早産新生児における経皮微小循環イメージング

要約

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.

要約

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.

概要

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.

プロトコル

このプロトコルは、ローカルの人間研究倫理委員会のガイドラインに従っています。

1.準備

1. それは、血液採取のような、他の処理と一致しないように、微小循環測定をスケジュールします。用語の新生児ではそれが最高の給餌後に行われます。これは、攪拌を防止し、測定を容易にします。
2. 看護師や親がサポートしており、新生児個別発達ケアと評価プログラム¹²の原理を用いて、検査中に新生児を慰めるために出席することを確認してください。
   注：測定は一人で行うことができますが、それは非常に二人目は、支援することを推奨します。一つは、カメラを保持し、他のコンピュータとソフトウェアを操作しながら、新生児に焦点を当てています。我々の経験では、これは、より高品質の画像と処置のより短い持続時間をもたらします。
3. 新生児の許可の臨床症状は、配置した場合仰臥位での新生児。微小循環イメージングは​​腹臥位で実施することができるが、これはより多くのスキルと忍耐を必要とします。
4. （ - 37.5摂氏36.5）早産児の体温が適切な範囲内にあることを確認します。

2.手順

1. インキュベーターに沿ってデバイスをインストールしてください。インキュベーターは、右の高さであることを確認します。
2. カメラの使い捨てキャップを入れてください。
3. ゲル、油または生理食塩水は、プローブの先端に適用します。これは、プローブと皮膚との接触を滑らかにするのに役立ちます。
4. 幼児上腕の腹内側側にカメラを置きます。フォーカス・アーティファクトを防止するために、プローブを皮膚に垂直であることを確認してください。これは、幼児の腕の再配置が必要な場合があります。
   注意：上腕の腹内側側は皮膚の微小循環を測定するための主要な場所です。この場所は少し産毛の髪をしているため、アーティファクトが少ない傾向です。これは、最も簡単に到達します患者が仰臥位に位置する場合。
5. 手順の長さの合計を最小にするために、最小限のアーティファクトで場所を検索しながら、焦点の最適な深さ（ 図3）を見つけることによって、時間を稼ぎます。
   注意：焦点深度は、出生後の年齢ではなく、在胎週数に主に依存します。 80ミクロン - 人生の最初の週の焦点の平均深さは0です。 1〜200ミクロン- -生後4週齢（ 図2）以下では、皮膚の成熟のために、焦点深度が急速に80の平均値で増加します。出生時の160ミクロン - 用語生まれの新生児では、焦点の平均深さは80です。
6. 運動アーチファクトを回避するために、プローブを安定させます。これを行うには、インキュベーターウィンドウと新生児の横に手首に肘を休ま。また、枕の新生児と一緒にプローブを配置します。
7. カメラをさせることにより、圧力アーティファクトを避ける唯一の皮膚にわずかな接触を持っています。圧力アーティファクトは、rすることができます血管中または小血管内の良好な流れがある一方で大型船が非灌流している場合がある場合は、前後の流れを撮影中ecognized。また、流れのパターンが画面全体を通して同じである場合、圧力の遺物には注意してください。
8. 5秒の最小持続時間を録音する動画。
9. 成功キャプチャした後、上腕上の別の場所にカメラを移動。
   注：これは、合計5にキャプチャすることをお勧めします - いくつかのアーティファクトが唯一の問題で映像が分析のため使用できないことを意味し、オフライン解析、で認識されるように、5つの異なる場所 - 3で10ビデオ。
10. そっと小さなガーゼで皮膚からゲル、油または生理食塩水を除去します。

3.オフライン分析

1. 分析を妨げる重大な動きがある場合は、ビデオをトリミング。 「ツール」セクションに移動し、ボタン「エディタ」を使用しています。分析の対象フレーム間隔を選択し、「クロップビデオ「B]をクリックしますutton。注意：動きは、フィールドビュー¹³の1/2以内であればビデオが許容されています。
2. トリミングされたビデオを選択し、それを安定化させます。 「ツール」セクションに移動し、ボタン「分析」を使用しています。 「安定化」ボタンをクリックします。
   注意：自動解析を実行する前に、すべての映画は安定化されなければなりません。
3. 安定化されたビデオを選択します。セクション「分析」に移動し、「検出」ボタンをクリックします。オプション「毛細血管」と「船」が強調されていることを確認してください。
4. 検出（ 図4）した後、完全な微小循環のレポートの「CNA」や「デ・バッカー」ボタンをクリックします。このレポートでは、最も使用される結果の総血管密度（TVD）のようなパラメータ、灌流血管密度（PVD）と灌流船舶（PPV）の割合が含まれています。
   注意：別の方法として、ビデオを手動で分析するオフラインでエクスポートすることができます。このオプションは、セクション「ツール」に記載されています。セオプション 'エクスポート」をLECTと「AVAのエクスポート」ボタンをクリックします。

結果

まだ図1および図2の代表的な高品質MIビデオの画像。これらの例は、生後1日齢（図1）および 28日目（図2）との間の同じ乳児の皮膚の厚さの差を示します。 1日目に、明るい照明、マイクロ血管や人工物の最小限の存在に十分な焦点があります。 28日目​​にそれが原因で、より厚い皮膚に微細血管や工芸品を中心との間の適切な?...

ディスカッション

本稿では、我々は説明し、早産新生児における経皮微小循環イメージングのためのアプローチを示しています。再現性と新しい技術を学習時間と労働集約的性質：このメソッドの可視化の研究者が研究の最大の課題のうちの2つを克服するのに役立ちます。この技術は、非侵襲的に早産児における末梢微小循環の有益な情報を提供することができます。シリアル測定は、臨床医が治療的介入の...

資料

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).