Übersichtsartikel

Aktuelle Methoden, Qualitätskontrolle und translationale Perspektiven für das sublinguale Monitoring der Mikrozirkulation am Krankenbett bei kritisch Kranken

DOI:

10.3791/71498

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21. August 2026

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1Department of Critical Care Medicine, The Fourth Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 2International Institutes of Medicine, Zhejiang University, 3College of Biomedical Engineering and Instrument Science, Zhejiang University

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Dieser Überblick untersucht aktuelle Methoden zur bettseitigen Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation und betont dabei die Qualität der Aufnahme, standardisierte Berichterstattung, Validierung und klinische Übertragbarkeit. Er unterscheidet zwischen etablierten Befunden und vom Autor vorgeschlagenen Konzepten und skizziert praktische Prioritäten für Reproduzierbarkeit, Sicherheit und zukünftige klinische Bewertung.

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mikrozirkulatorische Störungen können nach der Wiederherstellung des Blutdrucks, des Herzzeitvolumens und anderer systemischer hämodynamischer Zielgrößen bei schwer kranken Patienten fortbestehen. Die sublinguale Mukosa bietet einen leicht zugänglichen Ort für die wiederholte bettseitige Beurteilung der Mikrozirkulation, doch die routinemäßige klinische Anwendung bleibt durch Artefakte bei der Aufnahme, Abhängigkeit vom Untersucher, hohen Aufwand bei der Bildanalyse, variable Messqualität sowie unklare Zusammenhänge mit therapeutischen Entscheidungen begrenzt. Diese narrative Übersichtsarbeit verfolgt das Ziel, aktuelle Methoden zur bettseitigen Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation zu untersuchen, ihre Stärken und Schwächen zu bewerten und praktische Prioritäten für die Umsetzung in die routinemäßige klinische Praxis aufzuzeigen. Die Arbeit fasst etablierte und neu entwickelte Messverfahren zur Beurteilung der vaskulären Morphologie, Gefäßdichte, Durchflussmuster von Blutzellen, regionale geschwindigkeitsbezogene Signale, Gewebeoxygenierung und Datenqualität zusammen und betont, dass diese komplementären Messungen nicht austauschbar sind und einer strengen Qualitätskontrolle bedürfen. Außerdem werden standardisierte Aspekte der Datenaufnahme und -berichterstattung, Leistungskennzahlen, Testverfahren zur Wiederholbarkeit, analytische Validierung sowie Benchmark-Vergleiche beschrieben, die für unterschiedliche Messbereiche geeignet sind. Abschließend wird ein vom Autor vorgeschlagener modularer Arbeitsablauf dargestellt, um einen strukturierten Rahmen für Erfassung, Qualitätskontrolle, Datenverarbeitung und bettseitige Berichterstattung zu veranschaulichen. Dieses konzeptionelle Gerüst soll zukünftige technische Entwicklungen und klinische Validierungen leiten und stellt weder ein klinisch validiertes Gerät, noch ein diagnostisches System oder einen therapeutischen Algorithmus dar.

Einleitung

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Die Schockreanimation wird üblicherweise anhand von Blutdruck, Herzzeitvolumen, Laktat und anderen systemischen Variablen gesteuert. Obwohl diese Parameter unverzichtbar sind, zeigen sie nicht immer zuverlässig an, ob das Blut effektiv bis in die einzelnen Kapillarbettregionen gelangt. Bei Sepsis können endotheliale Schäden, eine Störung des Glykokalyxes, veränderte Blutzellinteraktionen und eine dysregulierte Gefäßsteuerung die durchblutete Kapillardichte verringern und zu heterogenem Blutfluss führen1,2. Wenn sich die systemische Hämodynamik verbessert, ohne dass eine entsprechende Erholung der Gewebedurchblutung eintritt, spricht man von einer hämodynamischen Inkohärenz3,4.

Die sublinguale Mukosa bietet einen praktischen und leicht zugänglichen Ort für wiederholte bettseitige Beurteilungen der Mikrozirkulation. Die handgehaltene Vitalmikroskopie (HVM) hat die umfangreichste Evidenzbasis an bettseitigen Untersuchungen bei kritisch kranken Patienten hervorgebracht5,6. Dennoch bleibt die routinemäßige klinische Anwendung herausfordernd. Konsensus-Statements und methodische Übersichtsarbeiten haben Speichel, Sondenpressure, Blasen, Bewegungen und instabile Beleuchtung als häufige Ursachen für schlechte Bildaufnahme identifiziert7. Zudem ist die Bildanalyse technisch anspruchsvoll und oft zeitaufwändig8. Formale Bewertungssysteme für die Bildqualität sowie Validierungsstudien haben außerdem gezeigt, dass Videos von schlechter Qualität die berichteten mikrozirkulatorischen Parameter erheblich beeinflussen können9,10.

Dieser Überblick untersucht die Fähigkeiten und Grenzen etablierter und neuartiger Methoden zur bettseitigen Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation, identifiziert die Bereiche mit der stärksten unterstützenden Evidenz und erörtert die praktischen Anforderungen für eine erfolgreiche klinische Umsetzung. Anstatt einen umfassenden Überblick über die mikrozirkulatorische Pathophysiologie oder Überwachungstechnologien zu geben, konzentriert sich der Artikel auf standardisierte, aus der HVM abgeleitete Messungen, die Qualität der Datenerfassung, die Erkennung von Ausfallmodi, minimale Berichterstattungsanforderungen, die verifizierung auf Modulebene, die domänenspezifische analytische Validierung sowie einen gestuften Weg zur klinischen Bewertung. Im gesamten Text wird klar zwischen etablierter Evidenz und von den Autoren vorgeschlagenen Konzepten sowie Validierungsprioritäten unterschieden, um nicht den Eindruck zu erwecken, dass der vorgeschlagene Rahmen ein klinisch validiertes Überwachungssystem darstellt.

Überprüfung und Perspektive

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Literaturrecherche und Umfang
Die anfängliche gezielte Suche umfasste PubMed/MEDLINE, Embase und die Web of Science Core Collection von der Gründung der Datenbanken bis zum 1. Januar 2026. Am 22. Juni 2026 wurde eine fokussierte Aktualisierungssuche durchgeführt, um neu veröffentlichte Studien zu identifizieren, die direkt für die Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation, standardisierte manuelle Vitalmikroskopie-Metriken, Aufnahmegenauigkeit, vielversprechende Sensortechniken, automatisierte Analyse, Modul-Validierung und klinische Anwendung relevant sind. Die Suchbegriffe kombinierten die sublinguale Mikrozirkulation mit Orthogonal Polarization Spectral (OPS)-Bildgebung, Sidestream Dark Field (SDF)-Bildgebung, Incident Dark Field (IDF)-Bildgebung, Nahinfrarotspektroskopie (NIRS), laser- und Doppler-basierten Methoden, transkutaner Kohlendioxid-Überwachung, automatisierter Bildanalyse, künstlicher Intelligenz, Sepsis, Schock und kritischer Erkrankung. Auch die Literaturverzeichnisse relevanter Übersichtsarbeiten, Konsensusstatements und methodischer Publikationen wurden geprüft.

Die Suche wurde so konzipiert, dass sie eine narrative und translationsorientierte Synthese unterstützt, anstatt eine erschöpfende Abschätzung des Behandlungseffekts oder der diagnostischen Genauigkeit bereitzustellen. Als zulässige Quellen kamen Konsensdokumente, methodische und Validierungsstudien, klinische Beobachtungs- und Interventionsstudien sowie Berichtsleitlinien, die für Frühwarnüberwachungssysteme relevant sind, in Betracht. Tierstudien und Studien, die nicht sublingualen Charakter hatten, wurden nur einbezogen, wenn sie zur Klärung der physiologischen Plausibilität, technischen Grenzen oder fachlich passender Referenzwerte beitrugen. Die Übersicht beschränkte sich auf englischsprachige Publikationen. Abgesehen vom offengelegten Patent, das als illustratives Beispieldesign dient, wurden nicht begutachtete Quellen nicht als Beleg für die Messleistung oder klinische Wirksamkeit herangezogen. Es wurde keine systematische Patentlandschaftsanalyse durchgeführt. Eine formale Bewertung des Bias-Risikos und eine quantitative Synthese wurden nicht vorgenommen. Das unten erörterte, vom Autor offengelegte Patent wurde nicht als Beleg für analytische Validität, Sicherheit, Durchführbarkeit, regulatorische Eignung oder klinische Wirksamkeit gewertet.

Klinische Evidenz und Grenzen der systemischen Hämodynamik
Die meisten klinischen Belege betreffen Assoziationen statt Behandlungsanleitungen. Bei septischem Schock wurden kombinierte Messungen der peripheren und sublingualen Perfusion zur prognostischen Beurteilung untersucht11. Eine geringere durchblutete Gefäßdichte war mit Organfunktionsstörungen und Mortalität assoziiert12, und eine abnorme sublinguale Perfusion beim Aufenthalt auf der Intensivstation (ICU) war unabhängig mit der 30-Tage-Mortalität bei Patienten im Alter von 80 Jahren oder älter mit Schock verknüpft13. Diese Studien untermauern die klinische Relevanz der Beurteilung der sublingualen Mikrozirkulation, zeigen jedoch nicht, dass therapeutische Maßnahmen basierend auf mikrozirkulatorischen Messungen die Patientenergebnisse verbessern.

Die wichtigsten randomisierten Belege bleiben vorsichtig. In einer multizentrischen Studie führte die Einbeziehung sublingualer mikrozirkulärer Parameter in den Behandlungsplan zu häufigeren Anpassungen der Flüssigkeits- und vasoaktiven Therapie, jedoch nicht zu einer Reduktion der 30-Tage-Mortalität14. Übersichten zur Flüssigkeitsgabe berichten ebenfalls über variable Reaktionen: Eine Verbesserung ist wahrscheinlicher, wenn sich der Herzzeitvolumenanstieg und die Gewebeperfusion beeinträchtigt sind, doch ein Nutzen kann nicht für jeden Patienten oder jede Flüssigkeitsstrategie vorausgesetzt werden15,16. Eine umfassendere Übersicht zur mikrozirkulationsgesteuerten Reanimation gelangte zu einem ähnlichen Schluss, nämlich dass die klinische Nützlichkeit dieses Ansatzes noch nicht belegt ist17.

Physiologische Plausibilität, prognostische Assoziation, Messgültigkeit, Durchführbarkeit am Bettplatz und klinische Nützlichkeit stellen daher unterschiedliche Fragen dar. Ein klinisch nützliches Überwachungssystem muss mehr leisten als lediglich ein abnormales Signal zu erkennen; es muss reproduzierbare Messungen liefern, anzeigen, wann Daten unzuverlässig sind, und sich in einen vorab festgelegten Prozess der erneuten Beurteilung einfügen, ohne zu unangemessenen Maßnahmen zu führen.

Klinischer Nutzen und Grenzen der sublingualen Region
Die sublinguale Mukosa weist ein dichtes oberflächliches Gefäßnetzwerk auf, das wiederholt am Bett des Patienten untersucht werden kann. Die vaskuläre Morphologie wurde bei gesunden Probanden kartiert18, und eine anatomiegelenkte Standortwahl könnte die Konsistenz zwischen den Aufnahmen verbessern19. Eine sublinguale Kapillarverdünnung wurde zudem bei chronischer Herzinsuffizienz beschrieben20. Insgesamt stützen diese Befunde die Eignung der sublingualen Mukosa als Beobachtungsstandort, obwohl sie keine universellen Referenzbereiche über verschiedene Erkrankungen oder Geräte hinweg festlegen.

Sublinguale Messungen bleiben regional und nicht systemisch. Eine Studie zum hämorrhagischen Schock beim Schwein zeigte, dass ein sublinguales tonometrisches Signal lokale mikrozirkulatorische Veränderungen widerspiegelt21, und eine Studie an Schafen identifizierte parallele Veränderungen der Bindehaut- und sublingualen Mikrozirkulation unter bestimmten septischen und hämorrhagischen Bedingungen22. Menschliche Daten sind weniger einheitlich: Darm- und sublinguale Mikrozirkulation reagierten unterschiedlich auf eine Flüssigkeitsbelastung nach Operationen wegen abdomineller Sepsis23. Die sublinguale Überwachung sollte daher als Informationsquelle aus einem leicht zugänglichen Gewebeareal verstanden werden und nicht als universeller Ersatz für alle Organe dienen.

Etablierte und potenzielle Messdomänen
Die in dieser Übersicht betrachteten Methoden können in vier zentrale Messkategorien eingeteilt werden: vaskuläre Morphologie und Dichte, Blutzellfluss oder regionale Geschwindigkeit, Gewebeoxygenierung sowie Datengüte. Der Reifegrad der verfügbaren Evidenz unterscheidet sich erheblich. Für die HVM existieren spezifische Standards zur Aufnahme und Analyse sublingualer Bilder5,6, während mehrere andere Modalitäten als ergänzende, indirekte, neuartige oder potenzielle Ansätze berücksichtigt werden. Gewebegas-Messungen sollten separat als optionale Kontextinformationen betrachtet werden, da sie sublinguale Gefäße oder Kapillarfluss nicht direkt visualisieren. Keine einzelne Methode erfasst alle Messdomänen, und Ergebnisse, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien basieren, dürfen nicht als austauschbar angesehen werden.

HVM ermöglicht die direkteste Visualisierung von roten Blutkörperchen, die durch oberflächliche sublinguale Gefäße fließen. Die OPS-Bildgebung ermöglichte erstmals die Polarisationslicht-Visualisierung der Mikrozirkulation am Krankenbett24. Die SDF-Bildgebung verbesserte anschließend den Bildkontrast durch die Verwendung eines Rings gepulster Leuchtdioden25, und die IDF-Bildgebung wurde später als handgehaltene Technik für postoperative und Intensivstudien eingeführt26. Diese Methoden charakterisieren hauptsächlich die vaskuläre Morphologie, die Gefäßdichte und die Strömungsmuster, nicht jedoch den absoluten volumetrischen Blutfluss.

HVM ist besonders empfindlich gegenüber der Aufnahmequalität. Speichel, Bläschen, Gewebekompression, Bewegung, unscharfe Fokussierung und instabile Beleuchtung können Gefäße verdecken oder das sichtbare Flussmuster verändern9,10. Daher ist die Qualitätsbewertung ein integraler Bestandteil der Messung selbst. Ein klinisch interpretierbarer Bericht sollte den Anteil der für die Analyse akzeptierten Daten, die Gründe für die Ablehnung von Bildsegmenten, angeben, ob Kompressions- oder Bewegungsartefakte erkannt wurden, und ob eine akzeptable Aufnahme erreicht wurde.

Die Nahinfrarot-Reflexionsabbildung und die NIRS stellen unterschiedliche Ansätze dar. In diesem Überblick bezeichnet Nahinfrarot-Reflexionsabbildung eine vielversprechende, auf Kameras basierende Technik, die den Kontrast oberflächlicher Gefäße verbessern soll. Im Gegensatz dazu gewinnt die NIRS ein volumenmittelwertbildetes Signal zur Gewebeoxygenierung aus Lichtabsorption und -streuung und ermöglicht keine Auflösung einzelner Kapillaren27. NIRS-Messungen hängen von der Probengeometrie, der Gewebekomposition, dem Sondendruck und gerätespezifischen Algorithmen ab; daher sind Messungen, die mit verschiedenen Systemen durchgeführt werden, nicht notwendigerweise austauschbar28. Da ein Großteil der verfügbaren Evidenz nicht spezifisch für die sublinguale Intensivmedizin ist, gilt die NIRS als ergänzende Oxygenierungsmethode und nicht als etablierter Ersatz für die HVM.

Die Laser-Doppler-Flussmessung liefert ein lokales, perfusionsbezogenes Signal29, während die Laser-Speckle-Kontrastabbildung räumliche Perfusionkarten erzeugt30. Obwohl diese Techniken breitere Anwendungen bei der Beurteilung der Perfusion haben, sind sie in der intensivmedizinischen Praxis keine etablierten Ersatzverfahren für die sublinguale HVM. Die kamerabasierte Photoplethysmographie der Zungenunterseite ist ein aussichtsreicher, aber noch experimenteller Ansatz, der eine weitere Standardisierung seiner abgeleiteten Merkmale erfordert31. Ebenso kann die transkutane Kohlendioxidüberwachung in ausgewählten ITS-Umgebungen zusätzliche Informationen über den Gasaustausch oder die periphere Perfusion liefern, ist jedoch weder eine sublinguale Bildgebungstechnik noch eine direkte Messung der mikrovaskulären Morphologie oder des Kapillarflusses32.

Die praktische Konsequenz ist, dass eine Dichtemessung, eine dopplergestützte Geschwindigkeitsschätzung, eine Sauerstoffmessung und ein transkutaner Gaswert unterschiedliche physiologische Fragestellungen beantworten. Obwohl die Kombination dieser Messungen vorteilhaft sein kann, sollte jedes Signal seine eigenen Einheiten, Grenzen, Qualitätsindikatoren und geeigneten Referenzmethoden beibehalten. Die Messkategorien und repräsentativen Verfahren sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

MesskategorieVertretende Methoden und KandidatenansätzeWesentliche ErgebnisseWichtigste StärkenWesentliche Einschränkungen und ArtefakteReife der Evidenz und translationsbezogene RolleVertretende Referenzen
Morphologie und DichteHandgehaltene Vitalmikroskopie (HVM; orthogonale Polarisations-Spektralbildgebung [OPS], Seitenlicht-Dunkelfeld [SDF] und einfallendes Dunkelfeld [IDF]; etablierter sublingualer Forschungsansatz); kamerabasierte Nahinfrarot-Reflexionsbildgebung (Kandidatenansatz für oberflächennahe Gefäße)HVM: Gesamtvaskuläre Dichte (TVD), perfundierte Gefäßdichte (PVD), nach Gefäßgröße stratifizierte Dichte, Verteilung der Gefäßbreite, Segmentkontinuität und räumliche Heterogenität. Kandidaten-Reflexionsbildgebung: Kontrast oberflächennaher Gefäße, Segmentkontinuität und sichtbare Gefäßdichte.HVM ermöglicht die direkte Visualisierung mikrovaskulärer Strukturen, die mit roten Blutkörperchen gefüllt sind, und verfügt über die am weitesten entwickelten Standards für die sublinguale Bildaufnahme und -analyse. Die kamerabasierte Reflexionsbildgebung könnte die Kartierung oberflächennaher Gefäße und eingebettete Bildanalysen unterstützen.HVM ist empfindlich gegenüber Probandendruck, Bewegung, Speichel, Blasen, Fokus, Beleuchtung. Definitionen und Messwerte hängen von Grenzwerten für die Gefäßgröße, Clip-Auswahl, Software und Analyseregeln ab. Die Nahinfrarot-Reflexionsbildgebung ist nicht äquivalent zur HVM und kann möglicherweise keine kapillare Durchblutung der roten Blutkörperchen auflösen.Etabliert: HVM-basierte Beurteilung von Morphologie und Dichte am sublingualen ICU-Standort. Kandidat: Reflexionsbildgebung als Eingangsparameter für oberflächennahe Gefäße, der einer unabhängigen Konstrukt- und Kriteriumsvalidierung bedarf.5, 6, 8–10, 24–26
Durchfluss und GeschwindigkeitHVM-Perfusions- und Durchflussbewertung (PPV, MFI und Index der Flussheterogenität), bildbasierte rote Blutkörperchengeschwindigkeit, Laser-Doppler-Flussmessung, Laser-Speckle-Kontrastbildgebung, kamerabasierte Photoplethysmographie (emerging) und regionale Doppler-Sensorik (Kandidateneingang)Anteil perfundierter Gefäße (PPV), semiquantitativer mikrovaskulärer Durchflussindex (MFI), Index der Flussheterogenität, bildbasierte rote Blutkörperchengeschwindigkeit, perfusionsbezogene Flussgrößen oder Karten, pulsationsbezogene Merkmale und kandidatenbezogene regionale geschwindigkeitsrelevante Signale.Liefert ergänzende Informationen zu Perfusion, räumlicher Flussheterogenität, Geschwindigkeit und pulsatorischen Veränderungen. HVM bietet standardisierte semiquantitative Durchflussbewertung.MFI ist eine semiquantitative Durchflussbewertung und kein absolutes Maß für die Geschwindigkeit der roten Blutkörperchen. Abhängig von der Modalität können die Ergebnisse relativ, regional oder tiefenabhängig sein. Geräteeigenschaften, analytische Algorithmen, Grenzwerte für die Gefäßgröße, Bewegung, Kalibrierung, Abtiefung, akustische Kopplung und Insonationswinkel beeinflussen die Vergleichbarkeit.Etabliert (beschränkt auf HVM): Sublinguale Perfusions- und Durchflussbewertung. Begrenzt/indirekt: Laserbasierte Perfusionsmethoden. Emerging: Photoplethysmographie an der Zungenunterseite. Kandidat: Regionale Doppler-Sensorik, die einer domänenspezifischen Validierung bedarf.5, 6, 8, 29–31, 33, 40
OxygenierungNahinfrarotspektroskopie (NIRS); kalibrierte multispektrale oder spektroskopische Ansätze (optional)Schätzungen und dynamische Reaktionen im Zusammenhang mit der Gewebeoxygenierung während kontrollierter physiologischer Störungen.Liefert nichtinvasive Trenddaten und ergänzende Informationen zur Gewebeoxygenierung.Die Signale sind volumenmittelwertlich und werden durch die Abtiefung, optische Gewebeeigenschaften, Probandendruck, Umgebungslicht und gerätespezifische Kalibrierung beeinflusst. Einzelne Mikrogefäße werden nicht aufgelöst.Begrenzt/indirekt am sublingualen ICU-Standort. Geeignet als optionales ergänzendes Oxygenierungsmodul nach Kalibrierung und physiologischer Validierung; kein Ersatz für die Beurteilung der Gefäßmorphologie oder des Durchflusses.27, 28
DatenqualitätKonsensbasierte Standards für die Datenaufnahme, Bewertungssysteme für Bildqualität sowie manuelle oder fachkundige QualitätsprüfungAnteil akzeptierter Daten, Gründe für Ausschluss, Fokus-, Bewegungs-, Druck-, Beleuchtungs- oder sekretionsbezogene Qualitätsmarkierungen, Rate an fehlgeschlagenen Aufnahmen sowie Indikatoren für Reproduzierbarkeit.Macht die Messzuverlässigkeit, Unsicherheiten und Gründe für den Ausschluss von Daten explizit.Qualitätsschwellenwerte sind modalitätsspezifisch. Jedes automatisierte Qualitätskontrollsystem erfordert eine unabhängige Validierung gegenüber einem vorab festgelegten Referenzstandard.Etabliert: Querschneidende HVM-Aufnahme- und Analysestandards. Zukünftige Anwendung: Automatisierte Qualitätskontrolle, die einer unabhängigen Validierung bedarf.5–10
Optionale kontextbezogene Gewebsgas-MessungenTranskutane Kohlendioxid-Überwachung (kontextuell; keine sublinguale Bildgebungsmethode)Transkutane Kohlendioxid-Partialdruck, Differenz zwischen transkutanem und arteriellem Kohlendioxid, sowie zeitliche Trends.Liefert kontinuierliche, nichtinvasive kontextbezogene Informationen zur Ventilation und kann bei Interpretation im Vergleich zu arteriellen Messwerten auf hämodynamische Beeinträchtigungen hinweisen.Stellt weder die sublinguale mikrovaskuläre Morphologie noch den Blutzellfluss dar. Die Genauigkeit hängt von Sensortemperatur, Equilibrierung, Kalibrierung, Hautperfusion und lokalen Gewebebedingungen ab.Indirekter kontextueller Zusatz: Keine sublinguale Monitoring-Methode oder Kernplattformkomponente.32

Tabelle 1: Etablierte und potenzielle Messkategorien für die bettseitige sublinguale Mikrozirkulationsbeurteilung. Die Tabelle fasst repräsentative Messtechniken, Hauptmessgrößen, wesentliche Stärken, Grenzen und Artefakte, Reifegrad der Evidenz, translative Anwendungsbereiche und repräsentative Literaturquellen zusammen. Physiologische Messkategorien (Morphologie und Dichte, Fluss und Geschwindigkeit sowie Oxygenierung) werden getrennt von der Datenqualität dargestellt, die eine übergreifende Anforderung darstellt, sowie von optionalen kontextuellen Gewebegas-Messungen. Hinweis. Morphologie und Dichte, Fluss und Geschwindigkeit sowie Oxygenierung stellen physiologische Messkategorien dar. Die Datenqualität ist eine übergreifende Anforderung, die auf alle Messbereiche anwendbar ist. Die optionale Gewebegas-Überwachung wird separat als kontextuelle Information dargestellt und nicht als zentrale sublinguale Messkategorie. Eine einzelne Technik kann zu mehreren Kategorien beitragen; daher sind diese Kategorien nicht voneinander ausschließend. HVM verfügt derzeit über die am weitesten entwickelten Standards für die sublinguale Bildaufnahme und -analyse auf der Intensivstation. NIRS, laserbasierte Verfahren, bildgebende Verfahren mittels Kamera-Reflexion, Photoplethysmographie, regionale Doppler-Messung und Gewebegas-Überwachung sind als eingeschränkte, indirekte, neuartige, potenzielle oder kontextuelle Ansätze enthalten und dürfen nicht als etablierte Ersatzverfahren für die sublinguale HVM angesehen werden. Ergebnisse, die mit einer bestimmten Messmodalität erzielt wurden, dürfen nicht ohne validierte, fachgebietsbezogene Überprüfung direkt auf eine andere Modalität übertragen werden. Abkürzungen: HVM, Handheld-Vitalmikroskopie; ICU, Intensivstation; IDF, inkidente Dunkelfeld; MFI, mikrovaskulärer Flussindex; NIRS, Nahinfrarotspektroskopie; OPS, orthogonale Polarisations-Spektral; PPV, Anteil perfundierter Gefäße; PVD, Dichte perfundierter Gefäße; SDF, Seitenlicht-Dunkelfeld; TVD, totale Gefäßdichte.

Von der Visualisierung zur qualitätsgeprüften Analyse
Konsensbasierte Empfehlungen haben die Auswahl der Untersuchungsstandorte, die Bildakquisition sowie die Berichterstattung von dichte- und flussbezogenen HVM-Variablen standardisiert5,6. Nachfolgende methodische Leitlinien erläuterten weiter, wie die Auswahl der Videos und die Bildqualität die quantitative Analyse beeinflussen8,9. Automatisierte Werkzeuge wie MicroTools können die Kapillardichte und die Geschwindigkeit der roten Blutkörperchen quantifizieren und dabei den manuellen Arbeitsaufwand verringern33. Obwohl die Automatisierung die analytische Effizienz verbessert, entfällt dadurch nicht die Notwendigkeit einer Qualitätskontrolle, eines Übereinstimmungstests im Vergleich zur Expertenbewertung und einer Evaluierung unter realen bettseitigen Bedingungen.

Zu den in der HVM üblicherweise berichteten Variablen gehören die totale Gefäßdichte (TVD), die perfundierte Gefäßdichte (PVD), der Anteil perfundierter Gefäße (PPV), der semiquantitative mikrovaskuläre Flussindex (MFI) sowie Indizes der räumlichen Flussinhomogenität5,6. TVD und PVD quantifizieren jeweils die Länge sichtbarer und perfundierter Gefäße pro Flächeneinheit des Bildes. PPV stellt den Anteil sichtbarer Gefäße dar, die als perfundiert klassifiziert wurden, während MFI den vorherrschenden Fluss in vordefinierten Bildbereichen bewertet und nicht als absolute Messgröße der Erythrozyten-Geschwindigkeit interpretiert werden sollte. Inhomogenitätsindizes fassen die räumliche Fehlverteilung des Flusses über die Bildfelder hinweg zusammen. In Berichten sollten der anatomische Ort, die Gefäßgrößenklassen und Durchmesser-Grenzwerte, die Anzahl und Dauer der Videoclips, die Kriterien zur Clip-Auswahl und -Qualität, die Softwareversion sowie die Angabe, ob die Bildanalyse manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch durchgeführt wurde, im Voraus festgelegt werden5,6,8,9. Werte, die mit unterschiedlichen Geräten, analytischen Algorithmen, Grenzwerten für die Gefäßgröße oder Qualitätskriterien ermittelt wurden, sollten nicht als austauschbar betrachtet werden.

Vom Autor vorgeschlagenes modulares Framework
Das unten beschriebene Framework wurde vom Autor vorgeschlagen und basiert teilweise auf einem vom Autor offengelegten Patent. Es dient dazu, Entwicklungs- und Validierungsfragen zu strukturieren, ohne Überlegenheit, Vollständigkeit oder klinische Einsatzbereitschaft zu implizieren. Ein praktisches Überwachungssystem muss nicht als einziges integriertes Gerät beginnen. Stattdessen können seine Hauptfunktionen als separate Module entwickelt werden, einschließlich Signalakquisition, Stabilisierung der Schleimhaut-Schnittstelle, Beurteilung der Signalqualität, Datenverarbeitung und bettnaher Berichterstattung. Dieser modulare Ansatz ermöglicht es, jede Funktion unabhängig zu bewerten, bevor die Systemintegration zusätzliche Fehlerquellen einführt. Die vom Autor vorgeschlagene Architektur ist in Abbildung 1 zusammengefasst.

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Abbildung 1. Vom Autor vorgeschlagene modulare Sensorarchitektur zur Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation am Krankenbett. Konzeptionelle, modulare Sensorarchitektur mit optischer Sensorik, regionaler, Dopplerbasierten Sensorik, Sekretionskontrolle und Probepositionierung, eingebetteter Signalverarbeitung und Qualitätskontrolle, drahtlosem Datentransfer sowie Anzeige am Krankenbett. Pfeile zeigen funktionelle Verbindungen an und implizieren keine validierte serielle Signalübertragung. Das Schema ist nicht maßstabsgetreu gezeichnet und stellt kein klinisch validiertes, all-in-one-Gerät dar. Der Ansatz basiert teilweise auf einem offengelegten Patent, das lediglich als illustratives Beispieldesign angeführt wird, jedoch nicht als Nachweis für Leistungsfähigkeit oder klinische Gültigkeit dient34. Klicken Sie bitte hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Ein öffentlich bekannt gemachtes Patent beschreibt Nahinfrarot-Beleuchtung, kamerabasierte Bildgebung, eine Ultraschallsonde, Speichelentfernung, eingebettete Signalverarbeitung, drahtlose Übertragung und Endgeräteanzeige34. Das Patent wird ausschließlich als veranschaulichendes Konstruktionsbeispiel angeführt und nicht als Nachweis für analytische Validität, Sicherheit, Durchführbarkeit, regulatorische Eignung, therapeutischen Nutzen oder klinische Wirksamkeit präsentiert.

Innerhalb dieses konzeptionellen Rahmens würde die Nahinfrarot-Kameraaufnahme als Eingangssignal für oberflächliche Gefäße bewertet, nicht jedoch als Ersatz für HVM oder als Maß für die Gewebeoxygenierung. Ebenso würde eine Ultraschallkomponente vermutlich ein regionales Gefäßsignal liefern, anstelle einer direkten Messung der Kapillar-Geschwindigkeit der roten Blutkörperchen. Die Interpretation solcher Signale hängt von der Probentiefe, der akustischen Kopplung, der Gewebewegung, dem Einstrahlwinkel, der Definition der Ausgabe sowie der räumlichen Registrierung mit dem optischen Feld ab.

Die Tests sollten auf Ebene des einzelnen Moduls beginnen. Die optische Bewertung würde Endpunkte erfordern, die den Gefäßkontrast, die Beleuchtungsstabilität, die Wiederholbarkeit des Sichtfelds sowie die Widerstandsfähigkeit gegenüber durch Speichel und Druck verursachten Artefakten berücksichtigen. Die Bewertung geschwindigkeitsbezogener Komponenten würde ein vordefiniertes Abtastvolumen, stabile Messgrößen, eine Beurteilung der Winkelsensitivität und des Signal-Rausch-Verhältnisses sowie einen Vergleich mit einer geeigneten kalibrierten Durchflussreferenz erfordern. Schnittstellen- und Berichtsmodule würden eine getrennte Bewertung der Sekretionskontrolle, des Kontaktdrucks, des Benutzerkomforts, des Kontaminationsrisikos, der Verzögerung bei der Datenverarbeitung, der Synchronisation, des Datenverlusts und der Darstellung von Qualitätsinformationen erfordern.

Ablauf am Krankenbett und Mindestbericht
Der vorgeschlagene Ablauf in Abbildung 2 umfasst vier Stufen. Bei der Erfassung wird das gewünschte optische Signal erfasst und, falls verfügbar, regionale Doppler-basierte oder kalibrierte Sauerstoffversorgungsdaten hinzugezogen. Die Stabilisierung und Qualitätskontrolle dient der Identifizierung von Speichel, Unschärfe, Gewebekompression, Bläschen, Bewegungsartefakten und unzureichender Beleuchtung. Nur Signale, die vorab festgelegte Qualitätskriterien erfüllen, werden zur Analyse weitergeleitet. Im abschließenden Bericht werden dann die Messung, ihr zeitlicher Verlauf sowie eine explizite Aussage zur Unsicherheit oder zum Fehlschlagen der Datenaufnahme präsentiert.

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Abbildung 2. Vom Autor vorgeschlagener bettnaher Arbeitsablauf zur Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation. Vorgeschlagener vierstufiger Arbeitsablauf, der Erfassung, Stabilisierung und Qualitätskontrolle, quantitative Analyse sowie Berichterstattung und Integration verbindet. Die optionale kalibrierte Sauerstoffmessung wird als ergänzende Eingabe dargestellt und gilt nicht als erforderlicher Bestandteil der Kern-Sensorarchitektur. Die angezeigten Ausgaben repräsentieren vorgeschlagene Messkategorien und keine validierten diagnostischen Kenngrößen. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Der anfängliche Bettschürzenbericht sollte gezielt knapp gehalten werden. Eine sinnvolle Ausgangsbasis umfasst eine dichtebezogene Messgröße, eine perfusions- oder flussmusterbezogene Messgröße, wenn der Fluss auflösbar ist, eine regionsbezogene geschwindigkeitsbezogene Schätzung nur dann, wenn deren Interpretation validiert wurde, den Anteil der akzeptierten Daten, den Grund für eventuell fehlgeschlagene Erfassungen sowie einen zeitgestempelten Trend innerhalb desselben Patienten. Frühe Studien sollten Veränderungen innerhalb desselben Patienten betonen, anstatt universelle Schwellenwerte über verschiedene Geräte oder Patientengruppen hinweg anzuwenden.

Messergebnisse sollten klar von Therapieempfehlungen getrennt bleiben. Bei einem auffälligen Messwert sollte zunächst die Signalqualität überprüft und, falls möglich, eine erneute Messung durchgeführt werden. Bleibt der auffällige Wert bestehen, kann dies eine Neubeurteilung der systemischen Hämodynamik, der aktuellen Dosis vasaktiver Medikamente, der Hämoglobinkonzentration, der Oxygenierung, der Körpertemperatur, der Beatmung sowie möglicher lokaler Artefakte erforderlich machen. Eine automatische Gabe von Infusionslösungen oder eine Anpassung der vasaktiven Therapie sollte daraus jedoch nicht ohne weiteres folgen.

Leistungsmetriken und statistische Überlegungen
Die unten beschriebenen Endpunkte werden für eine zukünftige Bewertung vorgeschlagen und sollten nicht als validierte Annahmeschwellen interpretiert werden. Morphologische Studien können die sichtbare oder perfundierte Gefässdichte, die Verteilung der Gefässbreite, die Segmentkontinuität sowie die räumliche Heterogenität beurteilen. Durchflussstudien können vorgegebene Durchflusskategorien, kalibrierte bildbasierte Geschwindigkeitsmessungen oder klar definierte, aus dem Doppler-Effekt abgeleitete Surrogatparameter evaluieren. Sauerstoffversorgungs-Endpunkte sind nur dann geeignet, wenn eine kalibrierte multispektrale Komponente oder NIRS integriert ist. In allen Messbereichen sollte die Qualitätsdokumentation den Anteil nutzbarer Daten, die Gründe für die Ablehnung von Daten, die Aufnahmezeit, Hinweise auf Artefakte sowie fehlende Segmente oder Segmente, die räumlich nicht korrekt registriert werden konnten, umfassen.

Die Zuverlässigkeitsanalyse erfordert eine vorab festgelegte Analyseeinheit. Einzelbilder und Gefäßsegmente sind innerhalb von Aufnahmen verschachtelt, und wiederholte Aufnahmen sind innerhalb von Teilnehmern verschachtelt; daher würde die Behandlung aller Beobachtungen als unabhängig künstlich enge Unsicherheitsschätzungen liefern. Das Modell für den Intraklassenkorrelationskoeffizienten, die Übereinstimmungsdefinition und die Struktur der Beurteiler sollten im Voraus festgelegt werden. Die variationskoeffizienten innerhalb von Probanden, die Test-Retest-Bias sowie die Bland-Altman-Grenzen der Übereinstimmung sollten mithilfe von Methoden geschätzt werden, die wiederholte Beobachtungen innerhalb jedes Teilnehmers berücksichtigen. Die kleinste nachweisbare Veränderung quantifiziert den Messfehler und sollte nicht als klinisch bedeutsame Veränderung interpretiert werden, es sei denn, der entsprechende klinische Schwellenwert wurde unabhängig festgelegt.

Benchmark-Vergleiche sollten an das spezifische zu bewertende Signal angepasst sein. Morphologische und Strömungsmuster-Ergebnisse können mit fachkundig überprüften HVM-Analysen oder Konsensannotationen verglichen werden. Geschwindigkeitsschätzungen erfordern Flussphantome, kontrollierte Doppler-Referenzmethoden oder kalibrierte, bildbasierte Verfolgung. Sauerstoffmessungen erfordern ein geeignetes Protokoll zur Gewebesauerstoffung mit kontrollierter physiologischer Störung. Optionale Gewebegas-Messungen benötigen eine geeignete Referenz für den Gasspannungsgehalt. Module für Datenübertragung und Berichterstattung sollten zusätzlich hinsichtlich Zeittreue, Zugriffskontrolle, Datenverlust, Nachvollziehbarkeit und Interoperabilität bewertet werden. Diese vorgeschlagenen Benchmark-Vergleiche und Interpretationsaspekte sind in Tabelle 2 zusammengefasst.

Vom Autor vorgeschlagenes Modul und primäre FunktionAktuelles Prinzip oder LimitationDesignüberlegungenMögliche berichtsfähige ErgebnisseQualitäts- und SicherheitsprüfungenValidierungs- und ReproduzierbarkeitsendpunkteBereichsspezifischer Benchmark und Interpretationsvorsicht
Bildgebung mittels Oberflächenfahrzeug (Morphologie und Dichte)Die handgehaltene vitale Mikroskopie (HVM) ermöglicht die direkte Visualisierung mikrovaskulärer Gefäße, die mit roten Blutkörperchen gefüllt sind, ist jedoch empfindlich gegenüber Sondendruck, Bewegung, Speichel, Blasen, Fokus und Beleuchtung. Die kamerabasierte Nahinfrarot-Reflexionsbildgebung bleibt ein Kandidatenverfahren für die oberflächennahe Gefäßdarstellung.Kontrollierte Beleuchtung, reproduzierbares Sichtfeld, Positionsunterstützung, explizite Qualitätskontrolle und räumliche Registrierung nur, wenn eine multimodale Fusion beabsichtigt ist.Sichtbare Gefäßdichte; perfundierte Gefäßdichte nur, wenn der Fluss direkt aufgelöst wird; Verteilung der Gefäßbreite; Segmentkontinuität; räumliche Heterogenität.Fokus, Beleuchtung, Bewegung, Kompression, Sekretbelastung, Anteil akzeptierter Daten sowie fehlende Segmente oder Segmente, die nicht räumlich ko-registriert werden können.Optische Auflösung; Stabilität der Beleuchtung; Reproduzierbarkeit des Sichtfelds; Registrierungsfehler bei beabsichtigter multimodaler Fusion; Übereinstimmung mit HVM nach Expertenprüfung; Robustheit gegenüber Artefakten; und Rate der fehlgeschlagenen Erfassung.HVM nach Expertenprüfung oder konsensbasierte Annotation. Assoziationen, die mittels HVM etabliert wurden, sollten nicht ohne unabhängige Konstrukt- und Kriteriumsvalidierung auf die Nahinfrarot-Reflexionsbildgebung übertragen werden.
Regionale Doppler-basierte Sensorik (Fluss und Geschwindigkeit)Die regionale Doppler-Sensorik ist ein Kandidatenverfahren für geschwindigkeitsbezogene Eingaben, jedoch kein etabliertes Verfahren zur sublingualen Mikrozirkulationsmessung und wird beeinflusst durch den Einstrahlwinkel, die Abtiefung, die akustische Kopplung und Bewegung.Standardisierte Sondengeometrie, Metadaten zu Winkel und Tiefe, synchronisierte Erfassung und sichtbares Feedback zur Signalqualität.Regionale, geschwindigkeitsbezogene Surrogatgröße; pulsationsbezogene Variablen; zeitliche Variabilität.Gültigkeit von Winkel und Tiefe, Signal-Rausch-Verhältnis, Qualität der Kopplung, Bewegungsflag, Spektralvollständigkeit und Synchronisationsfehler.Linearität am Flussphantom; Winkelsensitivität; Stabilität der Abtiefung; Übereinstimmung mit kontrolliertem Doppler oder kalibrierten, bildbasierten Geschwindigkeitsreferenzen; Synchronisationsleistung; und Rate der fehlgeschlagenen Erfassung.Kalibriertes Flussphantom, Referenz-Doppler-Verfahren oder kalibriertes, bildbasiertes Geschwindigkeitsverfahren. Regionale Doppler-Signale sollten als regional- und tiefenabhängig interpretiert werden, nicht als direkte Maße der kapillären Erythrozytengeschwindigkeit.
Optionales kalibriertes Sauerstoffmodul (Sauerstoffversorgung)Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) liefert volumenmittelwertbasierte, sauerstoffbezogene Signale, wird jedoch beeinflusst durch die Abtiefung, die optischen Eigenschaften des Gewebes, Sondendruck, Umgebungslicht und Gerätekalibrierung. Einzelne Mikrogefäße werden nicht aufgelöst.Optionales, kalibriertes multispektrales Modul oder NIRS-Modul, das analytisch getrennt von der kamerabasierten Reflexionsbildgebung gehalten wird.Gewebesauerstoffversorgungsbezogener Wert; Erholungsanstieg oder Erholungsfläche während einer kontrollierten physiologischen Störung; Intra-Patienten-Trend.Optische Kopplung, Kontrolle des Umgebungslichts, Druck-Flag, Kalibrierungsstatus, Signalverschiebung und physiologische Plausibilität.Kalibrierung am optischen Phantom; kontrollierte physiologische Störung; Übereinstimmung mit geeigneter Referenzmethode zur Gewebesauerstoffversorgung; Ansprechzeit; Signalverschiebung; und Kalibrierungsstabilität.Referenzprotokoll zur Gewebesauerstoffversorgung oder akzeptierte physiologische Störung. Sauerstoffmessungen sind komplementär und sollten nicht als direkte Maße der kapillären Morphologie oder des Blutzellflusses interpretiert werden.
Stabilisierung und Erfassung an der Schleimhautgrenzfläche (Datenqualität und Sicherheit)Freihand-Sondenkontakt, variable Standortwahl, orale Sekrete und unkontrollierter Druck können Gewebekompression, Bewegung, Kontamination und Reproduzierbarkeitsartefakte verursachen.Sekretkontrolle, schonende Kontaktfläche, Positions- und Druckunterstützung, anatomiegeleitete Standortwahl, Aufforderungen zur erneuten Erfassung sowie validierte Einwegbarrieren oder validierte Reinigungs- und Desinfektionsverfahren.Anteil akzeptierter Daten; Erfassungsdauer; Grund für fehlgeschlagene Erfassung; Druckindikator; Sekretbelastung; Standortkennung.Bestätigung von Druck und Standort, Beurteilung von Schleimhautverletzungen, Status des oralen Zugangs, Integrität der Barriere und Status der Kontaminationskontrolle.Nutzbarer Datenertrag; Zeit bis zur akzeptablen Erfassung; Benutzerkomfort; Schleimhautnebenwirkungen; Validierung von Reinigung oder Desinfektion; Kreuzkontaminationsprüfung; Reproduzierbarkeit der erneuten Erfassung am selben Standort; und Beurteilung der Lernkurve.Standardisiertes HVM-Erfassungsprotokoll oder ein anderes vorgegebenes Erfassungsstandard. Verbesserungen der Erfassungsqualität und -sicherheit sollten nachgewiesen und nicht angenommen werden.
Integrierte Analytik und Qualitätskontrolle (Verarbeitung und Unsicherheit)Offline- oder halbautomatisierte Analysen können verzögert sein und von subjektiver Clip-Auswahl, Algorithmuswahl und intransparenter Datenexklusion beeinflusst werden.Geräteinterne oder Edge-Verarbeitung mit expliziten Qualitätskontrollen, sichtbaren Ablehnungsgründen, modularen Algorithmen, Unsicherheitsanzeige, Versionskontrolle und nachvollziehbarer Aufzeichnung.Qualitätsgesicherte physiologische Messungen; Anteile akzeptierter und abgelehnter Daten; Unsicherheitsindikator; Ablehnungsgrund; Algorithmusversion.Vorgegebene Qualitätschwellenwerte, Fehlerflag, Umgang mit fehlenden Daten, Logging von Überschreibungen, Versionsverfolgung und eine „Out-of-Distribution“-Flag bei Verwendung künstlicher Intelligenz.Übereinstimmung mit einem Experten oder fachspezifischen Referenzstandard; Sensitivität und Spezifität für inakzeptable Daten bei vorgegebenen Schwellenwerten; Verarbeitungslatenz; Robustheit gegenüber Artefakten; Fehlermodusanalyse; Konsistenz der Neuanalyse; Kalibrierungsstabilität; und Vergleichbarkeit von Softwareversionen.HVM nach Expertenprüfung, annotierte Datensätze oder andere fachspezifische Referenzstandards. Schnellere Berechnung allein begründet weder analytische Gültigkeit noch klinische Einsatzbereitschaft.
Berichterstattung, Interoperabilität und Cybersicherheit (Workflow-Integration)Manueller Datenexport und verzögerte Dokumentation können zu isolierten Werten, unvollständigen Metadaten, inkonsistenten Einheiten und eingeschränkter Rückverfolgbarkeit führen.Strukturierte Bettenplatzberichte mit zeitgestempelten Trends, Qualitäts- und Unsicherheitsindikatoren zu jedem Wert, standardisiertem Datenexport, kontrolliertem Zugriff, Verschlüsselung und Audit-Trail.Aktueller Wert; vorgegebener Basis- oder Referenzwert; absoluter und relativer Intra-Patienten-Veränderung; Zeit seit der vorherigen Messung; Qualitätsflag; Unsicherheitsindikator; Grund für fehlgeschlagene Erfassung; strukturierter Datenexport.Integrität der Zeitstempel, Vollständigkeit von Einheiten und Metadaten, Prüfung auf Datenverlust, Verschlüsselung, Zugriffskontrolle, Nachvollziehbarkeit und Validierung des Exports.End-to-End-Latenz; Exportgenauigkeit; Datenintegrität; Interoperabilität; Usability-Tests; Konsistenz der Anzeige über verschiedene Geräte oder Standorte hinweg; und Verständnistests bei Nutzern.Anforderungen an klinische Informationssysteme und Usability. Die Berichterstattung sollte strukturierte Neubewertung und Dokumentation unterstützen, nicht autonome Therapieempfehlungen.
Integrierter Bettenplatz-Workflow (klinische Nützlichkeit und Sicherheit)Physiologische Relevanz und prognostische Assoziation begründen nicht automatisch einen therapeutischen Nutzen, und die Reaktionen auf Flüssigkeits- oder vasoaktive Interventionen bleiben heterogen.Vom Kliniker überwachter Bestätigen-Wiederholen-Neubewerten-Weg mit vorgegebenen Auslösern für Wiederholungsmessung oder Neubewertung, Eskalations- und Stoppregeln sowie Dokumentation von klinischen Überschreibungen.Anfangsphase: Durchführung von Wiederholungsmessung oder Neubewertung, Therapieänderungen, vorgegebene potenziell unangemessene Interventionen, Protokollabweichungen und gerätebezogene Nebenwirkungen. Spätere Phase: patientenzentrierte Ergebnisse.Einhaltung des Protokolls, Durchführung von Wiederholungsmessungen, Gründe für klinische Überschreibung, Protokollabweichungen, Überwachung von Nebenwirkungen und Datenvervollständigung.Prospektive Machbarkeits- und Usability-Studien, gefolgt – wenn gerechtfertigt – von vergleichenden, entscheidungsgesteuerten Evaluierungen; Workflow-Treue; Trainingseffekte; Reproduzierbarkeit über Patientengruppen und Fehlerszenarien hinweg; und vorgegebene Fortschrittskriterien.Standardtherapie oder standardisierte hämodynamische Beurteilung. Kein Therapieschwellenwert oder Outcome-Anspruch ist gerechtfertigt, bevor prospektive klinische Nützlichkeit und Sicherheit nachgewiesen wurden.

Tabelle 2: Vom Autor vorgeschlagenes modulares Rahmenwerk zur Entwicklung und Validierung der bettseitigen sublingualen Mikrozirkulationsüberwachung. Die Tabelle fasst vom Autor vorgeschlagene Überwachungsmodule, aktuelle Messprinzipien oder Einschränkungen, Konstruktionsüberlegungen, mögliche Berichtsparameter, Qualitäts- und Sicherheitskontrollen, Validierungs- und Reproduzierbarkeitsendpunkte sowie passende Referenzmethoden mit Hinweisen zur Interpretation zusammen. Das Rahmenwerk unterscheidet etablierte Messprinzipien von vom Autor vorgeschlagenen Komponenten und trennt frühe technische, prozessuale und sicherheitsrelevante Ergebnisse von der anschließenden Bewertung des klinischen Nutzens. Dieses Rahmenwerk ist konzeptioneller Natur und wurde noch nicht klinisch validiert. Hinweis. Dieses vom Autor vorgeschlagene Rahmenwerk wurde nicht klinisch validiert. Das offengelegte Patent wird lediglich als illustratives Beispieldesign zitiert und stellt keinen Nachweis für analytische Validität, Sicherheit, Durchführbarkeit, regulatorische Bereitschaft oder klinische Wirksamkeit dar. Alle vorgeschlagenen Parameter, Qualitäts- und Sicherheitsbewertungen, Validierungsendpunkte, Reproduzierbarkeitsziele und Fortschrittskriterien erfordern eine empirische Prüfung. Zuverlässigkeitsanalysen sollten die Analyseeinheit im Voraus festlegen und berücksichtigen, dass Beobachtungen geschachtelt oder wiederholt sein können. Abkürzungen: HVM, Handheld-Vitalmikroskopie; ICC, Intraklassenkorrelationskoeffizient; NIRS, Nahinfrarotspektroskopie.

Validierung und Reproduzierbarkeit
Der vorgeschlagene Weg folgt etablierten Prinzipien der Verifizierung, analytischen Validierung und klinischen Validierung35. In der ersten Phase würden optische Auflösung, Beleuchtungsstabilität, Signal-Rausch-Verhalten, Dopplerwinkelsensitivität, Registrierungsfehler, Verarbeitungsverzögerung, Batterieleistung, Datenintegrität sowie relevante elektrische und akustische Sicherheitsaspekte verifiziert. In der zweiten Phase würden Erfassungszeit, Benutzerkomfort, Sekretkontrolle, Gründe für Erfassungsfehler sowie die Wiederholbarkeit innerhalb und zwischen Operateuren in Simulationsstudien oder kontrollierten Untersuchungen an Freiwilligen bewertet. Der gestufte Validierungsweg ist in Abbildung 3 zusammengefasst.

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Abbildung 3. Vom Autor vorgeschlagener stufenweiser Validierungsweg für die bettseitige Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation. Konzeptioneller Validierungsweg, der sich von Labor- und Phantomtests sowie kontrollierten Reproduzierbarkeitsprüfungen über analytische Validierung unter bedingungsgleichen Rahmenbedingungen bis hin zur Durchführbarkeit und Benutzerfreundlichkeit auf der Intensivstation sowie zur prospektiven Bewertung des klinischen Nutzens und der Sicherheit erstreckt. Ausgewählte Endpunkte sind als beispielhafte Illustrationen angegeben und stellen keine vollständige Validierungscheckliste dar. Abkürzung: ICU, Intensivstation. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Die dritte Stufe würde ermitteln, ob jedes Messergebnis mit einer geeigneten Referenzmethode übereinstimmt und wie erwartet auf kontrollierte physiologische Veränderungen reagiert. In diesem Zusammenhang sind systematische Abweichungen (Bias), Übereinstimmungsgrenzen, Heteroskedastizität, Wiederholbarkeit und Ausfallraten aussagekräftiger als allein die Korrelation. Befunde, die mittels HVM gewonnen wurden, sollten nicht automatisch auf bildgebende Verfahren mit Nahinfrarotkamera, NIRS oder Doppler-basierte Signale übertragen werden.

Die vierte Phase würde die Durchführbarkeit auf der Intensivstation bewerten, einschließlich der Leistung während der mechanischen Beatmung, bei Ödemen, Schock, eingeschränktem oralem Zugang, übermäßigen Sekreten und Patientenbewegungen. Fehlgeschlagene Erfassungen und Schleimhaut-Nebenwirkungen sollten berichtet und nicht von den Leistungsanalysen ausgeschlossen werden. Die fünfte Phase würde die klinische Anwendbarkeit und Sicherheit untersuchen. Erste Untersuchungen können sich zunächst auf Prozessergebnisse, unangemessene Interventionen und gerätebezogene Ereignisse konzentrieren, bevor größere Studien patientenorientierte Endpunkte bewerten. Fortschrittskriterien sollten vor der Datenanalyse festgelegt werden.

Wenn künstliche Intelligenz (KI) dazu verwendet wird, Erwerbungen zu akzeptieren oder abzulehnen, Variablen zu extrahieren oder Ausgaben für Ärzte zu generieren, sollten frühe Studien die beabsichtigte Rolle des KI-Systems, dessen Eingaben und Ausgaben, den vorgesehenen klinischen Kontext, das Ausmaß der menschlichen Interaktion sowie bekannte Fehlermodi klar beschreiben36. Ebenso sollten Studien, die KI- oder geräteausgelöste Interventionen bewerten, die Mechanismen der menschlichen Überwachung beschreiben und erläutern, wie Systemausgaben in klinische Maßnahmen umgesetzt wurden37.

Mögliche klinische Anwendungen
Die plausibelste kurzfristige Anwendung ist die gezielte Neubewertung, wenn systemische hämodynamische Variablen und Gewebedurchblutung diskrepanzhaft erscheinen. Bei septischem Schock können wiederholte sublinguale Messungen helfen, persistierende Durchblutungsstörungen nach der Wiederherstellung des Blutdrucks zu charakterisieren. Die Flüssigkeitsreaktivität bleibt jedoch heterogen, und eine günstige durchschnittliche Reaktion sollte nicht für einzelne Patienten angenommen werden15,16. Entsprechend betrachten Übersichtsarbeiten zur mikrozirkulationsgestützten Reanimation die Bettenplatzüberwachung als vielversprechend, jedoch noch nicht geeignet, routinemäßige Therapieentscheidungen zu leiten17.

Bei Trauma oder hämorrhagischem Schock wurde die direkte Beurteilung der Mikrozirkulation als Ergänzung zu konventionellen systemischen Wiederbelebungszielen untersucht21,38. Diese Studien legen keine validierten Behandlungsschwellenwerte fest. Ebenso wurden in der perioperativen und kardiologischen Intensivmedizin wiederholte IDF-Messungen verwendet, um mikrozirkulatorische Veränderungen im sublingualen Bereich während der postoperativen Erholung nach Herzchirurgie zu charakterisieren26. Derzeit sollte diese Anwendung als exploratorisch angesehen werden und nicht als etablierte Grundlage für klinische Entscheidungen dienen.

In allen klinischen Settings sollte eine anhaltende Auffälligkeit am besten als Aufforderung zur erneuten Beurteilung sowohl des Patienten als auch der Messung verstanden werden, anstatt als alleinige Indikation für ein therapeutisches Eingreifen. Dieser Ansatz schont das klinische Urteilsvermögen und verringert das Risiko, ein technisch plausibles Signal überzubewerten, bevor dessen Messfehler und klinische Bedeutung vollständig verstanden sind.

Herausforderungen und zukünftige Entwicklungen
Die Bedingungen in der Intensivstation sind deutlich weniger kontrolliert als jene in Laborversuchen oder Studien an Probanden. Sekrete, eingeschränkter Mundzugang, Ödeme, Patientenbewegungen und variabler Kontakt­druck können alle die Signalqualität beeinträchtigen. Die Integration optischer Bildgebung, Ultraschallkopplung, Schleimhautreinigung und stabiler Positionierung in eine kompakte orale Sonde ist besonders anspruchsvoll, da diese Komponenten unterschiedliche physikalische Anforderungen haben und sich gegenseitig beeinträchtigen können. Folglich sind Ausfallraten und Gründe für nicht erfolgreiche Aufnahmen ebenso wichtig wie die durchschnittliche Leistung bei erfolgreichen Messungen.

Die Betriebsbereitschaft des Geräts umfasst auch Sicherheitsaspekte und das Management von Informationen. Machbarkeitsstudien sollten die Biokompatibilität mit Schleimhäuten, Druckverletzungen, Reinigungs- oder Einwegbarrieren, Kreuzkontaminationen, elektrische und akustische Exposition sowie die Verträglichkeit mit den Infektionskontrollmaßnahmen auf Intensivstationen bewerten. Drahtlose Kommunikations- und Berichtsfunktionen erfordern darüber hinaus die Bewertung von Verschlüsselung, Zugriffskontrolle, Integrität der Zeitstempel, Audit-Trails, Widerstandsfähigkeit gegen Datenverlust sowie eine sichere Integration in klinische Informationssysteme.

Die zukünftige Entwicklung kann entsprechend drei praktischen Prioritäten erfolgen. Erstens sollten nur Ergebnisse beibehalten werden, die eine klare physiologische Bedeutung aufweisen und eine akzeptable Reproduzierbarkeit besitzen. Zweitens sollten Ablehnungsgründe und Messunsicherheiten zusammen mit jedem berichteten Ergebnis angegeben werden. Drittens sollte die Integration einzelner Module erst dann erfolgen, wenn jede Komponente ihre eigenständige Durchführbarkeit nachgewiesen hat. Kamerabasierte photoplethysmographische Schätzungen hängen von Beleuchtungs- und Signalverarbeitungsbedingungen ab31,39, während geschwindigkeitsbasierte Doppler-Schätzungen stark von der Abtastgeometrie und dem Insonationswinkel abhängen29,40. Diese Einschränkungen sollten auch nach der Systemintegration ausdrücklich berücksichtigt bleiben.

Alleinige technische Raffinesse gewährleistet nicht die klinische Nützlichkeit. Ein Überwachungssystem kann dennoch versagen, wenn es unbequem, langsam, schwer zu positionieren oder schwierig zu interpretieren ist. Umgekehrt kann ein begrenzter Satz sorgfältig validierter Messungen klinisch bedeutsamen Nutzen bieten, wenn die Erfassung schnell erfolgt, Fehler eindeutig erkannt werden, die Wiederholbarkeit gut charakterisiert ist und die Ergebnisse in einen strukturierten Reevaluierungsprozess eingebunden werden.

Einschränkungen dieser Übersicht
Diese Übersicht verwendete gezielte Literaturrecherchen, einschließlich einer fokussierten Aktualisierung vor der endgültigen Einreichung des Manuskripts, anstelle eines systematischen Review-Protokolls und hat daher möglicherweise nicht alle relevanten Studien identifiziert. Da keine formale Bewertung des Risikos von Bias und keine quantitative Synthese durchgeführt wurden, kann die Übersicht die Messmodalitäten nicht hinsichtlich der gepoolten diagnostischen Genauigkeit oder des Behandlungseffekts vergleichen. Der konzeptionelle Arbeitsablauf beinhaltet ein öffentlich bekannt gegebenes Patent als anschauliches Beispiel für die Systemintegration; es werden jedoch keine originären Nachweise zur Leistung, Benutzerfreundlichkeit, Sicherheit, regulatorischen Bereitschaft oder zum klinischen Nutzen für diese Architektur vorgelegt. Mehrere vorgeschlagene Endpunkte und Fortschrittskriterien stellen vom Autor erarbeitete Empfehlungen dar, die einer empirischen Validierung bedürfen. Daher sollte diese Übersicht als strukturierte Synthese aktueller Messansätze und Validierungsprioritäten verstanden werden und nicht als Beleg dafür, dass ein integriertes Überwachungssystem klinisch wirksam ist.

Schlussfolgerungen

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Die Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation behebt eine wichtige Einschränkung der konventionellen hämodynamischen Beurteilung: Die Wiederherstellung systemischer Parameter bedeutet nicht zwangsläufig eine Wiederherstellung der Perfusion auf Gewebeebene. Aktuelle und neu entwickelte Überwachungsmethoden liefern ergänzende, jedoch unvollständige Informationen über die vaskuläre Morphologie, die Gefäßdichte, den Blutzellfluss, die regionale Geschwindigkeit und die Gewebeoxygenierung, und die Interpretation dieser Messungen hängt grundlegend von der Aufnahmequalität und einer angemessenen Qualitätskontrolle ab.

Ein klinisch aussagekräftiges Überwachungssystem erfordert mehr als nur die Integration mehrerer Sensortechnologien. Jedes Messmodul sollte vor der Systemintegration einer unabhängigen Verifizierung, Reproduzierbarkeitsprüfung und analytischen Validierung gegenüber einem für das zugrunde liegende physikalische Signal geeigneten Referenzstandard unterzogen werden. Die Integration sollte erst dann erfolgen, wenn potenzielle Fehlermodi, Sicherheitsaspekte, Messunsicherheiten und die praktische Durchführbarkeit des Arbeitsablaufs ausreichend charakterisiert wurden.

Zukünftige prospektive Studien sollten klären, ob eine messbasierte Neubewertung die klinische Entscheidungsfindung verbessert, ohne unnötige Flüssigkeitsgaben oder vasoaktive Therapien zu erhöhen. Diese Untersuchungen sollten außerdem die gerätebezogene Sicherheit, die Durchführbarkeit im routinemäßigen Intensivpflegealltag sowie patientenorientierte Ergebnisse bewerten. Solange solche Belege nicht vorliegen, sollte der vorgeschlagene Rahmen als strukturierte Wegleitung für zukünftige Entwicklung und Validierung angesehen werden und nicht als klinisch validiertes Überwachungssystem oder Therapiealgorithmus.

Offenlegungen

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Die Zhejiang University hält das geistige Eigentum an der in dieser Arbeit besprochenen Architektur zur sublingualen Mikrozirkulationsüberwachung, einschließlich des US-Patents Nr. US 11,877,886 B2 mit dem Titel Sublingual Microcirculation Detection Device, Sublingual Microcirculation Detection System and Processing Method Thereof. Siyi Jiang ist als Erfinderin dieses Patents genannt34. Das Patent wird ausschließlich als veranschaulichendes Beispieldesign zitiert und nicht als Nachweis für analytische Gültigkeit, Sicherheit, Durchführbarkeit, Zulassungsreife, klinische Leistungsfähigkeit oder klinische Wirksamkeit präsentiert. Die Autoren erklären, dass keine weiteren finanziellen oder persönlichen Beziehungen bestehen, die als mögliche Interessenkonflikte aufgefasst werden könnten.

Offenlegung künstlicher Intelligenz: ChatGPT (OpenAI) wurde während der Überarbeitung des Manuskripts zur Unterstützung bei der sprachlichen Bearbeitung, der Umstrukturierung des vom Autor vorbereiteten Textes und der Formatprüfung verwendet. Es wurde nicht als Quelle für wissenschaftliche Belege oder wissenschaftliche Inhalte genutzt. Die Autoren bewerteten die Literatur unabhängig, überprüften die wissenschaftlichen Inhalte, Referenzen und Patentinformationen, prüften und genehmigten das endgültige Manuskript und übernehmen die volle Verantwortung für dessen Inhalt.

Danksagungen

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Diese Arbeit wurde vom Basic Public Welfare Research Project der Provinz Zhejiang (Projektnummer LGF22H150003) unterstützt. Die Autoren danken ihren klinischen und ingenieurwissenschaftlichen Kollegen für die Rückmeldungen zu den Anforderungen des klinischen Arbeitsablaufs bei der sublingualen Mikrozirkulationsüberwachung am Krankenbett.

Referenzen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Lundy DJ, Trzeciak S. Microcirculatory dysfunction in sepsis. Crit Care Nurs Clin North Am. 2011;23:67-77.
  2. Miranda M, Balarini M, Caixeta D, Bouskela E. Microcirculatory dysfunction in sepsis: pathophysiology, clinical monitoring, and potential therapies. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2016;311:H24-H35.
  3. González R, Urbano J, López-Herce J. Resuscitating the macro- vs. microcirculation in septic shock. Curr Opin Pediatr. 2024;36:274-281.
  4. Ince C. Hemodynamic coherence and the rationale for monitoring the microcirculation. Crit Care. 2015;19(Suppl 3):S8.
  5. De Backer D, et al. How to evaluate the microcirculation: report of a round table conference. Crit Care. 2007;11:R101.
  6. Ince C, et al. Second consensus on the assessment of sublingual microcirculation in critically ill patients: results from a task force of the European Society of Intensive Care Medicine. Intensive Care Med. 2018;44:281-299.
  7. Dilken O, Ergin B, Ince C. Assessment of sublingual microcirculation in critically ill patients: consensus and debate. Ann Transl Med. 2020;8:793.
  8. Massey MJ, Shapiro NI. A guide to human in vivo microcirculatory flow image analysis. Crit Care. 2016;20:35.
  9. Massey MJ, 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. 2013;28:913-917.
  10. Damiani E, et al. Impact of microcirculatory video quality on the evaluation of sublingual microcirculation in critically ill patients. J Clin Monit Comput. 2017;31:981-988.
  11. Pan P, et al. Role of combining peripheral with sublingual perfusion on evaluating microcirculation and predicting prognosis in patients with septic shock. Chin Med J (Engl). 2018;131:1158-1166.
  12. Hernandez G, et al. Severe abnormalities in microvascular perfused vessel density are associated to organ dysfunction and mortality and can be predicted by hyperlactatemia and norepinephrine requirements in septic shock patients. J Crit Care. 2013;28:538.e9-538.e14.
  13. Bruno RR, et al. Sublingual microcirculatory assessment on admission independently predicts the outcome of old intensive care patients suffering from shock. Sci Rep. 2024;14:25668.
  14. Bruno RR, et al. Direct assessment of microcirculation in shock: a randomized controlled multicenter study. Intensive Care Med. 2023;49:645-655.
  15. Cusack R, O'Neill S, Martin-Loeches I. Effects of fluids on the sublingual microcirculation in sepsis. J Clin Med. 2022;11:7277.
  16. Dubin A. Effects of fluids on sublingual microcirculation: a point-of-view review. Ann Intensive Care. 2025;15:178.
  17. Damiani E, et al. Microcirculation-guided resuscitation in sepsis: the next frontier? Front Med (Lausanne). 2023;10:1212321.
  18. Güven G, et al. Morphologic mapping of the sublingual microcirculation in healthy volunteers. J Vasc Res. 2022;59:199-208.
  19. Uz Z, et al. Identifying a sublingual triangle as the ideal site for assessment of sublingual microcirculation. J Clin Monit Comput. 2023;37:639-649.
  20. Wadowski PP, et al. Sublingual functional capillary rarefaction in chronic heart failure. Eur J Clin Invest. 2018;48:e12869.
  21. Palágyi P, et al. Monitoring microcirculatory blood flow with a new sublingual tonometer in a porcine model of hemorrhagic shock. Biomed Res Int. 2015;2015:847152.
  22. Hessler M, et al. Monitoring of conjunctival microcirculation reflects sublingual microcirculation in ovine septic and hemorrhagic shock. Shock. 2019;51:479-486.
  23. Kanoore Edul VS, et al. Dissociation between sublingual and gut microcirculation in the response to a fluid challenge in postoperative patients with abdominal sepsis. Ann Intensive Care. 2014;4:39.
  24. Groner W, et al. Orthogonal polarization spectral imaging: a new method for study of the microcirculation. Nat Med. 1999;5:1209-1212.
  25. Goedhart PT, et al. Sidestream dark field imaging: a novel stroboscopic LED ring-based imaging modality for clinical assessment of the microcirculation. Opt Express. 2007;15:15101-15114.
  26. Uz Z, et al. Recruitment of sublingual microcirculation using handheld incident dark field imaging as a routine measurement tool during the postoperative de-escalation phase: a pilot study in post-ICU cardiac surgery patients. Perioper Med (Lond). 2018;7:18.
  27. Marin T, Moore J. Understanding near-infrared spectroscopy: an update. Crit Care Nurs Clin North Am. 2024;36:41-50.
  28. Steenhaut K, et al. Evaluation of different near-infrared spectroscopy technologies for assessment of tissue oxygen saturation during a vascular occlusion test. J Clin Monit Comput. 2017;31:1151-1158.
  29. Do Amaral Tafner PF, et al. Recent advances in bedside microcirculation assessment in critically ill patients. Rev Bras Ter Intensiva. 2017;29:238-247.
  30. Heeman W, Steenbergen W, van Dam GM, Boerma EC. Clinical applications of laser speckle contrast imaging: a review. J Biomed Opt. 2019;24:080901.
  31. Uribe Acevedo R, et al. Non-invasive assessment of sublingual microcirculation using flow derived from green light PPG: evaluation and reference values. J Biomed Opt. 2024;29:017001.
  32. Mari A, et al. Transcutaneous PCO₂ monitoring in critically ill patients: update and perspectives. J Thorac Dis. 2019;11(Suppl 11):S1558-S1567.
  33. Hilty MP, et al. MicroTools enables automated quantification of capillary density and red blood cell velocity in handheld vital microscopy. Commun Biol. 2019;2:217.
  34. Jiang S, Zheng Y, Li C, inventors; Zhejiang University, assignee. Sublingual microcirculation detection device, sublingual microcirculation detection system and processing method thereof. United States patent US 11,877,886 B2. January 23, 2024.
  35. Goldsack JC, et al. Verification, analytical validation, and clinical validation (V3): the foundation of determining fit-for-purpose for Biometric Monitoring Technologies (BioMeTs). NPJ Digit Med. 2020;3:55.
  36. Vasey B, et al. Reporting guideline for the early-stage clinical evaluation of decision support systems driven by artificial intelligence: DECIDE-AI. Nat Med. 2022;28:924-933.
  37. Liu X, et al. Reporting guidelines for clinical trial reports for interventions involving artificial intelligence: the CONSORT-AI extension. Nat Med. 2020;26:1364-1374.
  38. Lee YLL, et al. Evaluation of microvascular perfusion and resuscitation after severe injury. Am Surg. 2015;81:1272-1278.
  39. Verkruysse W, Svaasand LO, Nelson JS. Remote plethysmographic imaging using ambient light. Opt Express. 2008;16:21434-21445.
  40. Saad AA, Loupas T, Shapiro LG. Computer vision approach for ultrasound Doppler angle estimation. J Digit Imaging. 2009;22:681-688.

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