Espectroscopia de reflectância difusa: Ficando o teste capilar sob o polegar
2 de dezembro de 2017
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.
O objetivo geral desta avaliação é quantificar o tempo de enchimento capilar usando espectroscopia de refletância em vídeo digital para permitir a detecção rápida e objetiva de alterações circulatórias incipientes. A avaliação objetiva quantificada do tempo de enchimento capilar usando espectroscopia de reflectância pode fornecer um alerta precoce para alteração circulatória incipiente e facilitar a triagem e o monitoramento contínuo de pacientes criticamente enfermos. A principal vantagem dessa técnica é que, em comparação com a avaliação a olho nu, oferece uma maneira muito exata e objetiva de medir o tempo de enchimento capilar.
As implicações dessa técnica se estendem à triagem precoce de pacientes com trauma no local do acidente ou na emergência ou supervisão contínua de pacientes críticos. Para começar, conecte a câmera e o computador usando um cabo USB e defina a câmera para o modo de vídeo. Em seguida, ligue a câmera e verifique se ela está conectada ao computador.
Em seguida, inicie o software da câmera com controle remoto. Além disso, remova todas as fontes de luz ambiente e afaste a tela do computador da área de medição. Para começar, traga a cobaia e deixe-a se aclimatar ao ambiente por pelo menos 20 minutos em decúbito dorsal.
Em seguida, clique no botão Life View e pressione Iniciar. Alterne entre o modo de vídeo e o modo TV clicando nos botões de opção. Certifique-se de que uma transmissão de vídeo ao vivo da testa do assunto esteja visível na tela da câmera e na tela do computador.
Em seguida, ajuste a câmera para uma altura de aproximadamente 15 centímetros diretamente acima da testa do assunto e certifique-se de que o foco da câmera esteja definido para foco automático. Peça ao sujeito que mantenha a cabeça imóvel durante o teste e se abstenha de falar. Em seguida, informe o sujeito para colocar a cabeça em um travesseiro e mantê-la imóvel durante o teste.
Peça-lhes que não falem durante os 20 segundos que o teste vai durar. Eles podem manter os olhos fechados o tempo todo se acharem a luz muito forte. Na janela do Life View, localize e clique em Gravação HD para iniciar uma gravação contínua por 20 segundos.
Não mova a câmera durante o teste. No final dos cinco segundos iniciais do registro da linha de base, aplique uma pressão de branqueamento firme na área de medição por cinco segundos usando uma colher de chá de plástico para equalização de pressão e isolamento de temperatura. Em seguida, libere a pressão e retire rapidamente a colher de chá de plástico da área de medição.
Continue gravando por mais 10 segundos para capturar a resposta hiperêmica subsequente. Ao final dos 20 segundos, pare a gravação clicando em Parar na janela do Life View. Assim que a gravação for interrompida, uma janela será aberta para salvar o arquivo de vídeo.
Nomeie o vídeo e salve-o no formato mov. Desconecte a câmera do computador assim que o vídeo for baixado para a pasta designada no computador. Inicie o software de análise clicando duas vezes no ícone da área de trabalho.
Depois que o software for iniciado, na tela principal, selecione Página do filme. Na janela Página do Filme, clique em Carregar Filme. Aguarde até que o software carregue e analise o filme.
Quando o upload e a análise do filme estiverem concluídos, clique em Salvar como imagens e aguarde o software analisar o vídeo e dividi-lo em imagens JPEG individuais. Em seguida, localize e selecione Cortar página de imagens na janela da tela principal. No menu Cortar página de imagens, clique em Primeira foto e navegue até a pasta que contém as fotos JPEG do vídeo.
Selecione a primeira foto a ser analisada. O software selecionará automaticamente as seguintes fotos desse lote. Clique no menu Editar e escolha entre marcadores circulares ou retangulares para a região de interesse.
Em seguida, na janela Selecionar fotos, localize a caixa de fotos real e digite o nome da primeira foto do lote, onde os dedos do investigador se retraíram totalmente da área de medição. Para encontrar esta foto, procure na pasta que contém as fotos individuais do vídeo. Selecione uma região de interesse clicando e segurando o botão esquerdo do mouse e desenhe um círculo ou retângulo na janela de fotos que esteja dentro das bordas da área esbranquiçada.
A região de interesse selecionada é aplicada automaticamente a todas as fotos do lote. Em seguida, clique no menu Arquivo e escolha Salvar ROI para salvar o local da região de interesse selecionada para referência futura. Em seguida, clique no Curve Tracker e aguarde o software analisar a região de interesse.
Quando a janela do Curve Tracker for aberta, a alteração na concentração de glóbulos vermelhos para a região de interesse selecionada durante o teste será exibida como uma curva. Por fim, clique em Exportar dados e salve a transcrição de dados brutos para análise posterior. Usando este método, a resposta de enchimento capilar pode ser apresentada como a mudança na concentração de glóbulos vermelhos ao longo do tempo.
Durante os primeiros cinco segundos do teste, os valores basais são coletados. Em seguida, a pressão é aplicada para atingir o ponto zero do sangue. Uma vez aliviada a pressão, o sangue começa a retornar à área e atingirá o pico após alguns segundos.
Este gráfico representativo é para um voluntário saudável do sexo masculino. Um tempo de enchimento mais lento indicaria má perfusão da pele e pode ser indicativo de condições adversas. O uso de vídeos de espectroscopia de refletância fornece dados mais detalhados sobre as mudanças no tempo de enchimento capilar em comparação com a avaliação a olho nu.
O método apresentado precisa de mais desenvolvimento, mas mostra claramente o potencial da técnica na medição de eventos de enchimento capilar.
Veja a transcrição completa e aceda a milhares de vídeos científicos
Visão Geral
Este estudo apresenta um protocolo para usar espectroscopia de polarização difusa para melhorar a utilidade clínica do teste de reenchimento capilar. A pesquisa investiga uma análise detalhada do tempo de reenchimento capilar em voluntários saudáveis, utilizando espectroscopia de refletância difusa e novos endpoints informativos para avaliação objetiva.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Avaliação clínica
- Medição do tempo de reenchimento capilar
- Espectroscopia de polarização difusa
Fundo
- O tempo de reenchimento capilar é um indicador crucial para avaliar o status circulatório.
- As avaliações atuais frequentemente dependem de inspeção visual subjetiva.
- Métodos objetivos para quantificar o tempo de reenchimento capilar são necessários para melhores resultados clínicos.
Objetivo do Estudo
- Melhorar a precisão das avaliações de tempo de reenchimento capilar usando técnicas avançadas de espectroscopia.
- Fornecer uma medida mais objetiva que possa auxiliar na detecção precoce de mudanças circulatórias.
- Explorar as implicações para triagem e monitoramento de pacientes gravemente doentes.
Métodos Utilizados
- A espectroscopia de polarização difusa foi utilizada para analisar o tempo de reenchimento capilar.
- O estudo envolveu voluntários saudáveis em condições controladas.
- Etapas-chave incluíram o uso de uma câmera de vídeo para registrar o processo de reenchimento capilar.
- Os sujeitos foram aclimatados antes dos testes, e técnicas de pressão específicas foram empregadas durante a medição.
Principais Resultados
- O protocolo demonstrou um método preciso e objetivo para medir o tempo de reenchimento capilar em comparação com avaliações visuais tradicionais.
- Os resultados indicaram uma conexão entre os tempos de reenchimento medidos e a eficácia da perfusão da pele.
- O método forneceu dados quantitativos sobre a resposta hiperêmica após a liberação da pressão, indicando potenciais aplicações clínicas.
Conclusões
- Este estudo estabelece uma técnica inovadora para medir com precisão os eventos de reenchimento capilar, melhorando as avaliações clínicas.
- Os insights obtidos podem levar a um melhor monitoramento do status circulatório em ambientes de emergência e cuidados críticos.
Perguntas Frequentes
Executive Industry Relevance
Objective quantification of capillary refill time addresses a critical gap in early circulatory assessment, where subjective visual inspection limits reliability in triage and monitoring. By providing precise, reproducible measurements of skin perfusion dynamics, this method supports mechanistic de-risking in preclinical models of shock, sepsis, and hypoperfusion. The technique enables predictive confidence in identifying incipient circulatory compromise before vital sign changes, informing go/no-go decisions in therapeutic development pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of vascular homeostasis mechanisms and functional validation of targets involved in microcirculatory regulation.
- Operational Value: Provides a quantitative, translatable biomarker for assessing pathway modulation in disease-relevant systems.
- Predictive Value: Supports preclinical model validation by correlating compound effects with objective perfusion endpoints, reducing false positives in lead identification.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Generates standardized, time-resolved reflectance data suitable for high-content screening of vasoactive compounds.
- Quantitative Output: Delivers continuous red blood cell concentration curves enabling precise calculation of refill onset, peak, and recovery kinetics.
- Reproducibility: Minimizes operator-dependent variability through automated region-of-interest tracking and baseline normalization.
Translational & Preclinical Research
- Disease-Relevant System: Applicable in models of hemorrhagic shock, endotoxemia, and hypothermia where skin perfusion serves as a translational biomarker.
- Mechanistic De-risking: Clarifies whether observed cardiovascular effects stem from direct vascular action versus secondary hemodynamic consequences.
- Translational Continuity: Bridges discovery-phase mechanism validation with preclinical safety assessment through conserved perfusion physiology.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum by providing objective perfusion data that informs target validation, supports assay development for cardiovascular modulators, and enables risk-adjusted progression from hit confirmation to lead optimization.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing around nitric oxide signaling, endothelin pathways, and adrenergic regulation of capillary tone.
- Screening: Yields assay-ready perfusion metrics for evaluating compound libraries targeting microvascular function.
- Analytics: Supplies time-series hemodynamic data for comparative analysis across doses, genotypes, or treatment conditions.
- Translational Research: Aligns with preclinical validation of vasoprotective agents where perfusion recovery predicts clinical efficacy.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable perfusion assessment platform applicable across therapeutic areas including immunology, critical care, and cardiovascular disease.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases target validation confidence by reducing ambiguity in circulatory mechanism attribution.
- Operational Value: Enhances reproducibility and scalability of perfusion assays across sites and models.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling earlier detection of ineffective or toxic candidates.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization based on objective microcirculatory response profiles.
Implementation Considerations
- Requires expertise in videomicroscopy, spectrophotometric analysis, and physiological monitoring.
- Needs stable illumination, temperature-controlled environment, and pressure application standardization.
- Demands cross-functional alignment between pharmacology, physiology, and imaging teams for protocol consistency.
- Must account for inter-subject variability in skin pigmentation, thickness, and baseline perfusion.
- Limited to superficial tissue assessment; not suitable for deep tissue or organ-specific perfusion without adaptation.
