Diffuse reflectie spectroscopie: Krijgen de Capillary Refill Test onder iemands duim
2 december 2017
Dit protocol wordt beschreven hoe het gebruik van diffuse polarisatie spectroscopie de klinische bruikbaarheid van de capillary refill test kunt verbeteren. Wij stellen voor een meer gedetailleerde analyse van het verloop van de capillary refill bij gezonde vrijwilligers met behulp van diffuse reflectie spectroscopie video's en nieuwe informatic eindpunten.
Het algemene doel van deze beoordeling is om de capillaire vultijd te kwantificeren met behulp van reflectiespectroscopie in digitaal video om snelle en objectieve detectie van beginnende circulatoire veranderingen mogelijk te maken. Gekwantificeerde objectieve beoordeling van capillaire vultijd met behulp van reflectiespectroscopie kan een vroege waarschuwing zijn voor beginnende circulatoire veranderingen en triage en continue monitoring van ernstig zieke patiënten vergemakkelijken. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het, vergeleken met beoordeling met het blote oog, een zeer exacte en objectieve manier biedt om de capillaire vultijd te meten.
De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot vroege triage van traumapatiënten op een ongeluksplaats of bij de noodsituatie of continue supervisie van ernstig zieke patiënten. Om te beginnen, sluit de camera en de computer aan met een USB-kabel en zet de camera op videomodus. Schakel vervolgens de camera in en zorg ervoor dat deze verbinding maakt met de computer.
Start vervolgens de op afstand bestuurde camerasoftware. Verwijder ook alle omgevingslichtbronnen en draai het computerscherm weg van het meetgebied. Om te beginnen, breng de proefpersoon binnen en laat hem zich gedurende minimaal 20 minuten in rugligging aan de omgeving wennen.
Klik vervolgens op de Life View-knop en druk op Start. Schakel tussen videomodus en TV-modus door op de radioknoppen te klikken. Zorg ervoor dat een live videostream van de voorhoofd van het onderwerp zichtbaar is op het display van de camera en op het computerscherm.
Stel vervolgens de camera in op een hoogte van ongeveer 15 centimeter direct boven het voorhoofd van het onderwerp en zorg ervoor dat de focus van de camera is ingesteld op autofocus. Vraag de proefpersoon om zijn hoofd stil te houden gedurende de duur van de test en om te onthouden van praten. Informeer vervolgens de proefpersoon om zijn hoofd op een kussen te leggen en stil te houden gedurende de duur van de test.
Vraag hen niet te praten tijdens de 20 seconden dat de test zal duren. Ze mogen hun ogen gedurende de hele tijd gesloten houden als ze het licht te fel vinden. Zoek in het Life View-venster HD Record en klik erop om een continue opname gedurende 20 seconden te starten.
Beweeg de camera niet tijdens de duur van de test. Aan het einde van de eerste vijf seconden van de baseline-opname, breng u een stevige blancherende druk aan op het meetgebied gedurende vijf seconden met behulp van een plastic theelepel voor drukvereffening en temperatuurisolatie. Laat vervolgens de druk los en trek de plastic theelepel snel uit het meetgebied.
Ga door met opnemen gedurende nog eens 10 seconden om de daaropvolgende hyperemische respons vast te leggen. Aan het einde van de 20 seconden, stopt u de opname door te klikken op Stop in het Life View-venster. Zodra de opname is gestopt, wordt er een venster geopend om het videobestand op te slaan.
Naam de video en sla het op in mov-formaat. Koppel de camera los van de computer zodra de video is gedownload naar de daarvoor bestemde map op de computer. Start de analysesoftware door te dubbelklikken op het pictogram op het bureaublad.
Zodra de software is gestart, selecteert u op het hoofdscherm Movie Page. Klik in het Movie Page-venster op Load Movie. Wacht tot de software de film heeft geüpload en geanalyseerd.
Zodra het uploaden en analyseren van de film is voltooid, klikt u op Save As Images en wacht u tot de software de video analyseert en deelt in individuele JPEG-afbeeldingen. Zoek vervolgens en selecteer Crop Images Page in het hoofdschermvenster. Klik in het Crop Images Page-menu op First Photo en navigeer naar de map die de JPEG-foto's van de video bevat.
Selecteer de eerste foto om te analyseren. De software zal automatisch de volgende foto's van die batch selecteren. Klik op het bewerkingsmenu en kies tussen cirkelvormige of rechthoekige markers voor het gebied van belang.
Vervolgens, in het Select Photos-venster, vindt u de werkelijke fotobox en typt u de naam van de eerste foto in de batch, waar de onderzoekersvingers volledig zijn teruggetrokken van het meetgebied. Om deze foto te vinden, bekijkt u de map met de individuele foto's van de video. Selecteer een gebied van belang door op de linkermuisknop te klikken en vast te houden, en teken een cirkel of rechthoek in het fotovenster dat binnen de grenzen van het gebleekte gebied ligt.
Het geselecteerde gebied van belang wordt automatisch toegepast op alle foto's van de batch. Klik vervolgens op het menu Bestand en kies Save ROI om de locatie van het geselecteerde gebied van belang voor toekomstig gebruik op te slaan. Klik vervolgens op de Curve Tracker en wacht tot de software het gebied van belang analyseert.
Zodra het Curve Tracker-venster opent, wordt de verandering in rode bloedcelconcentratie voor het geselecteerde gebied van belang gedurende de duur van de test weergegeven als een curve. Klik ten slotte op Export Data en sla het ruwe gegevenstranscript op voor verdere analyse. Met behulp van deze methode kan de capillaire vulreactie worden gepresenteerd als de verandering in rode bloedcelconcentratie in de tijd.
Tijdens de eerste vijf seconden van de test worden de baselinewaarden verzameld. Vervolgens wordt er druk uitgeoefend om het nulpunt van het bloed te bereiken. Zodra de druk wordt verlicht, begint het bloed terug te keren naar het gebied en zal het na een paar seconden pieken.
Deze representatieve grafiek is voor een gezonde mannelijke vrijwilliger. Een langzamere vultijd zou wijzen op slechte huidperfusie en kan duiden op ongunstige omstandigheden. Het gebruik van reflectiespectroscopievideo's geeft meer gedetailleerde gegevens over veranderingen in capillaire vultijd in vergelijking met beoordeling met het blote oog.
De gepresenteerde methode heeft verdere ontwikkeling nodig, maar toont duidelijk het potentieel van de techniek bij het meten van capillaire vulgebeurtenissen.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een protocol voor het gebruik van diffuse polarisatiespectroscopie om het klinische nut van de capillaire hervultest te verbeteren. Het onderzoek bevat een gedetailleerde analyse van de capillaire hervultijd bij gezonde vrijwilligers, waarbij gebruik wordt gemaakt van diffuse reflectancespectroscopie en nieuwe informatische eindpunten voor objectieve beoordeling.
Belangrijkste Onderdelen van de Studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Klinische beoordeling
- Meting van de capillaire hervultijd
- Diffuse polarisatiespectroscopie
Achtergrond
- De capillaire hervultijd is een cruciale indicator voor het beoordelen van de circulatiestatus.
- Huidige beoordelingen zijn vaak afhankelijk van subjectieve visuele inspectie.
- Objectieve methoden voor het kwantificeren van de capillaire hervultijd zijn noodzakelijk voor betere klinische resultaten.
Doel van de studie
- Om de nauwkeurigheid van beoordelingen van de capillaire hervultijd te verbeteren met behulp van geavanceerde spectroscopische technieken.
- Om een objectievere maatstaf te bieden die kan helpen bij de vroege detectie van circulatoire veranderingen.
- Om de implicaties voor de triage en monitoring van kritiek zieke patiënten te onderzoeken.
Gebruikte methoden
- Diffuse polarisatiespectroscopie werd gebruikt om de capillaire hervultijd te analyseren.
- De studie omvatte gezonde vrijwilligers onder gecontroleerde omstandigheden.
- Belangrijke stappen omvatten het gebruik van een videocamera voor het vastleggen van het capillaire hervulproces.
- Proefpersonen werden geacclimatiseerd voorafgaand aan de test, en er werden specifieke druktechnieken toegepast tijdens de meting.
Belangrijkste resultaten
- Het protocol demonstreerde een precieze en objectieve methode voor het meten van de capillaire refill-tijd in vergelijking met traditionele visuele beoordelingen.
- De resultaten wezen op een verband tussen de gemeten refill-tijden en de effectiviteit van de huidperfusie.
- De methode leverde kwantitatieve gegevens op over de hyperemische respons na het opheffen van de druk, wat duidt op potentiële klinische toepassingen.
Conclusies
- Deze studie introduceert een nieuwe techniek voor het nauwkeurig meten van capillaire hervulling, wat klinische beoordelingen verbetert.
- De opgedane inzichten kunnen leiden tot een verbeterde monitoring van de circulatiestatus in spoed- en intensive care-omgevingen.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Leidinggevenden
Objectieve kwantificering van de capillaire hervultijd vult een kritiek hiaat in de vroege circulatiebeoordeling op, waarbij subjectieve visuele inspectie de betrouwbaarheid bij triage en monitoring beperkt. Door nauwkeurige, reproduceerbare metingen van de perfusiedynamiek van de huid te bieden, ondersteunt deze methode de mechanistische risicoreductie in preklinische modellen van shock, sepsis en hypoperfusie. De techniek maakt een voorspellende zekerheid mogelijk bij het identificeren van beginnende circulatoire insufficiëntie voordat er veranderingen in de vitale functies optreden, wat bijdraagt aan go/no-go-beslissingen in trajecten voor therapeutische ontwikkeling.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt onderzoek naar mechanismen van vasculaire homeostase en functionele validatie van targets betrokken bij microcirculatoire regulatie mogelijk.
- Operationele waarde: Biedt een kwantitatieve, vertaalbare biomarker voor het beoordelen van padmodulatie in ziekte-relevante systemen.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt de validatie van preklinische modellen door effecten van verbindingen te correleren met objectieve perfusie-eindpunten, waardoor fout-positieven bij de identificatie van lead-verbindingen worden verminderd.
Screening & Assayontwikkeling
- Klaarheid voor assay: Genereert gestandaardiseerde, tijdopgeloste reflectiedata die geschikt zijn voor high-content screening van vasoactieve verbindingen.
- Kwantitatieve output: Levert continue concentratiecurven van rode bloedcellen die een nauwkeurige berekening maken mogelijk van het begin van de refill, de piek en de herstelkinetiek.
- Reproduceerbaarheid: Minimaliseert operatorafhankelijke variabiliteit door geautomatiseerde tracking van het region-of-interest en baseline-normalisatie.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Ziekterelateerd systeem: Toepasbaar in modellen van hemorragische shock, endotoxemie en hypothermie waarbij huidperfusie dient als translationele biomarker.
- Mechanische risicovermindering: Verduidelijkt of de geobserveerde cardiovasculaire effecten voortkomen uit directe vasculaire werking versus secundaire hemodynamische gevolgen.
- Translationele continuïteit: Slaat een brug tussen mechanismevalidatie in de ontdekkingsfase en preklinische veiligheidsbeoordeling via behouden perfusiefysiologie.
Integratie van pipeline en workflow
De methode past binnen het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek door objectieve perfusiegegevens te leveren die doelwitvalidatie informeren, de ontwikkeling van assays voor cardiovasculaire modulatoren ondersteunen en een risico-gecorrigeerde overgang mogelijk maken van hit-bevestiging naar lead-optimalisatie.
- Discovery Biology: Faciliteert hypothesetesten met betrekking tot stikstofmonoxide-signalering, endotheline-paden en adrenerge regulatie van de capillaire tonus.
- Screening: Levert assay-klare perfusiemetrieken voor het evalueren van compound-bibliotheken die zich richten op de microvasculaire functie.
- Analytics: Levert hemodynamische tijdreeksgegevens voor comparatieve analyse over doses, genotypen of behandelingscondities.
- Translationeel Onderzoek: Sluit aan bij de preklinische validatie van vasoprotectieve middelen waarbij perfusieherstel de klinische effectiviteit voorspelt.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar platform voor perfusiebeoordeling dat toepasbaar is in verschillende therapeutische gebieden, waaronder immunologie, intensive zorg en cardiovasculaire ziekten.
Operationele en zakelijke impact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het vertrouwen in target-validatie door ambiguïteit bij de toeschrijving van circulatiemechanismen te verminderen.
- Operationele waarde: Verbetert de reproduceerbaarheid en schaalbaarheid van perfusie-assays over verschillende locaties en modellen.
- Strategische waarde: Verbetert de kapitaalefficiëntie door een eerdere detectie van ineffectieve of toxische kandidaten mogelijk te maken.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering op basis van objectieve microcirculatoire responsprofielen.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in videomicroscopie, spectrofotometrische analyse en fysiologische monitoring.
- Heeft stabiele verlichting, een temperatuurgecontroleerde omgeving en standaardisatie van de druktoepassing nodig.
- Vereist cross-functionele afstemming tussen de teams farmacologie, fysiologie en imaging voor consistentie van het protocol.
- Moet rekening houden met inter-subject variabiliteit in huidpigmentatie, dikte en baselineperfusie.
- Beperkt tot beoordeling van oppervlakkig weefsel; niet geschikt voor diep weefsel of orgaanspecifieke perfusie zonder aanpassing.
