ARDS에서 설하 미세순환 및 근적외선 분광법을 사용한 미세순환 변화 평가

미세순환은 세동맥, 모세혈관 및 세정맥을 포함하는 작은 혈관(직경 100μm 미만)의 분기 네트워크로 구성되며 조직 세포에 산소를 전달하는 데 중추적인 역할을 합니다. 미세순환 변화는 중환자, 특히 중증 패혈증 환자에서 자주 관찰됩니다. 이러한 변화는 조직에 대한 산소 확산 거리의 증가와 관류의 이질성 증가를 결정하는 모세관 밀도의 감소를 특징으로 합니다. 이러한 미세순환 장애는 결과적으로 잘 관류된 모세혈관에 근접하여 관류되지 않거나 관류되지 않은 모세혈관의 존재를 포함합니다. 따라서 이러한 기능적으로 취약한 미세 순환 영역은 저산소 상태가 되어 산소 추출 부족을 초래할 수 있습니다. 이 현상은 "미소순환 션트(microcirculatory shunting)"라고 불리며 패혈증 및 다기관 부전의 병리생리학에서 중요한 역할을 합니다.

미세 순환 및 국소 저산소증의 지속적이고 불완전한 역전은 다발성 장기 부전의 발생 및 유지에 기여하는 주요 요인으로 간주됩니다. 불행하게도, 미세혈관 관류의 변화는 종종 전신 혈역학적 이상을 교정한 후에도 지속되며, 그 중증도는 불량한 결과와 관련이 있습니다. 대순환과 미세순환 사이의 혈역학적 일관성의 이러한 손실은 여러 임상 및 실험 연구에서 설명되었으며 불리한 결과 및 장기 기능 장애의 독립적인 예측 인자인 것으로 밝혀졌습니다. 미세 순환은 패혈증의 모터로 제안되었습니다.

개념적으로 미세 순환 모니터링을 허용하는 현재 기술은 두 가지 주요 그룹으로 분류할 수 있습니다. (1) 미세 순환 혈류의 대용물로서 국소 조직 산소화를 평가할 수 있는 방법. (2) 미세혈관 네트워크 및 미세순환 혈류를 직접 시각화할 수 있는 방법.

근적외선 분광법(NIRS)은 급성 질환 환자의 조직 산소 포화도(StO2)를 모니터링하는 도구로 사용되었으며 패혈증 환자의 미세혈관 기능 장애를 정량화하는 도구로 제안되었습니다. Beer의 법칙에 따르면 NIRS 신호는 직경이 1mm 미만인 혈관(세동맥, 모세혈관 및 세정맥)으로 제한되지만 골격근 혈액의 75%가 정맥이므로 NIRS StO2 측정은 대부분 국소 정맥 헤모글로빈 O2 포화도. NIRS는 중증 외상, 출혈성 쇼크, 패혈성 쇼크, 심인성 쇼크 또는 중증 심부전과 같은 다양한 임상 조건에서 사용되었습니다. 집중 치료에서 NIRS의 유용성과 적용은 주로 세 가지 주요 NIRS 측정과 관련이 있습니다. (1) 지속적인 조직 산소 포화도(StO2) 측정; 2) 혈관 폐색 시험(VOT 시험)에 대한 StO2 탈산소 기울기(DecStO2 기울기); 및 3) VOT에 대한 StO2 회복 기울기(RincStO2 기울기).

조직 산소 포화도(StO2)는 사용된 장치와 측정 위치에 따라 조직 관류의 마커로 제안되었습니다. 체계적인 검토 및 mea-analysis는 중증 패혈증 또는 패혈성 쇼크가 있는 환자가 StO2 및 RincStO2 경사도가 낮다는 것을 보여주었습니다. 또한 중증 패혈증 또는 패혈성 쇼크의 생존자는 비생존자에 비해 StO2 및 RincStO2 수치가 더 높습니다. VOT는 정의된 시간 간격(예: 3분) 동안 혈압계를 사용하여 일시적인 빠른 혈관 폐색이 수행되는 동안 원위 부위(예: 융기 또는 팔뚝)에서 StO2를 측정하는 도발 테스트입니다. 또는 StO2가 정의된 최소 임계값으로 감소할 때까지. 허혈성 조직은 국소 혈관 저항을 줄이고 혈류를 회복하기 위해 주변 세동맥, 후세동맥 및 전모세혈관 괄약근의 혈관확장을 유도합니다. 이 역치에 도달하면 지혈대를 풀고 혈류가 회복됩니다. 혈류와 산소 공급을 자동 조절하는 조직의 능력을 나타내는 반응성 충혈 반응이 있습니다. 1. 국소 대사율을 반영하는 것으로 생각되는 탈산소화 속도(RdecStO2), 2. 정체된 혈액을 씻어내는 데 필요한 시간을 반영하는 것으로 생각되는 재산소화 속도(RincStO2) 및 국소 심혈관 예비력 및 미세 순환 흐름, 폐쇄 후 충혈 반응에 의해 결정되는 것으로 생각됩니다.

StO2 증가율(RincStO2) 또는 StO2 회복 기울기라고 하는 경우 StO2 회복 기울기가 감소하면 저산소 자극에 반응하여 미세혈관을 모집하는 능력이 낮아진다고 가정합니다. 많은 논문에서 RincStO2가 패혈증 환자에서 감소한다는 사실을 입증했습니다. StO2 회복 기울기는 패혈증 환자에서 더 낮은 것으로 나타났으며 패혈증의 처음 24시간 동안 이러한 변화의 존재와 그 지속성은 더 나쁜 결과와 관련이 있었습니다. 패혈증 환자 중 RincStO2는 비생존자보다 생존자에서 더 높았으며 장기 기능 장애 및 사망률과 가장 밀접한 관련이 있었습니다.

그러나 StO2는 미세혈관 혈류의 직접적인 측정이 아니라 O2 전달(DO2)과 산소 소비(VO2) 사이의 균형에 의존하는 조직 산소화 지수입니다. StO2의 모든 변화는 같은 방향의 흐름 변화 및/또는 반대 방향의 대사 변화를 반영할 수 있습니다. 더 중요한 것은 흐름과 신진대사의 비례적 변화가 변하지 않은 StO2와 연관될 수 있다는 것입니다. 혈관 반응성 검사는 실제 미세혈관 관류보다 미세혈관 예비력을 평가합니다. 실제로 건강한 지원자에 비해 패혈증 환자의 StO2가 약간 낮더라도 그룹 간에는 큰 중복이 있습니다. 패혈성 쇼크, 수술 후 및 건강한 피험자 사이에서 부상 환자와 건강한 지원자 사이의 StO2의 유의미한 차이는 발견되지 않았습니다. 패혈성 쇼크와 정상 지원자 사이; 외상 환자와 건강한 피험자 사이 또는 패혈증 환자의 조직 산소 긴장이 더 높은 것으로 보고되었습니다.

결과적으로, StO2 측정과 결합된 혈관 폐색 검사(VOT)는 변별력을 강화하고 패혈성 쇼크에서 조직 미세산소화를 더 잘 평가하기 위해 제안되었습니다. VOT의 사용은 외상, 중증 패혈증 및 패혈성 쇼크와 같은 시나리오에 대한 StO2의 예측 능력을 개선하고 확장하는 것으로 나타났습니다.

마이크로 비디오 스코픽 기술은 미세 혈관 관류의 직접적인 시각화와 그 변화의 특성화를 허용하기 때문에 미세 순환 연구를 위한 황금 표준으로 간주됩니다. 최근에 3세대 경량 휴대용 생명 현미경(CytoCam)이 입사 암시야 이미징을 기반으로 개발되었습니다. 설하 미세순환의 직접 시각화를 통해 모세혈관 밀도, 미세혈관 형태 및 미세순환 혈류의 역학을 정량적으로 결정할 수 있습니다.

MFI(Microvascular Flow Index) 및 PPV(perfused vessel) 비율을 포함하는 유동 변수, 총 혈관 밀도(TVD) 및 관류 혈관 밀도(PVD)를 포함하는 모세관 밀도 및 흐름 분포 이질성 지수(HI)는 국제 기준에. 패혈증에서 보이는 변화는 종종 매우 이질적인 관류를 특징으로 하며 흐르는 세포가 있는 혈관 옆에 모세혈관이 정지되어 있습니다.

기능적 모세혈관 밀도 감소, 관류 비균질성 증가, 정지 및 간헐적으로 관류되는 모세혈관의 비율 증가를 특징으로 하는 미세혈관 변형은 패혈증에서 관찰되는 산소 추출의 결함에 기여하고 장기 부전의 발달에 관여할 수 있습니다. 미세순환 변화는 생존자보다 비생존자에서 더 심각합니다. 생존율은 미세순환의 변화에서 심각도의 사분위수에 따라 점진적으로 감소했습니다. 또한 미세혈관 관류의 변화는 결과의 가장 강력한 예측인자 중 하나였으며 다변량 분석에서 결과와 독립적으로 연관되었습니다. 미세혈관 변화의 시간 경과도 생존자와 비생존자 간에 다릅니다. 미세혈관 변화는 생존자에서 치료에 대한 반응으로 시간이 지남에 따라 개선되었지만 비생존자에서는 그렇지 않았습니다. 반대로, 처음 24시간 후 이러한 미세순환 변화의 지속성은 초기 단계의 순환 부전 및 후기 단계의 다기관 부전에 이차적인 사망률과 강력하고 독립적으로 상관관계가 있었습니다. 흐름 매개변수의 경우, 2009년에 501명의 환자를 등록한 전 세계 36개의 ICU를 포함하는 ICU 환자에 대한 국제 다기관 관찰 유병률 연구에서 빈맥(심박수 > 90)과 함께 미세 순환 변화 MFI < 2.6이 병원 사망률 증가에 대한 독립적인 위험 요소로 확인되었습니다.

미세순환 변수 중에서 어떤 미세순환 관류 매개변수가 가장 중요한지에 대한 명확한 합의가 없습니다. PPV, PVD 및 MFI로 측정한 미세순환 관류 감소는 사망률과 관련이 있었습니다. 그들은 PPV 매개변수가 사망률의 가장 강력한 예측 인자이며 이 연관성이 초기(< 24시간) 및 후기(≥ 24시간) 시점 모두에 대해 다중 로지스틱 회귀 모델에서 유지되었다고 보고했습니다. 유사한 연구에서 손상된 흐름과 증가된 흐름의 이질성은 생존자와 비교하여 비생존자의 미세 순환의 특징을 크게 방해했습니다. 또한 패혈성 쇼크가 있는 49명의 ICU 환자를 대상으로 한 연구에서 쇼크가 시작될 때 미세순환 관류 매개변수에는 차이가 없었지만 생존자는 PPV의 상당한 차이로 미세순환 관류를 회복할 수 있었습니다. 그러나 ProCESS 시험에서 밀도 측정, 즉 TVD, PVD 및 De Backer 점수(총 밀도 추정치)는 단일 모델의 모든 시점 및 72시간 시점에서 사망률과 연관됩니다. 기간. 따라서 가장 중요한 병태생리학적 영향을 미치는 미세순환 매개변수는 아직 설명하기 위한 추가 연구가 기다리고 있습니다.

급성 호흡곤란 증후군(ARDS)은 ICU에서 발생하는 급성 폐 손상의 가장 심각한 형태입니다. ARDS 병인의 특징은 내피 및 상피 손상으로 인한 투과성 증가입니다[58]. 지속적이고 뚜렷한 조직 저산소증과 다발성 장기 부전이 주요 사망 원인입니다. ARDS의 기여 가능한 사망률은 최근 10년 동안 성취 없이 높은 수준을 유지하고 있습니다. 최근 중증 급성 호흡 부전의 글로벌 영향을 이해하기 위한 대규모 관찰 연구(LUNG SAFE) 연구에 따르면 참여한 ICU에 입원한 29,144명의 환자에서 병원 사망률은 경증 환자의 경우 34.9%, 중등도 환자의 경우 40.3%, 중증 ARDS의 경우 46.1%.

따라서 NIRS와 설하 미세순환의 두 가지 주요 평가에 대한 앞서 언급한 논의에서 본 연구의 목적은 다음과 같다.

1. ARDS의 예후에 대한 NIRS와 설하 미세순환의 예측력을 비교한다. 또한 연구자가 NIRS와 설하 미세순환으로 미세순환 변화를 동시에 평가하면 ARDS의 예후를 보다 정확하게 예측할 수 있습니까?
2. 미세순환 변화의 매개변수를 설명하기 위해 유량 또는 밀도 변수가 ARDS의 예후에 가장 중요한 병태생리학적 영향을 줍니까?