Spettroscopia di riflettanza diffusa: Ottenere la prova di ricarica capillare sotto il pollice
2 dicembre 2017
Questo protocollo descrive come l'uso della spettroscopia di polarizzazione diffusa può migliorare l'utilità clinica del test ricarica capillare. Suggeriamo un'analisi più dettagliata del corso del refill capillare in volontari sani utilizzando nuovi endpoint informatici e video di spettroscopia di riflettanza diffusa.
L'obiettivo generale di questa valutazione è quantificare il tempo di riempimento capillare utilizzando la spettroscopia di riflettanza nel video digitale per consentire un rilevamento rapido e oggettivo del cambiamento circolatorio incipiente. La valutazione oggettiva quantificata del tempo di riempimento capillare mediante spettroscopia di riflettanza può fornire un allarme precoce in caso di cambiamento circolatorio incipiente e facilitare il triage e il monitoraggio continuo dei pazienti critici. Il vantaggio principale di questa tecnica è che, rispetto alla valutazione ad occhio nudo, offre un modo molto preciso e oggettivo per misurare il tempo di ricarica capillare.
Le implicazioni di questa tecnica si estendono al triage precoce dei pazienti traumatizzati sul luogo dell'incidente o all'emergenza o alla supervisione continua di pazienti critici. Per iniziare, collegare la fotocamera e il computer utilizzando un cavo USB e impostare la fotocamera in modalità video. Quindi, accendi la fotocamera e assicurati che si colleghi al computer.
Quindi, avvia il software della fotocamera telecomandata. Inoltre, rimuovere eventuali fonti di luce ambientale e allontanare lo schermo del computer dall'area di misurazione. Per iniziare, porta il soggetto del test e lascialo acclimatare all'ambiente circostante per almeno 20 minuti in posizione supina.
Quindi, fai clic sul pulsante Life View e premi Start. Passa dalla modalità video alla modalità TV facendo clic sui pulsanti di opzione. Assicurarsi che un flusso video in diretta della fronte del soggetto sia visibile sul display della fotocamera e sullo schermo del computer.
Quindi, regolare la fotocamera a un'altezza di circa 15 centimetri direttamente sopra la fronte del soggetto e assicurarsi che la messa a fuoco della fotocamera sia impostata sulla messa a fuoco automatica. Chiedi al soggetto di tenere la testa ferma per tutta la durata del test e di astenersi dal parlare. Quindi, informa il soggetto di appoggiare la testa su un cuscino e di tenerla ferma per tutta la durata del test.
Chiedi loro di non parlare durante i 20 secondi che durerà il test. Possono tenere gli occhi chiusi per tutto il tempo se trovano la luce troppo intensa. Nella finestra Life View, trova e fai clic su Registrazione HD per avviare una registrazione continua per 20 secondi.
Non spostare la fotocamera durante la durata del test. Al termine dei primi cinque secondi di registrazione di base, applicare una pressione di sbiancamento decisa sull'area di misurazione per cinque secondi utilizzando un cucchiaino di plastica per l'equalizzazione della pressione e l'isolamento della temperatura. Quindi, rilasciare la pressione ed estrarre rapidamente il cucchiaino di plastica dall'area di misurazione.
Continuare la registrazione per altri 10 secondi per catturare la successiva risposta iperemica. Al termine dei 20 secondi, interrompere la registrazione facendo clic su Stop nella finestra Life View. Una volta interrotta la registrazione, si aprirà una finestra per salvare il file video.
Assegna un nome al video e salvalo in formato mov. Scollegare la fotocamera dal computer una volta scaricato il video nella cartella designata sul computer. Avviare il software di analisi facendo doppio clic sull'icona del desktop.
Una volta avviato il software, nella schermata principale, selezionare Pagina film. Nella finestra Pagina filmato, fare clic su Carica filmato. Attendi che il software carichi e analizzi il filmato.
Una volta terminato il caricamento e l'analisi del filmato, fai clic su Salva come immagini e attendi che il software analizzi il video e lo divida in singole immagini JPEG. Quindi, trova e seleziona Ritaglia pagina immagini nella finestra della schermata principale. Nel menu Ritaglia pagina immagini, fai clic su Prima foto e vai alla cartella che contiene le foto JPEG del video.
Seleziona la prima foto da analizzare. Il software selezionerà automaticamente le seguenti foto di quel lotto. Fare clic sul menu Modifica e scegliere tra indicatori circolari o rettangolari per la regione di interesse.
Quindi, nella finestra Seleziona foto, trova la casella della foto effettiva e digita il nome della prima foto del batch, in cui le dita dell'investigatore si sono completamente ritratte dall'area di misurazione. Per trovare questa foto, guarda nella cartella contenente le singole foto del video. Seleziona una regione di interesse facendo clic e tenendo premuto il pulsante sinistro del mouse e disegna un cerchio o un rettangolo nella finestra della foto che si trova all'interno dei bordi dell'area sbiancata.
La regione di interesse selezionata viene applicata automaticamente a tutte le foto del batch. Quindi, fai clic sul menu File e scegli Salva ROI per salvare la posizione della regione di interesse selezionata per riferimento futuro. Quindi, fai clic su Curve Tracker e attendi che il software analizzi la regione di interesse.
Una volta aperta la finestra Curve Tracker, la variazione della concentrazione di globuli rossi per la regione di interesse selezionata per la durata del test viene visualizzata come una curva. Infine, fai clic su Esporta dati e salva la trascrizione dei dati grezzi per ulteriori analisi. Utilizzando questo metodo, la risposta di riempimento capillare può essere presentata come la variazione della concentrazione di globuli rossi nel tempo.
Durante i primi cinque secondi del test, vengono raccolti i valori di base. Quindi, viene applicata la pressione per raggiungere il punto zero del sangue. Una volta che la pressione è stata alleviata, il sangue inizia a tornare nell'area e raggiungerà il picco dopo pochi secondi.
Questo grafico rappresentativo è per un volontario maschio sano. Un tempo di ricarica più lento indicherebbe una scarsa perfusione cutanea e può essere indicativo di condizioni avverse. L'uso di video di spettroscopia di riflettanza fornisce dati più dettagliati sulle variazioni del tempo di ricarica capillare rispetto alla valutazione a occhio nudo.
Il metodo presentato necessita di ulteriori sviluppi, ma mostra chiaramente il potenziale della tecnica nella misurazione degli eventi di riempimento capillare.
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Panoramica
Questo studio presenta un protocollo per l'uso della spettroscopia di polarizzazione diffusa al fine di potenziare l'utilità clinica del test di riempimento capillare. La ricerca analizza in dettaglio il tempo di riempimento capillare in volontari sani, utilizzando la spettroscopia di riflettanza diffusa e nuovi parametri informatici per una valutazione oggettiva.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Valutazione clinica
- Misurazione del tempo di riempimento capillare
- Spettroscopia a polarizzazione diffusa
Sfondo
- Il tempo di riempimento capillare è un indicatore fondamentale per la valutazione dello stato circolatorio.
- Le attuali valutazioni spesso dipendono da un'ispezione visiva soggettiva.
- Sono necessari metodi oggettivi per quantificare il tempo di riempimento capillare al fine di ottenere migliori esiti clinici.
Scopo dello studio
- Migliorare l'accuratezza delle valutazioni del tempo di riempimento capillare mediante l'uso di tecniche spettroscopiche avanzate.
- Fornire una misura più oggettiva che possa agevolare il rilevamento precoce di alterazioni circolatorie.
- Esplorare le implicazioni per il triage e il monitoraggio di pazienti gravemente malati.
Metodi Utilizzati
- È stata utilizzata la spettroscopia di polarizzazione diffusa per analizzare il tempo di riempimento capillare.
- Lo studio ha coinvolto volontari sani in condizioni controllate.
- I passaggi principali hanno incluso l'uso di una videocamera per registrare il processo di riempimento capillare.
- I soggetti sono stati adeguatamente acclimatati prima del test e sono state impiegate tecniche di pressione specifiche durante la misurazione.
Risultati principali
- Il protocollo ha dimostrato un metodo preciso e oggettivo per misurare il tempo di riempimento capillare rispetto alle valutazioni visive tradizionali.
- I risultati hanno indicato una correlazione tra i tempi di riempimento misurati e l'efficacia della perfusione cutanea.
- Il metodo ha fornito dati quantitativi sulla risposta iperemica dopo il rilascio della pressione, indicando possibili applicazioni cliniche.
Conclusioni
- Questo studio stabilisce una nuova tecnica per misurare con precisione gli eventi di ricarica capillare, migliorando le valutazioni cliniche.
- Le informazioni ottenute potrebbero portare a un monitoraggio migliore dello stato circolatorio in contesti di emergenza e terapia intensiva.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La quantificazione oggettiva del tempo di riempimento capillare affronta un'importante lacuna nella valutazione circolatoria precoce, in cui l'ispezione visiva soggettiva limita l'affidabilità nel triage e nel monitoraggio. Fornendo misurazioni precise e riproducibili della dinamica della perfusione cutanea, questo metodo supporta una riduzione del rischio di tipo meccanicistico nei modelli preclinici di shock, sepsi e ipoperfusione. La tecnica consente una previsione affidabile nell'identificare un deficit circolatorio iniziale prima di modifiche dei parametri vitali, fornendo informazioni decisive per le scelte di proseguimento o interruzione nello sviluppo terapeutico.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Prima Fase della Scoperta e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi dei meccanismi di omeostasi vascolare e la validazione funzionale di bersagli coinvolti nella regolazione della microcircolazione.
- Valore operativo: Fornisce un biomarcatore quantitativo e traslabile per la valutazione della modulazione di percorsi in sistemi rilevanti per la malattia.
- Valore predittivo: Supporta la validazione di modelli preclinici correlando gli effetti dei composti con endpoint oggettivi di perfusione, riducendo i falsi positivi nell'identificazione dei composti promettenti.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Prontezza del saggio: Genera dati standardizzati di riflettanza risolti nel tempo, adatti per lo screening ad alto contenuto di composti vasocoattivi.
- Output quantitativo: Fornisce curve continue di concentrazione degli eritrociti che permettono il calcolo preciso dell'inizio del riempimento, del picco e della cinetica di recupero.
- Riproducibilità: Riduce al minimo la variabilità dipendente dall'operatore mediante il tracciamento automatizzato della regione di interesse e la normalizzazione della linea di base.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Sistema Rilevante per la Patologia: Applicabile in modelli di shock emorragico, endotossiemia e ipotermia in cui la perfusione cutanea funge da biomarcatore traslazionale.
- Valutazione Meccanicistica del Rischio: Chiarisce se gli effetti cardiovascolari osservati derivano da un'azione vascolare diretta o da conseguenze emodinamiche secondarie.
- Continuità Traslazionale: Collega la validazione meccanicistica nella fase di scoperta alla valutazione preclinica della sicurezza attraverso una fisiologia della perfusione conservata.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si inserisce nel percorso dalla scoperta alla fase preclinica fornendo dati oggettivi sulla perfusione che guidano la validazione del bersaglio, supportano lo sviluppo di saggi per modulatori cardiovascolari e permettono un avanzamento mirato alla riduzione del rischio, dalla conferma dell'effetto all'ottimizzazione del composto leader.
- Biologia della scoperta: Facilita la verifica di ipotesi riguardanti la segnalazione dell'ossido nitrico, le vie dell'endotelina e la regolazione adrenergica del tono capillare.
- Screening: Fornisce metriche di perfusione pronte all'uso per la valutazione di librerie di composti mirati alla funzione microvascolare.
- Analisi: Fornisce dati emodinamici in serie temporale per analisi comparative tra dosi, genotipi o condizioni di trattamento.
- Ricerca traslazionale: Si allinea alla validazione preclinica di agenti vasoprotettivi in cui il recupero della perfusione predice l'efficacia clinica.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma di valutazione della perfusione riutilizzabile in diversi ambiti terapeutici, inclusi immunologia, medicina critica e malattie cardiovascolari.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia nella validazione dell'obiettivo riducendo l'ambiguità nell'attribuzione dei meccanismi circolatori.
- Valore operativo: Migliora la riproducibilità e la scalabilità dei saggi di perfusione tra diversi siti e modelli.
- Valore strategico: Migliora l'efficienza del capitale consentendo un rilevamento più precoce di candidati inefficaci o tossici.
- Impatto sul portafoglio: Supporta la priorizzazione corretta per rischio in base a profili oggettivi di risposta microcircolatoria.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in videomicroscopia, analisi spettrofotometrica e monitoraggio fisiologico.
- Necessita di un'illuminazione stabile, un ambiente con temperatura controllata e una standardizzazione nell'applicazione della pressione.
- Richiede un allineamento tra team multidisciplinari di farmacologia, fisiologia e imaging per garantire coerenza nei protocolli.
- Deve tenere conto della variabilità interindividuale nella pigmentazione cutanea, nello spessore della pelle e nella perfusione di base.
- Limitato alla valutazione di tessuti superficiali; non adatto alla perfusione di tessuti profondi o specifici per organo senza adattamenti.
