Vizualizacija bubrežne mikroperfuzije u realnom vremenu korištenjem laserskog spektralnog kontrastnog snimanja

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Email:audrey.hu@wecistanche.com

Wido Heeman, a,b,c,*,† Hanno Maassen,b,d,† Joost Calon,e Harry van Goor,d Henri Leuvenink,b Gooitzen M. van Dam,b i E. Christiaan Boerma f

Abstract

značaj:Intraoperativni parametribubrežnikortikalna mikroperfuzija (RCM) povezana je s postoperativnom ishemijom/reperfuzijskom ozljedom. Lasersko spekle kontrastno snimanje (LSCI) moglo bi pružiti vrijedne informacije u tom pogledu, uz prednost u odnosu na trenutni standard nege jer je tehnika snimanja bez kontakta i punog polja.

Cilj:Naša studija ima za cilj potvrditi upotrebu LSCI-a za vizualizaciju RCM-a na ex vivo perfuziranim svinjama ljudske veličinebubreziu različitim modelima hemodinamskih promjena.

Pristup: Napravljeno je poređenje između tribubrežnimjere perfuzije: LSCI, ukupni arterijski bubrežni protok krvi (RBF) i slika tamnog polja bočnog toka (SDF) u različitim postavkama ishemije/reperfuzije.

Rezultati:LSCI je pokazao dobru korelaciju sa RBF za eksperiment reperfuzije ({{0}}.94 0.02; p < {{10}}.{{="" 15}}0{{20}}1)="" i="" kratkotrajna="" i="" dugotrajna="" lokalna="" ishemija="" (0.90="" 0.03;="" p="">< 0,0001="" i="" 0.="" 81="" 0.08;="" p="">< 0,0001,="" respektivno).="" korelacija="" je="" smanjena="" za="" situacije="" niskog="" protoka="" zbog="" preraspodjele="" rbf-a.="" korelacija="" između="" lsci="" i="" sdf="" (0.81="" 0.10;="" p="">< 0.0001)="" pokazala="" je="" superiornost="" u="" odnosu="" na="" rbf="" (0.54="" 0.22;="" p=""><>

Zaključci:LSCI je sposoban da slika RCM sa visokim prostornim i vremenskim rezolucijama. Može trenutno otkriti lokalne nedostatke perfuzije, što nije moguće uz trenutni standard njege. Dalji razvoj LSCI u transplantacijskoj hirurgiji mogao bi pomoći u donošenju kliničkih odluka.

Ključne riječi:kontrastno snimanje laserskih mrlja; transplantacija;bubreg; sporedna slika tamnog polja;bubrežnimikroperfuzija.

Cistanche deserticola sprečavabubregbolesti, kliknite ovdje da dobijete uzorak

1. Uvod

Intraoperativno otežanobubrežnikortikalna mikroperfuzija (RCM) tokom, na primjer, anastomoze je povezana s postoperativnim komplikacijama povezanim s ishemijom/reperfuzijom.

Drugi su pokazali potencijal perfuzionog snimanja blizu površine za predviđanje postoperativnih komplikacija, uključujući smanjen klirens kreatinina, odloženu funkciju grafta, pa čak i odbacivanje grafta.1–4 Kao takvo, moguće je da intraoperativno praćenje RCM-a korištenjem optičkih metoda snimanja može podržati donošenje hirurških odluka, što može dovesti do poboljšane perfuzije tokom reperfuzije organa i potencijalno doprinijeti smanjenju nepovoljnih postoperativnih ishoda.

Vrijednost uobičajenih tehnika, kao što je postoperativna dupleksna sonografija ili arterijskabubrežniSonda krvotoka (RBF), za praćenje ukupnog RBF-a ograničena je činjenicom da takve tehnike ne uzimaju u obzir lokalne heterogenosti perfuzije.5 Zasnovana je na pogrešnom mišljenju da ukupni RBF adekvatno odražava RCM.6 Stoga je upotreba tehnika koje mogu poželjna je detekcija heterogenosti krvotoka.7 Postoperativna dupleksna ultrazvuk ima sposobnost detekcije lokalnog deficita perfuzije8 i potvrđena je u nekoliko studija. Međutim, njegova opšta primena je ograničena značajnom zavisnošću od operatera.5 Drugi su izvestili o upotrebi metoda kontaktnog imidžinga za direktnu vizualizaciju i kvantifikaciju kretanja crvenih krvnih zrnaca (RBC).2,3 Ove metode su dale obećavajuće rezultate u pogledu određenih graničnih vrednosti za odgođena funkcija transplantata, postoperativni nivoi kreatinina ili čak odbacivanje alografta sa RCM mjerenjima koja se obavljaju već 5 minuta nakon reperfuzije.1–4 Glavno ograničenje ovih metoda je malo (∼ 1 mm2) vidno polje (FOV) u koje se RCM može vizualizirati. Nedavno je uvedena fluorescentna slika indocijaninskog zelenog (ICG) za procjenu RCM-a i njegovu korelaciju s kliničkim ishodombubregtransplantacija.5,9,10 Međutim, ICG fluorescenciju je teško kvantificirati10 i prisustvo fluorescentnog signala ne znači odmah dobro prokrvljen organ.11 Primjena fluorescentne boje, koja je potrebna svaki put kada se mjeri perfuzija, takođe otežava hirurški zahvat.

Do danas još uvijek nedostaje objektivni, intraoperativni alat za snimanje koji može pomoći u vizualizaciji RCM-a tokom operacije. U ovom radu izvještavamo o upotrebi laserske spekle kontrastne slike (LSCI), tehnike snimanja u stvarnom vremenu, bez kontakta, punog polja s velikim FOV koja može vizualizirati protok krvi u tkivima bez primjene fluorescentne boje. ,12 za praćenje RCM-a kod svinja ljudske veličinere. Cilj nam je potvrditi upotrebu LSCI kao alata za mjerenje reperfuzije organa tokom nekoliko modela hemodinamskih promjena.

za šta se koristi cistanche: za lečenje bolesti bubrega

2 Materijali i metode

2.1 Bubrezi klaonice

Šest svinjskih bubrega prikupljenih u klaonicama dobijeno je iz lokalne klaonice. Svinje (ženke holandske landras svinje, stare oko 5 mjeseci sa prosječnom težinom od 130 kg) su zaklane za potrebe konzumacije i s njima se postupalo u skladu sa standardiziranim pravnim procedurama. Svinje su bile omamljene strujom i uginule su od krvarenja. Približno 2 litre krvi prikupljeno je u čaši sa 25,000 IU heparina (LEO Pharma A/S, Ballerup, Danska) tokom iskrvavljenja. Bubrezi su uklonjeni iz kadavera en bloc, bubrežna arterija je oslobođena disekcije, a okolno tkivo je uklonjeno. Za sve eksperimente korišten je lijevi bubreg jer je ova strana pokazala bolje vidljivu bifurkaciju arterija. Nakon 30 minuta tople ishemije (tj. vremena između prestanka cirkulacije krvi i početka navale hladnoće), bubrezi su isprani sa 500 ml hladnog fiziološkog rastvora 4 stepena. Zatim su bubrezi ugrađeni u držač za bubrege i stavljeni na hipotermični aparat za perfuziju (HMP) (Kidney Assist Transporter, Organ assist, Groningen, Holandija) na 4 stepena i perfuzirani tri i po sata pri srednjem pritisku od 25 mmHg. HMP je oksigeniran (100 posto O2) brzinom od 100 ml∕min.

2.2 Normotermična mašina perfuzija

Podešavanje normotermne mašinske perfuzije (NMP) detaljno je opisano na drugom mestu,13 pomoću glave centrifugalne pumpe (Deltastream DP3, MEDOS Medizintechnik AG, Heilbronn, Nemačka) koju kontroliše softver razvijen u kompaniji (Sophisticate, Labview, National Instruments, Austin , Sjedinjene Američke Države).14 Softver ne samo da omogućava protok i perfuziju usmjerenu na pritisak, već također omogućava prebacivanje između pulsirajućeg sinusoidnog i konstantnog protoka.

Temperatura je regulisana pomoću Jubalo sistema za grijanje vode i podešena na 37 stepeni. U oksigenator je ugrađen integrisani izmenjivač toplote (HILITE 1000®, MEDOS Medizintechnik AG, Heilbronn, Nemačka). Senzor protoka je senzor protoka sa stezaljkom (ME7PXL clamp®, Transonic Systems Inc., Ithaca, Sjedinjene Države). Senzor pritiska je Truewave® transduktor pritiska za jednokratnu upotrebu (Edwards Lifesciences, Irvine, Sjedinjene Američke Države). Kao perfuzioni medij korišteno je 500 ml autologne krvi osiromašene leukocitima. Krv je razrijeđena sa 300 ml Ringers laktata (Baxter, Utrecht, Holandija) i dopunjena sa 10 ml 8,4 posto bikarbonata (B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Njemačka), 10 ml 5 posto glukoze (Baxter, Utrecht, Nizozemska) , 6 mg manitola (Baxter, Utrecht, Holandija), 0,33 ml deksametazona (Centrafarm, Etten-Leur, Holandija), 100 mg∕200 mg amoksicilina/klavulanske kiseline (Sandoz BV Almere, Holandija), 90 mg gma kreatinina (Si -Aldrich, St. Louis) i 0,1 ml natrijum nitroprusida (Sigma-Aldrich, St. Louis). Dodata je plazma da se postigne hematokrit od 24 posto. Konstantna infuzija (20 ml∕h) mješavine od 90 ml Aminosol (Aminoplasmal, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Njemačka), 1 ml insulina (NovoRapid®, Novo Nordisk, Bagsværd, Danska) i 3 ml bikarbonata je bila održavana. Karbogen (95 procenata O2 i 5 procenata CO2) je dovođen preko oksigenatora pri brzini protoka od 500 ml∕min. Kompletno podešavanje NMP-a prikazano je na slici 1.

2.3 Laser Speckle Contrast Imaging Setup

LSCI se zasniva na principu koherentne laserske svjetlosti koja se povratno raspršuje iz tkiva, što formira šaru na detektoru. Fazni pomak ove povratno raspršene svjetlosti rezultira nasumičnim interferencijskim uzorkom, takozvanim mrljama. Zbog kretanja u tkivu, tj. pomicanja eritrocita, interferentni obrazac počinje da fluktuira, uzrokujući dinamički uzorak šara, koji je zamagljen konačnim vremenom ekspozicije detektora. Spekl kontrast K se izračunava pomoću jednadžbe. (1).

gdje je standardna devijacija intenziteta I preko srednjeg intenziteta hIi izračunatog preko prozora konvolucije u prostoru i/ili vremenu. LSCI postavka je napravljena na osnovu softvera za analizu Lapvas-imaging (LIMIS Development BV, Leeuwarden, Holandija) koji je prethodno demonstrirala naša grupa da kvalifikuje crevni mikrovaskularni protok krvi tokom in-vivo eksperimenata ishemije/reperfuzije.15 Jednobojna kamera ( CM-200GE®, Jai, Kopenhagen, Danska) postavljen je na fiksni 3D štampani držač kako bi se osigurala nepromjenjivost udaljenosti i upadnog ugla kamere i lasera (slika 1). Udaljenost između kamere i bubrega bila je 20 cm sa rezultujućim FOV od 19 × 14 cm. Sočivo (LM12JC®, Kowa, Düsseldorf, Njemačka) je postavljeno na f-broj 7, što je rezultiralo sa ∼2 piksela po speklu, čime se zadovoljava Nyquist kriterij.16 Dodan je polarizacijski filter kako bi se minimizirale zrcalne refleksije. Slike su bile rezolucije 1624 × 1236 piksela i snimljene su sa 3,125 kadrova∕s i vremenom ekspozicije od 40 ms. Potrebno je duže vrijeme ekspozicije kako bi se dobili adekvatni intenziteti piksela kao rezultat kombinacije lasera male snage i velikog vidnog polja. Slike su analizirane korišćenjem vremenski usrednjenog prostornog LSCI algoritma sa prostornim 7 × 7 kliznim prozorom i vremenskim prozorom od 7 kadrova. Crvena laserska dioda spojena s vlaknima (λ ¼ 638 nm, 200 mW; Lionix International, Enschede, Nizozemska) spojena je u optičko vlakno s kolimirajućom lećom (12 mm ∅, − 12 mm FL-neobložena dvostruko konkavna leća, Edmund Optics, New Jersey, Sjedinjene Američke Države) na distalnom kraju. Laser je postavljen na fiksnu šipku i podešen na izlaznu snagu od 120 mW. Kompletna postavka (slika 1) stavljena je u zatamnjenu kutiju kako bi se blokiralo svo ambijentalno svjetlo. 2D-perfuzijske mape su generisane i prikazane u realnom vremenu tokom eksperimenata, dok su sirove spekle slike pohranjene za dalju naknadnu obradu van mreže.

cistanche korist: liječenje bolesti bubrega

2.4 Hemodinamski eksperimenti

Dizajnirali smo set od četiri hemodinamska eksperimenta za proučavanje LSCI kao alata za mjerenje perfuzije organa (slika 2). Tokom svih eksperimenata mjereni su temperatura, pritisak, (arterijski) RBF i bubrežni otpor. Nakon toga smo izmjerili kortikalnu perfuziju pomoću LSCI. Ovi eksperimenti su osmišljeni da ispitaju sposobnost razlikovanja dobro i slabo perfuziranih tkiva tokom vremena (odjeljci 2.4.1 do 2.4.3) i da analiziraju sposobnost tehnika da razlikuju lokalne deficite perfuzije, tj. prostornu rezoluciju, i brzina kojom se ovo detektuje, tj. vremenska rezolucija (odjeljci 2.4.3 i 2.4.4). Ovi eksperimenti su ponovljeni na pet različitih bubrega. U odvojenom dodatnom bubregu, istovremeno smo izveli RBF, LSCI i snimanje tamnog polja (SDF) uz izvođenje ponovljene lokalne ishemije i tri injekcije gasa u bolusu (odjeljak 2.5).

2.4.1 Eksperiment reperfuzije

Validacija odnosa između RBF i LSCI vrijednosti je ključna za kliničku upotrebu. Osim sličnosti sa reperfuzijom tokom transplantacije bubrega, ovaj eksperiment bi nam mogao pružiti uvid u korelaciju između vrijednosti RBF i LSCI u vrijednostima niskog i visokog protoka na početku i na kraju eksperimenta. Nakon HMP i hladnog ispiranja sa 500 ml 0,9 posto NaCl, bubreg je instaliran u NMP organsku komoru, zagrijavajući 60 min uz pritisak od 85 mmHg i sinusoidni protok frekvencije 60 Hz za oponašanje fiziološke situacije. Tokom ovog sata bubreg se zagreje sa 4 stepena na 37 stepeni.

2.4.2 Eksperiment toka

Slično eksperimentu reperfuzije (odjeljak 2.4.1), ovaj eksperiment bi nam mogao dati uvid u korelaciju između vrijednosti RBF i LSCI na postupan i kontroliran način. Za ovaj eksperiment, protok je prebačen sa sinusoidne perfuzije na konstantan protok kako bi se garantirao stabilan linearni protok bez interferencije sinusoidnog uzorka. Protok je podešen na brzinu od 200 ml∕ min. Eksperiment je započet na 150 ml∕min u slučaju da bubreg nije dostigao protok od 200 ml∕min nakon faze zagrevanja. Protok je smanjen za korake od 50 ml∕min svaka 4 min. Protok je naknadno povećan sa koracima od 50 ml∕min do početnog nivoa kada je dostignut protok od 50 ml∕min. Ovaj eksperiment je izveden dva puta, uzastopno na svakom bubregu.

2.4.3 Lokalna ishemija

Mogli bismo procijeniti sposobnost razlikovanja dobrog i neperfuziranog tkiva unutar FOV induciranjem lokalnog ishemijskog područja. Brzina kojom se može vizualizirati velika lokalna perfuzijska razlika daje indikaciju dodane kliničke vrijednosti u slučaju neželjenog lokalnog deficita perfuzije tokom transplantacije bubrega. Kateter (4F arterijski embolektomski kateter, Edward Lifescience, Irvine, Sjedinjene Države) je umetnut u bubrežnu arteriju prije NMP i zašiven u donjoj bifurkaciji bubrežne arterije. Kateter je naduvan što je izazvalo lokalnu ishemiju u jednom dijelu bubrega. Ishemija je indukovana dva puta. Prvi put nakon kratkog 5-min toplog ishemijskog perioda slijedi 10-min vremena oporavka. Drugi put, nakon dugog 15-min toplog ishemijskog perioda slijedi 40-min vremena oporavka.

2.4.4 Infuzija gasnih mehurića

Iako lokalna ishemija (odjeljak 2.4.3) uzrokuje veliki deficit perfuzije, ovaj eksperiment testira sposobnost razlikovanja ovih područja lokalne reperfuzije i da ih se na vrijeme uoči. Infuzija arterijskog gasnog bolusa izaziva kratku potpunu ishemiju koju prati mala područja lokalne reperfuzije sa konačnom potpunom reperfuzijom bubrega. Gas stvara emboliju u krvnim sudovima. Ove embolije sprečavaju prolazak krvi i time ometaju perfuziju. Kada se plin otopi u perfuzijskom mediju, embolija nestaje i perfuzija se ponovo pojavljuje. Brzina pri kojoj se to dešava zavisi od ubrizganog gasa i njegove relativne rastvorljivosti (tj. O2 i CO2 se rastvaraju brže od N2). Kao poslednji eksperiment, 4 ml odgovarajućih gasova je ubrizgano u arterijsku liniju. Prvo sa O2, a zatim svakih 10 minuta sa karbogenom (95 procenata O2 i 5 procenata CO2), sobnim vazduhom i N2.

2.5 Eksperimenti sa prikazom slike u tamnom polju sa strane struje

SDF snimanje može pratiti kretanje pojedinačnih eritrocita omogućavajući kvantitativna mjerenja protoka krvi i otkrivanje suptilnih mikrovaskularnih promjena.17–19 SDF snimanje je kontaktna metoda sa relativno malim FOV od ~ 1 mm2. Uređaj ima ukupno uvećanje od 750×. Dubina prodiranja je oko 750 μm. Mali FOV u kombinaciji sa plitkim

dubina penetracije i činjenica da je to kontaktna metoda čini SDF snimanje manje nego idealnim za vizualizaciju ili RCM. Zeleno svjetlo koje emituje sistem raspršuje se kroz tkivo i apsorbira ga hemoglobin u eritrocitima što rezultira tamnim eritrocitima za razliku od pozadinskog tkiva. Korištenje SDF snimanja kao kvantitativne mjere protoka krvi omogućava nam da uporedimo RBF i LSCI sa SDF. Međutim, mora se napomenuti da RBF mjeri i kortikalni i medularni protok krvi, dok LSCI i SDF mjere samo RCM s razlikom što je puno polje (LSCI) naspram malog FOV (SDF). SDF mikroskop (MicroScan Video Microscope System, MicroScan BV, Amsterdam, Holandija) držan je na mjestu pomoću stativa spojenog na laboratorijski sto kako bi se minimizirali artefakti pokreta. Stativ ima zavrtnje za precizno podešavanje po X i Y osi kako bi se mikroskop postavio okomito na bubrežnu koru bez izazivanja artefakata pritiska. Vrh mikroskopa SDF bio je prekriven plastičnim poklopcem. Slike su snimljene pri 10 sličica s rezolucijom od 720 × 576 piksela. Video signal je digitalizovan korišćenjem S-VHS na USB grabber okvira i pohranjen na računar za dalju obradu van mreže. SDF mikroskop koristi pulsirajuće zelene diode koje emituju svjetlo koje su postavljene oko uređaja spojenog naboja na vrhu mikroskopa. Podaci su analizirani korištenjem prilagođenog softvera (Matlab, Mathworks, Natick, Massachusetts) koji je izračunao srednji intenzitet piksela (MPI) unutar cijelog okvira uzimajući prosječni intenzitet piksela. MPI je mjera za broj eritrocita. Kako se broj eritrocita unutar kadra povećava, slike postaju tamnije, pa je MPI relativna mjera za broj eritrocita (Video 3). Područje od interesa za laserske spekle perfuzijske jedinice (LSPU) postavljeno je 1 cm od SDF kamere.

Bubrežna kapsula je morala biti lokalno uklonjena na vrhu SDF mikroskopa da bi se mogao snimiti RCM tokom ovog dijela eksperimenata. SDF snimanje, RBF mjerenja i LSCI su obavljeni istovremeno u samo jednom bubregu zbog složene prirode snimanja RCM-a korištenjem SDF snimanja. Izvedeno je pet uzastopnih ponavljanja kratkih eksperimenata lokalne ishemije, nakon čega su uslijedile tri injekcije plina s kisikom, jedna sa sobnim zrakom i jedna s dušikom.

2.6 Analiza podataka

Podaci su prikazani kao srednji SD osim ako nije drugačije navedeno. Korelacije između LSCI u LSPU (AU) i RBF (ml/min) i SDF u MPI (AU) izračunate su pomoću koeficijenta determinacije R2. Korišteni su primjenjivi parametarski upareni testovi. P-vrijednost od<0.05 was="" considered="" statistically="" significant.="" the="" experiments="" described="" in="" sec.="" 2.4="" were="" repeated="" five="" times="" to="" rule="" out="" unique="">

Ekstrakt cistanche tubulosa pogoduje bubrezima

3 rezultata

Prosječna težina šest klaoničarskih bubrega bila je 338.1 24.0 g.

3.1 Reperfuzijski eksperiment

Eksperiment reperfuzije izveden je pet puta na pet bubrega. Tokom sata, svi bubrezi su se zagrejali na 37 stepeni, što je dovelo do povećanja RCM (Sl. 3.). Ovaj eksperiment je pokazao sličnost sa reperfuzijom tokom transplantacije bubrega. Korelacija između normalizovanog LSPU (AU) i RBF (ml/min) bila je R2 ¼ 0.94 0.02 (p < 0,0001).="" dobra="" korelacija="" se="" može="" objasniti="" tendencijom="" bubrega="" da="" prvo="" dodijeli="" krv="" u="" korteks,="" a="" to="" je="" protok="" koji="" mjerimo="" pomoću="">

3.2 Eksperiment toka

Eksperiment protoka je izveden 10 puta na pet bubrega. R2 normaliziranog LSPU (AU) i RBF (ml/min) bio je 0.59 0,31 (p > 0,05). Promjenu ukupnog RBF-a nije pratila slična promjena u korteksu (tj. RCM) što je rezultiralo umjerenom korelacijom. Kao što se vidi na slici 4, izgleda da postoji hemodinamski odgovor, koji preusmerava protok u korteks. Postojao je očigledan hemodinamski odgovor kada je RBF smanjen u stanju niskog protoka (∼ 100 ml∕ min). Kada je RBF povećan, uočeno je klasično kratkoročno prekoračenje reperfuzije.

3.3 Lokalna ishemija

Eksperiment lokalne ishemije izveden je na pet bubrega. Eksperiment nije uspio za dva bubrega; jedan zbog kvara balon katetera, a drugi zbog pojave ishemijskog područja na stražnjoj strani bubrega. Tipične slike su prikazane na sl. 5(a) i 5(b). Podaci su prikazani u obliku grafikona na slici 5(c), a tipičan trag ishemijskog regiona od interesa je prikazan na slici 5(d). Rezultati kratkog (5 min) i dugog (15 min) ishemijskog perioda nalaze se u tabeli 1. Kratki i dugi ishemijski period nisu pokazali značajne razlike. Osnovna linija je prosjek vremenskog perioda prije indukcije lokalne ishemije. Ishemija je prosjek ishemijskog perioda. Reperfuzija je maksimalna vrijednost neposredno nakon oslobađanja lokalne ishemije, a post okluzija je prosjek vremena nakon reperfuzije. LSPU vrijednosti su normalizirane u odnosu na osnovnu liniju.

3.4 Infuzija gasnih mehurića

Infuzija mjehurića plina izvedena je jednom na pet bubrega i karakterizirana je sporim, lokalnim vraćanjem RCM-a, kao što je prikazano na slici 6. Podaci se mogu naći u Tabeli 2 gdje je relativni pad LSPU izračunat u odnosu na početni nivo . Vrijeme porasta je definirano kao vrijeme potrebno da se LSPU vrati na osnovni nivo. Ovo je bilo duže od 600 s za dušik i stoga se nije moglo izmjeriti tačno vrijeme porasta. R2 je izračunat sa LSPU (AU) i RBF (ml/min). Podaci su vizualizirani u stupčastim grafikonima na Sl. 7(a) i 7(b) za prosječno vrijeme pada ( posto ) i vrijeme porasta (s), respektivno. Slika 7(c) prikazuje tipične LSCI tragove za ovaj eksperiment u jednom bubregu.

3.5 Poređenje slike s tamnim poljem bočnog toka

Rezultati lokalne ishemije, ubrizgavanja kiseonika, sobnog vazduha i azota prikazani su u tabeli 3. Svi eksperimenti su izvedeni na istom bubregu. Reprezentativni primjer LSCI slika u pseudoboji i odgovarajućih SDF slika prikazani su na slici 8 i videu 3. SDF-LSPU je pokazao najbolju ukupnu korelaciju u poređenju sa LSPU-RBF i SDF-RBF R2- vrijednostima .

ekstrakt cistanche za liječenje hroničnih bolesti bubrega

4 Diskusija

Izvještavamo o vizualizaciji RCM-a korištenjem ex vivo perfuziranih bubrega klaonice svinja ljudske veličine u različitim modelima ishemije/reperfuzije. Eksperimenti lokalne reperfuzije pokazali su visoku korelaciju između LSCI i SDF, superiornu od LSCI korelacije sa RBF. Dobra korelacija između LSCI i SDF naglašava visoku vremensku i prostornu rezoluciju LSCI u njegovoj sposobnosti da vizualizira RCM. LSCI ne samo da pokazuje jasnu razliku između perfuziranog i neperfuziranog tkiva, već takođe prati prolaznu ishemiju, izazvanu ubrizgavanjem gasova sa različitim karakteristikama apsorpcije, u realnom vremenu. Ipak, učinak praćenja kortikalne mikroperfuzije blizu površine na donošenje kliničkih odluka treba dalje istražiti u kliničkom ispitivanju.

Eksperiment reperfuzije pokazao je visoku korelaciju između RBF i LSCI što ukazuje da se reperfuzija nakon ishemije tokom transplantacije bubrega može pratiti pomoću LSCI. Ovo ima prednost u odnosu na konvencionalne intrarenalne sonde u tome što može otkriti lokalne deficite perfuzije u ranoj fazi. Mala razlika između RBF i LSCI mogla bi se potencijalno objasniti mehanizmom redistribucije bubrega20 budući da je perfuzija medule i korteksa dinamičan proces i na njega utiču hemodinamski faktori. Naši podaci pokazuju da je stabilan RBF jednak stabilnoj kortikalnoj perfuziji, jer se perfuzija korteksa i medule mogu mijenjati s vremenom i neovisni su jedan od drugog (npr. kada se RBF ne mijenja, LSCI i dalje može otkriti lokalnu poremećaji perfuzije).

Tokom eksperimenta protoka sa stepenastom promjenom ukupnog RBF-a, LSCI je pokazao samo umjerenu korelaciju sa ukupnim RBF-om. Pretpostavljamo da je funkcionalno tkivo u korteksu očuvano na račun smanjenja protoka do medule kao odgovora na smanjenje RBF-a. To bi rezultiralo preusmjeravanjem toka u korteks (tj. RCM).20 Prema našim podacima, kada je RBF smanjen, RCM se postepeno povećavao nakon svakog pada ukupnog RBF-a kao rezultat autoregulacije u korist RCM. Međutim, kada je RBF povećan u situacijama niskog protoka, pokazalo se suprotno.

Lokalna ishemija je odmah bila vidljiva u realnom vremenu uživo. Eksperiment ima dobru korelaciju i za kratki i za dugi ishemijski period, što je uporedivo sa korelacijom pronađenom tokom LSCI-SDF poređenja. Ovo se može objasniti činjenicom da nema krvi za preraspodjelu, pa je smanjenje protoka proporcionalno RBF-u. Odmah pokazuje razliku između dobro prokrvljenih i neperfuznih tkiva, dok vidljiva promjena boje tkiva traje duže vrijeme. Ova brza i tačna procjena RCM-a od strane LSCI ima potencijalni klinički utjecaj. Na primjer, Hoffman i saradnici 9 izvještavaju o nedostatku perfuzije neprimjetnog za ljudsko oko koji bi se mogao obnoviti premještanjem organa u ilijačnu fosu. Sposobnost LSCI-a da privremeno prati infuziju različitih gasova sa različitim karakteristikama apsorpcije pokazuje visoku prostornu i vremensku rezoluciju. Ovo je demonstrirano dobrom korelacijom između LSCI-SDF i lošom korelacijom između LSCI-RBF. Tokom relativno dugog perioda prije nego što se dušik otopi u krvi, RBF se polako obnavlja dok korteksu treba više vremena da se vrati u puni protok krvi. Ovo rezultira relativno slabom korelacijom, naglašavajući važnost upotrebe LSCI.

Kao što je već spomenuto, SDF snimanje direktno vizualizira pojedinačne eritrocite. Poređenje LSCI sa SDF i RBF daje nam vrijedne informacije o perfuziji mjerenoj pomoću LSCI. Međutim, SDF snimanje bubrega je zamorno i zahtijeva uklanjanje bubrežne kapsule što ga čini neprikladnim za kliničku praksu. Dobre korelacije između LSCI i SDF stoga ukazuju na to da LSCI može dati vrijedne informacije uz prednost što je beskontaktna metoda snimanja u punom polju.

Važna klinička potreba u kojoj se LSCI može lako implementirati je transplantacija organa. Budući da je produženo vrijeme anastomoze štetno za kvalitet organa,21 brza i laka vizualizacija RCM-a blizu površine mogla bi pomoći u poboljšanju ishoda transplantacije, posebno jer postoji veza između ranog intraoperativnog stanja mikroperfuzije i postoperativnih ishoda.1–4 Pretpostavljamo da vizualizacija ishemijskih područja i vaskularnih opstrukcija bez odlaganja neposredno nakon reperfuzije organa mogla bi pomoći kirurgu u donošenju kliničkih odluka. Ipak, ovo se mora dalje istražiti u kliničkim ispitivanjima. Ovo intraoperativno snimanje ima potencijal da smanji stope reoperacije u poređenju sa trenutnim kliničkim standardom s postoperativnim snimanjem kao što je dupleksna sonografija. Direktnim pokazivanjem hirurgu da li i gde postoji deficit perfuzije, mogu se preduzeti kontraaktivne mere. Ovo ne uključuje samo operaciju transplantacije, već i bilo koju vrstu operacije gdje je perfuzija cijelog organa od interesa.

Upotreba LSCI je već opisana u bubrezima pacova,22-28, ali još uvijek nedostaje literatura o njegovoj upotrebi na bubrezima ljudske veličine. Klinička primjena bi bila izvodljiva jer se LSCI već koristi u kliničkom okruženju.15

Jedan od glavnih izazova koji se moraju savladati prije nego što se LSCI može implementirati u kliničku praksu jesu artefakti pokreta.29 Za ove eksperimente, fiksirali smo bubreg pomoću vrhova pipete kako bismo eliminirali mogući učinak pokreta. Međutim, in vivo, bubreg će biti podložan kretanju kao rezultat respiratornog pokreta i pulsiranja srca tokom transplantacije. Drugi su to pokušali prevazići korištenjem fiducijalnih markera.30,31 Ovo rješenje nije poželjno za transplantaciju bubrega zbog invazivnog aspekta pričvršćivanja fiducijalnog markera. Još jedno potencijalno ograničenje je plitka dubina penetracije za LSCI od otprilike 0,4 do 1 mm u zavisnosti od talasne dužine.32,33 Ipak, ovo ne ograničava upotrebu LSCI, pošto naši podaci pokazuju da se ishemija može direktno detektovati u RCM.

5 Zaključak

U okruženju s ex vivo strojno perfuziranim svinjskim bubrezima ljudske veličine, LSCI je bio sposoban da otkrije lokalne promjene u RCM-u sa visokom prostornom i vremenskom rezolucijom. U različitim okruženjima lokalne ishemije, LSCI je dobro korelirao sa SDF snimanjem. Međutim, LSCI nije uvijek u potpunosti u korelaciji s ukupnim RBF zbog heterogenosti protoka krvi između medularne i kortikalne mikrocirkulacije, što naglašava dodatnu vrijednost u odnosu na konvencionalne senzore arterijskog protoka. Implementacija LSCI tokom operacije transplantacije mogla bi pomoći u ranom uspostavljanju odgovarajućeg plana liječenja neposredno nakon reperfuzije organa.

Da biste spriječili zatajenje bubrega s cistancheom, kliknite ovdje da biste dobili uzorak

Wido Heeman,a,b,c,*,† Hanno Maassen,b,d,† Joost Calon,e

Harry van Goor, d Henri Leuvenink, b Gooitzen M. van Dam, b i

E. Christiaan Boerma, Univerzitet u Groningenu, fakultetski kampus Fryslân, Leeuwarden, Nizozemska

b Univerzitetski medicinski centar Groningen, Odjel za hirurgiju, Groningen,

Holandija cLIMIS Development BV, Leeuwarden, Holandski univerzitetski medicinski centar Groningen, Odeljenje za patologiju i medicinsku biologiju,

Groningen, Holandija eZiuZ Visual Intelligence, Gorredijk, Holandija fMedical Center Leeuwarden, Odjel intenzivne njege, Leeuwarden, Holandija

Priznanja

Ovaj rad je podržan od strane fonda znanja i inovacija Samenwerkingsverband Noord Nederland (SNN) pod brojem granta KEI18PR004.

Reference

1. TWL Scheeren et al., "Prognostička vrijednost intraoperativnog mjerenja oksigenacije bubrežnog tkiva na ranoj funkciji transplantacije bubrega," Transpl. Int. 24(7), 687–696 (2011).

2. V. Schmitz et al., "In vivo vizualizacija ranih mikrocirkulacijskih promjena nakon ishemijske/reperfuzijske ozljede u transplantaciji bubrega kod ljudi", Eur. Surg. Res. 40(1), 19–25 (2008).

3. R. Hattori et al., "Direktna vizualizacija kortikalne peritubularne kapilare transplantiranog ljudskog bubrega s reperfuzionom ozljedom pomoću endoskopije za uvećanje," Transplantacija 79(9), 1190–1194 (2005).

4. M. Angelescu et al., "Procjena funkcije bubrežnog grafta perioperativnim praćenjem kortikalne mikrocirkulacije u transplantaciji bubrega," Transplantacija 75(8), 1190–1196 (2003).

5. U. Rother et al., "Doziranje indocijaninskog zelenog za intraoperativnu lasersku fluorescentnu angiografiju u transplantaciji bubrega," Microcirculation 24(8) (2017).

6. CJ Lumsden et al., "Vaskularna izmjena u bubrezima: regionalna karakterizacija pomoću višestruke indikatorske tomografije," Circ. Res. 72(6), 1172–1180 (1993).

7. NJ Crane et al., "Dokaz heterogene oksigenacije tkiva: ishemija bubrega/reperfuzijska povreda kod velike životinje", J. Biomed. Opt. 18(3), 035001 (2003).

8. R. Król et al., "Intraoperativni indeks rezistencije mjeren transsoničnim mjeračem protoka na arteriji grafta bubrega može predvidjeti ranu i dugoročnu funkciju grafta", Transplant. Proc. 43(8), 2926–2929 (2011).

9. C. Hoffmann et al., "Intraoperativna procjena perfuzije bubrežnog alografta pomoću laserski potpomognute indocijaninske zelene fluorescentne videoografije," Transplant. Proc. 42(5), 1526–1530 (2010).

10. U. Rother et al., "Kvantitativna procjena mikroperfuzije indocijaninskom zelenom angiografijom u transplantaciji bubrega liči na kronične morfološke promjene u uzorcima bubrega," Microcirkulacija 26(3), e12529 (2019).

11. EL Towle i saradnici, "Poređenje indocijaninske zelene angiografije i laserske spekle kontrastne slike za procjenu perfuzije vaskulature," Neurosurgery 71(5), 1023–1031 (2012).

12. AF Fercher i JD Briers, "Vizualizacija toka pomoću spekle fotografije s jednom ekspozicijom", Opt. Commun. 37(5), 326–330 (1981).

13. H. Maassen et al., "Hipometabolizam izazvan hidrogen-sulfidom u svinjskim bubrezima ljudske veličine", PLoS One 14(11), e0225152 (2019).

14. MBF Pool et al., "Normotermična mašinska perfuzija hemijski oštećenih svinjskih bubrega sa autolognim, alogenim svinjskim i ljudskim crvenim krvnim zrncima," PLoS One 15(3), e0229566 (2020).

15. W. Heeman et al., "Primjena laserskog spekle kontrastnog snimanja u laparoskopskoj hirurgiji", Biomed. Opt. Express 10(4), 2010 (2019).

16. SJ Kirkpatrick, DD Duncan, i EM Wells-Gray, "Štetni efekti usklađivanja veličine spekle-piksela u laserskom kontrastnom slikanju spekle", Opt. Lett. 33(24), 2886 (2008).

17. AFJ de Bruin et al., "Može li snimka tamnog polja (SDF) sa strane struje identificirati suptilne mikrovaskularne promjene crijeva tokom kolorektalne operacije?" Tech. koloproktol. 22(10), 793–800 (2018).

18. AFJ de Bruin et al., "Sidestream tamnog polja serozne mikrocirkulacije tokom gastrointestinalne operacije," Color. Dis. 18(3), O103–O110 (2016).

19. ALM Tavy i saradnici, "Intestinalna mukozna i serozna mikrocirkulacija na planiranoj anastomozi tokom abdominalne hirurgije", Eur. Surg. Res. 60(5–6), 248–256 (2020).

20. RG Evans et al., "Hemodinamski utjecaji na oksigenaciju bubrega: kliničke implikacije integrativne fiziologije", Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 40(2), 106–122 (2013).