Visualisasi Masa Nyata Mikroperfusi Renal Menggunakan Pengimejan Kontras Bintik Laser

Hubungi: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mel: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 dan E. Christiaan Boerma f

Abstrak

Kepentingan:Parameter intraoperatif bagibuah pinggangmikroperfusi kortikal (RCM) telah dikaitkan dengan kecederaan iskemia/reperfusi selepas pembedahan. Pengimejan kontras bintik laser (LSCI) boleh memberikan maklumat berharga dalam hal ini dengan kelebihan berbanding standard penjagaan semasa sebagai teknik pengimejan tanpa sentuhan dan medan penuh.

Matlamat:Kajian kami bertujuan untuk mengesahkan penggunaan LSCI untuk visualisasi RCM pada khinzir bersaiz manusia ex vivo per-fusedbuah pinggangdalam pelbagai model perubahan hemodinamik.

Pendekatan: Perbandingan dibuat antara tigabuah pingganglangkah perfusi: LSCI, jumlah aliran darah renal arteri (RBF), dan pengimejan medan gelap aliran sisi (SDF) dalam tetapan iskemia/reperfusi yang berbeza.

Keputusan:LSCI menunjukkan korelasi yang baik dengan RBF untuk percubaan reperfusi ({{0}}.94 0.02; p < {{10}}.{{="" 15}}0{{20}}1)="" dan="" iskemia="" setempat="" yang="" pendek="" dan="" tahan="" lama="" (0.90="" 0.03;="" p="">< 0.0001="" dan="" 0.="" 81="" 0.08;="" p="">< 0.0001,="" masing-masing).="" korelasi="" menurun="" untuk="" situasi="" aliran="" rendah="" disebabkan="" pengagihan="" semula="" rbf.="" korelasi="" antara="" lsci="" dan="" sdf="" (0.81="" 0.10;="" p="">< 0.0001)="" menunjukkan="" keunggulan="" berbanding="" rbf="" (0.54="" 0.22;="" p=""><>

Kesimpulan:LSCI mampu untuk pengimejan RCM dengan resolusi spatial dan temporal yang tinggi. Ia boleh mengesan defisit perfusi tempatan serta-merta, yang tidak mungkin dilakukan dengan standard penjagaan semasa. Perkembangan selanjutnya LSCI dalam pembedahan pemindahan boleh membantu dengan membuat keputusan klinikal.

Kata kunci:pengimejan kontras bintik laser; pemindahan;buah pinggang; pengimejan medan gelap aliran sisi;buah pinggangmikroperfusi.

Cistanche deserticola menghalangbuah pinggangpenyakit, klik di sini untuk mendapatkan sampel

1. Pengenalan

Intraoperatif-terhalangbuah pinggangmikroperfusi kortikal (RCM) semasa, sebagai contoh, anastomosis telah dikaitkan dengan komplikasi pasca operasi yang berkaitan dengan iskemia/reperfusi-kecederaan.

Lain-lain telah menunjukkan potensi pengimejan perfusi berhampiran permukaan untuk ramalan komplikasi selepas pembedahan, termasuk pengurangan pelepasan kreatinin, fungsi cantuman tertunda, dan juga penolakan cantuman.1–4 Oleh itu, adalah boleh difikirkan bahawa pemantauan intraoperatif RCM menggunakan kaedah pengimejan optik mungkin menyokong pembuatan keputusan pembedahan, yang boleh membawa kepada perfusi yang lebih baik semasa reperfusi organ dan berpotensi menyumbang kepada pengurangan hasil pasca operasi yang tidak menguntungkan.

Nilai teknik biasa, seperti sonografi dupleks selepas pembedahan atau arteribuah pinggangprobe aliran darah (RBF), untuk memantau jumlah RBF dihadkan oleh fakta bahawa teknik tersebut tidak mengambil kira heterogeniti perfusi tempatan.5 Ia berdasarkan salah tanggapan bahawa jumlah RBF secukupnya mencerminkan RCM.6 Oleh itu, penggunaan teknik yang boleh mengesan heterogeniti aliran darah lebih diutamakan.7 Sonografi dupleks pasca operasi mempunyai keupayaan untuk mengesan defisit perfusi tempatan8 dan telah disahkan dalam beberapa kajian. Walau bagaimanapun, aplikasi amnya dihadkan oleh kebergantungan pengendali yang besar.5 Lain-lain melaporkan tentang penggunaan kaedah pengimejan kenalan untuk memvisualisasikan secara langsung dan mengukur pergerakan sel darah merah (RBC).2,3 Kaedah ini membuahkan hasil yang menjanjikan mengenai nilai potong tertentu untuk fungsi cantuman tertunda, tahap kreatinin selepas operasi, atau penolakan allograft dengan pengukuran RCM dilakukan sejurus 5 minit selepas reperfusi.1–4 Had utama kaedah ini ialah medan pandangan (FOV) yang kecil (~ 1 mm2) dalam yang mana RCM boleh divisualisasikan. Baru-baru ini, pengimejan pendarfluor hijau indocyanine (ICG) telah diperkenalkan untuk menilai RCM dan untuk mengaitkannya dengan hasil klinikalbuah pinggangpemindahan.5,9,10 Walau bagaimanapun, pendarfluor ICG sukar untuk dikira10 dan kehadiran isyarat pendarfluor tidak serta-merta membayangkan organ yang mempunyai perfusi yang baik.11 Pemberian pewarna pendarfluor, yang diperlukan setiap kali perfusi diukur, juga menghalang prosedur pembedahan.

Sehingga kini, alat pengimejan intraoperatif objektif yang boleh membantu menggambarkan RCM semasa pembedahan masih tiada. Dalam makalah ini, kami melaporkan tentang penggunaan pengimejan kontras bintik laser (LSCI), teknik pengimejan medan penuh masa nyata, bukan sentuhan, dengan FOV besar yang boleh menggambarkan aliran darah dalam tisu tanpa pemberian pewarna pendarfluor. ,12 untuk memantau RCM dalam babi bersaiz manusiasemula. Kami berhasrat untuk mengesahkan penggunaan LSCI sebagai alat untuk pengukuran reperfusi organ semasa beberapa model perubahan hemodinamik.

apakah cistanche digunakan untuk: merawat penyakit buah pinggang

2. Bahan-bahan dan cara-cara

2.1 Buah Pinggang Rumah Sembelih

Enam buah pinggang babi yang diambil di rumah penyembelihan diperolehi dari rumah penyembelihan tempatan. Babi (babi Dutch Landrace betina, berumur kira-kira 5 bulan dengan berat purata 130 kg) telah disembelih untuk tujuan penggunaan dan dikendalikan mengikut prosedur undang-undang yang standard. Babi itu terperanjat akibat elektrik dan mati akibat keletihan. Kira-kira 2 liter darah dikumpulkan dalam bikar dengan 25,000 IU heparin (LEO Pharma A/S, Ballerup, Denmark) semasa exsanguination. Buah pinggang dikeluarkan dari mayat secara en bloc, arteri renal dibedah bebas, dan tisu di sekeliling dikeluarkan. Buah pinggang kiri digunakan untuk semua eksperimen memandangkan bahagian ini menunjukkan bifurkasi arteri yang lebih jelas kelihatan. Selepas 30 minit iskemia hangat (iaitu, masa antara berhentinya peredaran darah dan permulaan siram sejuk), buah pinggang disiram dengan 500 ml garam 4 darjah sejuk. Seterusnya, buah pinggang dipasang di dalam pemegang buah pinggang dan diletakkan pada perfusi mesin hipotermik (HMP) (Pengantar Bantuan Buah Pinggang, Bantuan Organ, Groningen, Belanda) pada suhu 4 darjah dan diperas selama tiga setengah jam pada tekanan purata 25 mmHg. HMP telah beroksigen (100 peratus O2) pada kadar 100 ml∕min.

2.2 Perfusi Mesin Normotermik

Persediaan perfusi mesin normotermik (NMP) diterangkan secara terperinci di tempat lain,13 menggunakan kepala pam emparan (Deltastream DP3, MEDOS Medizintechnik AG, Heilbronn, Jerman) yang dikawal oleh perisian yang dibangunkan dalaman (Sophisticate, Labview, National Instruments, Austin). , Amerika Syarikat).14 Perisian ini bukan sahaja membolehkan kedua-dua aliran dan perfusi terarah tekanan tetapi juga membolehkan untuk bertukar antara aliran sinusoidal berdenyut dan aliran malar.

Suhu dikawal menggunakan sistem pemanas air Jubalo dan ditetapkan pada 37 darjah . Penukar haba bersepadu (HILITE 1000®, MEDOS Medizintechnik AG, Heilbronn, Jerman) telah dibina dalam pengoksigen. Penderia aliran ialah penderia aliran pengapit (ME7PXL clamp®, Transonic Systems Inc., Ithaca, Amerika Syarikat). Penderia tekanan ialah transduser tekanan pakai buang Truewave® (Edwards Lifesciences, Irvine, Unites States). Sebagai medium perfusi, 500 ml darah habis leukosit autologous digunakan. Darah dicairkan dengan 300 ml Ringers laktat (Baxter, Utrecht, Belanda) dan ditambah dengan 10 ml 8.4 peratus bikarbonat (B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Jerman), 10 ml 5 peratus glukosa (Baxter, Utrecht, Belanda) , 6 mg manitol (Baxter, Utrecht, Belanda), 0.33 ml dexamethasone (Centrafarm, Etten-Leur, Belanda), 100 mg∕200 mg amoksisilin/asid klavulanat (Sandoz BV Almere, Belanda), 90 mg kreatinin (Sigma). -Aldrich, St. Louis), dan 0.1 ml natrium nitroprusside (Sigma-Aldrich, St. Louis). Plasma telah ditambah untuk mencapai hematokrit sebanyak 24 peratus. Penyerapan berterusan (20 ml∕h) campuran 90 ml Aminosol (Aminoplasmal, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Jerman), 1 ml insulin (NovoRapid®, Novo Nordisk, Bagsværd, Denmark), dan 3 ml bikarbonat adalah dikekalkan. Karbogen (95 peratus O2 dan 5 peratus CO2) dibekalkan melalui pengoksigen pada kadar aliran 500 ml∕min. Persediaan NMP yang lengkap ditunjukkan dalam Rajah 1.

2.3 Persediaan Pengimejan Kontras Bintik Laser

LSCI adalah berdasarkan prinsip cahaya laser koheren yang tersebar dari tisu, yang membentuk corak bintik pada pengesan. Peralihan fasa cahaya berselerak belakang ini menghasilkan corak gangguan rawak, yang dipanggil bintik-bintik. Disebabkan pergerakan dalam tisu, iaitu, pergerakan RBC, corak gangguan mula turun naik, menyebabkan corak bintik dinamik, yang dikaburkan oleh masa pendedahan terhingga pengesan. Kontras bintik K dikira menggunakan Pers. (1).

di manakah sisihan piawai bagi keamatan I ke atas min keamatan hIi dikira pada tetingkap lilitan dalam ruang dan/atau masa. Persediaan LSCI dibina berdasarkan perisian analisis pengimejan Lapvas (LIMIS Development BV, Leeuwarden, Belanda) yang sebelum ini telah ditunjukkan oleh kumpulan kami untuk melayakkan aliran darah mikrovaskular usus semasa eksperimen iskemia/reperfusi in-vivo.15 Kamera monokrom ( CM-200GE®, Jai, Copenhagen, Denmark) diletakkan pada pemegang tetap bercetak 3D untuk memastikan ketakbolehubah dalam jarak dan sudut kejadian kamera dan laser (Gamb. 1). Jarak antara kamera dan buah pinggang ialah 20 cm dengan FOV terhasil 19 × 14 cm. Kanta (LM12JC®, Kowa, Düsseldorf, Jerman) telah ditetapkan pada f-nombor 7 menghasilkan ~2 piksel setiap bintik sekali gus memenuhi kriteria Nyquist.16 Penapis polarizer telah ditambah untuk meminimumkan pantulan spekular. Imej ialah 1624 × 1236 piksel dan dirakam dengan 3.125 bingkai∕s dan masa pendedahan 40 ms. Masa pendedahan yang lebih lama diperlukan untuk mendapatkan keamatan piksel yang mencukupi hasil daripada gabungan laser berkuasa rendah dan FOV yang besar. Imej-imej telah dianalisis menggunakan algoritma LSCI spatial purata masa dengan tetingkap gelongsor 7 × 7 ruang dan tetingkap temporal 7 bingkai. Diod laser gandingan gentian merah (λ ¼ 638 nm, 200 mW; Lionix International, Enschede, Belanda) telah digandingkan ke dalam gentian optik dengan kanta kolimat (12 mm ∅, − 12 mm FL-tak bersalut dwi-cekung kanta, Edmund Optics, New Jersey, Amerika Syarikat) di hujung distal. Laser telah dipasang pada bar tetap dan ditetapkan kepada kuasa output 120 mW. Jumlah persediaan (Rajah 1) diletakkan dalam kotak yang dihitamkan untuk menyekat semua cahaya persekitaran. Peta perfusi 2D telah dijana dan dipaparkan dalam masa nyata semasa eksperimen manakala imej bintik mentah disimpan untuk pasca pemprosesan luar talian selanjutnya.

manfaat cistanche: merawat penyakit buah pinggang

2.4 Eksperimen Hemodinamik

Kami telah mereka satu set empat eksperimen hemodinamik untuk mengkaji LSCI sebagai alat untuk pengukuran perfusi organ (Rajah 2). Semasa semua eksperimen, suhu, tekanan, RBF (arteri) dan rintangan buah pinggang diukur. Selepas itu, kami mengukur perfusi kortikal menggunakan LSCI. Eksperimen ini telah direka bentuk untuk mengkaji kuasa untuk membezakan antara tisu yang baik dan yang tidak resapan buruk dari masa ke masa (Bahagian 2.4.1 hingga 2.4.3) dan untuk menganalisis keupayaan teknik untuk membezakan antara defisit perfusi tempatan, iaitu, resolusi spatial, dan kelajuan di mana ini dikesan, iaitu, resolusi temporal (Bahagian 2.4.3 dan 2.4.4). Eksperimen ini diulang pada lima buah pinggang yang berbeza. Dalam buah pinggang tambahan yang berasingan, kami telah melakukan pengimejan RBF, LSCI, dan sidestream dark-field (SDF) secara serentak semasa melakukan iskemia tempatan berulang dan tiga suntikan bolus gas (Bahagian 2.5).

2.4.1 Eksperimen reperfusi

Mengesahkan hubungan antara nilai RBF dan LSCI adalah penting untuk kegunaan klinikal. Selain daripada persamaan dengan reperfusi semasa pemindahan buah pinggang, eksperimen ini boleh memberi kita gambaran tentang korelasi antara nilai RBF dan LSCI dalam nilai aliran rendah dan tinggi pada permulaan dan akhir eksperimen, masing-masing. Selepas HMP dan siram sejuk dengan 500 ml 0.9 peratus NaCl, buah pinggang dipasang di ruang organ NMP, memanaskan badan selama 60 minit dengan tekanan 85 mmHg dan aliran sinusoidal dengan frekuensi 60 Hz untuk meniru situasi fisiologi. Sepanjang jam ini, buah pinggang memanas dari 4 darjah hingga 37 darjah .

2.4.2 Eksperimen aliran

Sama seperti eksperimen reperfusi (Bahagian 2.4.1), eksperimen ini boleh memberi kita cerapan tentang korelasi antara nilai RBF dan LSCI secara langkah dan terkawal. Untuk eksperimen ini, aliran telah ditukar daripada perfusi sinusoidal kepada aliran malar untuk menjamin aliran linear yang stabil tanpa gangguan corak sinusoidal. Aliran ditetapkan pada kadar 200 ml∕ min. Eksperimen dimulakan pada 150 ml∕min sekiranya buah pinggang tidak mencapai aliran 200 ml∕min selepas fasa memanaskan badan. Aliran dikurangkan dengan langkah 50 ml∕min setiap 4 minit. Aliran kemudiannya ditingkatkan dengan langkah 50 ml∕min ke tahap permulaan apabila aliran 50 ml∕min dicapai. Eksperimen ini dilakukan dua kali, berturut-turut pada setiap buah pinggang.

2.4.3 Iskemia setempat

Kami boleh menilai keupayaan untuk membezakan antara tisu baik dan tidak berperfusi dalam FOV dengan mendorong kawasan iskemia tempatan. Kelajuan perbezaan perfusi tempatan yang besar boleh divisualisasikan memberikan petunjuk nilai klinikal tambahan sekiranya berlaku defisit perfusi tempatan yang tidak diingini semasa pemindahan buah pinggang. Kateter (4F arterial Embolectomy Catheter, Edward Lifescience, Irvine, Amerika Syarikat) telah dimasukkan ke dalam arteri renal sebelum NMP dan dijahit dalam bifurcation inferior arteri renal. Kateter telah melambung menyebabkan iskemia tempatan pada satu bahagian buah pinggang. Iskemia telah diinduksi dua kali. Kali pertama, tempoh iskemia panas 5-min yang singkat diikuti dengan 10-masa pemulihan min. Kali kedua, tempoh iskemia panas 15-min yang panjang diikuti dengan 40-masa pemulihan min.

2.4.4 Infusi gas-buih

Walaupun iskemia tempatan (Bahagian 2.4.3) menyebabkan defisit perfusi yang besar, eksperimen ini menguji keupayaan untuk membezakan antara kawasan reperfusi tempatan ini dan memerhatikannya dalam masa. Infusi bolus gas arteri menyebabkan iskemia lengkap pendek yang diikuti oleh kawasan kecil reperfusi tempatan dengan akhirnya reperfusi lengkap buah pinggang. Gas membentuk embolisme dalam saluran darah. Emboli ini menghalang darah daripada melalui dan dengan itu menghalang perfusi. Apabila gas larut dalam medium perfusi, embolisme hilang dan perfusi muncul semula. Kelajuan di mana ini berlaku bergantung pada gas yang disuntik dan keterlarutan relatifnya (iaitu, O2 dan CO2, larut lebih cepat daripada N2). Sebagai percubaan terakhir, 4 ml gas masing-masing disuntik ke dalam saluran arteri. Pertama dengan O2, kemudian diikuti setiap 10 minit oleh karbogen (95 peratus O2 dan 5 peratus CO2), udara bilik, dan N2.

2.5 Eksperimen Pengimejan Medan Gelap Aliran Sisi

Pengimejan SDF boleh mengesan pergerakan RBC individu yang membolehkan pengukuran aliran darah kuantitatif dan pengesanan perubahan mikrovaskular yang halus.17–19 Pengimejan SDF ialah kaedah sentuhan dengan FOV yang agak kecil iaitu ~ 1 mm2. Peranti ini mempunyai jumlah pembesaran 750×. Kedalaman penembusan adalah sekitar 750 μm. FOV kecil dalam kombinasi dengan cetek

kedalaman penembusan dan hakikat bahawa ia adalah kaedah sentuhan menjadikan pengimejan SDF kurang sesuai untuk visualisasi atau RCM. Lampu hijau yang dipancarkan oleh sistem bertaburan melalui tisu dan diserap oleh hemoglobin dalam RBC yang mengakibatkan RBC gelap berbeza dengan tisu latar belakang. Menggunakan pengimejan SDF sebagai ukuran kuantitatif aliran darah membolehkan kita membandingkan RBF dan LSCI dengan SDF. Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa RBF mengukur aliran darah kortikal dan medullar, manakala LSCI dan SDF hanya mengukur RCM dengan perbezaan medan penuh (LSCI) berbanding FOV kecil (SDF). Mikroskop SDF (Sistem Mikroskop Video MicroScan, MicroScan BV, Amsterdam, Belanda) telah diadakan menggunakan tripod yang disambungkan ke meja makmal untuk meminimumkan artifak pergerakan. Tripod mempunyai skru pelarasan ketepatan paksi X dan Y untuk meletakkan mikroskop berserenjang dengan korteks buah pinggang tanpa mendorong artifak tekanan. Hujung mikroskop SDF ditutup dengan penutup plastik. Imej telah dirakam pada 10 bingkai∕s dengan resolusi 720 × 576 piksel. Isyarat video telah didigitalkan menggunakan perebut bingkai S-VHS ke USB dan disimpan pada komputer untuk pemprosesan luar talian selanjutnya. Mikroskop SDF menggunakan diod pemancar cahaya hijau berdenyut yang diletakkan di sekeliling peranti berganding cas di hujung mikroskop. Data dianalisis menggunakan perisian tersuai (Matlab, Mathworks, Natick, Massachusetts) yang mengira keamatan piksel min (MPI) dalam keseluruhan bingkai dengan mengambil purata keamatan piksel. MPI ialah ukuran bilangan RBC. Apabila bilangan RBC dalam bingkai meningkat, imej menjadi gelap justeru MPI ialah ukuran relatif untuk bilangan RBC (Video 3). Kawasan yang menarik untuk unit perfusi bintik laser (LSPU) diletakkan 1 cm dari kamera SDF.

Kapsul buah pinggang perlu dikeluarkan secara tempatan di hujung mikroskop SDF untuk dapat menggambarkan RCM semasa bahagian eksperimen ini. Pengimejan SDF, pengukuran RBF, dan LSCI dilakukan secara serentak dalam hanya satu buah pinggang kerana sifat kompleks pengimejan RCM menggunakan pengimejan SDF. Lima ulangan berturut-turut bagi eksperimen iskemia tempatan yang pendek telah dilaksanakan diikuti dengan tiga suntikan gas dengan oksigen, satu dengan udara bilik, dan satu dengan nitrogen, masing-masing.

2.6 Analisis Data

Data dibentangkan sebagai min SD melainkan dinyatakan sebaliknya. Korelasi antara LSCI dalam LSPU (AU) dan RBF (ml/min), dan SDF dalam MPI (AU) dikira menggunakan pekali penentuan, R2. Ujian berpasangan parametrik yang digunakan telah digunakan. Nilai-p daripada<0.05 was="" considered="" statistically="" significant.="" the="" experiments="" described="" in="" sec.="" 2.4="" were="" repeated="" five="" times="" to="" rule="" out="" unique="">

ekstrak cistanche tubulosa memberi manfaat kepada buah pinggang

3 Keputusan

Purata berat enam buah pinggang rumah sembelih ialah 338.1 24.0 g.

3.1 Eksperimen Reperfusi

Eksperimen reperfusi dilakukan lima kali dalam lima buah pinggang. Sepanjang jam itu, semua buah pinggang memanaskan sehingga 37 darjah , yang membawa kepada peningkatan dalam RCM (Rajah 3.). Eksperimen ini menunjukkan persamaan dengan reperfusi semasa pemindahan buah pinggang. Korelasi antara LSPU (AU) ternormal dan RBF (ml/min) ialah R2 ¼ 0.94 0.02 (p < 0.0001).="" korelasi="" yang="" baik="" mungkin="" dijelaskan="" oleh="" kecenderungan="" buah="" pinggang="" untuk="" memperuntukkan="" darah="" ke="" korteks="" terlebih="" dahulu,="" yang="" merupakan="" aliran="" yang="" kita="" ukur="" menggunakan="">

3.2 Eksperimen Aliran

Percubaan aliran dilakukan 10 kali dalam lima buah pinggang. R2 bagi LSPU (AU) dan RBF (ml/min) ternormal ialah 0.59 0.31 (p > 0.05). Perubahan dalam jumlah RBF tidak diikuti oleh perubahan serupa dalam korteks (iaitu, RCM) menghasilkan korelasi yang sederhana. Seperti yang dilihat dalam Rajah 4, nampaknya terdapat tindak balas hemodinamik, mengalihkan aliran ke korteks. Terdapat tindak balas hemodinamik yang jelas apabila RBF dikurangkan dalam keadaan aliran rendah (∼ 100 ml∕ min). Apabila RBF dinaikkan, overshoot reperfusi jangka pendek klasik diperhatikan.

3.3 Iskemia Tempatan

Eksperimen iskemia tempatan dilakukan pada lima buah pinggang. Percubaan gagal untuk dua buah pinggang; satu disebabkan oleh kateter belon yang tidak berfungsi dan satu lagi disebabkan oleh kemunculan kawasan iskemia pada bahagian belakang buah pinggang. Imej biasa ditunjukkan dalam Rajah. 5(a) dan 5(b). Data digambarkan dalam graf bar dalam Rajah 5(c) dan kesan tipikal kawasan iskemia yang diminati dipaparkan dalam Rajah 5(d). Keputusan tempoh iskemia pendek (5 min) dan panjang (15 min) didapati dalam Jadual 1. Tempoh iskemia pendek dan panjang tidak menunjukkan sebarang perbezaan yang ketara. Garis dasar ialah purata tempoh masa sebelum induksi iskemia tempatan. Iskemia ialah purata tempoh iskemia. Reperfusi ialah nilai maksimum secara langsung selepas pembebasan iskemia tempatan dan pasca oklusi adalah purata masa selepas reperfusi. Nilai LSPU dinormalisasi berbanding dengan garis dasar.

3.4 Infusi Gas-Gelembung

Infusi gelembung gas dilakukan sekali pada lima buah pinggang dan dicirikan oleh pulangan tempatan yang perlahan bagi RCM, seperti yang digambarkan dalam Rajah 6. Data boleh didapati dalam Jadual 2 di mana penurunan relatif dalam LSPU dikira berhubung dengan tahap asas. . Masa kenaikan ditakrifkan sebagai masa yang diperlukan untuk LSPU kembali ke tahap garis dasar. Ini adalah lebih lama daripada 600 s untuk nitrogen dan oleh itu masa kenaikan yang tepat tidak dapat diukur. R2 dikira dengan LSPU (AU) dan RBF (ml/min). Data divisualisasikan dalam graf bar dalam Rajah. 7(a) dan 7(b) masing-masing untuk penurunan purata ( peratus ) dan masa kenaikan (s). Rajah 7(c) memaparkan surih LSCI tipikal untuk eksperimen ini dalam satu buah pinggang.

3.5 Perbandingan Pengimejan Medan Gelap Aliran Sisi

Keputusan iskemia tempatan, oksigen, udara bilik, dan suntikan nitrogen ditunjukkan dalam Jadual 3. Semua eksperimen dilakukan pada buah pinggang yang sama. Contoh wakil imej pseudo-warna LSCI dan imej SDF yang sepadan ditunjukkan dalam Rajah 8 dan Video 3. SDF-LSPU menunjukkan korelasi keseluruhan yang terbaik berbanding dengan nilai LSPU-RBF dan SDF-RBF R2- .

ekstrak cistanche merawat penyakit buah pinggang kronik

4. Perbincangan

Kami melaporkan tentang visualisasi RCM menggunakan buah pinggang rumah penyembelihan khinzir bersaiz manusia ex vivo dalam pelbagai model iskemia/reperfusi. Eksperimen reperfusi tempatan menunjukkan korelasi yang tinggi antara LSCI dan SDF, lebih tinggi daripada korelasi LSCI dengan RBF. Korelasi yang baik antara LSCI dan SDF menekankan resolusi temporal dan spatial yang tinggi LSCI dalam keupayaannya untuk menggambarkan RCM. LSCI bukan sahaja memaparkan perbezaan yang jelas antara tisu perfused dan bukan perfused, tetapi ia juga menjejaki iskemia sementara, yang disebabkan oleh suntikan gas dengan ciri penyerapan yang berbeza, dalam cara masa nyata. Namun, kesan pemantauan mikroperfusi kortikal berhampiran permukaan pada pembuatan keputusan klinikal perlu disiasat lebih lanjut dalam percubaan klinikal.

Eksperimen reperfusi menunjukkan korelasi yang tinggi antara RBF dan LSCI yang menunjukkan bahawa reperfusi selepas iskemia semasa pemindahan buah pinggang boleh dipantau menggunakan LSCI. Ini mempunyai kelebihan berbanding probe intrarenal konvensional kerana ia boleh mengesan defisit perfusi tempatan pada peringkat awal. Perbezaan sedikit antara RBF dan LSCI berpotensi dijelaskan oleh mekanisme pengagihan semula buah pinggang20 kerana perfusi medula dan korteks adalah proses dinamik dan dipengaruhi oleh faktor hemodinamik. Data kami telah menunjukkan bahawa RBF yang stabil adalah sama dengan perfusi kortikal yang stabil, kerana perfusi korteks dan medula boleh berubah dari semasa ke semasa dan tidak bergantung antara satu sama lain (cth, apabila RBF tidak berubah, LSCI masih boleh mengesan tempatan. defisit perfusi).

Semasa percubaan aliran dengan perubahan berperingkat dalam jumlah RBF, LSCI hanya memaparkan korelasi sederhana dengan jumlah RBF. Kami membuat hipotesis bahawa tisu berfungsi dalam korteks dipelihara dengan mengorbankan pengurangan aliran ke medula sebagai tindak balas kepada penurunan RBF. Ini akan mengakibatkan pengalihan aliran ke korteks (iaitu, RCM).20 Dalam data kami, apabila RBF dikurangkan, RCM secara beransur-ansur meningkat selepas setiap penurunan dalam jumlah RBF akibat autoregulasi yang memihak kepada RCM. Walau bagaimanapun, apabila RBF dinaikkan dalam situasi aliran rendah, sebaliknya telah disaksikan.

Iskemia tempatan kelihatan serta-merta pada suapan langsung masa nyata. Eksperimen ini mempunyai korelasi yang baik untuk kedua-dua tempoh iskemia pendek dan panjang, yang setanding dengan korelasi yang ditemui semasa perbandingan LSCI-SDF. Ini boleh dijelaskan oleh fakta bahawa tiada darah untuk diagihkan semula, oleh itu penurunan aliran adalah berkadar dengan RBF. Ia serta-merta memaparkan perbezaan antara tisu yang baik dan tidak berperfusi, manakala perubahan warna tisu yang kelihatan mengambil masa yang berpanjangan. Penilaian pantas dan tepat RCM oleh LSCI ini mempunyai potensi kesan klinikal. Sebagai contoh, Hoffman et al.9 melaporkan tentang defisit perfusi yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia yang boleh dipulihkan dengan meletakkan semula organ dalam fossa iliac. Keupayaan LSCI untuk menjejaki penyerapan gas yang berbeza secara sementara dengan ciri penyerapan yang berbeza menunjukkan resolusi spatial dan temporal yang tinggi. Ini ditunjukkan oleh korelasi yang baik antara LSCI-SDF dan korelasi yang lemah antara LSCI-RBF. Dalam tempoh yang agak lama sebelum nitrogen dibubarkan dalam darah, RBF pulih perlahan-lahan manakala korteks mengambil lebih masa untuk memulihkan aliran darah penuh. Ini menghasilkan korelasi yang agak lemah, menekankan kepentingan penggunaan LSCI.

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, pengimejan SDF secara langsung menggambarkan RBC individu. Membandingkan LSCI kepada kedua-dua SDF dan RBF memberi kami maklumat berharga tentang perfusi yang diukur menggunakan LSCI. Walau bagaimanapun, pengimejan SDF buah pinggang adalah membosankan dan memerlukan penyingkiran kapsul buah pinggang menjadikannya tidak sesuai untuk amalan klinikal. Korelasi yang baik antara LSCI dan SDF menunjukkan bahawa LSCI boleh memberikan maklumat yang berharga dengan kelebihan sebagai kaedah pengimejan tanpa hubungan dan medan penuh.

Keperluan klinikal yang penting di mana LSCI boleh dilaksanakan dengan mudah ialah pemindahan organ. Memandangkan masa anastomosis yang berpanjangan memudaratkan kualiti organ,21 visualisasi yang cepat dan mudah bagi RCM berhampiran permukaan boleh membantu meningkatkan hasil pemindahan, terutamanya kerana terdapat hubungan antara keadaan awal mikroperfusi intraoperatif dan hasil selepas pembedahan.1–4 Kami membuat hipotesis bahawa visualisasi kawasan iskemia dan halangan vaskular tanpa berlengah-lengah secara langsung selepas reperfusi organ boleh membantu pakar bedah dalam membuat keputusan klinikal. Namun, ini perlu diterokai lebih lanjut dalam ujian klinikal. Pengimejan intraoperatif ini berpotensi untuk mengurangkan kadar operasi semula berbanding standard klinikal semasa dengan pengimejan pasca operasi seperti sonografi dupleks. Dengan menunjukkan secara langsung kepada pakar bedah jika dan di mana terdapat defisit perfusi, langkah-langkah balas boleh diambil. Ini bukan sahaja mengambil kira pembedahan pemindahan tetapi untuk apa-apa jenis pembedahan di mana perfusi keseluruhan organ adalah menarik.

Penggunaan LSCI telah pun diterangkan dalam buah pinggang tikus,22–28 tetapi literatur tentang penggunaannya pada buah pinggang bersaiz manusia masih kurang. Aplikasi klinikal boleh dilaksanakan kerana LSCI telah pun digunakan dalam persekitaran klinikal.15

Salah satu cabaran utama yang perlu diatasi sebelum LSCI boleh dilaksanakan ke dalam amalan klinikal ialah artifak pergerakan.29 Untuk eksperimen ini, kami telah membetulkan buah pinggang menggunakan petua pipet untuk menghapuskan kemungkinan kesan pergerakan. Walau bagaimanapun, dalam vivo, buah pinggang akan tertakluk kepada pergerakan akibat pergerakan pernafasan dan denyutan jantung semasa pemindahan. Yang lain telah cuba mengatasinya menggunakan penanda fiducial.30,31 Penyelesaian ini tidak diingini untuk pemindahan buah pinggang kerana aspek invasif melekatkan penanda fiducial. Satu lagi had potensi ialah kedalaman penembusan cetek untuk LSCI kira-kira 0.4 hingga 1 mm bergantung pada panjang gelombang.32,33 Namun begitu, ini tidak mengehadkan penggunaan LSCI, kerana data kami menunjukkan bahawa iskemia boleh dikesan secara langsung dalam RCM.

5. Kesimpulan

Dalam tetapan dengan mesin ex vivo mewangikan buah pinggang babi bersaiz manusia, LSCI mampu mengesan perubahan tempatan dalam RCM dengan resolusi spatial dan temporal yang tinggi. Dalam pelbagai tetapan iskemia tempatan, LSCI berkorelasi dengan baik dengan pengimejan SDF. Walau bagaimanapun, LSCI tidak selalunya berkorelasi sepenuhnya dengan jumlah RBF disebabkan oleh heterogeniti aliran darah antara peredaran mikro medullar dan kortikal yang menggariskan nilai tambah berbanding sensor aliran arteri konvensional. Pelaksanaan LSCI semasa pembedahan pemindahan boleh membantu dengan penubuhan awal pelan rawatan yang sesuai secara langsung selepas reperfusi organ.

Untuk mengelakkan kegagalan buah pinggang dengan cistanche, klik di sini untuk mendapatkan sampel

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

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

E. Christiaan Boerma aUniversity of Groningen, Fakulti Kampus Fryslân, Leeuwarden, Belanda

bPusat Perubatan Universiti Groningen, Jabatan Pembedahan, Groningen,

The Netherlands cLIMIS Development BV, Leeuwarden, The Netherlands dUniversity Medical Centre Groningen, Jabatan Patologi dan Biologi Perubatan,

Groningen, Belanda Kecerdasan Visual eZiuZ, Gorredijk, Pusat Perubatan Belanda Leeuwarden, Jabatan Rawatan Rapi, Leeuwarden, Belanda

Ucapan terima kasih

Kerja ini disokong oleh dana pengetahuan dan inovasi Samenwerkingsverband Noord Nederland (SNN) di bawah Geran No. KEI18PR004.

Rujukan

1. TWL Scheeren et al., "Nilai prognostik pengukuran pengoksigenan tisu buah pinggang intraoperatif pada fungsi pemindahan buah pinggang awal," Transpl. Int. 24(7), 687–696 (2011).

2. V. Schmitz et al., "Penggambaran in vivo perubahan peredaran mikro awal berikutan kecederaan iskemia/reperfusi dalam pemindahan buah pinggang manusia," Eur. Surg. Res. 40(1), 19–25 (2008).

3. R. Hattori et al., "Visualisasi langsung kapilari peritubular kortikal buah pinggang manusia yang dipindahkan dengan kecederaan reperfusi menggunakan endoskopi pembesar," Transplantasi 79(9), 1190– 1194 (2005).

4. M. Angelescu et al., "Penilaian fungsi cantuman buah pinggang oleh pemantauan perioperatif peredaran mikro kortikal dalam pemindahan buah pinggang," Transplantasi 75(8), 1190-1196 (2003).

5. U. Rother et al., "Pengdosan hijau indosianin untuk angiografi pendarfluor laser intraoperatif dalam pemindahan buah pinggang," Microcirculation 24(8) (2017).

6. CJ Lumsden et al., "Pertukaran vaskular dalam buah pinggang: pencirian serantau oleh tomografi penunjuk berbilang," Circ. Res. 72(6), 1172– 1180 (1993).

7. NJ Crane et al., "Bukti pengoksigenan tisu heterogen: iskemia renal / kecederaan reperfusi dalam haiwan besar," J. Biomed. opt. 18(3), 035001 (2003).

8. R. Król et al., "Indeks rintangan intraoperatif diukur dengan flowmeter transonik pada arteri cantuman buah pinggang boleh meramalkan fungsi cantuman awal dan jangka panjang," Transplant. Proc. 43(8), 2926–2929 (2011).

9. C. Hoffmann et al., "Penilaian intraoperatif perfusi allograft buah pinggang oleh videografi pendarfluor hijau indocyanine berbantukan laser," Transplant. Proc. 42(5), 1526– 1530 (2010).

10. U. Rother et al., "Penilaian kuantitatif mikroperfusi oleh angiografi hijau indocyanine dalam pemindahan buah pinggang menyerupai perubahan morfologi kronik dalam spesimen buah pinggang," Microcirculation 26(3), e12529 (2019).

11. EL Towle et al., "Perbandingan angiografi hijau indocyanine dan pengimejan kontras bintik laser untuk penilaian perfusi vaskular," Neurosurgery 71(5), 1023– 1031 (2012).

12. AF Fercher dan JD Briers, "Visualisasi aliran melalui fotografi bintik pendedahan tunggal," Opt. Commun. 37(5), 326–330 (1981).

13. H. Maassen et al., "Hipometabolisme yang disebabkan oleh hidrogen sulfida dalam buah pinggang babi bersaiz manusia," PLoS One 14(11), e0225152 (2019).

14. MBF Pool et al., "Perfusi mesin normotermik adalah buah pinggang babi yang rosak secara kimia dengan autologous, allogeneic porcine dan sel darah merah manusia," PLoS One 15(3), e0229566 (2020).

15. W. Heeman et al., "Aplikasi pengimejan kontras bintik laser dalam pembedahan laparoskopi," Biomed. opt. Ekspres 10(4), 2010 (2019).

16. SJ Kirkpatrick, DD Duncan, dan EM Wells-Gray, "Kesan memudaratkan padanan saiz bintik-piksel dalam pengimejan kontras bintik laser," Opt. Lett. 33(24), 2886 (2008).

17. AFJ de Bruin et al., "Bolehkah pengimejan sidestream dark field (SDF) mengenal pasti perubahan mikrovaskular halus pada usus semasa pembedahan kolorektal?" Tech. Coloproctol. 22(10), 793–800 (2018).

18. AFJ de Bruin et al., "Pengimejan medan gelap aliran sisi peredaran mikro serosal semasa pembedahan gastrousus," Warna. Dis. 18(3), O103–O110 (2016).

19. ALM Tavy et al., "Mukosa usus dan peredaran mikro serosal pada anastomosis yang dirancang semasa pembedahan perut," Eur. Surg. Res. 60(5–6), 248–256 (2020).

20. RG Evans et al., "Pengaruh hemodinamik pada pengoksigenan buah pinggang: implikasi klinikal fisiologi integratif," Clin. Exp. Pharmacol. Fisiol. 40(2), 106– 122 (2013).