie powinny być automatycznie przenoszone na obrazowanie kamerą w bliskiej podczerwieni, NIRS lub sygnały pochodne Dopplera.

Czwarty etap służyłby ocenie wykonalności na oddziale intensywnej terapii (OIT), w tym ocenie wydajności podczas wentylacji mechanicznej, w przypadku obrzęków, wstrząsu, ograniczonego dostępu do jamy ustnej, nadmiernej ilości wydzieliny oraz ruchów pacjenta. Nieudane próby akwizycji oraz niepożądane zdarzenia dotyczące błony śluzowej powinny być raportowane, a nie wykluczane z analiz wydajności. Piąty etap obejmowałby ocenę użyteczności klinicznej i bezpieczeństwa. Wstępne badania mogą skupić się na wynikach procesowych, nieprawidłowych interwencjach i zdarzeniach związanych z urządzeniem, zanim w ramach większych badań zostaną ocenione wyniki zorientowane na pacjenta. Kryteria przejścia do kolejnych etapów powinny zostać określone przed analizą danych.

W przypadku wykorzystania sztucznej inteligencji (AI) do akceptacji lub odrzucania akwizycji, ekstrakcji zmiennych lub generowania wyników skierowanych do klinicystów, we wczesnych badaniach należy jasno opisać zamierzoną rolę systemu AI, jego dane wejściowe i wyjściowe, planowane środowisko kliniczne, stopień interakcji z człowiekiem oraz znane tryby awarii36. Podobnie, badania oceniające interwencje wyzwalane przez AI lub urządzenia powinny opisywać mechanizmy nadzoru ludzkiego i wyjaśniać, w jaki sposób wyniki systemu zostały przełożone na działania kliniczne37.

Potencjalne zastosowania kliniczne
Najbardziej prawdopodobnym zastosowaniem w najbliższej przyszłości jest celowa ponowna ocena w sytuacjach, gdy systemowe zmienne hemodynamiczne i perfuzja tkankowa wydają się być niespójne. W wstrząsie septycznym powtarzane pomiary podjęzykowe mogą pomóc w charakterystyce trwałych zaburzeń perfuzji po przywróceniu ciśnienia tętniczego. Odpowiedź na płynoterapię pozostaje jednak niejednorodna i nie należy zakładać korzystnej średniej odpowiedzi u poszczególnych pacjentów15,16. W związku z tym przeglądy dotyczące resuscytacji kierowanej mikrokrążeniem uznają monitorowanie przyłóżkowe za obiecujące, ale niebędące jeszcze podstawą do podejmowania rutynowych decyzji terapeutycznych17.

W przypadku urazów lub wstrząsu krwotocznego bezpośrednia ocena mikrokrążenia była badana jako uzupełnienie konwencjonalnych punktów końcowych systemowej resuscytacji21,38. Badania te nie określają zwalidowanych progów terapeutycznych. Podobnie w opiece okołooperacyjnej i kardiologicznej intensywnej terapii wielokrotne pomiary IDF były stosowane do charakterystyki zmian w mikrokrążeniu podjęzykowym podczas rekonwalescencji pooperacyjnej po operacjach kardiochirurgicznych26. Obecnie zastosowanie to należy traktować jako eksperymentalne, a nie jako ugruntowaną podstawę podejmowania decyzji klinicznych.

We wszystkich warunkach klinicznych uporczywa nieprawidłowość powinna być interpretowana przede wszystkim jako sygnał do ponownej oceny zarówno pacjenta, jak i wykonanego pomiaru, a nie jako samodzielna wskazania do podjęcia interwencji. Takie podejście pozwala zachować krytyczny osąd kliniczny i zmniejsza ryzyko nadinterpretacji sygnału, który jest technicznie prawdopodobny, zanim w pełni zostaną zrozumiane błąd pomiarowy oraz znaczenie kliniczne takiego wyniku.

Wyzwania i przyszłe kierunki
Warunki panujące na oddziałach intensywnej terapii (ICU) są znacznie mniej kontrolowane niż w eksperymentach laboratoryjnych czy badaniach z udziałem ochotników. Wydzieliny, ograniczony dostęp do jamy ustnej, obrzęki, ruchy pacjenta oraz zmienna siła nacisku mogą pogarszać jakość sygnału. Integracja obrazowania optycznego, sprzężenia ultradźwiękowego, oczyszczania błony śluzowej i stabilnego pozycjonowania w ramach kompaktowej sondy doustnej jest szczególnie trudna, ponieważ komponenty te mają różne wymagania fizyczne i mogą wzajemnie na siebie oddziaływać. W związku z tym wskaźniki niepowodzeń oraz przyczyny nieudanych akwizycji są równie istotne, co średnia wydajność w przypadku pomiarów zakończonych sukcesem.

Gotowość urządzenia obejmuje również bezpieczeństwo i zarządzanie informacją. Badania wykonalności powinny oceniać biokompatybilność śluzówkową, ryzyko urazów naciskowych, bariery w czyszczeniu lub jednorazowego użytkowania, kontaminację krzyżową, ekspozycję elektryczną i akustyczną oraz zgodność z praktykami kontroli zakażeń na oddziałach intensywnej terapii (OIOM). Funkcje komunikacji bezprzewodowej i raportowania wymagają dodatkowo oceny szyfrowania, kontroli dostępu, integralności znaczników czasu, ścieżek audytu, odporności na utratę danych oraz bezpiecznej integracji z klinicznymi systemami informacyjnymi.

Dalszy rozwój może przebiegać zgodnie z trzema praktycznymi priorytetami. Po pierwsze, należy zachować jedynie wyniki o jasnym znaczeniu fizjologicznym i akceptowalnej powtarzalności. Po drugie, przy każdym zgłoszonym wyniku należy wyświetlić powody odrzucenia oraz niepewność pomiaru. Po trzecie, poszczególne moduły należy integrować dopiero po wykazaniu ich niezależnej wykonalności. Estymacje fotopletyzmograficzne oparte na kamerze zależą od oświetlenia i warunków ekstrakcji sygnału31,39, natomiast estymacje prędkości pochodne od efektu Dopplera silnie zależą od geometrii próbkowania i kąta insonacji29,40. Ograniczenia te powinny pozostać wyraźnie określone po integracji systemu.

Sama zaawansowana technologia nie zapewni użyteczności klinicznej. System monitorowania może okazać się nieskuteczny, jeśli jest niewygodny, powolny, trudny w pozycjonowaniu lub problematyczny w interpretacji. Z kolei ograniczony zestaw starannie zwalidowanych pomiarów może przynieść istotną wartość kliniczną, gdy pozyskiwanie danych jest szybkie, błędy są wyraźnie identyfikowane, powtarzalność jest dobrze określona, a wyniki są włączone w ustrukturyzowany proces ponownej oceny.

Ograniczenia niniejszego przeglądu
W niniejszym przeglądzie zastosowano celowane wyszukiwania w literaturze, w tym ukierunkowaną aktualizację przed ostatecznym przesłaniem manuskryptu, zamiast protokołu przeglądu systematycznego, w związku z czym mogło nie zostać zidentyfikowano wszystkich istotnych badań. Ponieważ nie przeprowadzono formalnej oceny ryzyka błędu systematycznego ani syntezy ilościowej, przegląd nie może porównywać modalności pomiarowych w oparciu o zagregowaną dokładność diagnostyczną lub efekt leczenia. Konceptualny schemat pracy obejmuje jeden publicznie ujawniony patent jako ilustracyjny przykład integracji systemu; jednak w odniesieniu do tej architektury nie przedstawiono żadnych oryginalnych dowodów dotyczących wydajności, użyteczności, bezpieczeństwa, gotowości regulacyjnej lub korzyści klinicznych. Kilka zaproponowanych punktów końcowych i kryteriów progresji stanowi rekomendacje opracowane przez autorów, które wymagają walidacji empirycznej. W związku z tym niniejszy przegląd należy interpretować jako ustrukturyzowaną syntezę obecnych podejść pomiarowych i priorytetów walidacyjnych, a nie jako dowód na to, że zintegrowany system monitorowania jest skuteczny klinicznie.

Wnioski

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

Monitorowanie mikrokrążenia podjęzykowego rozwiązuje istotny problem konwencjonalnej oceny hemodynamicznej: przywrócenie zmiennych systemowych nie musi oznaczać powrotu perfuzji na poziomie tkankowym. Obecne i rozwijane metody monitorowania dostarczają uzupełniających, lecz niepełnych informacji na temat morfologii naczyniowej, gęstości naczyń, przepływu komórek krwi, prędkości regionalnej oraz utlenowania tkanek, a interpretacja tych pomiarów zależy zasadniczo od jakości pozyskiwania danych i odpowiedniej kontroli jakości.

Klinicznie wiarygodny system monitorowania będzie wymagał czegoś więcej niż tylko integracji wielu technologii sensorycznych. Każdy moduł pomiarowy powinien zostać poddany niezależnej weryfikacji, badaniu powtarzalności oraz walidacji analitycznej względem wzorca odniesienia odpowiedniego dla podstawowego sygnału fizycznego przed integracją z systemem. Integracja powinna nastąpić dopiero po odpowiednim scharakteryzowaniu potencjalnych trybów awarii, kwestii bezpieczeństwa, niepewności pomiarowej oraz wykonalności przepływu pracy.

Przyszłe badania prospektywne powinny określić, czy ponowna ocena oparta na pomiarach poprawia podejmowanie decyzji klinicznych bez zwiększania niepotrzebnej podaży płynów lub leczenia wazoaktywnego. Badania te powinny również ocenić bezpieczeństwo związane z urządzeniem, wykonalność w rutynowej praktyce intensywnej terapii oraz wyniki zorientowane na pacjenta. Do czasu uzyskania takich dowodów, proponowane ramy należy traktować jako ustrukturyzowaną mapę drogową dla przyszłego rozwoju i walidacji, a nie jako klinicznie zwalidowany system monitorowania lub algorytm leczenia.

Oświadczenia

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

Uniwersytet Zhejiang posiada prawa własności intelektualnej do architektury monitorowania mikrokrążenia podjęzykowego omówionej w niniejszym manuskrypcie, w tym do patentu Stanów Zjednoczonych nr US 11,877,886 B2 zatytułowanego Sublingual Microcirculation Detection Device, Sublingual Microcirculation Detection System and Processing Method Thereof. Siyi Jiang jest wymienionym wynalazcą w tym patencie34. Patent ten przytoczono wyłącznie jako przykładowy projekt i nie jest on przedstawiany jako dowód analitycznej poprawności, bezpieczeństwa, wykonalności, gotowości regulacyjnej, wydajności klinicznej ani skuteczności klinicznej. Autorzy oświadczają, że nie istnieją żadne inne relacje finansowe lub osobiste, które mogłyby zostać uznane za potencjalne konflikty interesów.

Oświadczenie dotyczące sztucznej inteligencji: Podczas redakcji manuskryptu wykorzystano ChatGPT (OpenAI) w celu wsparcia edycji językowej, restrukturyzacji tekstu przygotowanego przez autorów oraz weryfikacji formatowania. Narzędzie to nie służyło jako źródło dowodów naukowych ani treści merytorycznych. Autorzy niezależnie dokonali przeglądu literatury, zweryfikowali treść naukową, bibliografię oraz informacje patentowe, sprawdzili i zatwierdzili ostateczną wersję manuskryptu oraz biorą pełną odpowiedzialność za jego treść.

Podziękowania

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

Niniejsza praca była wspierana przez Podstawowy Projekt Badawczy Dobra Publicznego Prowincji Zhejiang (Projekt nr LGF22H150003). Autorzy dziękują współpracownikom z zakresu kliniki i inżynierii za przekazanie uwag dotyczących wymagań związanych z przepływem pracy przy łóżku pacjenta w zakresie monitorowania mikrokrążenia podjęzykowego.

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Lundy DJ, Trzeciak S. Microcirculatory dysfunction in sepsis. Crit Care Nurs Clin North Am. 2011;23:67-77.
  2. Miranda M, Balarini M, Caixeta D, Bouskela E. Microcirculatory dysfunction in sepsis: pathophysiology, clinical monitoring, and potential therapies. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2016;311:H24-H35.
  3. González R, Urbano J, López-Herce J. Resuscitating the macro- vs. microcirculation in septic shock. Curr Opin Pediatr. 2024;36:274-281.
  4. Ince C. Hemodynamic coherence and the rationale for monitoring the microcirculation. Crit Care. 2015;19(Suppl 3):S8.
  5. De Backer D, et al. How to evaluate the microcirculation: report of a round table conference. Crit Care. 2007;11:R101.
  6. Ince C, et al. Second consensus on the assessment of sublingual microcirculation in critically ill patients: results from a task force of the European Society of Intensive Care Medicine. Intensive Care Med. 2018;44:281-299.
  7. Dilken O, Ergin B, Ince C. Assessment of sublingual microcirculation in critically ill patients: consensus and debate. Ann Transl Med. 2020;8:793.
  8. Massey MJ, Shapiro NI. A guide to human in vivo microcirculatory flow image analysis. Crit Care. 2016;20:35.
  9. Massey MJ, 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. 2013;28:913-917.
  10. Damiani E, et al. Impact of microcirculatory video quality on the evaluation of sublingual microcirculation in critically ill patients. J Clin Monit Comput. 2017;31:981-988.
  11. Pan P, et al. Role of combining peripheral with sublingual perfusion on evaluating microcirculation and predicting prognosis in patients with septic shock. Chin Med J (Engl). 2018;131:1158-1166.
  12. Hernandez G, et al. Severe abnormalities in microvascular perfused vessel density are associated to organ dysfunction and mortality and can be predicted by hyperlactatemia and norepinephrine requirements in septic shock patients. J Crit Care. 2013;28:538.e9-538.e14.
  13. Bruno RR, et al. Sublingual microcirculatory assessment on admission independently predicts the outcome of old intensive care patients suffering from shock. Sci Rep. 2024;14:25668.
  14. Bruno RR, et al. Direct assessment of microcirculation in shock: a randomized controlled multicenter study. Intensive Care Med. 2023;49:645-655.
  15. Cusack R, O'Neill S, Martin-Loeches I. Effects of fluids on the sublingual microcirculation in sepsis. J Clin Med. 2022;11:7277.
  16. Dubin A. Effects of fluids on sublingual microcirculation: a point-of-view review. Ann Intensive Care. 2025;15:178.
  17. Damiani E, et al. Microcirculation-guided resuscitation in sepsis: the next frontier? Front Med (Lausanne). 2023;10:1212321.
  18. Güven G, et al. Morphologic mapping of the sublingual microcirculation in healthy volunteers. J Vasc Res. 2022;59:199-208.
  19. Uz Z, et al. Identifying a sublingual triangle as the ideal site for assessment of sublingual microcirculation. J Clin Monit Comput. 2023;37:639-649.
  20. Wadowski PP, et al. Sublingual functional capillary rarefaction in chronic heart failure. Eur J Clin Invest. 2018;48:e12869.
  21. Palágyi P, et al. Monitoring microcirculatory blood flow with a new sublingual tonometer in a porcine model of hemorrhagic shock. Biomed Res Int. 2015;2015:847152.
  22. Hessler M, et al. Monitoring of conjunctival microcirculation reflects sublingual microcirculation in ovine septic and hemorrhagic shock. Shock. 2019;51:479-486.
  23. Kanoore Edul VS, et al. Dissociation between sublingual and gut microcirculation in the response to a fluid challenge in postoperative patients with abdominal sepsis. Ann Intensive Care. 2014;4:39.
  24. Groner W, et al. Orthogonal polarization spectral imaging: a new method for study of the microcirculation. Nat Med. 1999;5:1209-1212.
  25. Goedhart PT, et al. Sidestream dark field imaging: a novel stroboscopic LED ring-based imaging modality for clinical assessment of the microcirculation. Opt Express. 2007;15:15101-15114.
  26. Uz Z, et al. Recruitment of sublingual microcirculation using handheld incident dark field imaging as a routine measurement tool during the postoperative de-escalation phase: a pilot study in post-ICU cardiac surgery patients. Perioper Med (Lond). 2018;7:18.
  27. Marin T, Moore J. Understanding near-infrared spectroscopy: an update. Crit Care Nurs Clin North Am. 2024;36:41-50.
  28. Steenhaut K, et al. Evaluation of different near-infrared spectroscopy technologies for assessment of tissue oxygen saturation during a vascular occlusion test. J Clin Monit Comput. 2017;31:1151-1158.
  29. Do Amaral Tafner PF, et al. Recent advances in bedside microcirculation assessment in critically ill patients. Rev Bras Ter Intensiva. 2017;29:238-247.
  30. Heeman W, Steenbergen W, van Dam GM, Boerma EC. Clinical applications of laser speckle contrast imaging: a review. J Biomed Opt. 2019;24:080901.
  31. Uribe Acevedo R, et al. Non-invasive assessment of sublingual microcirculation using flow derived from green light PPG: evaluation and reference values. J Biomed Opt. 2024;29:017001.
  32. Mari A, et al. Transcutaneous PCO₂ monitoring in critically ill patients: update and perspectives. J Thorac Dis. 2019;11(Suppl 11):S1558-S1567.
  33. Hilty MP, et al. MicroTools enables automated quantification of capillary density and red blood cell velocity in handheld vital microscopy. Commun Biol. 2019;2:217.
  34. Jiang S, Zheng Y, Li C, inventors; Zhejiang University, assignee. Sublingual microcirculation detection device, sublingual microcirculation detection system and processing method thereof. United States patent US 11,877,886 B2. January 23, 2024.
  35. Goldsack JC, et al. Verification, analytical validation, and clinical validation (V3): the foundation of determining fit-for-purpose for Biometric Monitoring Technologies (BioMeTs). NPJ Digit Med. 2020;3:55.
  36. Vasey B, et al. Reporting guideline for the early-stage clinical evaluation of decision support systems driven by artificial intelligence: DECIDE-AI. Nat Med. 2022;28:924-933.
  37. Liu X, et al. Reporting guidelines for clinical trial reports for interventions involving artificial intelligence: the CONSORT-AI extension. Nat Med. 2020;26:1364-1374.
  38. Lee YLL, et al. Evaluation of microvascular perfusion and resuscitation after severe injury. Am Surg. 2015;81:1272-1278.
  39. Verkruysse W, Svaasand LO, Nelson JS. Remote plethysmographic imaging using ambient light. Opt Express. 2008;16:21434-21445.
  40. Saad AA, Loupas T, Shapiro LG. Computer vision approach for ultrasound Doppler angle estimation. J Digit Imaging. 2009;22:681-688.

Przedruki i uprawnienia

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

Poproś o pozwolenie

Tagi

MedicinemicrocirculationSublingual RegionMultimodal TechniquesNear Infrared SpectroscopyDoppler UltrasonographyArtificial Intelligence

Powiązane artykuły