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요약

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.

초록

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.

서문

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 shock4-6. 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.

프로토콜

이 프로토콜은 로컬 인간의 연구 윤리위원회의 지침을 따른다.

1. 준비

  1. 그러한 채혈 같은 또 다른 과정과 일치하지 않도록 미세 측정을 스케줄링. 용어 신생아에서 그것은 최고의 공급 후에 수행된다. 이는 교반을 방지하고, 측정을 용이하게한다.
  2. 간호사 또는 부모가 지원하고 신생아 개별화 발달 관리 및 평가 프로그램 (12)의 원리를 이용하여 검사하는 동안 신생아를 위로하기 위해 참석 있는지 확인합니다.
    주 : 측정 한 사람에 의해 수행 될 수 있지만, 고도로 번째 사람 어시스트 가질 것을 권장한다. 하나는 카메라를 보유하고, 다른 하나는 컴퓨터와 소프트웨어를 조작하는 동안 신생아에 집중된다. 우리의 경험에서, 이는 더 높은 품질의 이미지 및 절차의 짧은 지속 시간을 초래한다.
  3. 신생아 허가의 임상 상태, 배치하면앙와위에서 신생아. 미세 화상이 엎드린 자세로 수행 될 수 있지만, 이는 더 기술과 끈기를 필요로한다.
  4. (- 37.5 섭씨 36.5) 미숙아의 신체 온도가 적절한 범위 내에 있는지 확인합니다.

2. 절차

  1. 인큐베이터에 따라 장치를 설치합니다. 인큐베이터가 올바른 높이에 있는지 확인합니다.
  2. 카메라의 일회용 캡을 넣습니다.
  3. 프로브의 끝 부분에 젤, 오일이나 식염수를 적용; 이 프로브와 피부 사이의 접촉을 부드럽게하는 데 도움이됩니다.
  4. 유아 상완의 ventromedial 측면에 카메라를 배치합니다. 포커스 유물을 방지하기 위해, 프로브가 피부에 수직해야합니다. 이것은 유아 암의 위치 조정이 필요할 수 있습니다.
    참고 : 상완의 ventromedial면이 피부의 미세 순환을 측정하는 기본 위치입니다. 이 위치는 작은 lanugo 머리를 가지고 있으며, 따라서 적은 경향이 유물이다. 그것은 쉽게 도달환자가 누운 위치에 위치되는 경우.
  5. 절차의 전체 길이를 최소화하기 위해, 적은 인공물과 위치를 검색하는 동안 (도 3)의 최적의 포커스 깊이를 찾음으로써 시간을 얻는다.
    참고 : 초점 심도는 주로 생후에 오히려 임신 주수보다 따라 달라집니다. 80 μm의 - 인생의 첫 번째 주에 초점의 평균 깊이는 0입니다. 1 내지 200㎛ 인 - - 생후 4 주 (도 2) 이하, 피부의 성숙 인해, 초점 심도는 급속히 80 평균 값으로 증가시킨다. 출생시 160 μm의 - 용어 태어난 신생아에 초점의 평균 깊이는 80입니다.
  6. 운동 아티팩트를 회피하기 위해 프로브를 안정화. 이렇게하려면, 인큐베이터 창에서 팔꿈치와 신생아 옆에 손목을 휴식. 또한, 베개에 신생아와 함께 프로브를 배치합니다.
  7. 카메라를 시켜서 압력 유물을 피 만 피부에 경미한 접촉이있다. 압력 유물은 R 수 있습니다촬상 중에 ecognized가 혈관 전후 유동 또는 대형 선박이 경우 소형 선박의 흐름이 좋은 상태에서 비 - 관류 경우. 또한 흐름 패턴이 화면 전체에 걸쳐 동일한 경우, 압력 인공물 조심.
  8. 5 초 최소 기간 녹음 동영상.
  9. 성공적으로 캡처 한 후, 상완의 다른 지점으로 카메라를 이동합니다.
    참고 : 총 5 캡처하는 것이 좋습니다 - 일부 유물 만 문제의 비디오 분석에 사용할 수 없다는 것을 의미 오프라인 분석, 인식 될 때, 5 개의 다른 위치 - 3에서 10 동영상.
  10. 조심스럽게 작은 거즈로 피부에서 젤, 오일 또는 식염수를 제거합니다.

3. 오프라인 분석

  1. 분석을 방해 상당한 움직임이 있으면 영상 자르기. '도구'섹션으로 이동하고 버​​튼 '편집기'를 사용합니다. 분석에 적합한 프레임 간격을 선택하고 '자르기 비디오'B를 클릭utton. 주 : 움직임 필드 뷰 13의 ½ 내에 있는지를 동영상으로 허용된다.
  2. 자른 비디오를 선택하고 안정. '도구'섹션으로 이동하고 버​​튼 '분석'을 사용합니다. '안정'버튼을 클릭합니다.
    주 : 자동 분석이 수행 될 수 있기 전에 모든 동영상이 안정되어야한다.
  3. 안정화 된 비디오를 선택합니다. 섹션 '분석'으로 이동하고 '검색'버튼을 클릭합니다. 옵션 '모세'와 '용기'가 강조 표시되어 있는지 확인합니다.
  4. 검출 (그림 4) 한 후, 전체 미세 보고서 'CNA'또는 '드 후원자'버튼을 클릭합니다. 이 보고서는 가장 많이 사용되는 결과 총 혈관 밀도 (TVD)과 같은 매개 변수, 관류 혈관 밀도 (PVD) 및 관류 선박 (PPV)의 비율을 포함한다.
    참고 : 다른 방법으로, 동영상은 오프라인 수동으로 분석 할 내보낼 수 있습니다. 이 옵션은 섹션 "도구"에서 찾을 수있다. 괜찮다옵션 '내보내기'[선택]하고 'AVA 내보내기'버튼을 클릭합니다.

결과

여전히 그림 1과 2는 담당자 고품질 MI 비디오의 이미지. 이러한 예는 출생 후 나이 (그림 2) 1 일 (그림 1)과 28 일 사이에 같은 유아의 피부 두께의 차이를 보여줍니다. 1 일에, 마이크로 선박과 유물의 최소한의 존재에 밝은 조명, 적절한 초점이있다. 28 일째에 기인 두꺼운 피부 미세 혈관 및 인공물 초점 사이의 적절한 균형을 찾기 어렵...

토론

이 논문에서 우리는 설명하고 조기 신생아에서 경피적 미세 영상에 대한 접근 방식을 보여줍니다. 재현성 및 시간과 새로운 기술을 학습의 노동 집약적 성격이 방법을 시각화하는 것은 연구자들이 연구에 가장 큰 도전 중 두 가지를 극복하는 데 도움이됩니다. 이러한 기술은 비 침습적 방식으로 조산아 말초 미세의 유용한 정보를 제공 할 수있다. 임상을 도울 수있는 직렬 측정은 치료 적 개입의 ...

공개

저자가 공개하는 게 없다.

감사의 말

We thank J. Hagoort for reading and correcting the manuscript.

자료

NameCompanyCatalog NumberComments
CytocamBraediushttp://www.braedius.com/magnoliaPublic/braedius/products.htmlOther well known handheld microscopes to visualize the microcirculation are MicroScan (Microvision Medical) using SDF technique or the CytoScan (CytoMetrics) using OPS technique
Disposable Lens CoverGlycocheckhttp://www.glycocheck.com/lenscovers.php
CCToolsBraediushttp://www.braedius.com/magnoliaPublic/braedius/products.htmlAnother well known offline analysis programme is AVA (Microvision medical). 

참고문헌

  1. Groner, W., et al. Orthogonal polarization spectral imaging: a new method for study of the microcirculation. Nat Med. 5 (10), 1209-1212 (1999).
  2. Goedhart, P. T., Khalilzada, M., Bezemer, R., Merza, J., Ince, C. Sidestream Dark Field (SDF) imaging: a novel stroboscopic LED ring-based imaging modality for clinical assessment of the microcirculation. Opt Express. 15 (23), 15101-15114 (2007).
  3. Sherman, H., Klausner, S., Cook, W. A. Incident dark-field illumination: a new method for microcirculatory study. Angiology. 22 (5), 295-303 (1971).
  4. Trzeciak, S., et al. Early microcirculatory perfusion derangements in patients with severe sepsis and septic shock: relationship to hemodynamics, oxygen transport, and survival. Ann Emerg Med. 49 (1), 88-98 (2007).
  5. Sakr, Y., Dubois, M. J., De Backer, D., Creteur, J., Vincent, J. L. Persistent microcirculatory alterations are associated with organ failure and death in patients with septic shock. Crit Care Med. 32 (9), 1825-1831 (2004).
  6. De Backer, D., et al. Microcirculatory alterations in patients with severe sepsis: impact of time of assessment and relationship with outcome. Crit Care Med. 41 (3), 791-799 (2013).
  7. Buijs, E. A., et al. Early microcirculatory impairment during therapeutic hypothermia is associated with poor outcome in post-cardiac arrest children: A prospective observational cohort study. Resuscitation. , (2013).
  8. Genzel-Boroviczeny, O., Christ, F., Glas, V. Blood transfusion increases functional capillary density in the skin of anemic preterm infants. Pediatr Res. 56 (5), 751-755 (2004).
  9. Ergenekon, E., et al. Peripheral microcirculation is affected during therapeutic hypothermia in newborns. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 98 (2), F155-F157 (2013).
  10. Schwepcke, A., Weber, F. D., Mormanova, Z., Cepissak, B., Genzel-Boroviczeny, O. Microcirculatory mechanisms in postnatal hypotension affecting premature infants. Pediatr Res. , (2013).
  11. van Elteren, H. A., Ince, C., Tibboel, D., Reiss, I. K., de Jonge, R. C. Cutaneous microcirculation in preterm neonates: comparison between sidestream dark field (SDF) and incident dark field (IDF) imaging. J Clin Monit Comput. , (2015).
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  13. Massey, M. J., et al. The microcirculation image quality score: development and preliminary evaluation of a proposed approach to grading quality of image acquisition for bedside videomicroscopy. J Crit Care. 28 (6), 913-917 (2013).
  14. Weidlich, K., et al. Changes in microcirculation as early markers for infection in preterm infants--an observational prospective study. Pediatr Res. 66 (4), 461-465 (2009).
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  16. Sallisalmi, M., Oksala, N., Pettila, V., Tenhunen, J. Evaluation of sublingual microcirculatory blood flow in the critically ill. Acta Anaesthesiol Scand. 56 (3), 298-306 (2012).
  17. van den Berg, V. J., et al. Reproducibility of microvascular vessel density analysis in Sidestream dark-field-derived images of healthy term newborns. Microcirculation. 22 (1), 37-43 (2015).

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