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Neuroscience

확산 반사율 분광학: 점점 하나의 엄지손가락 아래 모 세관 보충물 테스트

doi: 10.3791/56737 Published: December 2, 2017

Summary

이 프로토콜 확산 분극 분광학의 사용 모 세관 보충물 테스트의 임상 유용성을 개선할 수 있는 방법에 대해 설명 합니다. 확산 반사율 분 광 영상 및 새로운 informatic 끝점을 사용 하 여 건강 한 지원자에서 모 세관 보충물의 과정에 대 한 자세한 분석을 권합니다.

Abstract

모 세관 보충물 테스트 비판적으로 아픈 환자에 있는 순환 상태를 예측할 수 있도록 1947 년에 소개 되었다. 지침 상태를 일반적으로 그 리필 2 내에서 발생 해야 s 5를 발표 한 후 정상적인 건강 한 부정사 환자 (예를 들어, 의사의 손가락에 의해) 회사 압력의 s. 느린 충전 시간이 나타냅니다 가난한 피부 관류, 패 혈 증, 혈액 손실, hypoperfusion, 저체온증 등 조건에 의해 발생할 수 있습니다. 그것의 소개부터 시험의 임상 유용성 논의 되었습니다. 옹호의 타당성과 단순 지적 고 주장 혈관 상태 심장 박동 등 생체 신호에 변화 보다 앞서 변화를 나타낼 수 있습니다. 비평가, 다른 한편으로, 스트레스 테스트를 수행 하는 방법을 표준화의 부족과 주변 요인, 자화 율 테스트의 육안 평가의 매우 주관적인 성격 현저 하 게 임상 가치 낮추고. 현재 작업의 목표는 리필 이벤트의 과정을 자세히 설명 하 고 잠재적으로 더 많은 목표를 제안 하 고 모 세관에 대 한 정확한 끝점 값 리필 확산 분극 분광학을 사용 하 여 테스트.

Introduction

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평가 하 고 고전 생체 신호 혈압 (BP), 심장 박동 (인사), 호흡 속도 (RR), 산소 포화, 및 몸 온도1에 비판적으로 아픈 환자 센터의 심사. 이러한 매개 변수의 변경 순환 저하 동안 상대적으로 늦게 나타납니다. 예를 들어, 출혈에 혈압에 있는 감소 발생 하지 않습니다 혈액 손실 된다 심한2, 적당 한 시간 증가는 둔감 하 고 불특정 마커3수 때까지.

리필 시간 감기, 끈적끈적한, 얼룩 덜 룩 한 피부1,4 의 임상 모양 뿐만 아니라 생체 신호 전에 변경으로 모 세관 보충물 테스트 (CR 테스트) 초기 순환 상 붕괴의 이전 표시 제공할 수 있습니다. , 5. 모 세관 보충물 테스트는 일반적으로 응용 프로그램에 의해 수행 하 고 회사 창백의 다음 릴리스 타이밍 (초)에 blanched 영역에 혈액의 반환의 피부에 압력. 지침에 따르면, 리필 회사 압력 (, 의사의 손가락)는 정상적인 건강 한 부정사 환자6의 5 초 후 2 초 이내에 수행 되어야 합니다. 테스트에 대 한 근거는 느린 리필 시간 가난한 피부 관류, 가능한 패 혈 증, 혈액 손실, 급성 심장 마비, 저체온증 등 중요 한 이벤트의 숫자 중 하나에 의해 발생을 나타내는 것입니다.

현재, CR 테스트6,7,8,,910을 수행 하는 첨단 방법에 아무런 합의입니다. 실제 창백 책략과 주관에 의존의 표준화의 부족을 포함 하는 논쟁 문제 (, 육안) 리필 끝점7,,911의 평가. 또한, 표시는 성별 영향 CR 시간12,13있다. 온도, 주위와 피부, 모 세관의 리필 시간에 영향을 미칠 것으로 알려져 있지만 어느 정도까지 명확 하지 않다. 마지막으로, 다른 측정 사이트, 주변 또는 중앙를 사용 하 여 아마이 지역14,15에서 몇 가지 연구 결과에 다양성의 더 원인입니다.

현재 작업에서 우리 혈액과 CR 테스트 기간 동안 본 이후 hyperemic 응답의 반환 과정을 기록 하는 광학 바이오 시스템 사용. 시스템 활용 확산 분극 분광학 계량 및 가능한 육안, 시간 및 모 세관 보충물의 과정 보다 좀 더 자세하게에서 설명 합니다. 시스템 구성 표준 디지털 카메라, 92 백색 Led와 특별히 개발 된 소프트웨어는 외부 빛 반지를 장착 되어 있습니다. 렌즈와 Led, 앞 기가 연결 된 두 개의 편광 필터 직접 카메라를 도달 하는 조직에 depolarized 되는 유일한 빛 피부 표면에서 반영 된 빛을 차단 합니다. 이 약 0.5 m m의 깊이에 조직의 "하위 표 피" 이미지를 생성합니다. 이미지의 색상 평면으로 분할 되 고 모든 픽셀에 대 한 빨간색과 녹색 콘텐츠 계산, 적혈구16의 조직 농도에 해당 하는 값을 생성. 비디오 모드는 시스템의 임시 해결책은 0.02 s.

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Protocol

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여기에 설명 된 연구 지역 윤리 지침을 따 랐 고 링 셰 핑 (허가 번호 2015/99-31)에 지역 윤리 검토 위원회에 의해 승인 되었다.

1. 동 및 심사

  1. 주제에서 통지 해준 동의 얻을.
  2. 포함/제외 기준에 따라 화면.
    참고: 조건을 포함 했다: (i) 건강 한 성인 > 18 세, (ii) 수 서 면 및 구두 정보, 및 (iii) 이해 하 구두 및 서 면 동의 제공 합니다. 제외 조건을 했다: (i) 수 없는 또는 동의 (ii) 지속적인 피부 조건, (iii) 심혈 관 질환, 혈관 기능을 방해할 수 있습니다 (4) 약물 치료를 제공 하는 꺼리는. 경구 피임약을 사용할 수 있습니다. 주제가 되어야 하는 경구 피임약을 사용 하는 경우의 프로토콜 파일, (v) 흉터에 자유롭고 멍이 아닌 피부이 마, (vi)의 카페인 이나 담배 테스트 및 (vii)의 발병 하기 전에 2 h의 아무 섭취 없는 격렬 한 신체 활동 적어도 2 시간 홍보 ior 테스트의 발병을.

2. 순응 및 장비 설치

  1. 시험 과목 시험의 개시 전에 부정사 위치에 적어도 20 분에 대 한 순응 하자.
    참고: 올바른 피사체의 위치와 장비 보충 그림 1에에서 표시 됩니다.
  2. 지정 된 소프트웨어 및 디지털 카메라 (재료의 표 참조)를 사용 하 여 모 세관 보충물 테스트의 카메라 녹화를 설정 합니다.
    1. 카메라와 컴퓨터를 USB 케이블을 연결 하 고 비디오 모드로 카메라 설정을 조정 합니다.
    2. 카메라를 켜고 컴퓨터에 연결 다는 것을 확인.
    3. 원격 제어 카메라 소프트웨어를 시작 ( 재료의 표참조).
    4. 주변광 끄고 측정 영역에 컴퓨터 화면을 벗어나.

3. 데이터 수집

  1. "인생 보기" 클릭 (Sic) 버튼을 누르면 "시작".
  2. '동영상' 모드와 라디오 버튼을 클릭 하 여 'TiVi' 모드 간 전환 (이 기록에 영향을 주지 것입니다는 화면 프레 젠 테이 션). 피사체의이 마의 라이브 비디오 스트림을 카메라의 디스플레이 컴퓨터 화면에서 볼 수 있는지 확인 합니다.
  3. 카메라 바로 피사체의이 마 위에 대략 15 cm의 높이를 조정 합니다.
  4. 카메라의 초점 "AF" (자동 초점)로 설정 되어 있는지 확인 합니다.
  5. 제목 테스트 동안 아직도 그/그녀의 머리를 유지 하 고 이야기 자제를 부탁 드립니다. 그것은 좋아 라며 테스트 기간 동안 폐쇄의 눈을 계속 주제를 알려: "제발,이 베개에 머리를 배치 하 고 테스트 동안 아직도 당신의 머리를 유지. 제발, 테스트 지속 20 초 동안 얘기 하지 않습니다. 빛을 찾을 경우 전체 시간에 대 한 폐쇄 눈을 계속 수 있습니다 너무 밝은 ".
  6. 녹음 하는 동안 카메라를 이동 하지 마십시오.
  7. "인생 보기" 창에서 찾아서 클릭 합니다 "HD 기록" 녹음 (초)의 기간; 카메라 디스플레이에 볼 수 있는 20 미 노트에 대 한 연속 녹음을 시작 하 첫 번째 5 s 기록의이 마의 정상적인 모 세관 혈액 농도 취득 하는.
  8. 5의 끝에 기록, 기준선의 s 적용 용 5 미 손가락와이 마 사이 플라스틱 작은 술과 집게 손가락 압력 균등화 및 온도 절연에 대 한 압력 측정 영역을 희게 하는 회사.
  9. 압력을 해제 하 고 신속 하 게 측정 영역에서 그의 손가락 및 플라스틱 스푼을 철회.
  10. 또 다른 10에 대 한 녹음을 계속 캡처 이후 hyperemic 응답 s.
  11. "인생 보기" 창에서 "중지"를 클릭 하 여 녹음을 중지 합니다.
  12. 녹음 중지 되었습니다 창이 열립니다 저장 하 고 명명 파일 (.mov 포맷); 비디오에 대 한 이름과 폴더를 선택 하십시오. 비디오는 컴퓨터에 지정 된 폴더에 다운로드 되는 동안 컴퓨터에서 카메라를 분리 하지 마십시오.

4. 데이터 분석

  1. 전용된 분석 소프트웨어 이미지 분석 및 곡선 건설 수행을 진행 ( 재료의 표참조).
  2. 바탕 화면 아이콘을 두 번 클릭 하 여 분석 소프트웨어를 시작 합니다.
  3. 일단 메인 화면에 소프트웨어 시작 했다 선택 "영화 페이지."
  4. "영화 페이지" 창에서 클릭 하 여 "로드 영화." 업로드 하 고 영화 분석 소프트웨어에 대 한 기다립니다. 이 분 비디오 파일의 크기에 따라 걸릴 수 있습니다.
  5. 업로드 및 동영상의 분석 완료 되 면 "다른 이름으로 이미지 저장"을 클릭 하 고 비디오 분석 소프트웨어를 기다립니다.
    참고: 개별 jpeg 이미지로 분할 비디오 시퀀스를 포함 하는 컴퓨터에 자동으로 새 폴더를 만들 것입니다이.
  6. 개별 jpeg 이미지로 동영상의 분할이 완료 되 면 찾아서 메인 화면 창에서 "자르기 이미지 페이지"를 선택 합니다.
  7. "자르기 이미지 페이지"에서 "첫 번째 사진"을 클릭 비디오에서 jpeg 사진 포함 된 폴더로 이동 하 고 분석할; 첫 번째 사진 선택 소프트웨어는 자동으로 해당 일괄 처리의 다음 사진을 선택 하십시오.
  8. "편집" 메뉴를 클릭 하 고 관심 영역에 대 한 원형 또는 사각형 마커 사이의 선택.
  9. "사진 선택" 창에서 탐정의 손가락 측정 영역에서 완전히 제거는 일괄 처리의 첫 번째 사진 이름을 입력 하 고 "실제 사진" 상자를 찾을. 이 사진을 찾으려면, 비디오에서 개별 사진 포함 하는 폴더를 통해 찾아보십시오.
  10. 클릭 하 고 마우스 왼쪽된 버튼을 누른 하 여 관심 영역을 선택 하 고 사진 창 blanched 영역의 테두리 내에서 원 또는 사각형을 그립니다. 선택 된 관심 영역 자동으로 일괄 처리의 모든 사진에 적용 됩니다.
  11. "파일" 메뉴를 클릭 하 고 "저장 ROI" 저장 나중에 참조할 수에 대 한 관심의 선택 된 영역의 위치를 선택 합니다.
  12. "곡선 추적기" 버튼을 클릭 하 고 관심 영역을 분석 하는 소프트웨어에 대 한 대기.
  13. 일단 곡선 추적기 창이 열리고 테스트의 기간에 대 한 관심의 선택된 영역에 대 한 적혈구 농도 변화 곡선으로 표시 됩니다. 화면 프레 젠 테이 션은 다른 라디오 단추를 클릭 하 여 변경할 수 있습니다. 이 원시 데이터를 영향을 주지.
  14. "데이터 내보내기"를 클릭 하 고 추가 분석에 대 한 원시 데이터 사본을 저장.
  15. 원시 데이터 기록에서 이동 하 라는 열 "강도 TiVi 값 의미." "이미지 번호,"이이 열 옆 3 새 열을 생성 하는 "총 시간,"와 "모 세관 보충물 시간" 1에서 시작 s, 0 및 0 s와 1의 incrementation s, 0.02 s, 그리고 0.02 s, 각각.
    참고: "모 세관 보충물 시간" 창백 압력의 방출에 후속 반응의 시간에 연결 하 고 첫 번째 사진 탐정의 손가락 측정 영역에서 완전히 제거 됩니다 나타내는 평균 값에서 시작.
  16. 창백 책략 중에 탐정의 검지와 플라스틱 작은 술에서 생성 하는 잡음을 포함 하는이 유일한 기준선 사이의 모 세관 보충물 시간 값을 삭제 합니다.
  17. 기준선 측정에 대 한 평균 값을 계산 (처음 5 녹음의 s).
  18. 첫 번째 값을 같게 하거나 능가 계산 된 평균 기준 값 및 참고 "모 세관 보충물 시간" 열에 있는 시간을 찾아. 이 시간 포인트가 나타냅니다 "초기 1로 돌아갈 시간을입니다."
  19. 찾아 가장 높은 압력 릴리스 후 생성 값의 강도 값을 의미 하 고 "모 세관 보충물 시간" 열에 시간 포인트를 참고. 이 시간 포인트가 나타냅니다 "피크 시간을."
  20. 찾기 두 번째 값 보다 작거나 기준선 측정 및 참고 시간 포인트에 대 한 계산 된 평균 값을 "모 세관 보충물 시간" 열에는. 이 시간 포인트가 나타냅니다 "기준 2로 돌아갈 시간을입니다."

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Representative Results

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모 세관 채우는 과정 촬영 육안 평가 의해 얻을 수 없는 데이터의 방대한을 생성 합니다. 여기 더 순환 상태에서 악화의 초기 지표로 서 CR 테스트의 유용성을 개선 하기 위해 새로운 끝점을 하시기 바랍니다. 우리는 이러한 끝점을 호출: "기준", "피 제로" (또는 "BZ"), "" 시간이 피크 "또는"Tpk."기준 1" (또는 "tRtB1")를 돌아갈 시간 "기본" 값 5 s 기준선 측정 기간 동안 얻은 모든 값의 평균 값을 계산 하 여 파생 됩니다. "제로 혈액" 압력 출시 직후 blanched 영역의 첫 번째 이미지에서 얻은 평균 값입니다. "TRtB1"의 정의 시간 (초) 후의 창백 압력 blanched 영역의 값이 될 때까지 또는 "기본" 값입니다. "Tpk" 높은 값은 기록 시간에 해당 합니다. 실 온에서 자원 봉사는 건강 한 남자의이 마에 다양 한 일반 사진과 색상된 이미지는 테스트를 수행 하는 그림 1 보여줍니다. 그림 2 위에서 설명한 동일한 테스트에서 모 세관 보충물 테스트에서 대표적인 곡선을 보여준다. 묘사 된 테스트에서 측정 시간 3 분 걸리는 시간 값이 초기 값으로 다시 하기 전에 보여주는 임상 상황에 적용 되지 않습니다 한 번이 했다.

Figure 1
그림 1: 모 세관 보충물 건강 한 자원 봉사자에 대 한 응답. 일반 사진 (위쪽 행)와 건강 한 남성 자원 봉사자의 마에 수행 되는 모 세관 보충물 테스트에서 상관된 색된 이미지 (아래쪽 행)의 선택. (A) 압력, 압력 (B)의 출시 직후 blanched 지역 및 hyperemic 응답 (C)의 마 이전 응용 프로그램을 보여 줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2: 제안 된 끝점과 모 세관 보충물 응답의 상세한. 모 세관 채우는 건강 한 남자의이 마에 시간이 지나면서 적혈구 농도 변화 과정 그래프에 표시 자원 봉사 고 새로운 끝점 확산 반사율 분 광 영상의 분석에 의해 생성 된. "기본" 값 5 s 기준선 측정 기간 동안 얻은 모든 값의 평균 값을 계산 하 여 파생 됩니다. "제로 혈액" 압력 출시 직후 blanched 영역의 첫 번째 이미지에서 얻은 평균 값입니다. "TRtB1"의 정의 시간 (초) 후의 창백 압력 blanched 영역의 값이 될 때까지 또는 "기본" 값입니다. "Tpk" 높은 값은 기록 시간에 해당 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

보충 그림 1: 측정 설정과 주제의 위치. 그림 CR 응답의 측정에 대 한 대표적인 설치 휴식, 건강 한 주제에서이 마에 있습니다. 편광 필터와 리드 라이트 링 표준 디지털 카메라에 탑재 되어. 카메라는 정확한 위치에 대 한 수 있도록 유연 하 고, 3-방법 조정 가능한 머리와 안정적인 삼각대에 첨부 됩니다. 회사 압력 5 측정 영역에 적용 되는 표준, 플라스틱 스푼을 사용 하 여 s. 주변광 측정 간섭을 유발 하지 않도록 흐리게 한다 관찰 하시기 바랍니다. 이 파일을 다운로드 하려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

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시스템으로 최상의 결과 위해서, 환경 요인에 의해 발생 하는 변화를 제어 해야 합니다. 모든 주변광 해제 해야 합니다. 카메라 측정 영역 세로 맞춤에 위치 해야 합니다. 보장 하기 위해 일정 한 측정 영역, 주제는 이동 하거나 측정 하는 동안 이야기 하지 해서는 안됩니다. 같은 이유로 카메라 선호 움직임을 방지 하 고 측정 영역에 일정 한 거리를 유지 한 스탠드에 거치 된다. 시험 과목 카페인17,18, 담배 및 하드 운동19 테스트 전에 적어도 두 개의 h 하 고 이러한 요소 미세 혈관에 영향을 미칠 것으로 알려져 있습니다 이후 측정의 시작 전에 20 분 동안 휴식 해야 합니다. 시험 과목을 혈액 볼륨의 위치 재배포를 피하기 위해 심장 수준 측정 사이트와 부정사 위치에 있어야 합니다. 실내 온도 피부 온도 모니터링 해야 합니다 수, 온도 영향 리필 시간20,21을 알려져 있다.

육안 평가 다른 바이오 대안 제시 기법 CR 테스트를 측정 하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 기술의 대부분 피부22,,2324 에 반사 후 편광 또는 unpolarized 광원의 변화를 이용 한다. 다른 기술을 사용 하 여 비디오 카메라25, 아마도 가장 유사한 임상 상황에 피부 색깔의 변화를 측정 합니다. 혈액 흐름의 추가, 간접 측정 표면 온도 변화 피부 혈액 흐름26에 연관 하 여 얻을 수 있습니다. 이러한 대체 기술 피부의 제한 된 영역을 측정 하도록 설계 되었습니다 하거나 사용 하기 위해 한 해 부 사이트 (예를 들어, 손가락)23,,2425에.
이 새로운 시스템, 비디오 및 스틸 사진 사이 전환 하 여 넓은 지역, 예를 들어 다리 또는 심지어 몸 전체 필요 하다 면, 높은 시간 및 공간 해상도 캡처 가능 하다. 우리는 따라서 이것은 모 세관 보충물 응답의 더 생리 및 병 태 생리 특성에 대 한 매력적인 기술 논쟁.

그것은 카메라 시스템 및 피부 희게 책략 설명 하 고 여기에 사용 되는 연구 목적을 위해 설계 되었습니다 및 임상 사용을 위해 아직 최적화 되지 유의 하십시오. 비판적으로 아픈 환자를 모니터링 하는 방법으로 완벽 하 게 사용할 수, 시스템 소형화를 단순화 해야 합니다. 이상적으로, 카메라 시스템 표준화 창백 압력을 제공 하 고 즉시 순수 관련 판독을 제공 하는 장치와 함께 통합 한다. CR 응답의 기본 생리학 조사의 초기 단계에서 우리는, 우리는 대부분 이러한 과제의 기술 개발에 의해 관리할 수 있습니다 믿습니다.

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Disclosures

WheelsBridge AB에서 재정 지원 연구의 행위에 참여 했다. 저자 JH Östergötland 카운티 의회에 의해 채택 된다 그러나 WheelsBridge AB.와 로열티 계약 수석 저자 CDA에는 풀 타임 학업 위치 뿐만 아니라 제한 된 참여 WheelsBridge AB.

Acknowledgments

우리는 그들의 친절 한 지원에 대 한 재해 의학을 전공 (KMC) 스웨덴 방위 기관 (법)와 센터의 링 셰 핑 직원에 게 우리의 감사 하 고 싶습니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
TiVi701 Camera WheelsBridge AB TiVi701 Camera, version 1.5.1 Software
TiVi700 WheelsBridge AB TiVi700 Analysis, version 1.2.9 Software
Canon EOS 700D Canon U.S.A., inc. Canon EOS 700D Digital SLR Camera
Camera stand Manfrotto 681B Modified camera stand to hold the digital camera in position
Camera stand Disa Denmark 9020B Modified camera stand to hold the digital camera in position

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References

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Henricson, J., Toll John, R., Anderson, C. D., Björk Wilhelms, D. Diffuse Reflectance Spectroscopy: Getting the Capillary Refill Test Under One's Thumb. J. Vis. Exp. (130), e56737, doi:10.3791/56737 (2017).More

Henricson, J., Toll John, R., Anderson, C. D., Björk Wilhelms, D. Diffuse Reflectance Spectroscopy: Getting the Capillary Refill Test Under One's Thumb. J. Vis. Exp. (130), e56737, doi:10.3791/56737 (2017).

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