Práce prezentuje problematiku klinické aplikace metody intracerebrální mikrodialýzy. Vysvětlen je princip metody, vlastní technika monitoringu, komplikace a limitace intracerebrální mikrodialýzy. V práci je podán současný stav klinické aplikace této metody u ischemic mozku, subarachnoidálního krvácení a po poranění. Nastíněny jsou další možné aplikace. Intracerebrální mikrodialýza se jeví jako bezpečná a osvědčená metoda k experimentálnímu sledování intersticiálního metabolismu mozkové tkáně.
This review is aimed at the method of intracerebral microdialysis. Principles of the method, technical aspects of monitoring, possible complications and limitations of the intracerebral microdialysis are presented. Clinical applications of this method in cerebral ischemia, subarachnoid hemorrhage, head injury, as well as in other potential areas are discussed. Intracerebral microdialysis appears to be a safe and reliable method for the experimental monitoring of brain extracellular metabolism.
- MeSH
- Brain Ischemia therapy MeSH
- Microdialysis methods utilization MeSH
- Brain Injuries therapy MeSH
- Subarachnoid Hemorrhage therapy MeSH
- Publication type
- Review MeSH
Intersticiální mikrodialýza je minimálně invazivní metoda, která umožňuje biochemické monitorování endogenních a exogenních látek v extracelulárním prostoru tkání. Metoda je založena na přestupu vzorků solubilních látek z intersticiálního prostoru tkání přes semipermeabilní membránu. Mikrodialýza našla uplatnění v základním a klinickém výzkumu metabolických změn a krevního toku v intersticiu tkání a farmakokinetických studií léků. Poznatky získané mikrodialýzou postupně nacházejí uplatnění v klinické praxi. Cílem práce je seznámit čtenáře s novou technikou monitorování intersticiálního metabolizmu, s jejími výhodami a nevýhodami a možnostmi aplikace v medicíně.
Interstitial microdialysis is a minimally invasive method that allows biochemical monitoring of endogenous and exogenous substances in extracellular tissue space. The method is based on sampling of soluble molecules from the interstitial space fluid by means of a semipermeable membrane. Microdialysis has been applied in primary and clinical research of metabolic changes and the blood flow in tissue interstitium and pharmacokinetic drug studies. Results obtained by microdialysis are gradually finding their place in clinical practice as well. This paper is aimed at presenting to the reader new technique of monitoring interstitial metabolism, its advantages, drawbacks and relevance for medicine.
Acta dermato-venereologica. 197, ISSN 0365-8341 Supplement
61 s. : il. ; 30 cm
Indikátorová mikrodialyzační technika využívá mikrodialýzu ke kvantitativnímu hodnocení regionální tkáňové perfuze. Speciálně konstruovaná tenká sonda se semipermeabilní membránou na jejím konci je zavedena do tkáně a dochází k výměně malých molekul mezi tekutinou v nitru sondy a intersticiem. Látka (indikátor) přiváděná do sondy zčásti difunduje do intersticia, odkud je eliminována resorpcí do krevních kapilár. Stupeň difuze indikátoru ze sondy je ve stacionárním stavu úměrný nejenom perfuzi tkáně, ale i řadě dalších faktorů, jakými jsou tkáňová difuzibilita indikátoru, rychlost perfuze sondy, stupeň ultrafiltrace tekutiny ze sondy, pohyb tkáně nebo sondy, prostorová heterogenita tkáně. Prvotní studie s uměle perfundovanými tkáněmi ukazovaly velmi dobrou korelaci mezi tkáňovou perfuzí a stupněm extrakce indikátoru, ale v pozdějších in vivo studiích byly naměřeny velmi malé nebo žádné změny extrakce při značných změnách tkáňové perfuze. Otázka validity indikátorové mikrodialyzační techniky pro kvantitativní hodnocení tkáňové perfuze dosud není definitivně dořešena. Požadavek na maximální přesnost celého postupu pro získání validních výsledků však téměř vylučuje možnost uplatnění metody v klinické praxi.
Indicator microdialysis technique employs microdialysis for quantitative assessment of regional tissue perfusion. A special slim probe with a semi-permeable membrane at the tip is inserted into the tissue where small molecules are interchanged between the fluid inside the probe and the interstitial tissue. The indicator substance is supplied to the probe where it partly diffuses into the interstitial fluid and gets drawn into blood capillaries. In steady state diffusion of the indicator out of the probe is proportional to tissue perfusion. It is also influenced by many other factors such as tissue diffusibility of the indicator, intensity of probe perfusion, ultrafiltration of the fluid out of the probe, movement of the tissue or probe, spatial heterogeneity of the tissue etc. The first studies with artificial perfusion of tissues displayed a good correlation between tissue perfusion and tissue extraction of the indicator but later in-vivo studies showed little or no changes of indicator extraction with gross changes in tissue perfusion. The question of validity of indicator microdialysis technique for quantitative assessment of tissue perfusion is not finally answered yet. Because of the requirement for maximal precision when performing this technique to gain valid results, the use of this technique is almost excluded from clinical practice.
- MeSH
- Chemotherapy, Cancer, Regional Perfusion MeSH
- Ethanol pharmacokinetics MeSH
- Research Support as Topic MeSH
- Indicator Dilution Techniques MeSH
- Humans MeSH
- Microdialysis methods MeSH
- Disease Models, Animal MeSH
- Radioactive Tracers MeSH
- Water pharmacology MeSH
- Animals MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
- Animals MeSH
Mikrodialyzační technika umožňuje monitorování metabolitů a léků v extracelulární tekutině in vivo na přesně vymezeném místě těla, což ji řadí mezi významné metody v základním a klinickém výzkumu. Vložením sondy s dialyzační membránou do tkáně je možno získat informace o aktuálních koncentracích difuzibilních molekul a jejich změnách přímo v extracelulární tekutině. Experimentální mikrodialyzační studie byly prvotně provedeny v mozku a později v periferních tkáních (tukové, svalové tkáni, ledvinách, plicích, oku, kůži i v krvi) laboratorních zvířat i člověka. Hodnotu výsledku ovlivňují zejména: prostupnost sondy, perfuzní roztok, rychlost perfuze, integrita a prokrvení zkoumané tkáně a také citlivost metod pro kvantitativní analýzu odebraných vzorků. Technický pokrok podporuje stále širší využití mikrodialýzy v klinickém a farmakokinetickém výzkumu i v diagnostice.
Microdialysis is in vivo technique that permits monitoring of local concentrations of metabolites and drugs at specific sites in the body that makes it an attractive tool for the basic and clinical research. Microdialysis entered the experimental studies of the brain, and later also of the peripheral tissues such as adipose and muscle tissues, kidney, lung, eye, skin, and blood. There are several critical factors in the experimental implementations of microdialysis: the probe, the perfusion solution, tissue integrity, and the sensitivity of microdialysate analysis method. When the experimental conditions are optimised to give valid results, microdialysis can provide numerous data from the relatively small number of individual subjects. It can bring about detailed clinical information reflecting free metabolite and drug concentrations in studied tissues and/or in plasma. With the progress of analytical methods, applications and importance of the microdialysis technique in clinical and pharmacokinetic research and diagnostics will increase.
This article will debate the usefulness of POCT measurements and the contribution microdialysis can make to generating valuable information. A particular theme will be the rarely considered difference between ex vivo sampling, which typically generates only a static measure of concentration, and in vivo measurements that are subject to dynamic changes due to mass transfer. Those dynamic changes provide information about the patients' physiological state.
Acta neurochirurgica, ISSN 0065-1419 suppl. 67, 1996
74 s. : tab., grafy ; 28 cm
- MeSH
- Intensive Care Units MeSH
- Microdialysis methods MeSH
- Neurosurgical Procedures MeSH
- Brain Injuries surgery MeSH
- Conspectus
- Patologie. Klinická medicína
- NML Fields
- neurochirurgie
Cíl: Hypoperfuze periferních tkání a splanchnických orgánů během operace srdce v mimotělním oběhu může vézt ke vzniku závažných komplikací. Cílem studie bylo monitorování metabolismu a krevního toku v intersticiu periferní tkáně, kosterním svalu, během operace v mimotělním oběhu (MO) a v časném pooperačním období pomocí mikrodialýzy. Metody: Instersticiální mikrodialýza je minimálně invazivní metoda k biochemickému monitorování metabolických změn a krevního toku v extracelulárním prostoru tkání. Substance v intersticiu přecházejí přes semipermeabilní membránu zavedené mikrodialyzační sondy a mohou být analyzovány. Mikrodialýza v této studii byla prováděna 2 mikrodialyzačními sondami CMA (CMA Microdialysis AB®, Sweden), zavedenými do deltového svalu operovaného nemocného. Sondy byly perfundovány Ringerovým roztokem rychlostí 0,3 ml/hod. Dialyzáty byly odebírány v intervalech: začátek operace, začátek MO, konec MO, konec operace, po 2 hodinách v pooperačním období. Standardními biochemickými metodami byly v dialyzátech vyhodnocovány glukóza, urea, flycerol a laktát. Krevní průtok v intersticiu byl monitorován pomocí dynamické mikrodialýzy gentamicinu jako markeru. Mikrodialýza byla prováděna u 40 pacientů s ischemickou chorobou srdeční, operovaných v mimotělním oběhu. U 20 nemocných byl MO veden v normotermii (NT), u 20 nemocných v hypotermii (HT). Výsledky: U obou skupin, NT vs. HT, byla zjištěna obdobná dynamika intersticiálních koncentrací sledovalých látek v závislosti na fázi operace a v časném pooperačním období. Nízké iniciální koncentrace byly následovány jejich postupným zvyšováním během mimotělního oběhu, dalším zvýšením hodnot po ukončení mimotělního oběhu i v následující fázi operace. Hodnoty koncentrací sledovaných analytů pak byly vyšší ve skupině operovaných v normotermii, což bylo dáno normální metabolickou aktivitou buněk při normotermii (vs. nižší hodnoty při hypotermii). Bezprostředně po operaci docházelo, opět v obou skupinách, k poklesu sledovaných hodnot, s jejich postupným zvyšováním v následném pooperačním období v obou skupinách. Trend dynamických změn sledovaných analytů, jako látek mapujících metabolickou aktivitu kosterního svalu, dokladuje nižší metabolickou aktivitu buněk během hypotermie a její výrazný nárůst (oproti NT) ve fázi následné normalizace teploty tkáně. Analýzou koncentrací laktátu, jako látky mapující anaerobní metabolismus kosterního svalu, byly zjištěny obdobné dynamické změny v obou skupinách (NT vs. HT). Nebyla zjištěny významné odlišnosti, vázané na fázi operace ani fázi bezprostředního pooperačního průběhu při porovnání obou skupin. Analýza koncentrací gentamicinu, jako flow-markeru, ukázala nižší hodnoty koncentrací gentamicinu v dialyzátu, během operace, MO i v časném pooperačním období, u skupiny operovaných v normotermii (vs. HT), což dokladuje vyšší tkáňový průtok v kosterním svalu oproti skupině nemocných operovaných v hypotermii. Zduěr.-Výsledky mikrodialyzační studie prokázaly dynamické změny v intersticiálních koncentracích sledováných látek (glukózy, urey, glycerolu a laktátu) v závislosti na fázi srdeční operace v mimotělním oběhu a V časném pooperačním období. Vyšší tkáňová perfuze kosterního svalu byla zaznamenána u nemocných operovaných v normotermii. Bylo prokázáno, že dynamika změn koncentrací sledovaných látek v intersticiu kosterního svaluje dána jak metabolickou aktivitou tkáně, tak průtokem krve intersticiem svalu.
Aim: Hypoperfusion of peripheral tissues and splanchnic organs during cardiac surgery in extracorporeal circulation may lead to the origin of serious complications. The aim of the study was to monitor metabolism and blood pressure in interstital peripheral tissue, skeletal muscle, during the operation on the patient with extracorporeal circulation (ECC) in an early post-operation period by means of microdialysis. Methods: The interstitial microdialysis is a minimally invasive method for the biochemical monitoring of metabolic changes and blood pressure in extracellular space of tissue. The substances in interstitium pass across a semipermeable membrane of the inserted microdialysis probe and may be analyzed. Microdialysis in this study was performed by means of two microdialysis probes CMA (CMA Microdialysis AB \ Sweden) inserted into the deltoid muscle of the surgically treated patient. The probes were perfused by the Ringer solution at the rate of 0.3 ml/hour. The dialysates were sampled in the following intervals: beginning of the operation, beginning of ECC, end of ECC, end of the operation, two hours during the post-operation period. Standard biochemical methods were to evaluate, in the dialysates, glucose, urea, glycerol and lactate. The blood flow in the interstitium was monitored by means of dynamic microdialysis of gentamycine as a marker. Microdialysis was performed in 40 patients with ischemic heart disease, operated on in the extracorporeal circulation. In 20 patients the ECC was performed in normothermia (NT), while in the other 20 patients it was made in hypothermia (HT). Results: In both groups, NT versus HT, a similar dynamism of interstitial concentration of the observed substances in relation to the operation phase and in early post-operation period. Low initial concentrations were gradually increasing during the extracorporeal circulation and increased further after the end of extracorporeal circulation and also in the subsequent phase of the operation. The concentration values of the analytes under observation were higher in the groups operated on under normothermia, apparently due to normal cellular activity during normothermia (versus values in hypothermia). Immediately after the operation the observe values decreased in the both groups and subsequently gradually increased in the post-operation period in the both groups. The trend of dynamic changes of the observed analytes, selected as compounds indicating metabolic activity of skeletal muscles during hypothermia documents a lower metabolic activity of the cells during hypothermia and its marked increase (against NT) in the phase of subsequent normalization of the tissue temperature. Analysis of the concentrations of lactate, as a compounds mapping anaerobic metabolism of skeletal muscle, revealed similar dynamic changes in the both groups (NT vs. HT). There were no significant differences. related to the phase of the operation or the phase of immediate post-operation course when the both groups were compared. The analysis of gentamycine concentrations as a flow marker revealed lower gentamycine concentrations in dialysate during the operation, ECC and the early post-operation course in the group operated on in normotheramia (vs. HT), indicating a higher tissue flow in skeletal muscle against the group of patients operated on under hypothermia. Conclusion: The results of the microdialysis study demonstrated dynamic changes in interstitial concentrations of the observed compounds (glucose, urea, glycerol and lactate) related to the phase of operation on the heart in extracorporeal circulation and in early post-operation period. A higher perfusion of skeletal muscle was documented in patients operated on under normothermia. It became obvious that the dynamism in the changes of the compounds observed in the interstitium of skeletal muscle was determined by metabolic activity of the tissue as well as by blood flow in the muscle interstitium.
- MeSH
- Research Support as Topic MeSH
- Gentamicins diagnostic use blood MeSH
- Hypothermia MeSH
- Muscle, Skeletal metabolism MeSH
- Middle Aged MeSH
- Humans MeSH
- Microdialysis methods instrumentation MeSH
- Extracorporeal Circulation MeSH
- Regional Blood Flow MeSH
- Myocardial Revascularization methods MeSH
- Aged MeSH
- Check Tag
- Middle Aged MeSH
- Humans MeSH
- Male MeSH
- Aged MeSH
- Female MeSH
- Publication type
- Review MeSH
- Comparative Study MeSH
Léčba hemoragického šoku je i v současné medicíně stále závažný problém. Změnám na úrovni makrocirkulace a globálního metabolismu předcházejí změny na úrovni buněk, nejmenších cév a extracelulární tekutiny. Dominantní porucha se odehrává na úrovni buněk a mikrocirkulace. Přímá monitorace extracelulární tekutiny je možná metodou mikrodialýzy. Metoda je ověřena v řadě prací na animálních modelech, ale začíná být i podstatou mnoha klinických studií. Jedná se především o sledování tkáňových hodnot laktátu, pyruvátu, glukózy a glycerolu jako hlavních markerů energetického metabolismu buněk. O stavu tkání informují jak absolutní hodnoty, tak především vzájemné poměry hodnot laktát/pyruvát a laktát/glukóza. Sledované veličiny neupozorňují jen na nastupující anaerobní metabolismus, ale také na míru centralizace oběhu, resp. reperfuzi. Velmi cenné jsou i informace o mitochondriální dysfunkci, která je buněčnou podstatou multiorgánového selhávání v intenzivní péči. Dle dynamiky těchto parametrů můžeme posuzovat kvalitu resuscitační péče s ohledem na rychlost eliminace šoku, zvyšování dodávky kyslíku tkáním a léčbu mitochondriální dysfunkce.
Therapy of haemorrhagic shock presents a huge challenge nowadays. Changes in circulation and metabolism are preceded with changes in cells, vessels and extracellular fluid. The main disorder takes place in microcirculation. Monitoring of extracellular fluid is possible with microdialysis. This method was verified on animal models and a became base of many clinical examinations in the world. First of all it is monitoring of lactate, pyruvate, glucose and glycerole as main markers of cell metabolism. Tissue condition can be described not only with absolute values but also as relations between individual parameters e.g. lactate/pyruvate and lactate/glucose. These values do not only inform us about forthcoming change from aerobic to anaerobic metabolism but also about the degree of reperfusion. Precious information about mitochondrial dysfunction which is the essence of multiorgan dysfunction in intensive care is collected as well. Based on changes we can asses the quality of resuscitation care together with speed of shock elimination, increasing oxygen delivery and mitochondrial dysfunction treatment.
- Keywords
- laktát, svalová tkáň.,
- MeSH
- Biomarkers MeSH
- Extracellular Fluid physiology MeSH
- Financing, Organized MeSH
- Shock, Hemorrhagic diagnosis physiopathology prevention & control MeSH
- Ischemia diagnosis MeSH
- Lactates diagnostic use MeSH
- Humans MeSH
- Microcirculation MeSH
- Microdialysis methods trends MeSH
- Mitochondria pathology MeSH
- Critical Care methods trends MeSH
- Oxygen Consumption MeSH
- Muscles physiopathology MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
- Publication type
- Review MeSH
