Transkutane Mikrozirkulatorische Imaging in Frühgeborenen

Zusammenfassung

Microcirculatory imaging (MI) is used to monitor peripheral perfusion in critically ill or preterm neonates. This manuscript and video demonstrates the optimal approach for obtaining high-quality images.

Zusammenfassung

Microcirculatory imaging (MI) is a relatively new research tool mainly used in the intensive care setting. MI provides a clear view of the smallest capillaries, arterioles and venules. The magnifying effect visualizes the flow pattern of erythrocytes through these vessels.

It's non-invasive character makes it suitable to apply in (preterm) neonates, even in cardiorespiratory unstable patients. In adults and children, MI is mainly performed sublingually, but this is not possible in preterm infants as these cannot cooperate and the size of the probe is problematic. In preterm infants, MI is therefore performed transcutaneously. Their thin skin makes it possible to obtain high quality images of peripheral microcirculation.

In this manuscript we will demonstrate the method of transcutaneous MI in preterm infants. We will focus on the different techniques and provide tips to optimize image quality. The highlights of software settings, safety and offline analysis are also addressed.

Einleitung

Hemodynamic diagnostics in critically ill preterm neonates has always been difficult. Most diagnostic tools used in adults cannot be applied in these tiny preterm infants; and then there is a problem of the sensitivity of the outcome parameters. But most of all, these infants are so vulnerable, that the risks of diagnostic procedures do not outweigh the benefits. As a result, in the field of neonatology, hemodynamics has been neglected and therefore there is a lack of knowledge on this topic.

An interesting option for handling these problems might be visualizing the microcirculation. The introduction of handheld microscopes in the late 1990s made it possible to visualize the microcirculation in a non-invasive manner. Three generations of devices have been introduced: Orthogonal Polarization Spectral (OPS) imaging¹, Sidestream Dark Field (SDF) imaging², and Incident Dark Field (IDF) imaging³. They all use more or less the same technique in which green light with a specific wavelength (548nm) stroboscopic illuminates the microcirculation. The green light is absorbed by oxy- and deoxyhemoglobin and mostly reflected by the surrounding tissue. This property of green light therefore creates visible contrast. The reflected light passes a magnification lens and is projected on a camera sensor. Hereby it is possible to visualize the flowing red blood cells at a depth of approximately one millimeter of mucosal tissue or directly at solid organs.

Over the past 15 years, the microcirculation has been mainly studied in adults, especially in patients with septic shock^4-6. These observational studies found that persistent microcirculatory alterations were associated with organ failure and mortality. This observation cannot be extrapolated directly to (preterm) infants however, as in the adults the microcirculation was measured sublingually. High quality images of the sublingual microcirculation cannot be obtained in preterm infants because they are unable to cooperate. In term infants the buccal microcirculation has been the area of interest⁷. Fortunately, in preterm infants the thin skin allows transcutaneous microcirculatory imaging. This approach has been applied in neonatal studies focusing on blood transfusion⁸, therapeutic hypothermia⁹ and hypotension¹⁰.

In this manuscript we present our protocol for transcutaneous microcirculatory imaging using Incident Dark Field imaging in preterm neonates. We will focus on different strategies to acquire the highest quality images. Technical details and differences between the SDF and IDF devices can be found elsewhere¹¹.

Protokoll

Dieses Protokoll folgt den Richtlinien des örtlichen menschlichen Forschungsethikkommission.

1. Vorbereitung

1. Zeitplan der Mikrozirkulationsmessung, so dass es nicht mit anderen Verfahren wie Blutentnahme überein. In Neugeborenen ist es am besten nach der Fütterung durchgeführt. Dies verhindert, dass Bewegung und die Messung zu erleichtern.
2. Stellen Sie sicher, dass eine Krankenschwester oder ein Elternteil betreut Unterstützung und Komfort das Neugeborene während der Untersuchung unter Verwendung der Prinzipien der Neugeborenen Individualisierte Entwicklungspflege und Assessment Program ^12.
   Hinweis: Obwohl Messungen können von einer einzigen Person durchgeführt werden, ist es dringend empfohlen zu haben, eine zweite Person helfen. Eine Halterung für die Kamera und ist an das Neugeborene konzentriert, während die andere arbeitet, den Computer und Software. Nach unserer Erfahrung ergibt sich eine höhere Bildqualität und eine kürzere Dauer des Verfahrens.
3. Wenn der klinische Zustand des Neugeborenen Genehmigungen, legen Sie dieNeugeborene in Rückenlage. Mikrozirkulation Bildgebung kann in Bauchlage durchgeführt werden, aber dies erfordert mehr Geschick und Geduld.
4. Sicherstellen, dass die Körpertemperatur des Frühgeborenen innerhalb geeigneten Bereich (36,5-37,5 Grad Celsius).

2. Verfahren

1. Installieren Sie das Gerät auf dem Inkubator. Sicherzustellen, dass der Inkubator in der richtigen Höhe.
2. Legen Sie die Einweg-Schutzkappe an der Kamera.
3. Gelten Gel, Öl oder Salzlösung über die Spitze der Sonde; dies wird Ihnen helfen zu glätten den Kontakt zwischen Sonde und die Haut.
4. Legen Sie die Kamera auf dem ventromedialen Seite der Säuglinge Oberarm. Um den Fokus-Artefakte zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass die Sonde senkrecht zur Haut. Dies kann Neupositionierung der Säuglinge Arm erfordern.
   Anmerkung: Die ventromedialen Seite des oberen Arms ist der primäre Standort, um die Mikrozirkulation der Haut zu messen. Dieser Ort hat wenig Lanugohaare und ist daher weniger anfällig für Artefakte. Es ist sehr leicht zu erreichenwenn der Patient in Rückenlage positioniert.
5. Um die Gesamtlänge des Verfahrens zu minimieren, Zeit zu gewinnen, indem du die optimale Tiefenschärfe (Abbildung 3), während die Suche die Position mit den wenigsten Artefakte.
   Hinweis: Tiefenschärfe hängt in erster Linie auf die postnatale Alter eher als Schwangerschaftsalter. Die durchschnittliche Tiefe des Fokus in der ersten Woche des Lebens ist von 0 bis 80 & mgr; m. Jenseits aufgrund Reifung der Haut, die Fokustiefe steigt schnell mit Durchschnittswerten von 80 bis 200 & mgr; m zwischen 1-4 Wochen postnatalen Alter (Abbildung 2). In Termin geboren Neugeborene die durchschnittliche Tiefe des Fokus ist von 80 bis 160 & mgr; m bei der Geburt.
6. Stabilisieren Sie die Sonde, um Bewegungsartefakte zu vermeiden. Um dies zu tun, seien Sie die Ellbogen auf den Inkubator-Fenster und das Handgelenk neben dem Neugeborenen. Alternativ zu positionieren Sie die Sonde neben dem Neugeborenen auf einem Kissen.
7. Vermeiden Sie Druckartefakten, indem Sie die Kamera nur die geringste Berührung mit der Haut. Druckartefakten können rwährend die Bildaufnahme ecognized wenn es hin- und hergehende Strömung in Gefäßen oder wenn große Behälter nicht perfundierten während es gute Fließ in kleinen Gefäßen. Auch wenn die Strömungsmuster in der gesamten Bildschirm identisch, passen sie von Druckartefakten.
8. Nehmen Sie Videos mit einer Mindestdauer von 5 Sekunden.
9. Nach einer erfolgreichen Erfassung, bewegen Sie die Kamera an eine andere Stelle auf dem Oberarm.
   Hinweis: Es wird empfohlen, insgesamt 5 erfassen - 10 Videos in 3 - 5 verschiedenen Standorten, wie einige Artefakte sind nur bei Offline-Analyse, was bedeutet, dass das Video in Frage ist nicht zur Analyse nutzbaren anerkannt.
10. Von der Haut mit einem kleinen Gaze Entfernen Sie das Gel, Öl oder Kochsalzlösung.

3. Offline-Analyse

1. Schneiden Sie das Video, wenn es eine deutliche Bewegung, die Analyse erschwert. Gehen Sie zum Abschnitt "Tools" und verwenden Sie die Schaltfläche 'Editor'. Wählen Sie den Bildintervall die für Analyse und klicken Sie auf den "Crop Video 'button. Hinweis: Videos sind akzeptabel, wenn Bewegung innerhalb ½ des Feldes Ansicht ^13.
2. Wählen Sie das zugeschnittene Video-und stabilisieren. Gehen Sie zum Abschnitt "Tools" und verwenden Sie die Schaltfläche "Analysieren". Klicken Sie auf die 'stabilisieren' button.
   Hinweis: Alle Filme müssen stabilisiert, bevor die automatische Analyse durchgeführt werden kann.
3. Wählen Sie das stabilisierte Video. Gehen Sie zum Abschnitt "Analyse" und klicken Sie auf 'Erkennen' Button. Achten Sie darauf, die Optionen 'Kapillaren "und" Schiffe "werden hervorgehoben.
4. Nach der Erkennung (Abbildung 4), klicken Sie auf den "CNA" oder "De Backer-Button für eine vollständige Mikrozirkulations Bericht. Dieser Bericht enthält die am häufigsten verwendeten Outcome-Parameter wie die Gesamtgefäßdichte (TVD), perfundierten Gefäßdichte (PVD) und der Anteil der durchströmten Gefäßen (PPV).
   Anmerkung: Alternativ können Videos exportiert offline manuell analysiert werden kann. Diese Option finden Sie im Abschnitt "Tools" finden. SeSELECT die Option "Exportieren" und klicken Sie auf 'AVA Export "-Taste.

Ergebnisse

Abbildungen 1 und 2 zeigen repräsentative Standbilder aus hochwertigem MI Videos. Diese Beispiele zeigen den Unterschied in der Dicke der Haut in gleichem Säuglingen zwischen Tag 1 (Abbildung 1) und am Tag 28 (Figur 2) der postnatalen Alter. Am Tag 1, gibt es eine helle Beleuchtung, ausreichende Konzentration auf die Mikrogefäße und minimale Präsenz von Artefakten. Am 28. Tag ist es schwierig, das richtige Gleichgewicht zwischen den...

Diskussion

In diesem Manuskript wir beschreiben und zeigen die Vorgehensweise für die transkutane mikrozirkulatorischen Bildgebung in der Frühgeborenen. Visualisieren Sie diese Methode hilft Forschern zu überwinden zwei der größten Herausforderungen in der Forschung: die Reproduzierbarkeit und die zeit- und arbeitsintensiv Natur der das Erlernen neuer Techniken. Diese Technik kann nützlich sein, Informationen von peripheren Mikrozirkulation bei Frühgeborenen in einer nicht-invasiven Art und Weise bereitzustellen. Serienmess...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cytocam	Braedius	http://www.braedius.com/magnoliaPublic/braedius/products.html	Other well known handheld microscopes to visualize the microcirculation are MicroScan (Microvision Medical) using SDF technique or the CytoScan (CytoMetrics) using OPS technique
Disposable Lens Cover	Glycocheck	http://www.glycocheck.com/lenscovers.php
CCTools	Braedius	http://www.braedius.com/magnoliaPublic/braedius/products.html	Another well known offline analysis programme is AVA (Microvision medical).