Transcutanée Microcirculatory Imagerie en nouveau-nés prématurés

Résumé

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.

Résumé

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.

Introduction

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.

Protocole

Ce protocole suit les directives du comité d'éthique de la recherche humaine locale.

1. Préparation

1. Planifier la mesure de la microcirculation de sorte qu'il ne coïncide pas avec d'autres procédures telles que le prélèvement de sang. Dans les nouveau-nés à terme, il est préférable d'effectuer après l'allaitement. Cela empêche l'agitation et facilitera la mesure.
2. Veiller à ce que une infirmière ou un parent assiste à soutenir et réconforter le nouveau-né lors de l'examen, en utilisant les principes du nouveau-né individualisé développement programme de soins et d'évaluation ^12.
   Note: Bien que les mesures peuvent être effectuées par une seule personne, il est fortement recommandé d'avoir une deuxième personne de vous assister. On tient la caméra et se concentre sur le nouveau-né tandis que l'autre opère l'ordinateur et les logiciels. Dans notre expérience, cela se traduit par des images de qualité et une durée plus courte de la procédure.
3. Si l'état clinique des permis de nouveau-nés, placez lenouveau-né en position couchée. Imagerie de la microcirculation peut être effectuée en position couchée, mais cela exige plus d'habileté et de patience.
4. Assurez-vous que la température du corps de l'enfant prématuré est à portée appropriée (36,5 - 37,5 degrés Celsius).

2. Procédure

1. Installez le dispositif le long de l'incubateur. Assurez-vous que l'incubateur est à la bonne hauteur.
2. Mettez le cap sur l'appareil photo jetable.
3. Appliquer le gel, huile ou une solution saline à la pointe de la sonde; cela vous aidera à lisser le contact entre la sonde et la peau.
4. Placez la caméra sur le côté de la ventromédian nourrissons bras. Pour éviter de mise au point des objets, assurez-vous que la sonde est perpendiculaire à la peau. Cela peut nécessiter le repositionnement du bras de nourrissons.
   Remarque: Le côté ventromédian du bras supérieur est le lieu principal de mesurer la microcirculation cutanée. Cet emplacement a peu de cheveux lanugo et est donc moins sujette à des artefacts. Il est le plus facilement accessiblesi le patient est positionné en décubitus dorsal.
5. Afin de minimiser la longueur totale de la procédure, de gagner du temps en trouvant la profondeur optimale de mise au point (Figure 3) tout en recherchant l'emplacement avec les objets les plus faibles.
   Remarque: Profondeur de foyer dépend principalement de l'âge postnatal plutôt que l'âge gestationnel. La profondeur moyenne de mise au point dans la première semaine de vie soit de 0 - 80 pm. Au-delà, en raison de la maturation de la peau, la profondeur de mise au point augmente rapidement avec des valeurs moyennes de 80 - 200 um entre 1 - 4 semaines d'âge post-natal (figure 2). En terme né nouveau-nés de la profondeur moyenne de mise au point est de 80 à 160 um à la naissance.
6. Stabiliser la sonde pour éviter les artefacts de mouvement. Pour ce faire, placez le coude sur la fenêtre de l'incubateur et le poignet à côté du nouveau-né. Sinon, positionner la sonde à côté du nouveau-né sur un oreiller.
7. Éviter les artefacts de pression en laissant la caméra seulement avoir le moindre contact avec la peau. Artefacts de pression peut être recognized cours de capture d'image en cas de débit de va-et-vient dans les vaisseaux ou si les grands navires sont non-perfusé alors qu'il ya une bonne circulation dans les petits vaisseaux. Aussi, si le schéma d'écoulement est identique dans toute la totalité de l'écran, méfiez-vous des artefacts de pression.
8. Enregistrez des vidéos pour une durée minimale de 5 sec.
9. Après une capture réussie, déplacer la caméra à un autre endroit sur la partie supérieure du bras.
   Remarque: Il est recommandé de saisir un total de 5 - 10 vidéos à 3 - 5 endroits différents, que certains objets sont reconnues uniquement en une analyse hors ligne, ce qui signifie que la vidéo en question ne sont pas utilisables pour l'analyse.
10. Retirez délicatement le gel, huile ou de sérum physiologique de la peau avec une petite gaze.

3. Analyse Offline

1. Recadrer la vidéo si il est un mouvement important qui entrave l'analyse. Allez à la section «Outils» et utilisez le bouton 'éditeur'. Sélectionnez l'intervalle éligibles pour l'analyse d'image et cliquez sur le «Vidéo des cultures 'button. REMARQUE: Les vidéos sont acceptables si le mouvement est à la moitié de la vue sur le terrain ^13.
2. Sélectionnez la vidéo recadrée et le stabiliser. Allez à la section «Outils» et cliquez sur le bouton «Analyse». Cliquez sur le bouton «stabiliser».
   Remarque: Tous les films doivent être stabilisés avant l'analyse automatique peut être effectuée.
3. Sélectionnez la vidéo stabilisée. Allez à la section «Analyse» et cliquez sur le bouton "Detect". Assurez-vous de les capillaires 'les options et «bateaux» sont mis en évidence.
4. Après détection (Figure 4), cliquez sur le bouton «De Backer '' AIIC» ou pour un rapport complet de la microcirculation. Ce rapport comprend des paramètres les plus utilisés sur les résultats comme la densité de navires total (TVD), la densité des vaisseaux perfusé (PVD) et proportion de navires perfusés (PPV).
   Remarque: Comme alternative, les vidéos peuvent être exportées hors ligne pour être analysées manuellement. Cette option peut être trouvée dans la section «Outils». Setionner l'option "Exporter" et cliquez sur le bouton 'AVA à l'exportation ».

Résultats

Les figures 1 et 2 montrent représentant des images fixes de vidéos MI de haute qualité. Ces exemples démontrent la différence d'épaisseur de la peau dans les mêmes nourrissons entre le jour 1 (figure 1) et le jour 28 (Figure 2) de l'âge postnatal. Au jour 1, il ya un éclairage lumineux, orientation adéquate sur les micro-vaisseaux et présence minime d'artefacts. Au jour 28, il est plus difficile de trouver le just...

Discussion

Dans ce manuscrit, nous décrire et démontrer l'approche pour l'imagerie de la microcirculation transcutanée chez les prématurés. Visualisation cette méthode aidera les chercheurs à surmonter deux des plus grands défis de la recherche: reproductibilité et le temps et la main-d'œuvre nature intensive de l'apprentissage de nouvelles techniques. Cette technique peut fournir des informations utiles de la microcirculation périphérique chez les prématurés de manière non-invasive. Des mesures en s...

matériels

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).