Method Article

Espectroscopia de reflectância difusa: Ficando o teste capilar sob o polegar

DOI:

10.3791/56737

⸱

December 2nd, 2017

 ,  ,  , 
1Department of Emergency Medicine, Local Health Care Services in Central Östergötland, Region Östergötland, 2Division of Drug Research, Department of Medical and Health Sciences, Faculty of Health Sciences, Linköping University, 3Division of Neuro and Inflammation Science, Department of Clinical and Experimental Medicine, Linköping University, 4Division of Cell Biology, Department of Clinical and Experimental Medicine, Faculty of Health Sciences, Linköping University, 5Department of Dermatology and Venerology, Heart and Medicine Center, Region Östergötland

In This Article

Summary

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

Este protocolo descreve como o uso da espectroscopia de polarização difusa pode melhorar a utilidade clínica do teste capilar. Sugerimos uma análise mais detalhada do curso do reenchimento capilar em voluntários saudáveis, usando vídeos de espectroscopia de reflectância difusa e novos pontos de extremidade de informáticos.

Abstract

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

O teste capilar foi introduzido em 1947 para ajudar a estimar o status circulatório em pacientes criticamente enfermos. Diretrizes do estado comumente essa recarga deve ocorrer dentro de 2 s após liberar 5 s de pressão firme (por exemplo, pelo dedo do médico) no paciente em decúbito dorsal saudável normal. Um tempo de recarga mais lento indica perfusão pobre pele, que pode ser causada por condições incluindo sepse, perda de sangue, hipoperfusão e hipotermia. Desde a sua introdução, tem sido debatida a utilidade clínica do teste. Os defensores salientar sua viabilidade e simplicidade e afirmam que ele pode indicar alterações no status vascular mais cedo do que as alterações nos sinais vitais como o ritmo cardíaco. Os críticos, por outro lado, salientam que a falta de padronização em como o teste é executado e a natureza altamente subjetiva da avaliação a olho nu, bem como a sensibilidade do teste de fatores de ambientes, reduzem acentuadamente o valor clínico. O objetivo do presente trabalho é descrever em detalhes o curso de recarga de evento e sugerir potencialmente mais objetivos e valores de ponto de extremidade exato para o capilar reabasteça teste usando espectroscopia de polarização difusa.

Introduction

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

Avaliação e triagem dos centros pacientes criticamente doentes sobre a clássica sinais vitais pressão (BP), frequência cardíaca (FC), frequência respiratória (RR), saturação de oxigênio e de temperatura do corpo1. Alterações nesses parâmetros aparecem relativamente tarde no decurso da deterioração do sistema circulatória. Por exemplo, e em hemorragia, uma diminuição na BP não ocorrerá até que perda de sangue se torna moderada a grave2, HR aumento também pode ser um marcador insensível e inespecíficos3.

O teste capilar (teste de CR) pode oferecer uma indicação anterior de incipiente colapso circulatório, como o tempo de recarga é acreditado para mudar antes os sinais vitais, bem como a aparência clínica de pele fria, úmida e manchada de1,4 , 5. o teste capilar geralmente é executado pelo aplicativo e depois, liberte de um branqueamento firme pressão para a pele com o tempo (em segundos) do retorno do sangue à área branqueado. De acordo com diretrizes, recarga deve ocorrer dentro de 2 segundos após o lançamento de 5 segundos de pressão firme (por exemplo, pelo dedo do médico) no normal saudável supina paciente6. A justificativa para o teste é que um tempo de recarga mais lento indicaria a perfusão pobre pele, possível causada por um de uma série de eventos críticos, tais como sepse, perda de sangue, insuficiência cardíaca aguda ou hipotermia.

Neste momento, não há nenhum consenso sobre um método de última geração para realizar o CR teste6,7,8,9,10. Questões controversas incluem a falta de padronização da manobra de branqueamento real e a dependência subjetiva (ou seja, olho nu) avaliações do refil de ponto de extremidade7,9,11. Além disso, existem indicações de que o gênero influencia CR tempo12,13. A temperatura, ambiente e pele, é conhecida por afetar o tempo de Reenchimento capilar, mas até que ponto não é clara. Por último, o uso de sites de medição diferente, periféricos ou centrais, é provavelmente uma causa mais de variabilidade nos resultados com poucos estudos nesta área14,15.

No presente trabalho, usamos um sistema óptico de bioengenharia para gravar o curso do retorno do sangue e a subsequente resposta hiperemiada visto durante o teste de CR. O sistema utiliza a espectroscopia de polarização difusa para quantificar e descrever, em mais detalhe do que o possível com a olho nu, o tempo e o curso do reenchimento capilar. O sistema é composto por uma câmera digital padrão, equipada com um anel de luz externo com 92 LEDs brancos e software especialmente desenvolvido. A lente e os filtros de polarização de dois, anexados ortogonalmente na frente os LEDs, bloqueiam a luz que tem sido refletida diretamente da superfície da pele, permitindo que a única luz que tem tornar-se despolarizada no tecido para alcançar a câmara. Isso gera uma imagem "subepidérmica" do tecido a uma profundidade de cerca de 0,5 mm. A imagem é dividida em seus aviões de cor e o teor de vermelho e verde para cada pixel é calculado, gerando um valor que corresponde à concentração de tecido de células vermelhas do sangue,16. No modo de vídeo, a resolução temporal do sistema é de 0,02 s.

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Protocol

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O estudo aqui descrito seguiu as diretrizes de ética local e foi aprovado pelo Comitê de revisão ética regional em Linköping (licença número 2015/99-31).

1. o consentimento informado e triagem

  1. Obter o consentimento informado do sujeito.
  2. Tela de acordo com os critérios de inclusão/exclusão.
    Nota: Os critérios de inclusão foram: (i) adultos > 18 anos de idade, (ii) capaz de compreender a informação escrita e oral e (iii) fornece o consentimento oral e escrito. Critérios de exclusão foram: (i) incapaz ou não quer fornecer o consentimento informado, doenças da pele (ii) em curso, (iii) cardiovasculares, medicação (iv), o que pode interferir na função vascular. Contraceptivos orais são permitidos. Se o assunto usa contraceptivos orais deve ser anotada no arquivo do protocolo do sujeito, (v) cicatriz livre e não-machucado da pele da testa, (vi) sem ingestão de cafeína ou tabaco 2 h antes do início do teste e (vii) sem atividade física extenuante pelo menos 2h pr IOR para o início do teste.

2. a aclimatação e instalação de equipamentos

  1. Deixe o assunto de teste aclimatar pelo menos 20 min em uma posição supina antes do início do teste.
    Nota: Correto posicionamento do sujeito e equipamento é mostrado na figura suplementar 1.
  2. Configure a gravação da câmera dos testes capilar usando o software designado e câmera digital (veja a tabela de materiais).
    1. Conecte o cabo USB para a câmera e o computador e ajustar as configurações da câmera para o modo de vídeo.
    2. Ligue a câmera e certifique-se de que ele se conecta ao computador.
    3. Inicie o software da câmera de controle remoto (veja a Tabela de materiais).
    4. Desligue a luz ambiente e virar a tela do computador longe da área de medição.

3. aquisição de dados

  1. Clique o "visão de vida" (Sic) botão e pressione "Start".
  2. Alternar entre o modo 'video' e 'TiVi' clicando nos botões de rádio (isto não afectará a gravação, apenas no ecrã apresentação). Certifique-se de que um fluxo de vídeo ao vivo da testa do sujeito é visível no visor da câmera e na tela do computador.
  3. Ajuste a câmera a uma altura de aproximadamente 15 cm acima da testa do sujeito.
  4. Certifique-se de que o foco da câmera é definido como "AF" (auto foco).
  5. Peça o assunto para manter sua cabeça ainda para a duração do teste e abster-se de falar. Informar o assunto que é Okey manter seu olhos fechados durante o teste, dizendo: "por favor, coloque a cabeça na almofada e mantenha sua cabeça ainda para a duração do teste. Por favor, não fale durante os 20 segundos que o teste vai durar. Você pode manter os olhos fechados o tempo todo, se você encontrar a luz muito brilhante ".
  6. Não mova a câmera durante a gravação.
  7. Na janela de "visão de vida" encontrar e clique em "record HD" para iniciar uma gravação contínua por 20 s. nota que a duração da gravação (segundos), pode ser visto na tela da câmera; os 5 primeiros s da gravação é adquirir a concentração normal de sangue capilar da testa.
  8. No final do 5 s da linha de base de gravação, aplicar uma empresa branqueamento de pressão para a área de medição para 5 s. Use o dedo indicador com uma colher de chá de plástico entre o dedo e a testa para isolamento de temperatura e equalização de pressão.
  9. Solte a pressão e rapidamente retirar o dedo do examinador e colher de chá de plástico da zona de medição.
  10. Continuar a gravar para outro 10 s para capturar a resposta subsequente hiperemiada.
  11. Pare de gravar clicando em "Stop" na janela de "visão de vida".
  12. Uma vez que a gravação parou, uma janela será aberta para salvar e nomear o arquivo (formato. mov); Escolha uma pasta e um nome para o vídeo. Não desconecte a câmera do computador enquanto o vídeo é o download para a pasta designada no computador.

4. análise de dados

  1. Proceder à construção de curva e análise de imagem com um software dedicado a análise de desempenho (ver Tabela de materiais).
  2. Inicie o software de análise clicando no ícone no desktop.
  3. Depois que o software foi iniciado, na tela principal, selecione "Página do filme."
  4. Na janela "Movie page", clique em "Carregar filme." Espere que o software carregar e analisar o filme. Isto pode demorar até alguns minutos dependendo do tamanho do arquivo de vídeo.
  5. Uma vez terminado o upload e análise do filme, clique em "Salvar como imagens" e esperar que o software para analisar o vídeo.
    Nota: Isto criará automaticamente uma nova pasta no computador que contém a sequência de vídeo dividida em imagens jpeg individuais.
  6. Finalizada a divisão do vídeo em imagens jpeg individuais, localize e selecione "Página de fotos de colheita" na janela do ecrã principal.
  7. Na "cultura imagens página", clique em "Primeira foto" e navegue até a pasta que contém as fotografias jpeg do vídeo e selecione a primeira foto a ser analisado; o software automaticamente irá selecionar as seguintes fotos desse lote.
  8. Clique no menu "Editar" e escolha entre marcadores circulares ou retangulares para a região de interesse.
  9. Na janela "Selecionar fotos", encontre a caixa de "Foto real" e digite o nome da primeira foto do lote onde o dedo do investigador é totalmente recolhido da área de medição. Para localizar esta foto, olhe para a pasta que contém as fotos individuais do vídeo.
  10. Selecione uma região de interesse, clicando e segurando o botão esquerdo do mouse e desenhar um círculo ou retângulo na janela de foto que está dentro das fronteiras da área branqueada. A região selecionada de interesse é aplicada automaticamente a todas as fotos do lote.
  11. Clique no menu "Arquivo" e escolha "Salvar ROI" para salvar a localização da região selecionado de interesse para referência futura.
  12. Clique no botão "Tracker de curva" e aguarde o software para analisar a região de interesse.
  13. Uma vez que abre a janela de rastreador de curva, a mudança na concentração de células vermelhas do sangue para a região selecionada de interesse para a duração do teste é exibida como uma curva. Na tela de apresentação pode ser alterada clicando nos botões de rádio diferentes. Isto não afetará os dados brutos.
  14. Clique em "Exportar dados" e salvar a transcrição de dados brutos para uma análise mais aprofundada.
  15. Na transcrição dados brutos, navegue para a coluna nomeada "Significa intensidade TiVi valores." Gerar três novas colunas ao lado dessa coluna para "número de imagem", "tempo total" e "tempo de Reenchimento capilar", começando em 1 0 s, s e 0 s e com uma incrementação de 1 s, 0,02 s e 0,02 s, respectivamente.
    Nota: "Tempo de Reenchimento capilar" se correlaciona com o tempo da reação subsequente para a liberação da pressão do branqueamento e começa com o valor médio que representa a primeira foto onde o dedo do investigador é totalmente recolhido da área de medição.
  16. Exclua os valores entre a linha de base e tempo de Reenchimento capilar, como estes apenas contenham o ruído gerado do investigador dedo indicador e colher de chá de plástico durante a manobra de branqueamento.
  17. Calcular um valor médio para a medição da linha de base (5 primeiros s da gravação).
  18. Encontre o primeiro valor que é igual ou ultrapassa o valor de base média calculada e nota o tempo na coluna "Tempo de Reenchimento capilar". Neste ponto do tempo representa o "tempo de retornar à linha de base 1".
  19. Encontre o mais elevado significa valor de intensidade dos valores gerados após a liberação de pressão e observe o ponto de tempo, na coluna "Tempo de Reenchimento capilar". Neste ponto do tempo representa a "hora de pico."
  20. O segundo valor que é menor ou igual ao valor médio calculado para a medição de referência e nota ponto de tempo na coluna "Tempo de Reenchimento capilar". Neste ponto do tempo representa o "tempo de retornar à linha de base 2".

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Results

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Filmar o curso do reenchimento capilar gera grandes quantidades de dados não é possíveis obter pela avaliação do olho nu. Aqui sugerimos novos pontos de extremidade para melhorar ainda mais a usabilidade do teste CR como um indicador precoce de deterioração do estado circulatório. Chamamos estes pontos de extremidade: "Baseline", "Sangue Zero" (ou "BZ"), "hora de voltar para a linha de base 1" (ou "tRtB1"), "Hora de pico" ou "Tpk." O valor "de base" é derivado calculando um valor médio de...

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Discussion

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A fim de obter os melhores resultados com o sistema, variabilidade causada por fatores ambientais deve ser controlada. Toda a luz ambiente deve ser desligada. A câmera deve ser posicionada em alinhamento vertical com a área de medição. Para assegurar uma área de medição constante, temas não devem mover ou falar durante a medição. Pela mesma razão, a câmera é de preferência montada em um carrinho para evitar movimento e manter uma distância constante para a área de medição. Cobaias devem evitar cafeína17...

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Disclosures

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

Sem apoio financeiro de WheelsBridge AB estava envolvido na condução do estudo. O autor JH é empregado pelo Conselho do Condado de Östergötland, mas tem um contrato de royalties com WheelsBridge AB. O autor sênior CDA tem uma posição acadêmica em tempo integral, mas também envolvimento limitado em WheelsBridge AB.

Acknowledgements

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Gostaríamos de estender a nossa gratidão ao pessoal da Agência de defesa sueca (FOI) e o centro de Linköping para desastre medicina e Traumatologia (KMC) pelo apoio gentil.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
TiVi701 CameraWheelsBridge ABTiVi701 Camera, versão 1.5.1Software
TiVi700WheelsBridge ABTiVi700 Analysis, versão 1.2.9Software
Canon EOS 700DCanon U.S.A., inc.Canon EOS 700DCâmera Digital SLR
Suporte para câmeraManfrotto681BSuporte de câmera modificado para manter a câmera digital na posição
Suporte para câmeraDisa Dinamarca9020BSuporte de câmera modificado para manter a câmera digital na posição

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Strehlow, M. C. Early identification of shock in critically ill patients. Emerg Med Clin North Am. 28 (1), 57-66 (2010).
  2. Advanced Life Support, G. Acute Medical Emergencies. , Wiley-Blackwell. 67-84 (2010).
  3. Brasel, K. J., Guse, C., Gentilello, L. M., Nirula, R. Heart rate: is it truly a vital sign? J Trauma. 62 (4), 812-817 (2007).
  4. De Backer, D., Ortiz, J. A., Salgado, D. Coupling microcirculation to systemic hemodynamics. Curr Opin Crit Care. 16 (3), 250-254 (2010).
  5. Mrgan, M., Rytter, D., Brabrand, M. Capillary refill time is a predictor of short-term mortality for adult patients admitted to a medical department: an observational cohort study. Emerg Med J. 31 (12), 954-958 (2014).
  6. Advanced Life Support, G. Acute Medical Emergencies. , Wiley-Blackwell. 55-65 (2010).
  7. Lewin, J., Maconochie, I. Capillary refill time in adults. Emerg Med J. 25 (6), 325-326 (2008).
  8. Lobos, A. T., Menon, K. A multidisciplinary survey on capillary refill time: Inconsistent performance and interpretation of a common clinical test. Pediatr Crit Care Med. 9 (4), 386-391 (2008).
  9. Otieno, H., et al. Are bedside features of shock reproducible between different observers? Arch Dis Child. 89 (10), 977-979 (2004).
  10. Raju, N. V., Maisels, M. J., Kring, E., Schwarz-Warner, L. Capillary refill time in the hands and feet of normal newborn infants. Clin Pediatr (Phila). 38 (3), 139-144 (1999).
  11. Klupp, N. L., Keenan, A. M. An evaluation of the reliability and validity of capillary refill time test. The Foot. 17, 15-20 (2007).
  12. Gorelick, M. H., Shaw, K. N., Baker, M. D. Effect of ambient temperature on capillary refill in healthy children. Pediatrics. 92 (5), 699-702 (1993).
  13. Schriger, D. L., Baraff, L. Defining normal capillary refill: variation with age, sex, and temperature. Ann Emerg Med. 17 (9), 932-935 (1988).
  14. Pandey, A., John, B. M. Capillary refill time. Is it time to fill the gaps? Med J Armed Forces India. 69 (1), 97-98 (2013).
  15. Strozik, K. S., Pieper, C. H., Roller, J. Capillary refilling time in newborn babies: normal values. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 76 (3), F193-F196 (1997).
  16. Doherty, J., et al. Sub-epidermal imaging using polarized light spectroscopy for assessment of skin microcirculation. Skin Res Technol. 13 (4), 472-484 (2007).
  17. Noguchi, K., et al. Effect of caffeine contained in a cup of coffee on microvascular function in healthy subjects. J Pharmacol Sci. 127 (2), 217-222 (2015).
  18. Reus, W. F., Robson, M. C., Zachary, L., Heggers, J. P. Acute effects of tobacco smoking on blood flow in the cutaneous micro-circulation. Br J Plast Surg. 37 (2), 213-215 (1984).
  19. Lenasi, H., Strucl, M. Effect of regular physical training on cutaneous microvascular reactivity. Med Sci Sports Exerc. 36 (4), 606-612 (2004).
  20. Anderson, B., Kelly, A. M., Kerr, D., Clooney, M., Jolley, D. Impact of patient and environmental factors on capillary refill time in adults. Am J Emerg Med. 26 (1), 62-65 (2008).
  21. John, R. T., Henricson, J., Nilsson, G. E., Wilhelms, D., Anderson, C. D. Reflectance spectroscopy: to shed new light on the capillary refill test. J Biophotonics. , (2017).
  22. Blaxter, L. L. An automated quasi-continuous capillary refill timing device. Physiological measurement. 37, 83-99 (2016).
  23. Bordoley, A., Irwin, R., Kalyani, V., MacDonald, C., Standish, D. D1GIT: Automated, temperature-calibrated measurement of capillary refill time. , (2012).
  24. Kviesis-Kipge, E., Curkste, E., Spigulis, J., Eihvalde, L. Real-time analysis of skin capillary-refill processes using blue LED. Proc. of SPIE. 771523, (2010).
  25. Shavit, I., Brant, R., Nijssen-Jordan, C., Galbraith, R., Johnson, D. W. A novel imaging technique to measure capillary-refill time: improving diagnostic accuracy for dehydration in young children with gastroenteritis. Pediatrics. 118 (6), 2402-2408 (2006).
  26. Cohen, J., et al. Monitor to Measure Dermal Blood Flow in Critically Ill Patients: Study. International Scholarly Research Notices. 578316, e578316(2013).

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