このプロトコルの目標は、特に重症患者の集中治療管理の文脈において、末梢筋の微小血管酸素化と反応性充血を評価することです。拡散光学技術や血管閉塞試験と組み合わせることで、微小血管の酸素化や反応性充血に関する洞察を得るためのさまざまなパラメータを評価することができます。私たちは、2つの近赤外線拡散光学技術、パルスオキシメトリー、自動止血帯など、さまざまなモジュールを組み合わせた血管デバイスを使用しています。
これは、腕の持続的な動脈閉塞によって引き起こされる血管閉塞試験を使用して、酸素の代謝率と微小血管反応性を測定するように設計されています。e-technologyからの情報は、微小血管の健康を研究するためのマルチモーダルなアプローチを提供するために統合されています。近赤外分光法は、複数の波長でピコ秒オーダーのレーザーパスを利用し、組織を通過するパルスの遅延と広がりを測定します。
複数の波長を使用して、さまざまな血液および組織成分を計算します。私たちが利用する血管では、685ナノメートルと830ナノメートルを利用して、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビン、ひいては微小血管酸素飽和度の割合を計算します。拡散相関分光法は、連続波のコヒーレントレーザー光源からの近赤外光の変化を利用します。
この技術は、血流を算出するために、赤血球などの光散乱粒子の移動によるスペックル強度の自己相関関数の減衰を利用しています。DCSでは、血管において、波長785ナノメートルとして利用している。最後に、パルスオキシメトリーは心拍数と動脈血酸素飽和度の割合を測定します。
このプロトコルでは、組織の酸素化を測定できます。組織酸素化は、組織灌流、動脈酸素化、および組織の代謝率を組み合わせた生のパラメータであるため、静脈酸素化です。血管閉塞試験を行うとき、私たちが持っているのは組織の代謝率であるため、脱酸素化、信号の不飽和化は、灌流ではなく、代謝率のみの代謝率の情報を提供します。
その後、この虚血性チャレンジの後にカフを解放すると、再飽和、信号の再酸素化、および充血反応が起こります。したがって、この再酸素化とこの充血反応は、組織の微小血管反応性に関する情報を提供し、それは内皮機能のパフォーマンスについて話します。血管プローブには、レーザー光源用の光学窓と、拡散相関分光法と時間結果分光法用の検出器があります。
ソース検出器の間隔は、どちらも25mmです。プローブは、容量タッチセンサーと加速度計、負荷、および光センサーで示されます。デバイスのレーザー安全システムは、プローブが組織に配置されたときにレーザーのみを照らすためにタッチセンシングを使用します。
剥離が検知されるとすぐにレーザーのスイッチがオフになり、患者とオペレーターの安全が確保されます。デバイスの電源を入れます。このデバイスは、自社開発のソフトウェアから始まります。
安全キーをオンの位置に回します。プローブを機器応答機能ボックス内に完全に置き、プローブが点灯している場合は、プローブのリセットボタンを押します。デバイスの準備が整うのを待ちます。
安定した機能を保証するためにセルフテストを実行します。デバイスの準備が整うと、IRFを測定するかどうかを尋ねられます。これで、デバイスはレーザー強度を自動的に調整して、目的のカウントレートである100万に到達します。
安定したカウントレートとDTOFが表示されたら、停止ボタンを押します。このIRFはデバイスに保存されるだけでなく、リアルタイム計算に利用するためにソフトウェアにロードされます。これで、ファントム測定を続行できます。
プローブをファントムボックスに正しく挿入し、プローブ取り付けインジケーターが点灯するようにします。ファントムプロトコルは、DCSおよびTRS検出器が十分な数の光子を受信し、ダークカウントが目的の範囲内にあるかどうかをチェックする品質管理テストから始まります。品質チェックでは、モダリティ間に干渉がないことも確認されます。
ファントムプロトコルを少なくとも30秒間継続して、さらに分析を進めるために十分な量のデータを保存します。止血帯を肘より上の上腕に取り付けます 血圧測定中。袖口を腕にゆるく、またはきつく締め付けないでください。
止血帯を緩く取り付けると、目的の圧力に達するためにより多くの空気が必要になります。ゆっくりとした膨張は、体が生理機能を再調整することを可能にします。パルスオキシメータを同じ腕の人差し指に取り付けます。
人差し指に装着できない場合は、他の指に装着してください。肘のすぐ下の外側前腕にある、プローブする筋肉を見つけます。片手で腕を少しひねると筋肉をなぞることができます。
もう一方の手で親指と指の間の筋肉を感じることができます。短い巻尺を使用して、配置された筋肉の周りの腕囲を測定します。詳細な体脂肪口径を使用して、筋肉の上にあるおおよその組織の厚さを測定します。
プローブヘッドを筋肉に取り付け、光ファイバーとケーブルを手に向けて取り付けます。プローブをしっかりと取り付けないでください。それは組織生理学に影響を与える可能性があります。
繊維が動く物体に触れていないことを確認してください。データにアーティファクトが作成される可能性があります。プローブを黒い布で覆い、外光を遮断します。
患者が起きている場合は、血管閉塞検査がチクチクする感覚を引き起こし、腕を動かさない可能性があることを伝えます。プローブが取り付けられていることを確認します。デバイスのフロントパネルにあるLEDインジケーターが点灯し、ソフトウェアのタッチアイコンが緑色になり、プローブが取り付けられていることを示します。
プロトコル時間ボタンを押します。新しいダイアログボックスが開きます。被験者ID、オペレーターID、および収縮期血圧よりも50ミリメートル高い水銀柱の目標圧力を入力します。
[OK]を押して、自動プロトコルを開始します。リアルタイムデータがグラフに表示されます。プロトコルは、レーザー出力を自動的に調整し、光子数をチェックし、モダリティ間のインターフェースをチェックする品質管理から始まります。
品質チェックは2分以内に完了します。DRSおよびDCSというラベルの付いた円形のアイコンは、品質チェックの最後に緑色に変わるはずです。緑色のアイコンは、フォトンカウントレートが目的の範囲内にあることを示します。
プローブに外光が入ることはありません。モダリティ間にクロストークがないため、測定を継続できます。グラフは品質フェーズの終了時にリセットされ、患者データを表す信号がリアルタイムでプロットされます。
停止ボタンを押して、プロトコルを中止します。患者が安定していない場合、または患者がプロトコル中の任意の時点で臨床的介入を必要とする場合。延長ボタンを押して、オクルージョン前の持続時間を30秒追加します。
患者が腕を動かし、他の理由で安定したベースライン信号がない場合、オペレーターは何度でも必要なフェーズで交換を押すことができます。ボタンを押すたびに30秒が追加されます。止血帯は自動的に所望の圧力まで膨らみ、血管閉塞試験を開始します。
プラスボタンまたはマイナスボタンを押して、プロトコルの開始後に患者の血圧が変化した場合、5ミリメートル水銀柱のステップで目的の閉塞圧力を増減します。血管閉塞検査の開始と停止は、自動的に黄色の縦線でマークされます。このソフトウェアは、連続的にデータを取得し、3分間の血管閉塞試験を自動的に実行するように設定されています。
ベースラインの 3 分後、事前に定義された標準プロトコルは、血管閉塞テストの完了後さらに 6 分間持続し、患者の充血反応が終了し、安定した状態が得られた後の回復を評価します。プロトコルの完了時に、プロトコルの正常な完了をマークするポップアップ通知を介してオペレーターに通知されたら、OKを押します。オペレーターは、プローブとカフを患者から取り外し、アルコール綿棒または同等のものを使用してそれらを洗浄することができます。
事前定義された研究プロトコルに従って、臨床情報と人口統計学的情報を、プローブ位置の腕の円周と患者データフォームの上にある脂肪組織の厚さとともに手動で書き留めます。酸素化、脱酸素化、総ヘモグロビンと組織の酸素飽和度のリアルタイム絶対値の計算は、両方の波長の曲線リソース分光法を使用したアルゴリズムのフィッティングによって達成されます。リアルタイムでの血流指数の計算は、拡散強制分光法からの自動強制曲線を使用したフィッティングアルゴリズムによって実現されます。
任意の言語で記述されたユーザースクリプトを使用して、記録された境界データを再度開いて視覚化します。スクリプトを使用して、酸素消費量の指標、脱酸素の速度と振幅、再酸素化の速度と振幅、および血管閉塞試験後の反応性充血反応の振幅と曲線下の面積を計算します。このプロトコルから、組織の絶対酸素飽和度、血流指数、および動脈酸素飽和度を連続的に測定できます。
これらのパラメータの組み合わせにより、血管閉塞試験を実施しながら酸素消費指数の代謝率を取得することができます。カフを膨らませると、プローブ領域で酸素が消費される速度を示す脱酸素率が得られます。血管閉塞試験の最後に、カフが収縮すると、組織が再酸素化される速度がわかり、酸素が欠乏した領域に酸素がどれだけ速く供給されるかがわかります。
結果は、脱酸素化ヘモグロビンの増加と酸素化ヘモグロビンの減少を示しています。ヘモグロビンから酸素が抽出されると、酸素が枯渇した細胞の数が増えます。血管閉塞試験中に微小血管酸素飽和度の低下傾向が観察できます。
この減少の初期の速度は、酸素消費量の代謝率を表しています。充血のピークとその後の崩壊は、内皮機能と微小血管反応性に関連しています。文献では、脱酸素速度、脱酸素量、再酸素化速度、充血ピーク値、曲線下面積など、疾患の重症度や健康集団と患者集団の分類を表すバイオマーカーが使用されています。
絶対集中値を得ることから離れて、このプロトコルのそれ以上の利点は血流の索引です。充血飽和度だけでは局所的な酸素の増加は表されないため、血流指数は酸素消費量と灌流のベースライン代謝率への洞察を得ることを補完します。血流指数のさらなる分析は、血管デバイスが拡散相関分光法の迅速な取得が可能なため、安定性指数あたりの指標も提供します。
プロトコルを使用するときは、すべてのデバイスパラメータが許容範囲内にあることを示す品質テストに合格していることを常に確認してください。したがって、表示および保存されるデータは有用で意味のあるものです。このプロトコルでは、得られた臨床パラメータを使用して、組織灌流、内皮機能、微小血管反応性、および酸素代謝を評価できる複数の技術を使用して、ヘモグロビン酸素飽和度と血流指数の絶対値を非侵襲的に臨床医に提供できます。
デバイスのキャリブレーションと人体による測定のための完全に自動化されたプロトコルにより、オペレーターベースのばらつきが減り、より信頼性の高いデータが得られます。
