Neerude mikroperfusiooni reaalajas visualiseerimine lasertäppide kontrastkujutise abil

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-post: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 ja E. Christiaan Boerma f

Abstraktne

Tähtsus:Operatsioonisisesed parameetridneeru-kortikaalset mikroperfusiooni (RCM) on seostatud operatsioonijärgse isheemia/reperfusioonikahjustusega. Laser speckle kontrastkujutised (LSCI) võivad anda selles osas väärtuslikku teavet, kuna selle eeliseks on praeguse hooldusstandardi ees mittekontaktne ja täisvälja pildistamise tehnika.

Eesmärk:Meie uuringu eesmärk on kinnitada LSCI kasutamist RCM-i visualiseerimiseks ex vivo perfuseeritud inimsuurustel sigadelneerudhemodünaamiliste muutuste erinevates mudelites.

Lähenemisviis: tehti võrdlus kolme vahelneeru-perfusiooni meetmed: LSCI, arteriaalne neerude koguverevool (RBF) ja külgvoolu pimeda välja (SDF) pildistamine erinevates isheemia/reperfusiooni tingimustes.

Tulemused:LSCI näitas reperfusioonikatses head korrelatsiooni RBF-ga ({{0}}.94 0.02; p < {{10}}.{{)="" 15}}0{{20}}1)="" ning="" lühi-="" ja="" pikaajaline="" lokaalne="" isheemia="" (0.90="" 0,03;="" p="">< 0,0001="" ja="" 0.="" 81="" 0,08;="" p="">< 0,0001).="" korrelatsioon="" vähenes="" väikese="" vooluga="" olukordades="" rbf-i="" ümberjaotamise="" tõttu.="" lsci="" ja="" sdf-i="" vaheline="" korrelatsioon="" (0.81="" 0.10;="" p="">< 0,0001)="" näitas="" rbf-i="" üle="" paremust="" (0.{24}}.22;="" p=""><>

Järeldused:LSCI on võimeline pildistama RCM-i kõrge ruumilise ja ajalise eraldusvõimega. See suudab koheselt tuvastada kohaliku perfusioonipuuduse, mis ei ole praeguse hooldusstandardi juures võimalik. LSCI edasiarendamine siirdamiskirurgias võib aidata kliiniliste otsuste tegemisel.

Märksõnad:lasertäppide kontrastkujutis; siirdamine;neerud; külgvoolu tumevälja pildistamine;neeru-mikroperfusioon.

Cistanche deserticola takistabneerudhaigus, proovi saamiseks klõpsake siin

1. Sissejuhatus

Intraoperatiivne - häiritudneeru-kortikaalset mikroperfusiooni (RCM) on näiteks anastomoosi ajal seostatud isheemia/reperfusioonikahjustusega seotud operatsioonijärgsete tüsistustega.

Teised on näidanud pinnalähedase perfusioonipildi potentsiaali operatsioonijärgsete tüsistuste, sealhulgas kreatiniini kliirensi vähenemise, siiriku funktsiooni hilinemise ja isegi transplantaadi äratõukereaktsiooni ennustamisel.1–4 Seega on mõeldav, et RCM-i operatsioonisisene jälgimine optiliste kuvamismeetodite abil võib toetada kirurgiliste otsuste tegemist, mis võib viia parema perfusioonini elundite reperfusiooni ajal ja potentsiaalselt aidata kaasa ebasoodsate operatsioonijärgsete tulemuste vähenemisele.

Levinud tehnikate väärtus, nagu operatsioonijärgne duplekssonograafia või arteriaalneneeru-verevoolu (RBF) sondi kogu RBF jälgimiseks piirab asjaolu, et sellised tehnikad ei võta arvesse kohalikku perfusiooni heterogeensust.5 See põhineb eksiarvamusel, et kogu RBF peegeldab adekvaatselt RCM-i.6 Seetõttu on selliste meetodite kasutamine, mis võivad Eelistatud on verevoolu heterogeensuse tuvastamine.7 Operatsioonijärgsel duplekssonograafial on võime tuvastada lokaalset perfusioonipuudust8 ja seda on valideeritud mitmetes uuringutes. Selle üldist rakendamist piirab aga märkimisväärne sõltuvus operaatorist.5 Teised teatasid kontaktkujutiste meetodite kasutamisest punaste vereliblede (RBC) liikumise otseseks visualiseerimiseks ja kvantifitseerimiseks.2,3 Need meetodid andsid lootustandvaid tulemusi seoses teatud piirväärtustega. hilinenud transplantaadi funktsioon, postoperatiivne kreatiniinitase või isegi siirdamise äratõukereaktsioon RCM-i mõõtmisega, mis viidi läbi juba 5 minutit pärast reperfusiooni.1–4 Nende meetodite peamine piirang on väike (∼ 1 mm2) vaateväli (FOV) mida saab RCM-i visualiseerida. Hiljuti võeti kasutusele indotsüaniini rohelise (ICG) fluorestsentskujutis, et hinnata RCM-i ja seostada seda kliinilise tulemusega.neerud5,9,10 ICG fluorestsentsi on aga raske kvantifitseerida10 ja fluorestseeruva signaali olemasolu ei tähenda koheselt hästi perfuseeritud elundit.11 Fluorestseeruva värvaine manustamine, mida on vaja iga kord, kui perfusiooni mõõdetakse, takistab ka kirurgilist protseduuri.

Praeguseks on endiselt puudu objektiivne intraoperatiivne pildistamistööriist, mis aitaks operatsiooni ajal RCM-i visualiseerida. Selles artiklis kirjeldame lasertäppide kontrastkujutise (LSCI) kasutamist, mis on reaalajas, kontaktivaba, täisvälja kujutise tehnika, millel on suur FOV, mis suudab visualiseerida verevoolu kudedes ilma fluorestsentsvärvi manustamiseta. ,12 RCM-i jälgimiseks inimese suurustel sigadelre. Meie eesmärk on valideerida LSCI kasutamist elundite reperfusiooni mõõtmise vahendina mitmete hemodünaamiliste muutuste mudelite ajal.

milleks cistanche'i kasutatakse: neeruhaiguste raviks

2. Materjalid ja meetodid

2.1 Tapamaja neerud

Kuus tapamajast välja võetud sea neeru saadi kohalikust tapamajast. Sead (emased Hollandi Landrace'i sead, umbes 5 kuu vanused keskmise kaaluga 130 kg) tapeti tarbimiseks ja neid käideldi standardsete juriidiliste protseduuride kohaselt. Sead uimastasid elektrit ja surid veretustamise tõttu. Umbes 2 liitrit verd koguti keeduklaasi 25 000 RÜ hepariiniga (LEO Pharma A/S, Ballerup, Taani) veretustamise ajal. Neerud eemaldati surnukehast tervikuna, neeruarter lõigati lahti ja ümbritsev kude eemaldati. Kõigis katsetes kasutati vasakut neeru, kuna sellel küljel oli paremini nähtav arteriaalne bifurkatsioon. Pärast 30-minutilist sooja isheemiat (st aega vereringluse peatumise ja külma loputuse alguse vahel) loputati neere 500 ml külma 4-kraadise soolalahusega. Järgmisena paigaldati neerud neeruhoidikusse ja asetati hüpotermilise masina perfusioonile (HMP) (Kidney Assist Transporter, Organ assist, Groningen, Holland) 4 kraadi juures ning perfuseeriti kolm ja pool tundi keskmise rõhuga 25 mmHg. HMP-d hapnikuga küllastati (100 protsenti O2) kiirusega 100 ml∕min.

2.2 Normotermiline masinperfusioon

Normotermilise masina perfusiooni (NMP) seadistamist kirjeldati üksikasjalikult mujal,13 kasutades tsentrifugaalpumba pead (Deltastream DP3, MEDOS Medizintechnik AG, Heilbronn, Saksamaa), mida juhib ettevõttesiseselt välja töötatud tarkvara (Sophisticate, Labview, National Instruments, Austin). , Ameerika Ühendriigid).14 Tarkvara mitte ainult ei võimalda nii voolu kui ka rõhuga suunatud perfusiooni, vaid võimaldab ka lülituda pulseeriva sinusoidaalse ja konstantse voolu vahel.

Temperatuuri reguleeriti jubalo veeküttesüsteemiga ja määrati 37 kraadi peale. Oksügenaatorisse ehitati integreeritud soojusvaheti (HILITE 1000®, MEDOS Medizintechnik AG, Heilbronn, Saksamaa). Vooluandur on klambriga vooluandur (ME7PXL clamp®, Transonic Systems Inc., Ithaca, Ameerika Ühendriigid). Rõhuandur on Truewave® ühekordselt kasutatav rõhuandur (Edwards Lifesciences, Irvine, Ameerika Ühendriigid). Perfusioonikeskkonnana kasutati 500 ml autoloogset leukotsüütide vaesestatud verd. Veri lahjendati 300 ml Ringersi laktaadiga (Baxter, Utrecht, Holland) ja sellele lisati 10 ml 8,4% bikarbonaati (B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Saksamaa), 10 ml 5% glükoosi (Baxter, Utrecht, Holland) , 6 mg mannitooli (Baxter, Utrecht, Holland), 0,33 ml deksametasooni (Centrafarm, Etten-Leur, Holland), 100 mg∕200 mg amoksitsilliini/klavulaanhapet (Sandoz BV Almere, Holland), 90 mg kreatiniini (Sigmatiniini) -Aldrich, St. Louis) ja 0,1 ml naatriumnitroprussiidi (Sigma-Aldrich, St. Louis). Plasma lisati, et saavutada hematokrit 24 protsenti. Pidev infusioon (20 ml∕h) 90 ml Aminosoli (Aminoplasmal, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Saksamaa), 1 ml insuliini (NovoRapid®, Novo Nordisk, Bagsværd, Taani) ja 3 ml vesinikkarbonaadi segu. hooldatud. Süsinik (95% O2 ja 5% CO2) tarniti läbi oksügenaatori voolukiirusega 500 ml∕min. Täielik NMP seadistus on näidatud joonisel 1.

2.3 Laser speckle kontrastkujutise seadistamine

LSCI põhineb koherentse laservalguse põhimõttel, mis hajub koest tagasi, moodustades detektorile täpilise mustri. Selle tagasihajutatud valguse faasinihe tulemuseks on juhuslik interferentsmuster, nn täpid. Liikumise tõttu koes, st punaste vereliblede liikumisel, hakkab interferentsimuster kõikuma, põhjustades dünaamilise täppide mustri, mida detektori piiratud säriaeg hägustab. Täpikontrast K arvutatakse võrrandi abil. (1).

kus on intensiivsuse I standardhälve keskmisest intensiivsusest hIi, mis on arvutatud ruumis ja/või ajas konvolutsiooniakna kohta. LSCI seadistus koostati Lapvas-imaging (LIMIS Development BV, Leeuwarden, Holland) analüüsitarkvara põhjal, mida meie rühm on varem näidanud soolestiku mikrovaskulaarse verevoolu kvalifitseerimiseks in vivo isheemia/reperfusioonikatsete ajal.15 Monokroomkaamera ( CM-200GE®, Jai, Kopenhaagen, Taani) asetati fikseeritud 3D-prinditud hoidikusse, et tagada kaamera ja laseri kauguse ja langemisnurga muutumatus (joonis 1). Kaamera ja neeru vaheline kaugus oli 20 cm, mille FOV oli 19 × 14 cm. Objektiivi (LM12JC®, Kowa, Düsseldorf, Saksamaa) f-arvuks määrati 7, mille tulemuseks oli ~2 pikslit täpi kohta, mis rahuldas seega Nyquisti kriteeriumi.16 Spekulaarsete peegelduste minimeerimiseks lisati polarisaatorfilter. Pildid olid 1624 × 1236 pikslit ja salvestati 3,125 kaadrit∕s ja säriajaga 40 ms. Pikslite pikslite intensiivsuse saavutamiseks on vaja pikemat säritusaega väikese võimsusega laseri ja suure FOV-i kombinatsiooni tulemusena. Pilte analüüsiti, kasutades ajakeskmistatud ruumilist LSCI algoritmi ruumilise 7 × 7 libiseva akna ja 7 kaadri ajalise aknaga. Punase fiibriga sidestatud laserdiood (λ ¼ 638 nm, 200 mW; Lionix International, Enschede, Holland) ühendati kollimeeriva läätsega optilise kiuga (12 mm ∅, − 12 mm FL-katteta topeltnõgus lääts, Edmund Optics, New Jersey, Ameerika Ühendriigid) distaalses otsas. Laser paigaldati fikseeritud vardale ja seadistati väljundvõimsusele 120 mW. Kogu seade (joonis 1) asetati pimendatud kasti, et blokeerida kogu ümbritsev valgus. Katsete ajal genereeriti ja kuvati reaalajas 2D-perfusioonikaardid, samal ajal kui töötlemata täpikujutised salvestati edasiseks võrguühenduseta järeltöötluseks.

cistanche kasu: neeruhaiguste ravi

2.4 Hemodünaamilised katsed

Oleme koostanud nelja hemodünaamilise katse komplekti, et uurida LSCI-d kui elundi perfusiooni mõõtmise vahendit (joonis 2). Kõigi katsete ajal mõõdeti temperatuuri, rõhku, (arteriaalset) RBF-i ja neerutakistust. Seejärel mõõtsime LSCI abil kortikaalset perfusiooni. Need katsed kavandati selleks, et uurida võimet teha vahet hästi ja halvasti perfuseeritud kudede vahel aja jooksul (peatükid 2.4.1 kuni 2.4.3) ning analüüsida tehnikate võimet teha vahet lokaalsel perfusioonipuudulikkusel, st ruumilisel eraldusvõimel ja kiirus, millega see tuvastatakse, st ajaline eraldusvõime (peatükid 2.4.3 ja 2.4.4). Neid katseid korrati viie erineva neeruga. Eraldi täiendavas neerus oleme teostanud samaaegselt RBF, LSCI ja külgvoolu tumeda välja (SDF) kujutise, tehes samal ajal korduvat lokaalset isheemiat ja kolme gaasiboolussüsti (punkt 2.5).

2.4.1 Reperfusioonikatse

RBF ja LSCI väärtuste vahelise seose kinnitamine on kliinilises kasutuses ülioluline. Peale sarnasuse neerusiirdamise ajal toimuva reperfusiooniga võib see katse anda meile ülevaate RBF ja LSCI väärtuste korrelatsioonist madala ja suure vooluga väärtustes vastavalt katse alguses ja lõpus. Pärast HMP-d ja külma loputamist 500 ml 0,9-protsendilise NaCl-ga paigaldati neer NMP elundikambrisse, soojendades 60 minutit rõhuga 85 mmHg ja sinusoidaalse vooluga sagedusega 60 Hz füsioloogilise olukorra jäljendamiseks. Selle tunni jooksul soojeneb neer 4 kraadilt 37 kraadini.

2.4.2 Voolukatse

Sarnaselt reperfusioonikatsega (peatükk 2.4.1) võib see katse anda meile sammhaaval ja kontrollitud viisil ülevaate RBF ja LSCI väärtuste vahelisest korrelatsioonist. Selle katse jaoks lülitati vool sinusoidselt perfusioonilt konstantsele voolule, et tagada stabiilne lineaarne vool ilma sinusoidaalset mustrit segamata. Vooluhulk määrati kiirusele 200 ml∕ min. Katse alustati kiirusega 150 ml∕min juhuks, kui neer ei saavutanud pärast soojendusfaasi voolu 200 ml∕min. Voolu vähendati sammuga 50 ml∕min iga 4 minuti järel. Seejärel suurendati voolu 50 ml∕min sammuga kuni algtasemeni, kui jõuti vooluni 50 ml∕min. See katse viidi läbi kaks korda järjest iga neeruga.

2.4.3 Lokaalne isheemia

Võiksime hinnata võimet eristada FOV-s hästi ja mitteperfuseeritud kudesid, kutsudes esile kohaliku isheemilise piirkonna. Kiirus, millega saab visualiseerida suurt lokaalset perfusioonierinevust, annab märku kliinilisest lisaväärtusest soovimatu lokaalse perfusioonidefitsiidi korral neerusiirdamise ajal. Kateeter (4F arteriaalne embolektoomia kateeter, Edward Lifescience, Irvine, Ameerika Ühendriigid) sisestati neeruarterisse enne NMP-d ja õmmeldi neeruarteri alumisse bifurkatsiooni. Kateeter pumbati täis, kutsudes esile kohaliku isheemia ühes neeru osas. Isheemia kutsuti esile kaks korda. Esimesel korral järgnes lühikesele 5-min soojale isheemilisele perioodile 10-minutiline taastumisaeg. Teisel korral järgnes pikale 15-min soojale isheemilisele perioodile 40-minutiline taastumisaeg.

2.4.4 Gaasimullide infusioon

Kuigi lokaalne isheemia (punkt 2.4.3) põhjustab suurt perfusioonipuudust, testib see katse võimet eristada neid lokaalse reperfusiooni piirkondi ja neid õigeaegselt jälgida. Arteriaalse gaasibooluse infusioon kutsub esile lühikese täieliku isheemia, millele järgneb väike lokaalne reperfusioon koos lõpuks neeru täieliku reperfusiooniga. Gaas moodustab veresoones emboolia. Need emboolid takistavad vere läbimist ja takistavad seeläbi perfusiooni. Kui gaas lahustub perfusioonikeskkonnas, kaob emboolia ja perfusioon ilmub uuesti. Kiirus, millega see juhtub, sõltub süstitavast gaasist ja selle suhtelisest lahustuvusest (st O2 ja CO2 lahustuvad kiiremini kui N2). Viimase katsena süstiti arterisse 4 ml vastavaid gaase. Esmalt O2-ga, seejärel iga 10 minuti järel süsivesiku (95 protsenti O2 ja 5 protsenti CO2), ruumiõhku ja N2-ga.

2.5 külgvoolu tumevälja kujutise katsed

SDF-kujutisega saab jälgida üksikute punaste vereliblede liikumist, võimaldades kvantitatiivselt mõõta verevoolu ja tuvastada peeneid mikrovaskulaarseid muutusi.17–19 SDF-pildistamine on kontaktmeetod, mille FOV on suhteliselt väike, ~1 mm2. Seadme kogusuurendus on 750×. Läbitungimissügavus on umbes 750 μm. Väike FOV kombinatsioonis madalaga

läbitungimissügavus ja asjaolu, et see on kontaktmeetod, muudab SDF-kujutise visualiseerimiseks või RCM-i jaoks vähem ideaalseks. Süsteemi kiirgav roheline valgus hajub läbi kudede ja neeldub punaste vereliblede hemoglobiini poolt, mille tulemuseks on tumedad RBC-d erinevalt taustkoest. SDF-pildi kasutamine verevoolu kvantitatiivse mõõdikuna võimaldab meil võrrelda RBF-i ja LSCI-d SDF-iga. Siiski tuleb märkida, et RBF mõõdab nii kortikaalset kui ka medulaarset verevoolu, samas kui LSCI ja SDF mõõdavad ainult RCM-i, erinevus on täisvälja (LSCI) võrreldes väikese FOV-ga (SDF). SDF-mikroskoopi (MicroScan Video Microscope System, MicroScan BV, Amsterdam, Holland) hoiti paigal, kasutades statiivi, mis oli ühendatud laborilauaga, et minimeerida liikumisartefakte. Statiivil on X- ja Y-telje täppisreguleerimiskruvid, et asetada mikroskoop neerukoorega risti, tekitamata survet tekitavaid artefakte. SDF-mikroskoobi ots oli kaetud plastkorgiga. Pildid salvestati 10 kaadrit∕s eraldusvõimega 720 × 576 pikslit. Videosignaal digitaliseeriti S-VHS-i USB-kaadrihaarde abil ja salvestati arvutisse edasiseks võrguühenduseta töötlemiseks. SDF-mikroskoobis kasutatakse pulseerivaid rohelisi valgusdioode, mis asetatakse mikroskoobi otsas oleva laenguga ühendatud seadme ümber. Andmeid analüüsiti kohandatud tarkvaraga (Matlab, Mathworks, Natick, Massachusetts), mis arvutas keskmise pikslite intensiivsuse (MPI) kogu kaadri piires, võttes keskmise pikslite intensiivsuse. MPI on punaste vereliblede arvu mõõt. Kuna punaste vereliblede arv kaadris suureneb, tumenevad kujutised, mistõttu on MPI RBC-de arvu suhteline mõõt (video 3). Lasertäppide perfusiooniseadmete (LSPU) huvipakkuv piirkond asetati SDF-kaamerast 1 cm kaugusele.

Neerukapsel tuli SDF-mikroskoobi otsast lokaalselt eemaldada, et saaks katsete selles osas RCM-i pildistada. SDF-pildistamine, RBF-i mõõtmised ja LSCI viidi läbi samaaegselt ainult ühes neerus, kuna RCM-i pildistamine SDF-kujutise abil on keeruline. Viidi läbi viis järjestikust lühikeste lokaalse isheemiakatsete kordust, millele järgnes kolm gaasisüsti hapnikuga, üks toaõhuga ja üks lämmastikuga.

2.6 Andmete analüüs

Andmed on esitatud keskmise SD-na, kui pole märgitud teisiti. Korrelatsioonid LSCI vahel LSPU (AU) ja RBF (ml/min) ning SDF vahel MPI-s (AU) arvutati, kasutades määramiskoefitsienti R2. Kasutati kohaldatavaid parameetrilisi paariteste. p-väärtus<0.05 was="" considered="" statistically="" significant.="" the="" experiments="" described="" in="" sec.="" 2.4="" were="" repeated="" five="" times="" to="" rule="" out="" unique="">

cistanche tubulosa ekstrakt on kasulik neerudele

3 tulemust

Kuue tapamaja neeru keskmine kaal oli 338.1 24.0 g.

3.1 Reperfusioonikatse

Reperfusioonikatse viidi läbi viis korda viies neerus. Tunni jooksul soojenesid kõik neerud 37 kraadini, mis tõi kaasa RCM tõusu (joonis 3.). See katse näitas sarnasust reperfusiooniga neerusiirdamise ajal. Korrelatsioon normaliseeritud LSPU (AU) ja RBF (ml/min) vahel oli R2 ¼ 0.94 0.02 (p < 0,0001).="" hea="" korrelatsioon="" võib="" olla="" seletatav="" neeru="" kalduvusega="" eraldada="" verd="" kõigepealt="" ajukoorele,="" mis="" on="" vool,="" mida="" mõõdame="" lsci="">

3.2 Voolukatse

Voolukatse viidi läbi 10 korda viies neerus. Normaliseeritud LSPU (AU) ja RBF (ml/min) R2 oli 0.59 0,31 (p > 0,05). Kogu RBF-i muutusele ei järgnenud sarnast muutust ajukoores (st RCM-is), mille tulemuseks oli mõõdukas korrelatsioon. Nagu on näha joonisel 4, näib olevat hemodünaamiline reaktsioon, mis suunab voolu ajukooresse. Ilmne hemodünaamiline reaktsioon ilmnes, kui RBF-i vähendati madala vooluga olekus (∼ 100 ml∕ min). Kui RBF-i suurendati, täheldati klassikalist lühiajalist reperfusiooni ületamist.

3.3 Lokaalne isheemia

Kohaliku isheemia katse viidi läbi viie neeruga. Katse ebaõnnestus kahe neeru puhul; üks balloonkateetri rikke tõttu ja teine ​​isheemilise piirkonna ilmnemise tõttu neeru tagumises osas. Tüüpilised pildid on näidatud joonistel fig. 5(a) ja 5(b). Andmed on kujutatud tulpdiagrammidena joonisel 5(c) ja huvipakkuva isheemilise piirkonna tüüpiline jälg on näidatud joonisel 5(d). Lühikese (5 min) ja pika (15 min) isheemilise perioodi tulemused on toodud tabelis 1. Lühike ja pikk isheemiline periood ei näidanud olulisi erinevusi. Lähteväärtus on ajavahemik enne lokaalse isheemia esilekutsumist. Isheemia on isheemilise perioodi keskmine. Reperfusioon on maksimaalne väärtus vahetult pärast lokaalse isheemia vabanemist ja oklusioonijärgne oklusioon on reperfusioonijärgse aja keskmine. LSPU väärtused normaliseeritakse võrreldes algtasemega.

3.4 Gaasimullide infusioon

Gaasimulli infusioon viidi läbi üks kord viiele neerule ja seda iseloomustas aeglane lokaalne RCM-i tagasitulek, nagu on kujutatud joonisel 6. Andmed on toodud tabelis 2, kus LSPU suhteline langus on arvutatud võrreldes algtasemega. . Tõusuaeg on defineeritud kui aeg, mis kulub LSPU-l algtasemele naasmiseks. Lämmastiku puhul oli see pikem kui 600 s ja seega ei saanud täpset tõusuaega mõõta. R2 arvutati LSPU (AU) ja RBF (ml/min) abil. Andmed on visualiseeritud tulpdiagrammidena joonistel fig. 7(a) ja 7(b) keskmise languse ( protsenti ) ja tõusuaja (s) jaoks. Joonisel fig 7 (c) on näidatud selle katse jaoks tüüpilised LSCI jäljed ühes neerus.

3.5 Sidestream Dark-Field pildistamise võrdlus

Lokaalse isheemia, hapniku, ruumiõhu ja lämmastiku süstimise tulemused on näidatud tabelis 3. Kõik katsed viidi läbi sama neeruga. LSCI pseudovärvipiltide ja vastavate SDF-piltide tüüpiline näide on näidatud joonisel 8 ja videol 3. SDF-LSPU näitas parimat üldist korrelatsiooni võrreldes LSPU-RBF ja SDF-RBF R{7}}väärtustega .

tsitanche ekstrakt krooniliste neeruhaiguste raviks

4 Arutelu

Anname ülevaate RCM-i visualiseerimisest, kasutades ex vivo perfuseeritud inimese suurusega sigade tapamaja neerusid erinevates isheemia / reperfusiooni mudelites. Kohalikud reperfusioonikatsed näitasid kõrget korrelatsiooni LSCI ja SDF vahel, mis on parem kui LSCI korrelatsioonid RBF-iga. Hea korrelatsioon LSCI ja SDF vahel rõhutab LSCI kõrget ajalist ja ruumilist eraldusvõimet selle võimes visualiseerida RCM-i. LSCI ei näita mitte ainult selget vahet perfuseeritud ja perfuseerimata kudede vahel, vaid jälgib reaalajas ka mööduvat isheemiat, mis on põhjustatud erinevate absorptsiooniomadustega gaaside süstimisest. Siiski tuleks kliinilises uuringus täiendavalt uurida pinnalähedase kortikaalse mikroperfusiooni jälgimise mõju kliiniliste otsuste tegemisele.

Reperfusioonikatse näitas kõrget korrelatsiooni RBF ja LSCI vahel, mis näitab, et reperfusiooni pärast isheemiat neerusiirdamise ajal saab jälgida LSCI abil. Sellel on tavapäraste intrarenaalsete sondide ees eelis, kuna see suudab varakult tuvastada lokaalset perfusioonipuudust. Väikest erinevust RBF ja LSCI vahel võib potentsiaalselt seletada neeru ümberjaotusmehhanismiga, kuna medulla ja ajukoore perfusioon on dünaamiline protsess ja seda mõjutavad hemodünaamilised tegurid. Meie andmed on näidanud, et stabiilne RBF võrdub stabiilse kortikaalse perfusiooniga, kuna ajukoore ja medulla perfusioon võivad aja jooksul muutuda ja on üksteisest sõltumatud (nt kui RBF ei muutu, suudab LSCI siiski tuvastada lokaalset perfusiooni defitsiit).

Kogu RBF-i astmelise muutusega voolukatse ajal näitas LSCI ainult mõõdukat korrelatsiooni kogu RBF-iga. Me oletame, et ajukoore funktsionaalne kude säilib medulla voolu vähenemise arvelt vastusena RBF vähenemisele. See tooks kaasa voolu ümbersuunamise ajukooresse (st RCM-i).20 Meie andmetel suurenes RBF-i vähendamisel RCM järk-järgult pärast iga kogu RBF-i langust autoregulatsiooni tulemusena RCM-i kasuks. Kui aga RBF-i väikese vooluhulga korral suurendati, ilmnes vastupidine.

Kohalik isheemia oli reaalajas otseülekandes kohe näha. Katsel on hea korrelatsioon nii lühikese kui ka pika isheemilise perioodi kohta, mis on võrreldav LSCI-SDF võrdluse käigus leitud korrelatsiooniga. Seda võib seletada asjaoluga, et ümberjaotamiseks pole verd, seega on voolu vähenemine võrdeline RBF-iga. See eristab koheselt hästi ja mitteperfuseeritud kudesid, samas kui nähtav koe värvimuutus võtab kaua aega. Sellel LSCI kiirel ja täpsel RCM-i hindamisel on potentsiaalne kliiniline mõju. Näiteks Hoffman jt 9 teatasid inimsilmale märkamatust perfusioonipuudusest, mida saab taastada elundi ümberpaigutamisel niudeluuõõnes. LSCI võime ajutiselt jälgida erinevate gaaside infusiooni erinevate neeldumisomadustega näitab kõrget ruumilist ja ajalist eraldusvõimet. Seda näitab hea korrelatsioon LSCI-SDF ja halb korrelatsioon LSCI-RBF vahel. Suhteliselt pika perioodi jooksul, enne kui lämmastik veres lahustub, taastub RBF aeglaselt, samal ajal kui ajukoorel kulub täieliku verevoolu taastamiseks rohkem aega. Selle tulemuseks on suhteliselt halb korrelatsioon, mis rõhutab LSCI kasutamise tähtsust.

Nagu varem mainitud, visualiseerib SDF-kujutis otseselt üksikuid RBC-sid. LSCI võrdlemine nii SDF kui ka RBF-iga annab meile väärtuslikku teavet LSCI abil mõõdetud perfusiooni kohta. Neeru SDF-pildistamine on aga tüütu ja nõuab neerukapsli eemaldamist, mistõttu see ei sobi kliiniliseks praktikaks. LSCI ja SDF vahelised head korrelatsioonid näitavad seega, et LSCI võib anda väärtuslikku teavet, mille eeliseks on see, et see on mittekontaktne ja täisvälja pildistamise meetod.

Oluline kliiniline vajadus, mille puhul LSCI-d saab hõlpsasti rakendada, on elundite siirdamine. Kuna pikaajaline anastomoosiaeg kahjustab elundi kvaliteeti,21 võib pinnalähedase RCM-i kiire ja lihtne visualiseerimine aidata parandada siirdamistulemusi, eriti kuna mikroperfusiooni varase intraoperatiivse seisundi ja operatsioonijärgsete tulemuste vahel on seos.1–4 Hüpoteesime, et isheemiliste piirkondade ja veresoonte obstruktsioonide viivitamatu visualiseerimine vahetult pärast elundi reperfusiooni võib aidata kirurgil kliiniliste otsuste tegemisel. Siiski tuleb seda kliinilistes uuringutes täiendavalt uurida. Sellel operatsioonisisesel pildil on potentsiaal vähendada kordusoperatsioonide määra võrreldes praeguse kliinilise standardiga operatsioonijärgse pildistamise, näiteks duplekssonograafiaga. Näidates kirurgile otse, kas ja kus on perfusioonipuudulikkus, saab võtta vastumeetmeid. See ei hõlma mitte ainult siirdamisoperatsioone, vaid kõiki operatsioone, kus huvi pakub kogu elundi perfusioon.

LSCI kasutamist on juba kirjeldatud roti neerudes, 22–28, kuid kirjandust selle kasutamise kohta inimese suuruste neerude puhul veel ei ole. Kliiniline rakendus oleks teostatav, kuna LSCI-d on kliinilises keskkonnas juba kasutatud.15

Üks peamisi väljakutseid, mis tuleb ületada enne LSCI kasutuselevõttu kliinilises praktikas, on liikumisartefaktid.29 Nende katsete jaoks oleme fikseerinud neeru pipetiotsikute abil, et kõrvaldada liikumise võimalik mõju. Kuid in vivo allub neer siirdamise ajal hingamise liikumise ja südame pulsatsiooni tõttu liikumisele. Teised on püüdnud sellest üle saada, kasutades fiducial markereid.30,31 See lahendus ei ole soovitav neerusiirdamisel, kuna fidutsiaalmarkeri kinnitamine on invasiivne. Teine potentsiaalne piirang on LSCI madal läbitungimissügavus, olenevalt lainepikkusest, ligikaudu 0,4–1 mm.32,33 Sellegipoolest ei piira see LSCI kasutamist, kuna meie andmed näitavad, et isheemia on RCM-is vahetult tuvastatav.

5 Järeldus

Ex vivo masinaga perfuseeritud inimese suurusega sea neerudega suutis LSCI tuvastada RCM-i lokaalseid muutusi kõrge ruumilise ja ajalise eraldusvõimega. Erinevates lokaalse isheemia seadistustes korreleerus LSCI hästi SDF-pildiga. Siiski ei ole LSCI alati täielikult korrelatsioonis kogu RBF-iga, kuna verevoolu heterogeensus medullaarse ja kortikaalse mikrotsirkulatsiooni vahel rõhutab lisandväärtust tavapäraste arteriaalse voolu anduritega võrreldes. LSCI rakendamine siirdamisoperatsiooni ajal võib aidata varakult koostada sobiva raviplaani vahetult pärast elundi reperfusiooni.

Tistanche neerupuudulikkuse vältimiseks klõpsake proovi saamiseks siin

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

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

E. Christiaan Boerma Groningeni ülikool, Fryslâni ülikoolilinnak, Leeuwarden, Holland

b Groningeni ülikooli meditsiinikeskus, kirurgiaosakond, Groningen,

Holland cLIMIS Development BV, Leeuwarden, Hollandi Groningeni ülikooli meditsiinikeskus, patoloogia ja meditsiinibioloogia osakond,

Groningen, Holland eZiuZ Visual Intelligence, Gorredijk, Hollandi fMedical Center Leeuwarden, intensiivravi osakond, Leeuwarden, Holland

Tänuavaldused

Seda tööd toetas Samenwerkingsverband Noord Nederlandi (SNN) teadmiste ja innovatsiooni fond grandi nr KEI18PR004 raames.

Viited

1. TWL Scheeren et al., "Intraoperatiivse neerukoe hapnikusisalduse mõõtmise prognostiline väärtus varase neerusiirdamise funktsiooni korral", Transpl. Int. 24(7), 687–696 (2011).

2. V. Schmitz et al., "Varasemate mikrotsirkulatsiooni muutuste in vivo visualiseerimine pärast isheemiat/reperfusioonikahjustust inimese neeru siirdamisel", Eur. Surg. Res. 40(1), 19–25 (2008).

3. R. Hattori et al., "Siirdatud inimese neeru kortikaalse peritubulaarse kapillaari otsene visualiseerimine koos reperfusioonikahjustusega suurendava endoskoopia abil", Transplantation 79 (9), 1190–1194 (2005).

4. M. Angelescu et al., "Neerutransplantaadi funktsiooni hindamine kortikaalse mikrotsirkulatsiooni perioperatiivse jälgimise teel neerusiirdamisel", Transplantation 75(8), 1190–1196 (2003).

5. U. Rother et al., "Dosing of Indocyanine green for intraoperative laser fluorescence angiography in neeru transplantation", Microcirculation 24(8) (2017).

6. CJ Lumsden et al., "Vaskulaarne vahetus neerus: piirkondlik iseloomustus mitme indikaatortomograafia abil", Circ. Res. 72(6), 1172-1180 (1993).

7. NJ Crane et al., "Tõendid heterogeense kudede hapnikuga varustamise kohta: neeruisheemia/reperfusioonikahjustus suurel loomal", J. Biomed. Opt. 18(3), 035001 (2003).

8. R. Król jt, "Neerutransplantaadi arteri transoonilise vooluhulgamõõturiga mõõdetud operatsioonisisene resistentsuse indeks võib ennustada transplantaadi varajast ja pikaajalist funktsiooni," Transplant. Proc. 43(8), 2926–2929 (2011).

9. C. Hoffmann et al., "Neeru allotransplantaadi perfusiooni operatsioonisisene hindamine laser-assisteeritud indotsüaniini rohelise fluorestsentsi videoograafia abil", Transplant. Proc. 42(5), 1526–1530 (2010).

10. U. Rother et al., "Mikroperfusiooni kvantitatiivne hindamine indotsüaniinirohelise angiograafia abil neerusiirdamisel meenutab kroonilisi morfoloogilisi muutusi neeruproovides", Microcirculation 26(3), e12529 (2019).

11. EL Towle et al., "Indotsüaniinirohelise angiograafia ja lasertäppide kontrastkujutise võrdlemine veresoonte perfusiooni hindamiseks", Neurosurgery 71 (5), 1023–1031 (2012).

12. AF Fercher ja JD Briers, "Voolu visualiseerimine ühe säritusega täppide pildistamise abil", Opt. Commun. 37(5), 326–330 (1981).

13. H. Maassen et al., "Hydrogen sulfide-induced hypometabolism in Human-Size porcine neerus", PLoS One 14(11), e0225152 (2019).

14. MBF Pool et al., "Keemiliselt kahjustatud sea neerude normotermiline masinperfusioon koos autoloogsete, allogeensete sea ja inimese punaste verelibledega", PLoS One 15(3), e0229566 (2020).

15. W. Heeman et al., "Laser speckle kontrastkujutise rakendamine laparoskoopilises kirurgias", Biomed. Opt. Express 10(4), 2010 (2019).

16. SJ Kirkpatrick, DD Duncan ja EM Wells-Gray, "Tähnide ja pikslite suuruse sobitamise kahjulikud mõjud lasertäppide kontrastkujutises", Opt. Lett. 33(24), 2886 (2008).

17. AFJ de Bruin et al., "Kas külgvoolu tumeda välja (SDF) pildistamine suudab tuvastada peeneid mikrovaskulaarseid muutusi soolestikus kolorektaalse operatsiooni ajal?" Tehn. Koloproktool. 22(10), 793–800 (2018).

18. AFJ de Bruin et al., Sidestream dark-field imaging of the serosal microcirculation during gastrointestinal surgery, Color. Dis. 18(3), O103–O110 (2016).

19. ALM Tavy et al., "Soole limaskesta ja seroosne mikrotsirkulatsioon planeeritud anastomoosi ajal kõhuõõneoperatsiooni ajal", Eur. Surg. Res. 60 (5–6), 248–256 (2020).

20. RG Evans et al., "Hemodünaamilised mõjud neerude hapnikuga varustamisele: integratiivse füsioloogia kliinilised tagajärjed", Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 40 (2), 106–122 (2013).