Reviewartikel

Huidige methoden, kwaliteitscontrole en translationele perspectieven voor bedside sublinguale microcirculatiemonitoring bij kritiek zieke patiënten

DOI:

10.3791/71498

⸱

21 augustus 2026

 ,  ,  ,  , 
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 dit artikel

Samenvatting

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

Deze review onderzoekt huidige methoden voor bedside sublinguale microcirculatiemonitoring, met nadruk op acquisitiekwaliteit, gestandaardiseerde rapportage, validatie en klinische translatie. Er wordt onderscheid gemaakt tussen vastgestelde bewijzen en door de auteurs voorgestelde concepten, en er worden praktische prioriteiten geschetst voor reproduceerbaarheid, veiligheid en toekomstige klinische evaluatie.

Samenvatting

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

Microcirculatoire afwijkingen kunnen aanhouden bij kritisch zieke patiënten nadat de bloeddruk, het hartminuutvolume en andere systemische hemodynamische streefwaarden zijn hersteld. Het sublinguale slijmvlies biedt een toegankelijke locatie voor herhaalde beoordelingen van de microcirculatie aan het bed, maar de routinematige klinische implementatie blijft beperkt door acquisitie-artefacten, operatorafhankelijkheid, de belasting van beeldanalyse, variabele meetkwaliteit en onzekere relaties met therapeutische besluitvorming. Deze narratieve review beoogt de huidige methoden voor sublinguale microcirculatiebewaking aan het bed te onderzoeken, hun sterke en zwakke punten te evalueren en praktische prioriteiten te identificeren voor vertaling naar de routinematige klinische praktijk. De review vat gevestigde en opkomende meetbenaderingen samen voor het beoordelen van vasculaire morfologie, vatendichtheid, bloedcelstroompatronen, regionale snelheidsgerelateerde signalen, weefseloxygenatie en datakwaliteit, waarbij wordt benadrukt dat deze complementaire metingen niet uitwisselbaar zijn en een strikte kwaliteitscontrole vereisen. Verder worden gestandaardiseerde overwegingen voor acquisitie en rapportage, prestatie-metrieken, reproduceerbaarheidstesten, analytische validatie en benchmarkvergelijkingen beschreven die geschikt zijn voor verschillende meetdomeinen. Ten slotte wordt een door de auteur voorgestelde modulaire workflow gepresenteerd om een gestructureerd kader te illustreren voor detectie, kwaliteitscontrole, gegevensverwerking en rapportage aan het bed. Dit conceptuele kader is bedoeld om toekomstige technische ontwikkeling en klinische validatie te begeleiden en vertegenwoordigt geen klinisch gevalideerd hulpmiddel, diagnostisch systeem of behandelalgoritme.

Inleiding

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

Shockreanimatie wordt gewoonlijk gestuurd door de bloeddruk, het hartminuutvolume, lactaat en andere systemische variabelen. Hoewel deze maatregelen onmisbaar zijn, geven ze niet altijd aan of het bloed de individuele capillaire bedden effectief bereikt. Bij sepsis kunnen endotheliale beschadiging, disruptie van de glycocalyx, veranderde interacties tussen bloedcellen en een ontregelde vasculaire controle de geperfuseerde capillaire dichtheid verminderen en een heterogene bloedstroom veroorzaken1,2. Wanneer de systemische hemodynamiek verbetert zonder een overeenkomstig herstel van de weefselperfusie, wordt deze dissociatie beschreven als hemodynamische incoherentie3,4.

Het sublinguale slijmvlies biedt een praktische en gemakkelijk toegankelijke locatie voor herhaalde beoordelingen van de microcirculatie aan het bed van de patiënt. Handheld vitale microscopie (HVM) heeft het grootste geheel aan bewijsmateriaal aan het bed opgeleverd bij kritisch zieke patiënten5,6. De routinematige klinische implementatie blijft echter uitdagend. Consensusverklaringen en methodologische reviews hebben speeksel, sonde-druk, luchtbellen, beweging en onstabiele verlichting geïdentificeerd als veelvoorkomende oorzaken van gebrekkige beeldacquisitie7. Daarnaast is beeldanalyse technisch veeleisend en vaak tijdrovend8. Formele score-systemen voor beeldkwaliteit en validatiestudies hebben verder aangetoond dat video's van lage kwaliteit de gerapporteerde microcirculatoire variabelen aanzienlijk kunnen beïnvloeden9,10.

Deze review onderzoekt de mogelijkheden en beperkingen van gevestigde en opkomende methoden voor bedside sublinguale microcirculatiemonitoren, identificeert waar het ondersteunende bewijs het sterkst is, en bespreekt de praktische vereisten voor een succesvolle klinische translatie. In plaats van een breed overzicht te geven van de microcirculatoire pathofysiologie of monitoringtechnologieën, richt de review zich op gestandaardiseerde HVM-afgeleide metingen, acquisitiekwaliteit, herkenning van foutmodi, minimale rapportagevereisten, verificatie op moduleniveau, domeinspecifieke analytische validatie en een gefaseerd traject naar klinische evaluatie. Gedurende de review wordt gevestigd bewijs duidelijk onderscheiden van door de auteurs voorgestelde ontwerpconcepten en validatieprioriteiten om te voorkomen dat wordt gesuggereerd dat het voorgestelde kader een klinisch gevalideerd monitoringsysteem vertegenwoordigt.

Review en perspectief

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

Literatuuronderzoek en reikwijdte
Het initiële gerichte onderzoek omvatte PubMed/MEDLINE, Embase en de Web of Science Core Collection vanaf de start van de database tot en met 1 januari 2026. Op 22 juni 2026 is een gerichte update-zoekopdracht uitgevoerd om recent gepubliceerde studies te identificeren die direct relevant zijn voor sublinguale microcirculatiebewaking, gestandaardiseerde metrische gegevens voor handmatige vitale microscopie, acquisitiekwaliteit, potentiële sensorbenaderingen, geautomatiseerde analyse, validatie op moduleniveau en klinische vertaling. Zoektermen combineerden sublinguale microcirculatie met orthogonal polarization spectral (OPS) imaging, sidestream dark field (SDF) imaging, incident dark field (IDF) imaging, nabij-infraroodspectroscopie (NIRS), laser- en Doppler-gebaseerde methoden, transcutane koolstofdioxidebewaking, geautomatiseerde beeldanalyse, kunstmatige intelligentie, sepsis, shock en kritieke ziekte. Ook referentielijsten van relevante reviews, consensusverklaringen en methodologische artikelen werden onderzocht.

De zoekopdracht was erop gericht een narratieve en translationele synthese te ondersteunen, in plaats van een uitputtende schatting van het behandelingseffect of de diagnostische nauwkeurigheid te geven. In aanmerking komende bronnen omvatten consensusverklaringen, methodologische en validatiestudies, klinische observationele en interventionele studies, en richtlijnen voor rapportage die relevant zijn voor monitoringsystemen in een vroeg stadium. Dierstudies en niet-sublinguale studies werden alleen opgenomen wanneer zij fysiologische plausibiliteit, technische beperkingen of domeingespecificeerde benchmarks verduidelijkden. De review was beperkt tot Engelstalige publicaties. Behalve het openbaar gemaakte patent dat als illustratief ontwerpvoorbeeld diende, werden niet-peerreviewed bronnen niet gebruikt als bewijs voor meetprestaties of klinische effectiviteit. Er is geen systematische zoektocht naar het patentlandschap uitgevoerd. Er is geen formele beoordeling van de risico's op bias of kwantitatieve synthese uitgevoerd. Het door de auteur openbaar gemaakte patent dat hieronder wordt besproken, werd niet beschouwd als bewijs voor analytische validiteit, veiligheid, haalbaarheid, regelgevingsgereedheid of klinische effectiviteit.

Klinisch bewijs en beperkingen van systemische hemodynamiek
Het meeste klinische bewijs heeft betrekking op associaties in plaats van op behandelrichtlijnen. Bij septische shock zijn gecombineerde perifere en sublinguale perfusiematen bestudeerd voor prognostische beoordeling11. Een lagere dichtheid van geperfundeerde vaten is geassocieerd met orgaanfunctiestoornissen en mortaliteit12, en een abnormale sublinguale perfusie bij opname op de intensive care afdeling (ICU) was onafhankelijk geassocieerd met 30-daagse mortaliteit bij patiënten van 80 jaar of ouder met shock13. Deze studies ondersteunen de klinische relevantie van de beoordeling van de sublinguale microcirculatie, maar tonen niet aan dat het handelen op basis van een microcirculatiemeting de patiëntuitkomsten verbetert.

Het belangrijkste gerandomiseerde bewijs blijft waarschuwend. In een multicenterstudie leidde de integratie van sublinguale microcirculatoire variabelen in het behandelplan tot meer wijzigingen in de vocht- en vasoactieve therapie, maar dit verminderde de 30-dagenmortaliteit niet14. Reviews over voctstoediening rapporteren evenzo variabele responsen: verbetering is waarschijnlijker wanneer het hartminuutvolume toeneemt en de weefselperfusie is verslechterd, maar een voordeel kan niet worden verondersteld voor elke patiënt of elke vochtstrategie15,16. Een bredere review over microcirculatie-gestuurde resuscitatie kwam tot een soortgelijke conclusie, namelijk dat het klinische nut van deze aanpak onbewezen blijft17.

Fysiologische plausibiliteit, prognostische associatie, meetvaliditeit, haalbaarheid aan het bed en klinisch nut vertegenwoordigen daarom verschillende vragen. Een klinisch nuttig monitoringsysteem moet meer doen dan alleen een abnormaal signaal detecteren; het moet reproduceerbare metingen opleveren, aangeven wanneer gegevens onbetrouwbaar zijn en geïntegreerd worden in een vooraf vastgesteld herbeoordelingsproces zonder ongepaste interventies uit te lokken.

Klinische waarde en beperkingen van de sublinguale locatie
Het sublinguale slijmvlies bevat een dicht oppervlakkig vasculair netwerk dat herhaaldelijk aan het bed kan worden beoordeeld. De vasculaire morfologie hiervan is in kaart gebracht bij gezonde vrijwilligers18, en anatomisch geleide locatiekeuze kan de consistentie tussen acquisities verbeteren19. Sublinguale capillaire rarefactie is ook beschreven bij chronisch hartfalen20. Gezamenlijk ondersteunen deze bevindingen het sublinguale slijmvlies als een haalbare observatielocatie, hoewel ze geen universele referentiewaarden vaststellen voor verschillende ziekten of apparaten.

Sublinguale metingen blijven regionaal in plaats van systemisch. Een studie naar hemorragische shock bij varkens toonde aan dat een sublinguaal tonometrisch signaal lokale microcirculatoire veranderingen volgde21, en een studie bij schapen identificeerde parallelle veranderingen in de conjunctivale en sublinguale microcirculatie onder geselecteerde septische en hemorragische omstandigheden22. Humane gegevens zijn minder consistent: de intestinale en sublinguale microcirculatie reageerden verschillend op een vloeistofchallenge na chirurgie voor abdominale sepsis23. Sublinguale monitoring moet daarom worden geïnterpreteerd als het verstrekken van informatie uit een toegankelijk weefselbed, in plaats van te dienen als een universeel surrogaat voor elk orgaan.

Gevestigde en kandidaat meetdomeinen
De methoden die in deze review worden beschouwd, kunnen worden onderverdeeld in vier kerncategorieën voor metingen: vasculaire morfologie en dichtheid, bloedcelstroom of regionale snelheid, weefseloxygenatie en datakwaliteit. De mate van rijpheid van het beschikbare bewijsmateriaal verschilt aanzienlijk. HVM beschikt over specifieke standaarden voor sublinguale beeldacquisitie en analyse5,6, terwijl verschillende andere modaliteiten zijn opgenomen als complementaire, indirecte, opkomende of kandidaatbenaderingen. Metingen van weefselgas worden bij voorkeur afzonderlijk beschouwd als optionele contextuele informatie, omdat ze sublinguale vaten of capillaire stroom niet direct visualiseren. Geen enkele methode beslaat alle meetdomeinen, en resultaten afgeleid van verschillende fysieke principes mogen niet als uitwisselbaar worden beschouwd.

HVM biedt de meest directe visualisatie van rode bloedcellen die door oppervlakkige sublinguale vaten bewegen. OPS-beeldvorming maakte als eerste gepolariseerde-lichtvisualisatie van de microcirculatie aan het bed van de patiënt mogelijk24. SDF-beeldvorming verbeterde vervolgens het beeldcontrast door het gebruik van een ring van gepulste lichtemitterende diodes25, en IDF-beeldvorming werd later geïntroduceerd als een handheld techniek voor postoperatieve studies en studies op de intensive care26. Deze methoden karakteriseren primair de vasculaire morfologie, de vatdichtheid en stroompatronen in plaats van de absolute volumetrische bloedstroom.

HVM is bijzonder gevoelig voor de kwaliteit van de acquisitie. Speeksel, bellen, weefselcompressie, beweging, slechte focus en instabiele verlichting kunnen vaten maskeren of het schijnbare stroompatroon veranderen9,10. Bijgevolge is kwaliteitsbeoordeling een integraal onderdeel van de meting zelf. Een klinisch interpreteerbaar rapport moet het aandeel van de voor analyse geaccepteerde gegevens aangeven, de redenen voor het afwijzen van beeldsegmenten, of er compressie- of bewegingsartefacten zijn gedetecteerd en of er een acceptabele acquisitie is bereikt.

Nabij-infrarood reflectie-imaging en NIRS vertegenwoordigen verschillende benaderingen. In deze review verwijst nabij-infrarood reflectie-imaging naar een potentiële camera-gebaseerde techniek die bedoeld is om het contrast van oppervlakkige vaten te verbeteren. In tegenstelling hiermoe leidt NIRS een volume-gemiddeld weefseloxygenatiesignaal af uit lichtabsorptie en verstrooiing en laat het individuele haarvaten niet onderscheiden27. NIRS-metingen zijn afhankelijk van de bemonsteringsgeometrie, de weefselcompositie, het contact van de probe en apparaatspecifieke algoritmen; daarom zijn meting verkregen met verschillende systemen niet noodzakelijkerwijs uitwisselbaar28. Omdat veel van het beschikbare bewijs niet specifiek is voor de sublinguale ICU-setting, wordt NIRS beschouwd als een complementaire oxygenatiemodaliteit in plaats van een gevestigd alternatief voor HVM.

Laser Doppler-flowmetrie biedt een lokaal perfusiegerelateerd signaal29, terwijl laser speckle contrast imaging spatiale perfusiekaarten genereert30. Hoewel deze technieken bredere toepassingen hebben bij perfusiebeoordeling, zijn ze geen gevestigde alternatieven voor sublinguale HVM in de intensive care-praktijk. Cameragebaseerde fotoplethysmografie van de ventrale tong is een veelbelovende maar nog steeds verkennende benadering die verdere standaardisatie van de afgeleide kenmerken vereist31. Evenzo kan transcutane koolstofdioxidemeting aanvullende informatie verschaffen over gasuitwisseling of perifere perfusie in geselecteerde ICU-omgevingen, maar het is noch een sublinguale beeldvormingstechniek, noch een directe maat voor microvasculaire morfologie of capillaire flow32.

De praktische implicatie is dat een dichtheidsmeting, een Doppler-afgeleide schatting van de snelheid, een zuurstofmeting en een transcutaan gassignaal verschillende fysiologische vragen beantwoorden. Hoewel het combineren van deze metingen voordelig kan zijn, moet elk signaal zijn eigen eenheden, beperkingen, kwaliteitsindicatoren en passende referentiemethode behouden. De meetcategorieën en representatieve technieken zijn samengevat in Tabel 1.

MeetcategorieRepresentatieve methoden en kandidaatbenaderingenBelangrijkste resultatenBelangrijkste sterke puntenBelangrijke beperkingen en artefactenRijpheid van bewijs en translationele rolRepresentatieve referenties
Morfologie en dichtheidHandheld vitale microscopie (HVM; orthogonal polarization spectral [OPS], sidestream dark field [SDF] en incident dark field [IDF] beeldvorming; gevestigde sublinguale onderzoeksmethode); cameragebaseerde nabij-infrarood reflectantiebeeldvorming (kandidaatmethode voor oppervlakkige vaten)HVM: totale vaatdichtheid (TVD), geperfuseerde vaatdichtheid (PVD), naar vaatgrootte gestratificeerde dichtheid, vaatbreedteverdeling, segmentcontinuïteit en ruimtelijke heterogeniteit. Candidate reflectance imaging: oppervlakkig vaatcontrast, segmentcontinuïteit en zichtbare vaatdichtheid.HVM visualiseert direct met rode bloedcellen gevulde microvaten en beschikt over de meest ontwikkelde standaarden voor sublinguale beeldacquisitie en -analyse. Op camera gebaseerde reflectantie-imaging kan oppervlakkige vatmapping en ingebedde beeldanalyse ondersteunen.HVM is gevoelig voor sonde-druk, beweging, speeksel, bellen, focus en verlichting. Definities en gemeten waarden zijn afhankelijk van drempelwaarden voor vatgrootte, de selectie van clips, software en analyseregels. Nabij-infrarood reflectie-imaging is niet gelijk aan HVM en kan mogelijk geen stroom van rode bloedcellen in capillairen oplossen.Gevestigd: beoordeling van HVM-morfologie en -dichtheid op de sublinguale locatie bij ICU-patiënten. Kandidaat: reflectiebeeldvorming als input voor oppervlakkige vaten, waarvoor onafhankelijke constructie- en criteriumvalidatie vereist is.5, 6, 8–10, 24–26
Stroming en snelheidHVM-perfusie en flow-scoring (PPV, MFI en flow-heterogeniteitsindex), op beelden gebaseerde snelheid van rode bloedcellen, laser Doppler-flowmetrie, laser speckle contrast imaging, cameragebaseerde fotoplethysmografie (opkomend) en regionale Doppler-sensoring (kandidaat-input)Aandeel geperfuseerde vaten (PPV), semikwantitatieve microvasculaire flowindex (MFI), flowheterogeniteitsindex, uit beeld afgeleide snelheid van rode bloedcellen, perfusiegerelateerde flux of kaarten, pulsatiliteitsgerelateerde kenmerken en kandidaat regionale snelheidsgerelateerde signalen.Biedt aanvullende informatie over perfusie, ruimtelijke stroomheterogeniteit, snelheid en pulsatiele veranderingen. HVM biedt een gestandaardiseerde semikwantitatieve beoordeling van de stroom.MFI is een semikwantitatieve flowscore en geen absolute maat voor de snelheid van rode bloedcellen. Afhankelijk van de modaliteit kunnen de resultaten relatief zijn, of afhankelijk van de regio of diepte. Apparaatkenmerken, analytische algoritmen, drempelwaarden voor vatengrootte, beweging, kalibratie, bemonsteringsdiepte, akoestische koppeling en de insonatiehoek beïnvloeden allen de vergelijkbaarheid.Gevestigd (beperkt tot HVM): Sublinguale perfusie en flow-scoring. Beperkt/indirect: Lasergebaseerde perfusiemethoden. Opkomend: Fotoplethysmografie van de tongonderzijde. Kandidaat: Regionale Doppler-sensering die domeinspecifieke validatie vereist.5, 6, 8, 29–31, 33, 40
ZuurstofvoorzieningNabij-infraroodspectroscopie (NIRS); gekalibreerde multispectrale of spectroscopische benaderingen (optioneel)Schattingen gerelateerd aan weefseloxygenatie en dynamische responsen tijdens gecontroleerde fysiologische perturbatie.Biedt niet-invasieve trendanalyse en aanvullende informatie over de weefseloxygenatie.Signalen zijn volumegemiddeld en worden beïnvloed door de bemonsteringsdiepte, optische weefseleigenschappen, sondedruk, omgevingslicht en apparaatspecifieke kalibratie. Individuele microvaten worden niet opgelost.Beperkt/indirect op de sublinguale locatie van de ICU. Geschikt als optionele aanvullende oxygenatiemodule na kalibratie en fysiologische validatie; geen vervanging voor de beoordeling van vaatmorfologie of doorbloeding.27, 28
DatakwaliteitStandaarden voor consensusverwerving, scoringssystemen voor beeldkwaliteit en handmatige beoordeling door experts van de kwaliteitAandeel geaccepteerde gegevens, redenen voor afwijzing, focus, beweging, druk, verlichting of kwaliteitsvlaggen gerelateerd aan secretie, acquisitiefoutpercentage en herhaalbaarheidsindicatoren.Maakt de betrouwbaarheid van metingen, de onzekerheid en de redenen voor gegevensuitsluiting expliciet.Kwaliteitsdrempels zijn modaliteitsspecifiek. Elk geautomatiseerd systeem voor kwaliteitscontrole vereist een onafhankelijke validatie ten opzichte van een vooraf vastgestelde referentiestandaard.Vastgesteld: Cross-cutting standaarden voor HVM-acquisitie en -analyse. Toekomstige toepassing: Geautomatiseerde kwaliteitscontrole (quality gating) waarbij onafhankelijke validatie vereist is.5–10
Optionele contextuele weefselgasmetingenTranscutane koolstofdioxidemonitoringTranscutane koolstofdioxidespanning, transcutaan-arterieel koolstofdioxideverschil en temporele trends.Biedt continue, niet-invasieve contextuele informatie over de ventilatie en kan, bij interpretatie in combinatie met arteriële metingen, wijzen op hemodynamische insufficiëntie.Visualiseert de sublinguale microvasculaire morfologie of de bloedcelstroom niet. De nauwkeurigheid is afhankelijk van de sensortemperatuur, equilibratie, kalibratie, huidperfusie en lokale weefselcondities.Indirecte contextuele bijvoegsel: Geen sublinguale monitoringsmethode of kernmodule van het platform.32

Tabel 1: Gevestigde en potentiële meetcategorieën voor bedside sublinguale beoordeling van de microcirculatie. De tabel vat representatieve meettechnieken, belangrijkste outputs, voornaamste sterke punten, beperkingen en artefacten, bewijsrijpheid, translationele rollen en representatieve referenties samen. Fysiologische meetcategorieën (morfologie en dichtheid, flow en snelheid, en oxygenatie) worden apart gepresenteerd van de datakwaliteit, wat een overkoepelende vereiste is, en optionele contextuele weefselgasmetingen. Opmerking. Morfologie en dichtheid, flow en snelheid, en oxygenatie representeren fysiologische meetcategorieën. Datakwaliteit is een overkoepelende vereiste die van toepassing is op alle meetdomeinen. Optionele weefselgasmonitoring wordt apart gepresenteerd als contextuele informatie in plaats van als een kerncategorie voor sublinguale meting. Eén enkele techniek kan bijdragen aan meer dan één categorie; daarom zijn deze categorieën niet wederzijds uitsluitend. HVM beschikt momenteel over de meest ontwikkelde standaarden voor beeldacquisitie en analyse van de sublinguale microcirculatie op de ICU. NIRS, lasergebaseerde methoden, camera-gebaseerde reflectie-imaging, fotoplethysmografie, regionale Doppler-sensoren en weefselgasmonitoring zijn opgenomen als beperkte, indirecte, opkomende, potentiële of contextuele benaderingen en mogen niet worden geïnterpreteerd als gevestigde alternatieven voor sublinguale HVM. Bevindingen die zijn vastgesteld met één meetmodaliteit mogen niet direct worden geëxtrapoleerd naar een andere zonder domeinspecifieke validatie. Afkortingen: HVM, handheld vital microscopy; ICU, intensive care unit; IDF, incident dark field; MFI, microvascular flow index; NIRS, near-infrared spectroscopy; OPS, orthogonal polarization spectral; PPV, proportion of perfused vessels; PVD, perfused vessel density; SDF, sidestream dark field; TVD, total vessel density.

Van visualisatie naar kwaliteitsgecontroleerde analyse
Consensusaanbevelingen hebben de selectie van de meetlocatie, de beeldacquisitie en de rapportage van dichtheids- en stroomgerelateerde HVM-variabelen gestandaardiseerd5,6. Vervolgrichtlijnen voor de methodologie hebben verder verduidelijkt hoe videoselectie en beeldkwaliteit de kwantitatieve analyse beïnvloeden8,9. Geautomatiseerde tools, zoals MicroTools, kunnen de capillaire dichtheid en de snelheid van rode bloedcellen kwantificeren, terwijl de handmatige werkdruk wordt verminderd33. Hoewel automatisering de analytische efficiëntie verbetert, elimineert dit niet de noodzaak voor kwaliteitsfiltering, overeenstemstingsonderzoek ten opzichte van expertbeoordeling en evaluatie onder real-world klinische omstandigheden.

Binnen HVM omvatten veelgebruikte variabelen de totale vatdichtheid (TVD), de geperfundeerde vatdichtheid (PVD), de proportie geperfundeerde vaten (PPV), de semikwantitatieve microvasculaire flowindex (MFI) en indices van ruimtelijke flowheterogeniteit5,6. TVD en PVD kwantificeren respectievelijk de lengte van zichtbare en geperfundeerde vaten per eenheid beeldoppervlak. PPV vertegenwoordigt de proportie zichtbare vaten die als geperfundeerd zijn geclassificeerd, terwijl MFI de dominante flow binnen vooraf gedefinieerde beeldregio's gradeert en niet geïnterpreteerd moet worden als een absolute maat voor de snelheid van rode bloedcellen. Heterogeniteitsindices vatten de ruimtelijke maldistributie van de flow over beeldvelden samen. In rapportages moeten de anatomische locatie, vatengrootte-strata en diametergrenzen, het aantal en de duur van videoclips, criteria voor clipselectie en kwaliteit, de softwareversie en of de beeldanalyse handmatig, semiautomatisch of automatisch is uitgevoerd, vooraf worden gespecificeerd5,6,8,9. Waarden gegenereerd met verschillende apparaten, analytische algoritmen, vatengrootte-drempelwaarden of kwaliteitsnormen mogen niet als uitwisselbaar worden beschouwd.

Door de auteur voorgesteld modulair raamwerk
Het hieronder beschreven raamwerk is door de auteur voorgesteld en gedeeltelijk gebaseerd op het door de auteur openbaarde patent. Het is bedoeld om ontwikkelings- en validatievragen te organiseren en impliceert geen superioriteit, volledigheid of klinische gereedheid. Een praktisch monitoringsysteem hoeft niet als één enkel geïntegreerd apparaat te beginnen. In plaats daarvan kunnen de hoofdfuncties worden ontwikkeld als afzonderlijke modules, waaronder signaalacquisitie, stabilisatie van de mucosale interface, beoordeling van de signaalkwaliteit, gegevensverwerking en rapportage aan het bed. Deze modulaire aanpak maakt het mogelijk om elke functie onafhankelijk te evalueren voordat systeemintegratie extra foutbronnen introduceert. De door de auteur voorgestelde architectuur is samengevat in Figuur 1.

figure-protocol-1
Figuur 1. Door de auteur voorgestelde modulaire sensarchitectuur voor bedside monitoring van de sublinguale microcirculatie. Conceptuele modulaire sensarchitectuur met weergave van optische detectie, regionale Doppler-afgeleide detectie, secretiecontrole en positionering van de probe, ingebedde verwerking en kwaliteitsbeoordeling, draadloze gegevensoverdracht en bedside outputs. Pijlen geven functionele koppelingen aan en impliceren geen gevalideerd serieel signaalpad. Het schema is niet op schaal getekend en stelt geen klinisch gevalideerd all-in-one apparaat voor. Het raamwerk is mede gebaseerd op het openbaar gemaakte patent, dat uitsluitend wordt geciteerd als illustratief ontwerpvoorbeeld en niet als bewijs van prestaties of klinische validiteit34. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Eén openbaar gemaakt patent beschrijft nabij-infrarode verlichting, cameragebaseerde beeldvorming, een echoprobe, het verwijderen van speeksel, ingebedde verwerking, draadloze transmissie en een terminale weergave34. Het patent wordt uitsluitend geciteerd als een illustratief ontwerpvoorbeeld en wordt niet gepresenteerd als bewijs voor analytische validiteit, veiligheid, haalbaarheid, regelgevende gereedheid, behandelvoordeel of klinische effectiviteit.

Binnen dit conceptuele kader zou nabij-infrarode camera-imaging worden geëvalueerd als een input voor oppervlakkige vaten, in plaats van als een vervanging voor HVM of als een maat voor weefseloxygenatie. Op dezelfde wijze zou een echografiecomponent hoogstwaarschijnlijk een regionaal vasculair signaal verschaffen, in plaats van een directe meting van de capillaire snelheid van rode bloedcellen. De interpretatie van dergelijke signalen zou afhangen van de bemonsteringsdiepte, akoestische koppeling, weefselbeweging, insonatiehoek, outputdefinitie en ruimtelijke registratie met het optische veld.

Het testen dient te beginnen op het niveau van de individuele module. Optische evaluatie vereist eindpunten die betrekking hebben op vaatcontrast, verlichtingsstabiliteit, herhaalbaarheid van het gezichtsveld en resistentie tegen artefacten door speeksel en druk. Evaluatie van snelheidgerelateerde componenten vereist een vooraf gedefinieerd bemonsteringsvolume, stabiele meeteenheden, beoordeling van de hoeksensitiviteit en de signaal-ruisverhouding, en een vergelijking met een geschikte gekalibreerde flowreferentie. Interface- en rapportagemodules vereisen een aparte evaluatie van secretiecontrole, contactdruk, gebruikerscomfort, contaminatierisico, verwerkingstijd, synchronisatie, gegevensverlies en de presentatie van kwaliteitsinformatie.

Workflow aan het bed en minimaal rapport>
De voorgestelde workflow, weergegeven in Figuur 2, bestaat uit vier fasen. Bij de acquisitie wordt het beoogde optische signaal verkregen en, indien beschikbaar, regionale Doppler-afgeleide of gekalibreerde oxygenatie-inputs. Stabilisatie en kwaliteitscontrole dienen om speeksel, onscherpte, weefselcompressie, bellen, beweging en inadequate verlichting te identificeren. Alleen signalen die voldoen aan vooraf vastgestelde kwaliteitscriteria gaan over naar de analyse. De rapportage presenteert vervolgens de meting, de temporele trend hiervan en een expliciete vermelding van onzekerheid of acquisitiefalen.

figure-protocol-2
Figuur 2. Door de auteur voorgestelde workflow aan het bed voor sublinguale microcirculatiemonitoring. Voorgestelde vierfasige workflow die acquisitie, stabilisatie en kwaliteitscontrole, kwantitatieve analyse, en rapportage en integratie met elkaar verbindt. De optionele gekalibreerde oxygenatie-input wordt weergegeven als een aanvullende input en wordt niet beschouwd als een vereist onderdeel van de kernarchitectuur van de sensor. De weergegeven outputs representeren kandidaat-meetcategorieën in plaats van gevalideerde diagnostische indexen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Het initiële verslag aan het bed dient doelbewust beknopt te zijn. Een redelijke startset omvat één dichtheidsgerelateerde meting, één perfusie- of flow-patroonmeting wanneer de flow resolvabel is, een regionale snelheidschatting alleen wanneer de interpretatie hiervan is gevalideerd, het aandeel geaccepteerde gegevens, de reden voor eventuele mislukte acquisities en een tijdstempel van de trend binnen de patiënt. Vroege studies moeten de nadruk leggen op veranderingen binnen dezelfde patiënt in plaats van het toepassen van universele drempelwaarden over verschillende apparaten of patiëntenpopulaties heen.

Metingen moeten strikt gescheiden blijven van behandelaanbevelingen. Een afwijkende meting zou eerst moeten leiden tot bevestiging van de signaalkwaliteit en, indien mogelijk, een herhaalde acquisitie. Indien de afwijking aanhoudt, kan dit aanleiding zijn tot een herbeoordeling van de systemische hemodynamiek, de huidige dosis vasoactieve medicatie, de hemoglobineconcentratie, de oxygenatie, de temperatuur, de ventilatie en mogelijke lokale artefacten. Het zou niet automatisch moeten leiden tot vochttoediening of wijzigingen in de vasoactieve therapie.

Prestatiemetrieken en statistische overwegingen
De hieronder beschreven eindpunten zijn voorgesteld voor toekomstige evaluatie en mogen niet worden geïnterpreteerd als gevalideerde acceptatiedrempels. Morfologische studies kunnen de zichtbare of geperfuseerde vatdichtheid, de distributie van de vatbreedte, de segmentcontinuïteit en de ruimtelijke heterogeniteit beoordelen. Flowstudies kunnen vooraf gespecificeerde flowcategorieën, gekalibreerde op beelden gebaseerde snelheid of duidelijk gedefinieerde Doppler-afgeleide surrogaten evalueren. Oxygenatie-eindpunten zijn alleen geschikt wanneer een gekalibreerd multispectraal- of NIRS-component is geïntegreerd. Voor alle meetdomeinen moet de kwaliteitsrapportage het aandeel bruikbare gegevens, redenen voor gegevensverwerping, acquisitietijd, artefactvlaggen en ontbrekende segmenten of segmenten die niet ruimtelijk gecoregistreerd kunnen worden, bevatten.

Betrouwbaarheidsanalyse vereist een vooraf gespecificeerde analyse-eenheid. Frames en vaatsegmenten zijn genest binnen acquisities, en herhaalde acquisities zijn genest binnen participanten; daarom zou het behandelen van alle observaties als onafhankelijk leiden tot kunstmatig smalle schattingen van de onzekerheid. Het intraclass-correlatiecoëfficiëntmodel, de definitie van overeenstemming en de beoordelaarsstructuur moeten vooraf worden gespecificeerd. Binnen-subject variatiecoëfficiënten, test-hertest bias en Bland–Altman-overeenstemmingslimieten moeten worden geschat met methoden die rekening houden met herhaalde observaties binnen elke participant. De kleinste detecteerbare verandering kwantificeert de meetfout en mag niet worden geïnterpreteerd als een klinisch relevante verandering, tenzij de overeenkomstige klinische drempelwaarde onafhankelijk is vastgesteld.

Referentievergelijkingen moeten worden afgestemd op het specifieke signaal dat wordt geëvalueerd. Output van morfologie en stroompatronen kunnen worden vergeleken met door experts getoetste HVM-analyses of consensusannotaties. Snelheidsschattingen vereisen stroomphantoms, gecontroleerde Doppler-referentiemethoden of gekalibreerde beeldgebaseerde tracking. Oxygenatiemetingen vereisen een passend weefseloxygenatieprotocol met gecontroleerde fysiologische perturbatie. Optionele weefselgasmetingen vereisen een geschikte gasspanningsreferentie. Modules voor gegevensoverdracht en rapportage moeten bovendien worden geëvalueerd op tijdstempelintegriteit, toegangscontrole, gegevensverlies, auditeerbaarheid en interoperabiliteit. Deze voorgestelde referentievergelijkingen en interpretatie-overwegingen zijn samengevat in Tabel 2.

Door auteur voorgestelde module en primaire functieHuidig principe of beperkingOntwerpoverwegingKandidaat rapporteerbare outputsKwaliteits- en veiligheidscontrolesValidatie- en herhaalbaarheidseindpuntenDomein-overeenkomstige benchmark en interpretatievoorbehoud
Beeldvorming van oppervlaktewatvaten (morfologie en dichtheid)Handheld vitale microscopie (HVM) visualiseert direct microvaten gevuld met rode bloedcellen, maar is gevoelig voor probe-druk, beweging, speeksel, bellen, focus en verlichting. Cameragebaseerde nabij-infrarood reflectie-imaging blijft een kandidaatbenadering voor oppervlaktewatvaten.Gecontroleerde verlichting, reproduceerbaar gezichtsveld, positioneringsondersteuning, expliciete kwaliteitsfiltering en ruimtelijke registratie alleen wanneer multimodale fusie is bedoeld.Zichtbare vatdichtheid; geperfuseerde vatdichtheid alleen wanneer de flow direct is opgelost; vatbreedteverdeling; segmentcontinuïteit; ruimtelijke heterogeniteit.Focus, verlichting, beweging, compressie, secreetlast, geaccepteerd data-aandeel en ontbrekende segmenten of segmenten die niet ruimtelijk gecoregistreerd kunnen worden.Optische resolutie; stabiliteit van de verlichting; reproduceerbaarheid van het gezichtsveld; registratiefout wanneer multimodale fusie is bedoeld; overeenstemming met door experts beoordeelde HVM; robuustheid tegen artefacten; en snelheid van acquisitiefalen.Door experts beoordeelde HVM of consensus-annotatie. Associaties vastgesteld met HVM mogen niet worden geëxtrapoleerd naar nabij-infrarood reflectie-imaging zonder onafhankelijke construct- en criteriumvalidatie.
Regionale Doppler-gebaseerde detectie (flow en snelheid)Regionale Doppler-detectie is een kandidaat-input voor snelheid in plaats van een gevestigde sublinguale microvasculaire meting en wordt beïnvloed door de insonatiehoek, bemonsteringsdiepte, akoestische koppeling en beweging.Gestandaardiseerde probe-geometrie, metadata voor hoek en diepte, gesynchroniseerde acquisitie en zichtbare feedback over de signaalkwaliteit.Regionale snelheidgerelateerde surrogaat; pulsatiliteitsgerelateerde variabelen; temporele variabiliteit.Geldigheid van hoek en diepte, signaal-ruisverhouding, koppelingkwaliteit, bewegingsvlag, spectrale volledigheid en synchronisatiefout.Lineariteit van flow-fantoom; hoekgevoeligheid; stabiliteit van de bemonsteringsdiepte; overeenstemming met gecontroleerde Doppler of gekalibreerde beeldgebaseerde snelheidsreferenties; synchronisatieprestaties; en snelheid van acquisitiefalen.Gekalibreerd flow-fantoom, referentie-Doppler-methode of gekalibreerde beeldgebaseerde snelheidsmethode. Regionale Doppler-signalen moeten worden geïnterpreteerd als regionaal en diepteafhankelijk, in plaats van als directe maten van de capillaire snelheid van rode bloedcellen.
Optionele gekalibreerde oxygenatiemodule (oxygenatie)Nabij-infrarood spectroscopie (NIRS) levert volume-gemiddelde oxygenatie-gerelateerde signalen, maar wordt beïnvloed door bemonsteringsdiepte, optische eigenschappen van weefsels, probe-druk, omgevingslicht en apparaatkalibratie. Individuele microvaten worden niet opgelost.Optionele gekalibreerde multispectrale of NIRS-module, analytisch gescheiden gehouden van cameragebaseerde reflectie-imaging.Weefseloxygenatie-gerelateerde waarde; herstelpunt of herstelareaal tijdens een gecontroleerde fysiologische perturbatie; trend binnen de patiënt.Optische koppeling, controle van omgevingslicht, drukvlag, kalibratiestatus, signaaldrift en fysiologische plausibiliteit.Optisch-fantoomkalibratie; gecontroleerde fysiologische perturbatie; overeenstemming met een passende referentiemethode voor weefseloxygenatie; responstijd; signaaldrift; en kalibratiestabiliteit.Referentieprotocol voor weefseloxygenatie of geaccepteerde fysiologische perturbatie. Oxygenatiemetingen zijn complementair en mogen niet worden geïnterpreteerd als directe maten van capillaire morfologie of bloedcelstroom.
Stabilisatie van de mucosa-interface en acquisitie (datakwaliteit en veiligheid)Vrije probe-contact, variabele siteselectie, orale secreten en ongecontroleerde druk kunnen weefselcompressie, beweging, contaminatie en herhaalbaarheidsartefacten veroorzaken.Secreetcontrole, atraumatische contactinterface, positionerings- en drukondersteuning, anatomie-gestuurde siteselectie, prompts voor heracquisitie en gevalideerde wegwerpbarières of gevalideerde reinigings- en desinfectieprocedures.Geaccepteerd data-aandeel; acquisitieduur; reden voor acquisitiefalen; contactdrukindicator; secreetlast; site-identificatie.Bevestiging van druk en site, beoordeling van mucosa-letsel, status van orale toegang, integriteit van de barrière en status van contaminatiecontrole.Opbrengst van bruikbare data; tijd tot aan acceptabele acquisitie; gebruikerscomfort; mucosale bijwerkingen; validatie van reiniging of desinfectie; kruiscontaminatietesten; reproduceerbaarheid van heracquisitie op dezelfde site; en beoordeling van de leercurve.Gestandaardiseerd HVM-acquisitieprotocol of een andere vooraf gespecificeerde acquisistiestandaard. Verbeteringen in acquisitiekwaliteit en veiligheid moeten worden aangetoond in plaats van verondersteld.
Ingebouwde analytics en kwaliteitsfiltering (verwerking en onzekerheid)Offline of semi-geautomatiseerde analyse kan vertraging oplopen en beïnvloed worden door subjectieve selectie van fragmenten, algoritmekeuze en niet-transparante data-uitsluiting.Verwerking op het apparaat of aan de edge met expliciete kwaliteitsfilters, zichtbare redenen voor afwijzing, modulaire algoritmen, weergave van onzekerheid, versiebeheer en een auditeerbaar verslag.Kwaliteitsgoedgekeurde fysiologische metingen; geaccepteerde en afgewezen datafracties; onzekerheidsindicator; reden voor afwijzing; algoritmeversie.Vooraf gespecificeerde kwaliteitsdrempels, foutvlag, afhandeling van ontbrekende gegevens, logging van handmatige oversturing, versie-tracking en een 'out-of-distribution' vlag bij gebruik van kunstmatige intelligentie.Overeenstemming met een expert of domeinspecifieke referentie; sensitiviteit en specificiteit voor onaanvaardbare data bij vooraf gespecificeerde drempels; verwerkingslatentie; robuustheid tegen artefacten; analyse van foutmodi; consistentie bij heranalyse; kalibratiestabiliteit; en vergelijkbaarheid van softwareversies.Door experts beoordeelde HVM, geannoteerde datasets of andere domeinspecifieke referentiestandaarden. Snellere berekening alleen vestigt geen analytische validiteit of klinische gereedheid.
Rapportage, interoperabiliteit en cybersecurity (workflow-integratie)Handmatige data-export en vertraagde documentatie kunnen leiden tot geïsoleerde waarden, onvolledige metadata, inconsistente eenheden en beperkte traceerbaarheid.Gestructureerd rapport aan het bed met tijdgestempelde trends, kwaliteits- en onzekerheidsindicatoren bij elke waarde, gestandaardiseerde data-export, gecontroleerde toegang, versleuteling en een audittrail.Huidige waarde; vooraf gespecificeerde baseline of referentiemeting; absolute en relatieve verandering binnen de patiënt; tijd sinds de vorige meting; kwaliteitsvlag; onzekerheidsindicator; reden voor acquisitiefalen; gestructureerde data-export.Integriteit van tijdstempels, volledigheid van eenheden en metadata, testen op dataverlies, versleuteling, toegangscontrole, auditeerbaarheid en exportvalidatie.End-to-end latentie; exportnauwkeurigheid; dataintegriteit; interoperabiliteit; testen van menselijke factoren; consistentie van weergave over apparaten of locaties; en testen van gebruikersbegrip.Eisen voor klinische informatiesystemen en menselijke factoren. Rapportage moet gestructureerde herbeoordeling en documentatie ondersteunen in plaats van autonome behandelaanbevelingen.
Geïntegreerde workflow aan het bed (klinische bruikbaarheid en veiligheid)Fysiologische relevantie en prognostische associatie vestigen geen behandelvoordeel, en reacties op vloeistof- of vasoactieve interventies blijven heterogeen.Onder toezicht van de clinicus staande 'bevestigen-herhalen-herbeoordelen' route met vooraf gespecificeerde triggers voor herhaalde meting of herbeoordeling, escalatie- en stopregels, en documentatie van oversturingen door de clinicus.Vroege fase: voltooiing van herhaalde meting of herbeoordeling, wijzigingen in het management, vooraf gespecificeerde potentieel ongepaste interventies, protocolafwijkingen en apparaatgerelateerde bijwerkingen. Latere fase: patiëntgerichte uitkomsten.Protocolnaleving, voltooiing van herhaalde metingen, redenen voor oversturing door de clinicus, protocolafwijkingen, surveillance van bijwerkingen en volledigheid van gegevens.Prospectieve haalbaarheids- en menselijke-factorstudies, gevolgd door, indien gerechtvaardigd, een door besluitvorming getriggerde vergelijkende evaluatie; getrouwheid van de workflow; trainingseffecten; reproduceerbaarheid over patiëntengroepen en faalscenario's; en vooraf gespecificeerde progressiecriteria.Gebruikelijke zorg of standaard hemodynamische beoordeling. Geen behandelingsdrempel of claim over de uitkomst is gerechtvaardigd totdat de prospectieve klinische bruikbaarheid en veiligheid zijn aangetoond.

Tabel 2: Door de auteurs voorgesteld modulair raamwerk voor de ontwikkeling en validatie van bedside sublinguale microcirculatiemonitoring. De tabel vat de door de auteurs voorgestelde monitoringsmodules samen, inclusief huidige meetprincipes of beperkingen, ontwerpoverwegingen, potentiële rapporteerbare outputs, kwaliteits- en veiligheidscontroles, validatie- en reproduceerbaarheidseindpunten, en domein-overeenkomstige benchmarkmethoden met interpretatiewaarschuwingen. Het raamwerk maakt onderscheid tussen gevestigde meetprincipes en door de auteurs voorgestelde componenten, en scheidt vroege technische, proces- en veiligheidsuitkomsten van de daaropvolgende evaluatie van het klinisch nut. Dit raamwerk is conceptueel en is niet klinisch gevalideerd. Opmerking. Dit door de auteurs voorgestelde raamwerk is niet klinisch gevalideerd. Het openbaar gemaakt patent wordt uitsluitend als illustratief ontwerpvoorbeeld geciteerd en vormt geen bewijs voor analytische validiteit, veiligheid, haalbaarheid, regelgevingsgereedheid of klinische effectiviteit. Alle potentiële outputs, kwaliteits- en veiligheidsbeoordelingen, validatie-eindpunten, reproduceerbaarheidstargets en progressiecriteria vereisen empirische evaluatie. Betrouwbaarheidsanalyses moeten de analyse-eenheid vooraf specificeren en rekening houden met geneste en herhaalde waarnemingen. Afkortingen: HVM, handheld vital microscopy; ICC, intraclass correlation coefficient; NIRS, near-infrared spectroscopy.

Validatie en reproduceerbaarheid
Het voorgestelde traject past gevestigde principes van verificatie, analytische validatie en klinische validatie toe35. De eerste fase zou de optische resolutie, illuminatiestabiliteit, signaal-ruisverhouding, Dopplerhoekgevoeligheid, registratiefout, verwerkingstijd, batterijprestaties, gegevensintegriteit en de relevante elektrische en akoestische veiligheid verifiëren. De tweede fase zou de acquisitietijd, het comfort voor de gebruiker, de controle over secreties, de redenen voor acquisitiefalen en de intra- en interoperator-reproduceerbaarheid evalueren in simulatiestudies of gecontroleerde onderzoeken met vrijwilligers. Het gefaseerde validatietraject is samengevat in Figuur 3.

figure-protocol-3
Figuur 3. Door de auteur voorgestelde gefaseerde validatieprocedure voor sublinguale microcirculatiemonitoring aan het bed. Conceptueel validatietraject dat vordert van bench- en fantomtesten en gecontroleerde reproduceerbaarheidstesten naar domeingestuurde analytische validatie, haalbaarheid en gebruiksvriendelijkheid op de intensive care unit, en prospectieve evaluatie van klinisch nut en veiligheid. De geselecteerde eindpunten zijn ter illustratie gegeven en vormen geen uitputtende validatiechecklist. Afkorting: ICU, intensive care unit. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

De derde fase bepaalt of elke meetuitvoer overeenstemt met een geschikte referentiemethode en reageert zoals verwacht tijdens gecontroleerde fysiologische veranderingen. In deze context zijn bias, overeenkomstgrenzen, heteroscedasticiteit, herhaalbaarheid en foutpercentages informatiever dan correlatie alleen. Bewijs verkregen met HVM mag niet automatisch worden overgedragen naar nabij-infrarood camera-beeldvorming, NIRS of Doppler-afgeleide signalen.

In de vierde fase wordt de haalbaarheid op de IC geëvalueerd, inclusief de prestaties tijdens mechanische ventilatie, oedeem, shock, beperkte orale toegang, overmatige secretie en bewegingen van de patiënt. Mislukte acquisities en mucosale bijwerkingen dienen te worden gerapporteerd in plaats van te worden uitgesloten van de prestatieanalyses. De vijfde fase evalueert het klinisch nut en de veiligheid. Initiële onderzoeken kunnen zich richten op procesuitkomsten, onjuiste interventies en apparaatgerelateerde gebeurtenissen voordat grotere trials patiëntgerichte uitkomsten beoordelen. De criteria voor voortgang moeten worden gespecificeerd vóór de data-analyse.

Wanneer kunstmatige intelligentie (KI) wordt gebruikt om acquisities te accepteren of te weigeren, variabelen te extraheren of outputs voor clinici te genereren, moeten vroege studies duidelijk de beoogde rol van het KI-systeem, de inputs en outputs, de beoogde klinische setting, de mate van menselijke interactie en bekende faalmodi beschrijven36. Evenzo moeten trials die interventies evalueren die door KI of apparaten worden geactiveerd, de mechanismen van menselijk toezicht beschrijven en uitleggen hoe systeemoutputs werden vertaald naar klinische acties37.

Potentiële klinische toepassingen
De meest plausibele toepassing op korte termijn is een gerichte herbeoordeling wanneer systemische hemodynamische variabelen en weefselperfusie discordant lijken. Bij septische shock kunnen herhaalde sublinguale metingen helpen bij het karakteriseren van aanhoudende perfusieafwijkingen na herstel van de bloeddruk. De respons op vochttoediening blijft echter heterogeen, en een gunstige gemiddelde respons mag niet worden aangenomen voor individuele patiënten15,16. Overeenkomstig beschouwen reviews over microcirculatie-gestuurde resuscitatie monitoring aan het bed als veelbelovend, maar nog niet geschikt om routinematige behandelbeslissingen te sturen17.

Bij trauma of hemorragische shock is directe beoordeling van de microcirculatie onderzocht als aanvulling op conventionele systemische eindpunten voor resuscitatie21,38. Deze studies stellen geen gevalideerde behandelingsdrempels vast. Op soortgelijke wijze zijn in de perioperatieve en cardiologische intensive care herhaalde IDF-metingen gebruikt om sublinguale microcirculatoire veranderingen te karakteriseren tijdens het postoperatieve herstel na hartchirurgie26. Op dit moment moet deze toepassing worden beschouwd als exploratief en niet als een gevestelde basis voor klinische besluitvorming.

In alle klinische omgevingen moet een aanhoudende abnormaliteit bij voorkeur worden geïnterpreteerd als een aanleiding om zowel de patiënt als de meting opnieuw te beoordelen, in plaats van als een op zichzelf staande indicatie voor interventie. Deze aanpak waarborgt het klinisch oordeel en vermindert het risico op overinterpretatie van een technisch plausibel signaal voordat de meetfout en de klinische significantie volledig zijn begrepen.

Uitdagingen en toekomstige richtingen
De omstandigheden op de IC zijn aanzienlijk minder gecontroleerd dan die in laboratoriumexperimenten of vrijwilligerstudies. Secreties, beperkte orale toegang, oedeem, bewegingen van de patiënt en variabele contactdruk kunnen allemaal de signaalkwaliteit beïnvloeden. Het integreren van optische beeldvorming, ultrasone koppeling, reiniging van het slijmvlies en een stabiele positionering in een compacte orale probe is bijzonder uitdagend, omdat deze componenten verschillende fysieke vereisten hebben en elkaar kunnen storen. Bijgevolg zijn de foutpercentages en de redenen voor mislukte acquisities even belangrijk als de gemiddelde prestaties bij succesvolle metingen.

De gereedheid van het apparaat omvat ook veiligheid en informatiebeheer. Haalbaarheidsstudies moeten de biocompatibiliteit van het slijmvlies, drukletsels, reinigings- of wegwerpmogelijkheden, kruiscontaminatie, elektrische en akoestische blootstelling en compatibiliteit met infectiepreventieprocedures op de IC evalueren. Draadloze communicatie- en rapportagefuncties vereisen daarnaast een beoordeling van versleuteling, toegangsbeheer, de integriteit van tijdstempels, audit-trails, veerkracht bij gegevensverlies en veilige integratie met klinische informatiesystemen.

Toekomstige ontwikkeling kan worden voortgezet volgens drie praktische prioriteiten. Ten eerste: behoud alleen outputs met een duidelijke fysiologische betekenis en een acceptabele reproduceerbaarheid. Ten tweede: toon de redenen voor afkeuring en de meetonzekerheid naast elk gerapporteerd resultaat. Ten derde: integreer individuele modules pas nadat elke module een onafhankelijke haalbaarheid heeft aangetoond. Cameragebaseerde fotoplethysmografische schattingen zijn afhankelijk van de verlichting en de omstandigheden van de signaalextractie31,39, terwijl op Doppler gebaseerde snelheidsschattingen sterk afhankelijk zijn van de bemonsteringsgeometrie en de insonatiehoek29,40. Deze beperkingen moeten expliciet blijven na systeemintegratie.

Technische geavanceerdheid alleen garandeert geen klinisch nut. Een monitoringsysteem kan nog steeds falen als het oncomfortabel is, traag werkt, moeilijk te positioneren is of lastig te interpreteren is. Omgekeerd kan een beperkte set zorgvuldig gevalideerde metingen een betekenisvolle klinische waarde bieden wanneer de acquisitie snel is, falen duidelijk wordt geïdentificeerd, de reproduceerbaarheid goed is gekenmerkt en de resultaten zijn geïntegreerd in een gestructureerd herbeoordelingsproces.

Beperkingen van deze review
In deze review is gebruikgemaakt van gerichte literatuurzoekacties, inclusief een gefocuste update voorafgaand aan de definitieve indiening van het manuscript, in plaats van een systematisch reviewprotocol, waardoor mogelijk niet alle relevante studies zijn geïdentificeerd. Omdat er geen formele risicoanalyse van bias (risk-of-bias assessment) en kwantitatieve synthese zijn uitgevoerd, kan de review meetmodaliteiten niet vergelijken op basis van gepoelde diagnostische accuratesse of behandelingseffect. De conceptuele workflow bevat één openbaar bekendgemaakt patent als illustratief voorbeeld van systeemintegratie; er wordt echter geen origineel bewijs voor de prestaties, bruikbaarheid, veiligheid, regelgevende gereedheid of het klinische voordeel van die architectuur gepresenteerd. Verscheidene voorgestelde eindpunten en progressiecriteria zijn aanbevelingen van de auteurs die empirische validatie vereisen. Bijgevolg moet deze review worden geïnterpreteerd als een gestructureerde synthese van huidige meetbenaderingen en validatieprioriteiten, en niet als bewijs dat een geïntegreerd monitoringsysteem klinisch effectief is.

Conclusies

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

Sublinguale microcirculatiemonitoring pakt een belangrijke beperking van conventionele hemodynamische beoordeling aan: het herstel van systemische variabelen wijst niet noodzakelijkerwijs op herstel van de perfusie op weefselniveau. Huidige en opkomende monitoringsbenaderingen bieden complementaire, maar onvolledige informatie over vasculaire morfologie, vaatdichtheid, bloedcelstroom, regionale snelheid en weefseloxygenatie, waarbij de interpretatie van deze metingen fundamenteel afhankelijk is van de acquisitiekwaliteit en een passende kwaliteitscontrole.

Een klinisch geloofwaardig monitoringsysteem vereist meer dan alleen de integratie van meerdere sensortechnologieën. Elke meetmodule moet vóór systeemintegratie een onafhankelijke verificatie, reproduceerbaarheidstests en analytische validatie ondergaan tegenover een referentiestandaard die passend is voor het onderliggende fysieke signaal. Integratie mag pas plaatsvinden nadat potentiële foutmodi, veiligheidsoverwegingen, meetonzekerheid en de haalbaarheid van de workflow adequaat zijn gekarakteriseerd.

Toekomstige prospectieve studies moeten bepalen of herbeoordeling op basis van metingen de klinische besluitvorming verbetert zonder dat dit leidt tot een toename van onnodige vloeistoftoediening of vasoactieve behandeling. Deze onderzoeken dienen daarnaast de apparaatgerelateerde veiligheid, de haalbaarheid in de routinematige intensive care-praktijk en patiëntgerichte uitkomsten te evalueren. Totdat dergelijk bewijs beschikbaar is, moet het voorgestelde raamwerk worden beschouwd als een gestructureerde roadmap voor toekomstige ontwikkeling en validatie, en niet als een klinisch gevalideerd monitoringsysteem of behandelalgoritme.

Openbaarmakingen

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

Zhejiang University houdt de intellectuele eigendomsrechten met betrekking tot de architectuur voor sublinguale microcirculatiemonitering die in dit manuscript wordt besproken, inclusief United States Patent No. US 11,877,886 B2, getiteld Sublingual Microcirculation Detection Device, Sublingual Microcirculation Detection System and Processing Method Thereof. Siyi Jiang is een genoemde uitvinder in dit patent34. Het patent wordt uitsluitend geciteerd als een illustratief ontwerpvoorbeeld en wordt niet gepresenteerd als bewijs voor analytische validiteit, veiligheid, haalbaarheid, regelgevende gereedheid, klinische prestaties of klinische effectiviteit. De auteurs verklaren dat er geen andere financiële of persoonlijke relaties zijn die kunnen worden beschouwd als potentiële belangenverstrengelingen.

Openbaarmaking over kunstmatige intelligentie: ChatGPT (OpenAI) werd tijdens de revisie van het manuscript gebruikt om te helpen bij de taalredactie, het herstructureren van door de auteurs voorbereide tekst en het controleren van het formaat. Het is niet gebruikt als bron van wetenschappelijk bewijs of wetenschappelijke inhoud. De auteurs hebben de literatuur onafhankelijk geëvalueerd, de wetenschappelijke inhoud, referenties en patentinformatie geverifieerd, het definitieve manuscript beoordeeld en goedgekeurd, en aanvaarden de volledige verantwoordelijkheid voor de inhoud ervan.

Dankbetuigingen

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

Dit werk werd ondersteund door het Basic Public Welfare Research Project van de provincie Zhejiang (Project Nr. LGF22H150003). De auteurs danken hun klinische en technische collega's voor de feedback over de vereisten voor de workflow aan het bed voor sublinguale microcirculatiemonitoring.

Referenties

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

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

MedicinemicrocirculationSublingual RegionMultimodal TechniquesNear Infrared SpectroscopyDoppler UltrasonographyArtificial Intelligence

Gerelateerde artikelen