Establecimiento de rangos normales de función microcirculatoria según lo determinado por imágenes CytoCam-IDF

Antecedentes

La sepsis es un estado patológico muy heterogéneo provocado por una respuesta desregulada del huésped a la infección sistémica, con procesos proinflamatorios y antiinflamatorios descontrolados que conducen a una lesión tisular colateral e inmunosupresión.

La sepsis plantea una carga importante para la salud en todo el mundo, con muertes atribuidas en el Reino Unido estimadas en aproximadamente 44 000 por año. El tratamiento rápido dirigido por las pautas de manejo acordadas internacionalmente mejora los resultados en la sepsis. Sin embargo, el diagnóstico precoz de la sepsis sigue siendo difícil, y los criterios diagnósticos actuales se basan en la presencia de disfunción orgánica y alteración de las variables macrohemodinámicas. En el momento del diagnóstico, la mortalidad supera el 10%. En la actualidad no existen criterios específicos en el diagnóstico de sepsis basados ​​en las alteraciones fisiopatológicas subyacentes, concretamente en la valoración de la microcirculación.

La microcirculación en la sepsis

La microcirculación está formada por una densa red de arteriolas, capilares y vénulas, cuyo diámetro es inferior a 150 um. Sus funciones son suministrar nutrientes y oxígeno para el metabolismo aeróbico y reducir los productos de desecho celular.

La sepsis afecta a todos los elementos de la microcirculación, y la disfunción microcirculatoria desempeña un papel importante en la fisiopatología de la sepsis grave y el shock séptico. La sepsis se asocia con una disminución de la densidad capilar y una mayor heterogeneidad de la perfusión, lo que conduce a una disminución del suministro de oxígeno, hipoxia tisular y, posteriormente, disfunción orgánica. Los cambios en la función de la microcirculación pueden preceder a las características diagnósticas tradicionales de la sepsis, proporcionando información más temprana sobre los pacientes que desarrollarán sepsis grave y falla multiorgánica. El reconocimiento de la sepsis en esta etapa temprana permitiría un tratamiento oportuno, dirigido a restaurar la homeostasis de la microcirculación, alterando así la progresión de la enfermedad.

Varios estudios han demostrado que las mejoras en la función microcirculatoria después de la reanimación temprana se asocian con una disminución de la disfunción orgánica, y aquellos pacientes cuya microcirculación no mejora después de la reanimación tienen peores resultados. A pesar del reconocimiento de la importancia de la microcirculación en la sepsis, los criterios de valoración actuales dirigidos a objetivos se basan en el control y la restauración de las medidas globales de la función cardiovascular/orgánica (p. frecuencia cardíaca, presión arterial, producción de orina, lactato), en parte porque la microcirculación es difícil de monitorear en la práctica clínica. Sin embargo, la mejora en las variables macro hemodinámicas no garantiza la restauración de la homeostasis microcirculatoria. Actualmente, la evaluación clínica de la función microcirculatoria se deduce de la medición de los subproductos generados debido a la alteración de la oxigenación/metabolismo, como el lactato y el dióxido de carbono.

Vídeo técnicas microscópicas para la valoración de la microcirculación

Las técnicas microscópicas de video proporcionan una visualización in vivo de la microcirculación, lo que permite la medición directa de la densidad capilar, la perfusión y la dinámica del flujo. Hasta hace poco, estas técnicas, que incluían imágenes espectrales de polarización ortogonal (OPS) e imágenes de campo oscuro de corriente lateral (SDF), han sido clínicamente inaccesibles debido a su naturaleza voluminosa, la salida dependiente del operador y el requisito de análisis fuera de línea que consume mucho tiempo.

Recientemente se ha desarrollado un microscopio portátil de tercera generación (CytoCam-IDF, Braedius Medical, NL), que utiliza iluminación de campo oscuro incidente (IDF). El dispositivo incorpora análisis de imagen digital automatizado en tiempo real, combinado con lentes de alta resolución y un sensor de imagen controlado por computadora para mejorar la resolución. CytoCam también cuenta con un mecanismo de enfoque cuantitativo novedoso con un sistema de medición de distancia integrado, mediante el cual, una vez que se ha establecido la profundidad de enfoque para un paciente específico, se pueden realizar mediciones en serie sin tener que reajustar manualmente el enfoque, lo que mejora la velocidad y la facilidad de las mediciones. Este nuevo dispositivo funciona bien en comparación con los dispositivos anteriores, proporcionando un contraste y una nitidez de imagen mejorados que permiten visualizar un mayor número de microvasos.

Fundamentalmente, la CytoCam está equipada con un software personalizado que permite que las imágenes se almacenen y analicen automáticamente en el punto de adquisición. La monitorización de la microcirculación no es una técnica nueva, pero la combinación de una ergonomía fácil de usar, la adquisición precisa de imágenes y el análisis automatizado abre esta medición directa potencialmente útil de la función de la microcirculación a la práctica clínica de cabecera.

Análisis de la microcirculación sublingual Una mesa redonda en 2006 por expertos en la materia, buscó aclarar las características que deben incluirse en el análisis de la microcirculación, concluyendo que la evaluación de la microcirculación debe incluir medidas de densidad vascular, evaluación de la perfusión capilar y una heterogeneidad índice (en vasos de

Estas variables medidas son:

Índice de flujo microvascular (MFI) - Calidad de perfusión Imagen dividida en cuadrantes. Se asigna un número a cada cuadrante según el tipo de flujo predominante (0 = sin flujo, 1 = intermitente, 2 = lento, 3 = continuo). El MFI resulta de la media de los 4 valores.

Densidad total de los vasos (TVD) Densidad de los vasos: la longitud total de los vasos dividida por la superficie total del área analizada.

Densidad de vasos perfundidos (PVD): densidad de vasos funcionales Longitud total de los vasos perfundidos (puntuación MFI 2/3) dividida por el área analizada.

Proporcional de vasos perfundidos (PPV): calidad de la perfusión 100 x número de vasos perfundidos dividido por el número total de vasos Índice de heterogeneidad (HI) Medida de la heterogeneidad del flujo entre vasos. MFI más alta: la MFI más baja dividida por la MFI media en todos los sitios analizados

En comparación con voluntarios sanos, los pacientes con sepsis muestran valores más bajos de PVD, PPV y MFI, junto con un mayor índice de heterogeneidad, independientemente de la condición macrohemodinámica. La densidad capilar total parece no verse afectada por la sepsis. Estos hallazgos fueron corroborados por el estudio International Study on Microcirculatory Shock Ocurrence in Acutely Illpatients (microSOAP).

El estudio microSOAP es hasta la fecha el ensayo más grande que investiga la importancia de las alteraciones microcirculatorias en una población heterogénea de UCI (es decir, no solo aquellos con sepsis). Usando la generación anterior de tecnología similar, los investigadores encontraron que de los 501 pacientes incluidos para el análisis, 86 (17 %) tenían un MFI anormal (definido a priori como

Análisis automatizado de CytoCam Tools

CytoCam Tools es el software patentado suministrado con el monitor de microcirculación antes mencionado. Utiliza una nueva técnica de análisis denominada análisis de red capilar (CNA) mediante la cual la microcirculación se analiza automáticamente y de forma independiente al usuario mediante un proceso de dos etapas que incluye la detección automática de vasos (dependiendo del diámetro de los vasos visualizados), seguida de una evaluación de la velocidad de los glóbulos rojos en los vasos identificados.

A continuación, se determinan automáticamente las siguientes variables microcirculatorias.

• Densidad total de vasos (TVD): longitud total de todos los vasos detectados dividida por el área procesada.
• Índice de velocidad (SI): número relativo derivado de la variación de intensidad a lo largo de la línea central de una embarcación, que describe la velocidad detectada en la embarcación.
• Índice de velocidad de perfusión (PSI) - SI en un vaso donde el SI es más alto que el umbral de perfusión (PT).
• Indicador de velocidad media perfundida (APSI): suma de todos los valores PSI divididos por el número total de vasos perfundidos.
• Proporción de vasos perfundidos (PPV): longitud total de todos los vasos con un SI superior al PT, dividida por la longitud total de todos los vasos detectados x 100,
• Densidad de vasos perfundidos (PVD): longitud total de todos los vasos con un SI superior al PT dividido por el área procesada.
• Índice de heterogeneidad del indicador de velocidad promedio perfundido (APSI HI): imagen dividida en cuadrantes y APSI derivado para cada cuadrante. APSI más alto menos el APSI más bajo dividido por el APSI medio de todos los cuadrantes.

La evaluación de PPV y PVD se basa en el análisis automatizado de la velocidad de los glóbulos rojos en los vasos identificados. Para lograr esto, se establece un umbral de perfusión (PT) predeterminado. El PT describe el estado del flujo dentro de los recipientes identificados y puede variar de 0 a infinito. La evaluación del fabricante ha determinado que un PT de más de 1 es consistente con una "condición de perfusión" y esto se puede subdividir de la siguiente manera:

Umbral de perfusión

Estado de flujo 0 - 1 = Sin flujo 1 - 5 = Lento 5 o más = Buen flujo Actualmente se desconocen los rangos normales para estas variables de salud medidas automáticamente. Comprender los rangos normales nos permitiría utilizar esta técnica en futuros estudios sobre el diagnóstico temprano de enfermedades sépticas. La identificación de los pacientes en una etapa temprana del proceso fisiopatológico de la sepsis antes del desarrollo de anomalías macrocirculatorias tradicionalmente diagnósticas puede permitir la implementación más temprana del tratamiento.

Razón fundamental

El sistema CytoCam puede representar un paso hacia un enfoque más fácil de usar, reproducible y clínicamente aplicable para medir y actuar sobre los cambios en la función microvascular para mejorar los resultados clínicos. Sin embargo, los rangos normales para estas mediciones no se conocen, sin los cuales no se pueden realizar más estudios. Este estudio identificará los rangos normales para las mediciones determinadas automáticamente derivadas del sistema CytoCam en sujetos sanos y abrirá nuevas oportunidades para los estudios, que anticipamos estarán dirigidos a la identificación temprana de pacientes con disfunción microcirculatoria (como se encuentra en la sepsis) ; cuyos parámetros microcirculatorios caen fuera de estos rangos recién definidos. Este será el primer paso para avanzar hacia el monitoreo microcirculatorio de rutina al lado de la cama en nuestra unidad de cuidados intensivos.

Este trabajo se basa en proyectos actualmente en curso dentro de la Unidad de Desarrollo de Diagnóstico (DDU) con sede en Leicester Royal Infirmary. La DDU es un proyecto interuniversitario de la Universidad de Leicester entre Medicina, Ciencias Espaciales y Química Atmosférica, que explora el uso de nuevos monitores no invasivos en Medicina de Emergencia y Cuidados Críticos.

Población a estudiar

OBJETIVO

Identificar los rangos normales para las variables microcirculatorias medidas automáticamente según lo determinado por el sistema CytoCam en diferentes grupos de edad de adultos.