Simultaneous Monitoring of the Cerebral and Skeletomuscular Microcirculation using Hyperspectral Near Infrared Spectroscopy and Intravital Video Microscopy
Notice bibliographique
Résumé
Introduction Phenylephrine is a vasoconstrictor commonly used in cardiac surgery to increase mean arterial pressure without affecting cardiac output; however, its effects on the microcirculation of the brain and in skeletal muscle are unclear. In the current study, the timing and effects of a phenylephrine bolus on brain and skeletal muscle microvasculature were investigated using hyperspectral near infrared spectroscopy ( h ‐NIRS) and intravital video microscopy (IVVM. The objective of this study is to compare the effects of a timed phenylephrine bolus in the brain microvasculature, to the effects of the same bolus on the skeletal muscle microvasculature using both invasive (IVVM) and non‐invasive ( h ‐NIRS) methods. Methods The IVVM system uses an inverted Olympus microscope and two Rolera XR cameras to record 20X videos of individual capillaries in the Sprague Dawley rat (n=8, 158±10g) extensor digitorum longus muscle. The h ‐NIRS system uses two Ocean Insight spectrometers (MayaPro and QE65000) and an Ocean Insight HL‐2000 halogen light source. 3‐D printed probe‐holders were positioned on the left hind limb and the top of the skull, with a source‐detector distance of 10mm. Seven microvascular challenges were monitored with the h ‐NIRS system by recording a two‐minute baseline, then injecting 0.1mL of phenylephrine (0.1ug/mL) or 0.1mL of saline intravenously, then collecting data for 8 minutes. The same challenges were also monitored using IVVM simultaneously, by recording 1 minute at baseline and 2 minutes post‐IV injection. One representative phenylephrine bolus was chosen for this abstract. Results The h ‐NIRS system measured a 3.75% decrease in deoxygenated hemoglobin (Hb) and a 0.87% increase in oxygenated hemoglobin (HbO) in the brain microcirculation ( Fig .1A), as well as a 2.78% decrease in Hb and a 1.13% decrease in HbO the skeletal muscle microcirculation ( Fig .1B) in the seconds following the phenylephrine bolus. Total hemoglobin (tHb) decreased by 2.88% in the brain and 3.91% in the skeletal muscle. Results obtained from IVVM show an increase in optical density for frequencies reflecting microvascular activity immediately following the phenylephrine bolus ( Fig . 2), followed by a gradual return to baseline activity. Discussion This is the first report of the use of h ‐NIRS and IVVM to monitor the effects of phenylephrine on multiple microvascular beds in a healthy animal. Phenylephrine caused a decrease in Hb and tHb in both the brain and skeletal muscle microvasculature, but did not cause a prolonged decrease as both microvascular beds returned to baseline levels by the end of the 10‐minute collection. The same pattern was measured in the optical density ( Fig . 2). Unlike Hb, HbO levels increase in the brain after the phenylephrine bolus but decrease in skeletal muscle. This may be due to the oxygen requirements of the brain. Future work includes incorporating diffuse correlation spectroscopy into the methodology to provide insight into blood flow during the vascular challenge.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».