Transcutanea microcircolatoria Imaging in pretermine neonati

Riepilogo

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.

Abstract

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.

Introduzione

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.

Protocollo

Questo protocollo segue le linee guida del comitato etico della ricerca umana locale.

1. Preparazione

1. Programmare la misurazione microcircolatorio modo che non coincide con altre procedure, come il prelievo di sangue. Nei neonati termine è meglio eseguita dopo il pasto. Questo impedisce l'agitazione e faciliterà la misurazione.
2. Assicurarsi che un infermiere o un genitore partecipa per sostenere e confortare il neonato durante l'esame, utilizzando i principi di Newborn individualizzato Developmental Cura e Assessment Program ^12.
   Nota: Anche se le misurazioni possono essere eseguite da una sola persona, si consiglia vivamente di avere una seconda persona assist. Uno tiene la fotocamera e si concentra sul neonato mentre l'altro gestisce il computer e software. Nella nostra esperienza, questo si traduce in immagini di qualità superiore e una minore durata della procedura.
3. Se le condizioni cliniche dei permessi neonatali, posizionare ilneonato in posizione supina. Imaging microcircolatorio può essere eseguita in posizione prona, ma questo richiede più abilità e pazienza.
4. Assicurarsi che la temperatura corporea del neonato pretermine si trova nel campo appropriato (36,5 - 37,5 gradi Celsius).

2. Procedura

1. Installare il dispositivo lungo l'incubatore. Assicurarsi che l'incubatore è alla giusta altezza.
2. Mettere il tappo monouso sulla telecamera.
3. Applicare gel, olio o soluzione salina sulla punta della sonda; questo aiuterà levigare il contatto tra la sonda e la pelle.
4. Collocare la fotocamera sul lato ventromediale del braccio i neonati. Per evitare di messa a fuoco oggetti, assicurarsi che la sonda è perpendicolare alla pelle. Questo può richiedere riposizionamento del braccio neonati.
   Nota: il lato ventromediale del braccio è la posizione primaria per misurare la microcircolazione cutanea. Questa posizione ha pochi capelli lanugine ed è quindi meno soggetto a manufatti. Esso è più facilmente raggiungibilese il paziente viene posizionato in posizione supina.
5. Per ridurre al minimo la lunghezza totale della procedura, guadagnare tempo trovando la profondità ottimale del fuoco (figura 3) durante la ricerca della posizione con minor numero di manufatti.
   Nota: Profondità di fuoco dipende principalmente dall'età postnatale piuttosto che l'età gestazionale. La profondità media del fuoco nella prima settimana di vita è 0-80 micron. Qui di seguito, a causa di maturazione della pelle, la profondità focale aumenta rapidamente con valori medi di 80 - 200 micron tra 1 - 4 settimane di età postnatale (Figura 2). Nel lungo termine nato neonati la profondità media di fuoco è 80-160 micron alla nascita.
6. Stabilizzare la sonda per evitare artefatti da movimento. Per fare ciò, appoggiare il gomito sulla finestra incubatore e polso accanto al neonato. In alternativa, posizionare la sonda lungo il neonato su un cuscino.
7. Evitare artefatti pressione lasciando che la fotocamera hanno solo il minimo contatto con la pelle. Manufatti di pressione possono essere recognized durante cattura di immagini se c'è flusso avanti e indietro in vasi o se grandi vasi sono non perfuso mentre c'è buon flusso in piccoli vasi. Anche se il modello di flusso è identico in tutta la schermata, fate attenzione di manufatti di pressione.
8. Registrare video per una durata minima di 5 sec.
9. Dopo una cattura di successo, spostare la fotocamera in un altro punto sulla parte superiore del braccio.
   Nota: Si raccomanda di acquisire un totale 5 - 10 video su 3 - 5 posizioni diverse, come alcuni reperti sono riconosciute solo alla analisi offline, il che significa che il video in questione non è utilizzabile per l'analisi.
10. Rimuovere delicatamente il gel, olio o soluzione salina dalla pelle con una piccola garza.

3. Analisi offline

1. Ritagliare il video se c'è un movimento significativo che impedisce analisi. Vai alla sezione 'Strumenti' e utilizzare il pulsante 'Editor'. Selezionare l'intervallo telaio eleggibili per l'analisi e fare clic su 'Video del raccolto' button. Nota: I video sono accettabili se il movimento è in ½ del campo di vista ^13.
2. Selezionare il video ritagliata e stabilizzarlo. Vai alla sezione 'Strumenti' e utilizzare il pulsante 'Analisi'. Fare clic sul pulsante 'Stabilizzare'.
   Nota: Tutti i film devono essere stabilizzata prima di analisi automatica può essere eseguita.
3. Selezionare il video stabilizzato. Vai alla sezione 'Analisi' e cliccare su 'Rileva' Button. Assicurarsi che sono evidenziate le opzioni 'capillari' e 'Le navi'.
4. Dopo il rilevamento (Figura 4), ​​fare clic sul pulsante 'De Backer' 'CNA' o per un rapporto completo microcircolazione. Questo rapporto include i parametri più utilizzati outcome come la densità totale recipiente (TVD), densità nave perfuso (PVD) e percentuale di vasi perfusi (PPV).
   Nota: In alternativa, i video possono essere esportati in linea da analizzare manualmente. Questa opzione si trova nella sezione 'Strumenti'. Selezionare l'opzione 'Export' e cliccare sul pulsante 'AVA esportazione'.

Risultati

Le figure 1 e 2 mostrano rappresentante immagini fisse di video MI alta qualità. Questi esempi dimostrano la differenza di spessore della pelle nei bambini stessi tra il giorno 1 (Figura 1) e il giorno 28 (Figura 2) di età postnatale. Il giorno 1, vi è una forte illuminazione, un'adeguata attenzione alle micro navi e minima presenza di artefatti. Il giorno 28, è più difficile trovare il giusto equilibrio tra attenzione per le mi...

Discussione

In questo manoscritto descriviamo e dimostrare l'approccio per l'imaging transcutanea della microcircolazione nei neonati pretermine. Visualizzare questo metodo aiuterà i ricercatori a superare due delle più grandi sfide nella ricerca: la riproducibilità e il tempo e il lavoro intenso della natura di imparare nuove tecniche. Questa tecnica può fornire informazioni utili della microcircolazione periferica nei neonati prematuri in modo non invasivo. Misurazioni seriali possono aiutare i medici a valutare gli e...

Materiali

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).