Isheemilise eksponeerituse hindamine krüonikas (S-MIX meetrika)

Üks tund ilma vereringeta normaalse kehatemperatuuri juures ei ole bioloogiliselt võrdväärne ühe tunni pärast seda, kui patsient on jahtunud lähedale 0°C.

Seega annab möödunud aeg üksinda halva ülevaate varajase krüopreservatsiooni tingimustest.

Standardiseeritud isheemilise eksponeerituse mõõt, ehk S-MIX, koondab muutliku aja, temperatuuri ja toetuse ajalugu hinnanguliseks ekvivalentsiks normaalse kehatemperatuuri juures.

See teeb juhtumite võrdlemise lihtsamaks. See ei muuda hinnangut otseajutiseks ajukahjustuse mõõtmiseks.

Mida S-MIX püüab mõõta

Pärast vereringe seiskumist langeb hapniku tarne, samal ajal jätkavad rakud energiat tarbimast.

Ioonigradientid ebaõnnestuvad, rakud paisuvad, membraanid muutuvad läbitavaks ja biokeemilised protsessid kahjustavad koe. Need protsessid ei toimu kõik ühesugusel kiirusel.

Jahtumine aeglustab paljusid reaktsioone ja vähendab ainevahetuse nõudlust. Seetõttu on temperatuuri ajalugu oluline koos ajaga südame-veresoonkonna seiskumisest.

S-MIX hindab toetuseta isheemia kestust 37°C, mida selle mudel käsitleb ekvivalentsena registreeritud eksponeeritusele.

Väljund väljendatakse ajana, tihti tundide ja minutite kaupa. See ei ole sõna-sõnalt möödunud aeg, kui kogu intervall toimus ilma ainevahetuse toeta 37°C.

Kus mudel pärineb

R. Michael Perry pakkus varem välja Isheemilise Kokkupuute Mõõtühiku 1996. Hiljem uuriti seotud töid ekvivalentsete normotermiliste kokkupuutete kohta jahutamise all.

Perry ja Aschwin de Wolf avaldasid standardiseeritud S-MIX formuleeringu aastal 2020, millele järgnes rakendamise arutelu aastal 2021.

Nendeartikkel esitab lineaarjahutuse, Newtoni jahutuse ja ainevahetust toetava variandi.

Michael Benjamin töötas hiljem de Wolfiga süstemaatiliselt ajalooliste juhtumite andmetele S-MIX meetodit rakendades2021 meta-analüüsis.

Benjamin ei ole valmistanud valemit ise. Ta aitas oluliselt selle rakendamisele, andmete rekonstruktsioonile ja võrdlevate juhtumite analüüsile kaasa.

Autorid kirjeldavad seda mõõdet ebatäiusliku näitajana ja nimetavad eksplitsiitselt eeldusi, mida tuleb täiustada.

See intellektuaalne ajalugu on oluline. S-MIX on praktikute poolt välja töötatud mudel, mille eesmärk on parandada juhtumite aruandlust, mitte olla kliiniliselt valideeritud neuroloogiline tulemusmõõdik.

Põhiline arvutus

Avaldatud mudel kasutab normotermilise referentsina 37°C ja Q10 väärtust 2.

Selle eelduse järgi vähendab iga 10°C võrdne temperatuuri langus pooleks isheemilisele kokkupuutele määratud kiiruse.

Üks tund 37°C juures annab ühe S-MIX tunni. Üks tund 27°C juures annab 30 minutit, ja üks tund 17°C juures annab 15 minutit.

7°C juures annab sama möödunud tund 7.5 minutit. Lähedal 0°C annab mudeli järgi umbes 4.6 minutit.

Kompaktses vormis on temperatuuri kaal 2, tõstetuna astmesse (T miinus 37) jagatud 10.

S-MIX integreerib seda kaalu ajas, seejärel rakendab iga intervalli kohta antud metaboolse toe kaalu.

Arvutus on täpne, kui sisendid ja reeglid on valitud. Küsimuseks jääb, kas need reeglid täpselt esindavad konkreetset aju.

Lihtne näide

Kujutage ette üks toetuseta tund 37°C juures, millele järgneb üks toetuseta tund 27°C juures.

Esimene intervall annab ühe tunni. Teine annab pool tundi, tootes S-MIXi 1 tund 30 minutit.

Kujutage nüüd ette kaks toetuseta tundi 0°C juures. Q10 võrdub 2, need annavad umbes üheksa minutit normotermilise ekvivalendi kokkupuutele.

Seega säilitab see mõõdik selge fakt, mille tavaline möödunud aeg kaotab: kiire jahutamine muudab hiljem tekkiva viivituse bioloogilist tähendust.

See ei tõesta, et üheksa minutit 37°C juures ja kaks tundi 0°C juures tekitavad identsed koekahjustused.

Miks Q10 eeldus on vaid lähend

Q10 on mugav viis kirjeldada, kuidas bioloogiline või keemiline kiirus muutub 10°C temperatuurivahemiku jooksul.

Ühteainsat Q10 väärtust ei ole kõigi kahjustavate protsesside jaoks. Energia puudulikkus, ensüümide aktiivsus, membraani häired, turse ja autolüüs võivad temperatuurile reageerida erinevalt.

Suhe võib muutuda laial vahemikus kehatemperatuurist lähedale 0°C.

S-MIX fikseerib Q10 2, et saavutada läbipaistev ühine skaala. Originaalautorid nimetavad seda algsest lähendust ja hoiatavad selle liigse kasutamise vastu.

Erinev Q10 muudaks skoori, eriti pikkade külmumisperioodide korral.

Avaldatud S-MIX väärtused on seega võrreldavad ainult siis, kui kasutatakse samu temperatuuri mudelit ja parameetrite valikuid.

Mõõdetud temperatuur on parem kui eeldatav jahenemine

Kõige otsesem arvutus kasutab sagedasi temperatuurilugemisi ja summeerib numbriliselt iga lühikese ajavahemiku kaalutud panuse.

Vanemad või puudulikud juhtumite kirjed võivad sisaldada ainult algtemperatuuri, lõpptemperatuuri ja kestust.

Lineaarne mudel eeldab, et temperatuur langes pideval kiirusel. See on lihtne, kuid välisjahenemine harva käitub nii kogu juhtumi vältel.

Newtoni mudel eeldab, et jahenemine aeglustub, kui patsiendi temperatuur läheneb ümbritsevale keskkonnale. See võib olla realistlikum, kuid nõuab siiski sobitatud või eeldatud parameetreid.

Ükski interpolatsioon ei suuda taastoota fluktuatsioone, pausse või ajutist soojenemist, mida pole kunagi registreeritud.

Hierarhia on selge: mõõdetud pidevad andmed, siis hästi dokumenteeritud segmenteeritud andmed, siis järeldatud kõverad koos selge ebamäärasusega.

Temperatuuri asukoht on oluline

Inimkeha ei jahtunud ühtlaselt. Nahk, söögitoru, pärak, ninaneel ja sügavaju võivad ühel ja samal hetkel näidata erinevaid temperatuure.

Seega peaks sondi asukoht kaasama S-MIX väärtuse.

Pinnamõõtmine võib reageerida kiiresti jääveele, samal ajal kui sügavamad koed jäävad soojemaks. Üksainus märgistamata kõver võib liialdada, kui kiiresti aju jahtus.

Andurite viivitus, nihkumine ja puuduvad lugemid suurendavad veelgi ebamäärasust.

Mitme kalibreeritud sondi kasutamine parandab juhtumi kirjet. See ei identifitseeri automaatselt, milline registreeritud temperatuur ennustab kõiki närvikahjustuse vorme.

Kuidas metaboolne toetus skoori sisse läheb

Mehaaniline südameringluse toetus ventilatsiooniga võib liigutada hapnikuga rikastatud verd pärast vereringe seiskumist. See ei järgi normaalset aju perfusiooni.

Avaldatud rakenduses antakse kaal 1 toetamata isheemiale ja 0.5 perioodidele ventilatsiooni abil mehaanilise südameringluse toetusel.

See omistab 0 kaalu hapnikuga küllastatud pesemisele tema väljendatud tingimustes.

Need kaalud vähendavad nende ajavahemike panust enne nende lisamist üldskoorisse.

50 protsendi soodustus ei tulene otseselt iga patsiendi aju hapniku mõõtmistest. Rakendamise artikkel kirjeldab seda selgelt mõnevõrra arbitraarsena.

Surumissügavus, hingamisteede kvaliteet, katkestused, veresoonte vastupanu, vere viskoossus ja perfusioonirõhk varieeruvad juhtumite vahel.

Binaarne märgis nagu "CPS esineb" sisaldab seega vähem teavet kui lõpuaegse süsinikdioksiidi, rõhu, voolu ja katkestuste andmed.

Miks juhtum on jaotatud segmentideks

Varajane protseduur vahetab mitu korda režiime. Ei-vooluaeg, välise jahutuse rakendamine, kardiopulmonaalne toetus, kirurgia, pesemine ja transport on erinevate tingimustega.

Ajavaheliku jaotamine võimaldab iga ajavahemiku kasutada oma temperatuurikõverat ja toetuse kaalu.

Kogu S-MIX on kõigi segmentide panuste summa kuni valitud lõpp-punktini.

Kasulik aruanne nimetab iga segmendi, annab selle algus- ja lõpuaeg, registreerib temperatuurid ja selgitab igasuguse metaboolse soodustuse.

Kui kaks analüütikut tõmbuvad segmendi piire erinevalt või rakendavad erinevaid kaalutegureid, võivad nad samast kirjeldusest saada erinevaid kokkuvõtteid.

Arvutustabeli avalikustamine teeb selle vaidluse kontrollitavaks.

Lõpp-punkt on osa definitsioonist.

Algne formuleering hinnatakse organismi kokkupuudet enne krüogeenset jahutamist, tavaliselt lõppedes umbes 0°C.

See piir on praktiline, mitte väide, et isheemia muutub metafüüsiliselt nulliks täpselt 0°C.

Kui lõpp-punkt erineb aruannetes, pole nende kokkuvõtteid otse võrreldavad.

Tuleb märkida, millal vastava patsiendi temperatuur saavutas selle lõpp-punkti (mõõdetud või hinnatud ajal).

Hiljem krüoprotektiivne perfusioon, jahutamine kuivjää temperatuurini jasügav jahutamine toovad kaasa erinevad vigastusmehhanismid ja mõõtmised.

S-MIX-i ei tohiks vaikimisi pikendada neis etappides, ilma et seda uut mudelit määratlemata.

Mida S-MIX jätab välja

Punktisumma algab üldiselt südame-veresoonkonna seiskumisest. See võib mööda vahele jätta hüpoksia, palaviku, hüpotensiooni või piirkondliku isheemia surmaeelsel perioodil enne seiskumist.

See ei mõõda eelnevalt olemasolevat ajukahjustust, verehüübimist, turseid, veresoonte ummistust ega järgneva perfusiooni ühtlust.

See ei mõõda krüoprotektandi kontsentratsiooni, toksilisust, jää moodustumist, dehüdratsiooni, soojuspinget ega murdumist.

See ei mõõda ka sünapse, rakumembraane ega seda, kas identiteedi jaoks oluline närvirakkude struktuur jääb tõlgendatavaks.

Need nõuavad täiendavat tõendusmaterjali protseduurilisest telemeetriast, KT-st ja nõustatud elektronmikroskoopiast.

Seetõttu peaks S-MIX kuuluma mitmemõõtmelissesäilitamise kvaliteedi profiili, mitte üheainsa edetabeli tippu.

Madalam punktisumma on mudeli raames parem

Kõik muu võrdsena tähendab madalam S-MIX vähem normotermilise ekvivalendi kokkupuudet enne krüogeense jahutuse algust.

Kõik muu pole harva võrdne.

Madala punktisummaga juhtum võib siiski omada halba krüoprotektiivset perfusiooni. Hilinenud juhtum võib säilitada olulist ultrastruktuuri hoolimata suurematest hinnangulistest kokkupuudetest.

Punktisumma hinnab vaid ühte modelleeritud dimensiooni. See ei anna tõenäosust taastumiseks ega säilitatud neuronite protsendi.

Ühtegi valideeritud lävendit ei erista edukat inimsäilitust ebaedukast.

Väär täpsuse esitamine, näiteks minutite tasemel tulemus hinnangulistest temperatuuridest, võib väljundit näidata tõenäolisemana kui tema sisendid.

Miks S-MIX on siiski väärtuslik

Täiusliku kvantitatiivse mudeli asemel võib ebatäiuslik mudel olla parem kui adjektiivid nagu "kiire", "hilinenud" või "hästi jahutatud".

S-MIX sunnib meeskonda taastama ajaskaala, säilitama temperatuurandmeid ja märkima, kus toetus oli olemas.

See võib näidata, milline ajavahemik domineeris juhtumil ja kus operatsioonilisi parendusi rakendades vähendatakse riskialtimat kõige enam.

Paljude juhtumite pikaajalised, järjepidevalt arvutatud väärtused võivad näidata tendentse vastuses, jahutuses ja dokumentatsiooni kvaliteedis.

Mõõdik teeb ka ebakindluse nähtavaks. Puuduvate temperatuurandmete puudumine ei ole üksnes arvutuse jaoks ebamugav; see on iseenesest kvaliteediprobleem.

Sellisel kasutamisel on S-MIX vähem patsiendi kohtuasi kui pigem meeskonna tagasisidevahend.

Kuidas Tomorrow.bio esitab S-MIX-i

Tomorrow.bio avaldab anonüümseid juhtumiaruandeid omaDokumentide lehel. Siin läbi vaadatud kaks avalikku 2023 raportit ei maini S-MIX-i väärtust.

Hiljemased raportid seda teevad. Ühes2024 raportja teises2025 raporton eraldi, segmenteeritud S-MIX-i arvutus.

Ajavahemikud hõlmavad perioode nagu seaduslik surm kuni kardiopulmonaalse toetuse algus, toetusest kirurgiani või perfusioonini ning perfusioon läbi järgmise protseduurilise lõpptähe.

Juhtumiaruande formaat paigutab S-MIX-i kõrvale temperatuurikõverate, lõpuniõhu süsihappegaasi (kui saadaval), perfusioonirõhu, murdumisnäitaja, KT-leiud ja dokumenteeritud probleemide kõrvale.

Raportid paljastavad ka puuduvad, rekonstrueeritud või piiratud mõõtmised. S-MIX on seega esitatud ühe kvaliteedikomponendina, mitte eraldiseisva säilitamise kohtuotsusena.

See on kooskõlas Tomorrow.bio laiemakvaliteedimõõdikute programmiga: kasutage kontrollitavaid juhtumitõendeid tulemuste võrdlemiseks ja protseduuride parandamiseks.

Kuidas lugeda S-MIX-i väärtust

Esiteks, kontrollige alg- ja lõpp-punkti. Seejärel uurige allolevat temperatuurikõverat ja sondi asukohta.

Järgmisena uurige, millised ajavahemikud said toetusalaseid soodustusi ja kas aruandes leidub füsiooloogilisi tõendeid selle kohta, et toetus oli tõhus.

Otsige puuduvaid andmeid, järeldatud temperatuure ja ajutist soojenemist. Veenduge, et enne juhtumite võrdlemist kasutati samu arvutusreegleid.

Lõpuks lugemist jätkake S-MIX-i juuresperfusiooni tõendite ja protseduurijärgse pildistamise osas.

Täpselt välja nägune number peaks tegemist olema alloleva juhtumi läbitöötatavamaks, mitte asendama seda.

Aus seisukoht

S-MIX vastab kitsale ja kasulikule küsimusele: kui palju temperatuuriga kaalutud isheemilist kokkupuudet omistatakse mudelile enne krüogeense jahutuse algust?

See ei suuda vastata küsimusele, mida inimesed kõige rohkem huvitab: kui palju mälu ja identiteediga seotud struktuure on võimalik taastada.

Tema väärtus tuleneb standardiseerimisest, läbipaistvusest ja operatiivsest tagasisidest. Oht seisneb selles, kui mudeldatud kokkupuudet käsitletakse mõõdetud bioloogilise tulemusena.

Lisalugemist

• Perry ja de Wolfi S-MIX-i formuleerimine ja rakendamise arutelu
• Benjamin ja de Wolfi 2021 juhtumimõõtmete analüüs
• Normotermilise ja külma aju isheemia ultrastruktuursed mõjud
• Kuidas isheemia mõjutab krüopreservatsiooni
• Ooteolek, stabiliseerimine ja algne jahutamine
• Tehnilised väljakutsed kõrgekvaliteedilise säilitamise jaoks