Estabelecimento de faixas normais de função microcirculatória conforme determinado pela imagem CytoCam-IDF

Fundo

A sepse é um estado de doença altamente heterogêneo causado por uma resposta desregulada do hospedeiro à infecção sistêmica, com processos pró e anti-inflamatórios descontrolados, levando a lesão tecidual colateral e supressão imunológica.

A sepse representa um fardo significativo para a saúde em todo o mundo, com mortes atribuídas no Reino Unido estimadas em aproximadamente 44.000 por ano. O tratamento imediato direcionado por diretrizes de gerenciamento acordadas internacionalmente melhora os resultados na sepse. No entanto, o diagnóstico precoce da sepse permanece difícil, com os critérios diagnósticos atuais baseados na presença de disfunção orgânica e desarranjo de variáveis ​​macro-hemodinâmicas. No momento do diagnóstico, a mortalidade é superior a 10%. Atualmente não existem critérios específicos no diagnóstico de sepse com base nas anormalidades fisiopatológicas subjacentes, especificamente na avaliação da microcirculação.

A microcirculação na sepse

A microcirculação consiste em uma densa rede de arteríolas, capilares e vênulas, cujo diâmetro é inferior a 150 um. Suas funções são fornecer nutrientes e oxigênio para o metabolismo aeróbico e reduzir os resíduos celulares.

A sepse afeta todos os elementos da microcirculação, com a disfunção microcirculatória desempenhando um papel importante na fisiopatologia da sepse grave e do choque séptico. A sepse está associada à diminuição da densidade capilar e ao aumento da heterogeneidade da perfusão, levando à diminuição da oferta de oxigênio, hipóxia tecidual e subsequente disfunção orgânica. Alterações na função microcirculatória podem preceder as características diagnósticas tradicionais da sepse, fornecendo informações mais precoces sobre os pacientes que desenvolverão sepse grave e falência de múltiplos órgãos. O reconhecimento da sepse nessa fase precoce permitiria o tratamento imediato, visando restabelecer a homeostase da microcirculação, alterando, assim, a evolução da doença.

Vários estudos demonstraram que as melhorias na função microcirculatória após a ressuscitação precoce estão associadas à diminuição da disfunção orgânica, e aqueles pacientes cuja microcirculação não melhora após a ressuscitação apresentam resultados piores. Apesar do reconhecimento da importância da microcirculação na sepse, os atuais pontos finais direcionados a objetivos dependem do monitoramento e restauração de medidas globais de função cardiovascular/orgânica (por exemplo, frequência cardíaca, pressão arterial, débito urinário, lactato), em parte porque a microcirculação é difícil de monitorar na prática clínica. Entretanto, a melhora das variáveis ​​macro-hemodinâmicas não garante a restauração da homeostase microcirculatória. A avaliação clínica da função microcirculatória é atualmente inferida a partir da medição de subprodutos gerados devido à oxigenação/metabolismo prejudicados, como lactato e dióxido de carbono.

Técnicas videomicroscópicas para avaliação da microcirculação

As técnicas de microscopia de vídeo fornecem visualização in vivo da microcirculação, permitindo a medição direta da densidade capilar, perfusão e dinâmica do fluxo. Até recentemente, essas técnicas, que incluíam imagens espectrais de polarização ortogonal (OPS) e imagens de campo escuro de fluxo lateral (SDF), eram clinicamente inacessíveis devido à sua natureza volumosa, saída dependente do operador e exigência de análise off-line demorada.

Um microscópio portátil de terceira geração foi desenvolvido recentemente (CytoCam-IDF, Braedius Medical, NL), utilizando iluminação Incident Dark Field (IDF). O dispositivo incorpora análise de imagem digital automatizada em tempo real, combinada com lentes de alta resolução e um sensor de imagem controlado por computador para resolução aprimorada. A CytoCam também possui um novo mecanismo de foco quantitativo com um sistema de medição de distância integrado, pelo qual uma vez que a profundidade do foco foi estabelecida para um paciente específico, as medições em série podem ser feitas sem a necessidade de reajustar manualmente o foco, melhorando a velocidade e a facilidade das medições. Este novo dispositivo tem um bom desempenho quando comparado aos dispositivos anteriores, proporcionando melhor contraste e nitidez de imagem, permitindo a visualização de um maior número de microvasos.

Crucialmente, a CytoCam é equipada com software sob medida, permitindo que as imagens sejam armazenadas e analisadas automaticamente no ponto de aquisição. O monitoramento microcirculatório não é uma técnica nova, mas a combinação de ergonomia amigável, aquisição precisa de imagem e análise automatizada abre esta medição direta potencialmente útil da função microcirculatória para a prática clínica à beira do leito.

Análise da microcirculação sublingual Uma mesa redonda realizada em 2006 por especialistas na área, procurou esclarecer os recursos que devem ser incluídos na análise da microcirculação, concluindo que a avaliação da microcirculação deve incluir medidas de densidade vascular, avaliação da perfusão capilar e uma heterogeneidade índice (em vasos de

Essas variáveis ​​medidas são:

Índice de fluxo microvascular (MFI) - Qualidade da perfusão Imagem dividida em quadrantes. Um número é atribuído a cada quadrante de acordo com o tipo de fluxo predominante (0 = sem fluxo, 1 = intermitente, 2 = lento, 3 = contínuo). O MFI resulta da média dos 4 valores.

Densidade total do vaso (TVD) Densidade do vaso - O comprimento total dos vasos dividido pela área total da superfície da área analisada.

Densidade de vasos perfundidos (PVD) - Densidade de vasos funcionais Comprimento total dos vasos perfundidos (pontuação MFI 2/3) dividido pela área analisada.

Proporcional de Vasos Perfundidos (PPV) - Qualidade da perfusão 100 x número de vasos perfundidos dividido pelo número total de vasos Índice de Heterogeneidade (HI) Medida da heterogeneidade do fluxo entre os vasos. MFI mais alto - MFI mais baixo dividido pelo MFI médio em todos os locais analisados

Em comparação com voluntários saudáveis, os pacientes com sepse apresentam valores mais baixos para PVD, PPV e MFI, juntamente com maior índice de heterogeneidade, independentemente da condição macro-hemodinâmica. A densidade capilar total parece não ser afetada pela sepse. Esses achados foram corroborados pelo estudo International Study on Microcirculatory Shock Occurrence in Acutely Ill Patients (microSOAP).

O estudo microSOAP é até o momento o maior estudo investigando a importância das alterações microcirculatórias em uma população heterogênea de UTI (ou seja, não apenas aqueles com sepse). Usando a geração anterior de tecnologia similar, os pesquisadores descobriram que dos 501 pacientes incluídos para análise, 86 (17%) tinham um MFI anormal (definido a priori como

Análise automatizada das ferramentas CytoCam

CytoCam Tools é o software proprietário fornecido com o monitor microcirculatório mencionado acima. Ele utiliza uma nova técnica de análise denominada Análise de Rede Capilar (CNA), em que a microcirculação é analisada automaticamente e de forma independente do usuário por um processo de dois estágios que inclui a detecção automática de vasos (dependendo do diâmetro dos vasos visualizados), seguido por um avaliação da velocidade das hemácias nos vasos identificados.

As seguintes variáveis ​​microcirculatórias são determinadas automaticamente.

• Densidade Total de Vasos (TVD) - Comprimento total de todos os vasos detectados dividido pela área processada.
• Índice de Velocidade (SI) - Número relativo derivado da variação de intensidade ao longo da linha central de uma embarcação, que descreve a velocidade detectada na embarcação.
• Perfused Speed ​​Index (PSI) - SI em um vaso onde o SI é maior que o limiar de perfusão (PT).
• Indicador de velocidade perfundida média (APSI) - Soma de todos os valores PSI dividido pelo número total de vasos perfundidos.
• Proporção de vasos perfundidos (PPV) - Comprimento total de todos os vasos com um SI maior que o PT, dividido pelo comprimento total de todos os vasos detectados x 100,
• Densidade de vasos perfundidos (PVD) - Comprimento total de todos os vasos com um SI maior que o PT dividido pela área processada.
• Índice de heterogeneidade do indicador de velocidade perfundida média (APSI HI) - Imagem dividida em quadrantes e APSI derivada para cada quadrante. APSI mais alto menos o APSI mais baixo dividido pelo APSI médio de todos os quadrantes.

A avaliação de PPV e PVD baseia-se na análise automatizada da velocidade dos glóbulos vermelhos em vasos identificados. Para conseguir isso, um limiar de perfusão (PT) predeterminado é definido. O PT descreve o estado do fluxo dentro dos vasos identificados e pode variar de 0 a infinito. A avaliação de fabricação determinou que um PT acima de 1 é consistente com uma "condição de perfusão" e isso pode ser subdividido da seguinte forma:

Limiar de perfusão

Estado do fluxo 0 - 1 = Sem fluxo 1 - 5 = Lento 5 ou mais = Bom fluxo Os intervalos normais para essas variáveis ​​medidas automaticamente em saúde são atualmente desconhecidos. A compreensão dos intervalos normais nos permitiria utilizar essa técnica em estudos futuros sobre o diagnóstico precoce de doenças sépticas. A identificação de pacientes em um estágio inicial do processo fisiopatológico da sepse, antes do desenvolvimento de anormalidades macrocirculatórias tradicionalmente diagnósticas, pode permitir a implementação mais precoce do tratamento.

Justificativa

O sistema CytoCam pode representar um passo em direção a uma abordagem mais amigável, reprodutível e clinicamente aplicável para medição e atuação sobre alterações na função microvascular para melhorar os resultados clínicos. No entanto, os intervalos normais para essas medições não são conhecidos, sem os quais estudos adicionais não podem ser realizados. Este estudo identificará os intervalos normais para as medições determinadas automaticamente derivadas do sistema CytoCam em indivíduos saudáveis ​​e abrirá novas oportunidades para estudos, que prevemos que serão direcionados à identificação precoce de pacientes com disfunção microcirculatória (como é encontrado na sepse) ; cujos parâmetros microcirculatórios estão fora dessas faixas recém-definidas. Este será o primeiro passo para o monitoramento rotineiro da microcirculação à beira do leito em nossa unidade de terapia intensiva.

Este trabalho se baseia em projetos atualmente em andamento na Unidade de Desenvolvimento de Diagnóstico (DDU) com sede em Leicester Royal Infirmary. O DDU é um projeto intercolegial da Universidade de Leicester entre Medicina, Ciência Espacial e Química Atmosférica, explorando o uso de novos monitores não invasivos em Medicina de Emergência e Cuidados Intensivos.

População a ser estudada

OBJETIVO

Identificar os intervalos normais para variáveis ​​microcirculatórias medidas automaticamente, conforme determinado pelo sistema CytoCam em diferentes faixas etárias de adultos.