Microcirculatory Perfusion-Based Approach to the Critically Ill Patient: Bringing a Research Tool Technology to the Bedside

Focusing microcirculation in critically ill patients offers a physiologic approach to their management: an impaired microcirculation, as the “motor” of tissues hypoperfusion and organ dysfunction, should represent the target of interventions, especially when the restoring of the standard macrohemodynamic variables appears to be insufficient to improve the patient outcome. Despite this huge potential, microcirculatory monitoring still remains a research tool. The present work, a collection of diverse research articles, was conducted trying to build a bridge between the research setting and the clinical practice. It includes the validation study of the third-generation technology for microcirculatory imaging, the Incident Dark Field illumination (IDF), providing a comparison with the gold standard. Moreover, it gives a deep insight on the technical issues in collecting appropriate imaging and on their impact on the data interpretation, focusing the attention on the operator experience and patient’s cooperation. The core of the project is represented by the MicroDAIMON, a prospective observational study with one of the largest databases of microcirculatory data in critically ill patients to date: it shows the association between microcirculatory abnormalities at the baseline and mortality. Daily monitoring was also performed with Near InfraRed Spectroscopy of skeletal muscle associated to a vascular occlusion test in order to evaluate the dynamic response and reserve capacity of the microcirculation to an ischemic disturbance. A subgroup analysis, focuses the attention on trauma patients, showing that the persistence of microcirculatory abnormalities in presence of normalized macro-hemodynamic variables could predict a major risk of development of organ dysfunction. Finally, with an open label pilot study, the effect of ketanserin in recruiting a dysfunctional microcirculation was investigate, trying to propose a pharmacologic approach to microcirculatory abnormalities.

Monitorare il microcircolo nel paziente critico offre un approccio più fisiologico alla loro gestione: un microcircolo alterato, quale causa primaria di ipoperfusione tissutale e disfunzione d’organo dovrebbe rappresentare il target dei trattamenti, specialmente quando il ripristino delle variabili emodinamiche standard sembra essere insufficiente a migliorare l’outcome. Nonostante questo enorme potenziale, esso resta ancora solamente uno strumento di ricerca. Questo lavoro, una raccolta di alcuni articoli di ricerca, è stato condotto nel tentativo di avvicinare la ricerca alla pratica clinica. Lo studio di validazione della tecnologia di terza generazione per l’imaging del microcircolo, l’Incident Dark Field illumination (IDF), fornisce il confronto con il gold standard. È stata poi posta l’attenzione sulle difficoltà tecniche di acquisizione di imaging adeguato del microcircolo e sull’ impatto sull’interpretazione dei dati, con particolare riguardo all’esperienza dell’operatore e alla collaborazione del paziente. Il core del progetto è rappresentato dal MicroDAIMON, uno studio prospettico osservazionale sul monitoraggio giornaliero del microcircolo nel paziente critico che fornisce uno dei più ampi database esistenti e che ha mostrato l’associazione tra alterazioni del microcircolo al baseline e outcome. Il monitoraggio è stato eseguito anche con Near InfraRed Spectroscopy su muscolo scheletrico con test di occlusione vascolare, per valutare la reattività dinamica del microcircolo ad un insulto ischemico e la sua capacità di riserva. Un’analisi di sottogruppo ha incentrato l’attenzione sul paziente politraumatizzato, mostrando che la persistenza di un microcircolo alterato in presenza di variabili macro-emodinamiche ottimizzate può predire un aumentato rischio di disfunzione d’organo. Infine, con uno studio open label, è stato valutato l’effetto della ketanserina sul microcircolo, cercando di fornire un approccio farmacologico alle alterazioni microcircolatorie.