Оценяване на исхемичното излагане в криониката (метрика S-MIX)

Един час без кръвообращение при нормална телесна температура не е биологично еквивалентен на един час след като пациентът е охладен до около 0°C.

Самото изминало време следователно дава слабо обобщение на условията по време на ранната криоконсервация.

Стандартизираната мярка за исхемична експозиция, или S-MIX, обединява променливото време, температурата и историята на поддържане в една оценка на еквивалентното време при нормална телесна температура.

Това прави случаите по-лесни за сравнение. То обаче не превръща една оценка в пряко измерване на увреждането на мозъка.

Какво се опитва да измери S-MIX

След спиране на кръвообращението доставката на кислород намалява, докато клетките продължават да консумират енергия.

Йонните градиенти се провалят, клетките се подуват, мембраните стават пропускливи и биохимичните процеси започват да увреждат тъканта. Тези процеси не протичат всички с една и съща универсална скорост.

Охлаждането забавя много реакции и намалява метаболитната потребност. Ето защо историята на температурата е важна заедно с времето от спирането на кръвообращението.

S-MIX оценява продължителността на непоносимата исхемия при 37°C, която неговият модел третира като еквивалентна на записаната експозиция.

Изходът се изразява във време, често в часове и минути. Той не е буквално изминало време, освен ако целият интервал не е протекал при 37°C без метаболитна поддръжка.

Откъде произлиза модела

R. Michael Perry предложи по-ранна мярка за исхемично излагане в 1996. По-късно свързаните изследвания проучиха еквивалентно нормотермично излагане при охлаждане.

Perry и Aschwin de Wolf публикуваха стандартизираната формулация S-MIX в 2020, последвана от дискусия за имплементацията в 2021.

Тяхнатастатия представя варианти с линейно охлаждане, охлаждане по закона на Нютон и с метаболитна поддръжка.

По-късно Michael Benjamin работи с de Wolf за систематичното прилагане на S-MIX върху исторически случаи в една2021 мета-анализа.

Бенджамин не е автор на формулата. Той прави значим принос към нейното оперативно използване, реконструкция на данни и сравнителен анализ на случаи.

Авторите описват мярката като несъвършен индикатор и изрично посочват предположения, които изискват усъвършенстване.

Важно е да се отбележи интелектуалната история. S-MIX е разработен от практикуващи модели, предназначен да подобри отчитането на случаи, а не клинично валидирана скала за неврологични резултати.

Основният изчислителен метод

Публикуваният модел използва 37°C като своя нормотермична референтна стойност и Q10 стойност 2.

Според това предположение, всяко намаляване с 10°C намалява наполовина скоростта, приписана на исхемичното излагане.

Един час при 37°C представлява един час S-MIX. Един час при 27°C представлява 30 минути, а един час при 17°C представлява 15 минути.

При 7°C, същият изминал час представлява 7.5 минути. Близо до 0°C, според модела, той представлява приблизително 4.6 минути.

В компактна форма, температурното тегло е 2, повдигнато на степен (T минус 37) разделено на 10.

S-MIX интегрира това тегло във времето, след което прилага всяко посочено тегло за метаболитна подкрепа за всеки интервал.

Аритметиката е точна веднъж избрани входните данни и правилата. Дали тези правила точно представят даден мозък, е несигурната част.

Един прост пример

Представете си един час без подкрепа при 37°C, последван от един час без подкрепа при 27°C.

Първият интервал представлява един час. Вторият представлява половин час, което води до S-MIX от 1 час 30 минути.

Сега си представете два часа без подкрепа при 0°C. При Q10 равно на 2, те представляват приблизително девет минути еквивалентна нормотермична експозиция.

По този начин метриката запазва очевиден факт, който обикновеното изминало време губи: бързото охлаждане променя биологичното значение на последвалата загуба на време.

Това не доказва, че девет минути при 37°C и два часа при 0°C създават идентични тъканни промени.

Защо предположението за Q10 е само приближение

Q10 е удобен начин да се опише как една биологична или химична скорост се променя в рамките на 10°C температурен интервал.

Няма единна Q10 стойност за всеки разрушителен процес. Енергетичната недостатъчност, ензимната активност, нарушаването на мембраните, отокът и аутолизата могат да реагират по различен начин на температурата.

Връзката може да се променя в широкия диапазон от температурата на тялото до близо до 0°C.

S-MIX фиксира Q10 на 2, за да получи прозрачна обща скала. Първоначалните автори наричат това начално приближение и предупреждават срещу прекаленото му прилагане.

Различна стойност на Q10 би променила резултата, особено за дълги периоди на охлаждане.

Публикуваните стойности на S-MIX следователно са сравними само когато използват една и съща температурна модель и избор на параметри.

Измерената температура е по-добра от предполагаемото охлаждане

Най-прякото изчисление използва чести температурни отчитания и числено сумира претегления принос на всеки кратък интервал.

По-стари или непълни случаи може да съдържат само начална температура, крайна температура и продължителност.

Линейният модел предполага, че температурата е спаднала с постоянна скорост. Това е просто, но външното охлаждане рядко се държи по този начин през цялото време на случая.

Нютоновският модел предполага, че охлаждането се забавя, когато температурата на пациента се приближава до околната среда. Това може да бъде по-реалистично, но все пак изисква подходящи или предположени параметри.

Нито една от двете интерполации не може да възпроизведе флуктуации, паузи или временно затопляне, които никога не са били записани.

Йерархията е ясна: измерени непрекъснати данни, след това добре документирани сегментирани данни, след това изведени криви с изрична несигурност.

Важно е мястото на измерване на температурата

Човешкото тяло не се охлажда равномерно. Кожата, хранопроводът, ректумът, назофаринксът и дълбокият мозък могат да показват различни температури в един и същ момент.

Мястото на сондата следователно трябва да съпътства стойността на S-MIX.

Повърхностното измерване може бързо да реагира на ледена вода, докато по-дълбоката тъкан остава по-топла. Единствена немаркирана крива може да преувеличи колко бързо е охладил мозъкът.

Забавянето на сензора, разместването и липсващите отчитания добавят още несигурност.

Използването на няколко калибрирани сонди подобрява случая. Това не идентифицира автоматично коя записана температура най-добре предсказва всяка форма на неврологична травма.

Как метаболитната подкрепа се включва в резултата

Механичната кардиопулмонална подкрепа с вентилация може да движи оксигенирана кръв след циркулаторен арест. Тя не възпроизвежда нормалната церебрална перфузия.

Публикуваната имплементация приписва тежест 1 на непоносимата исхемия и 0.5 на периодите на вентилирана кардиопулмонална подкрепа.

Тя приписва тегло 0 на измиването на оксигенираната кръв при посочените условия.

Тези тегла намаляват приноса на онези интервали, преди те да бъдат добавени към общия резултат.

50 процентната отстъпка не произтича от директни церебрални измервания на кислорода при всеки пациент. В документа за имплементацията се посочва изрично, че тя е до известна степен произволна.

Дълбочината на компресията, качеството на дихателните пътища, прекъсванията, съдовото съпротивление, вискозитета на кръвта и перфузионното налягане варират между случаите.

Един бинарен етикет като „CPS наличен“ съдържа по-малко информация от записите за крайно-експираторен въглероден диоксид, налягане, поток и прекъсвания.

Защо един случай се разделя на сегменти

Ранната процедура променя режимите няколко пъти. Забавянето без поток, външното охлаждане, кардиопулмоналната поддръжка, операцията, измиването и транспортирането имат различни условия.

Разделянето на хронологията на сегменти позволява на всеки интервал да използва собствена температурна крива и тегло на поддръжката.

Общият S-MIX е сумата от всички приноси на сегментите до избраната крайна точка.

Един полезен доклад именува всеки сегмент, посочва неговото начало и край, записва температурите и обяснява всякаква метаболитна отстъпка.

Ако двама анализатори определят границите на сегментите по различен начин или прилагат различни тегла, те могат да получат различни резултати от един и същ разказ.

Публикуването на таблицата за изчисления прави това несъгласие проверяемо.

Крайната точка е част от дефиницията

Оригиналната формулировка оценява експозицията преди криогенното охлаждане, обикновено завършвайки около 0°C.

Тази граница е практическа, а не твърдение, че исхемията става метафизически нула точно при 0°C.

Ако крайната точка се различава между докладите, техните резултати не са директно сравними.

Трябва да бъде посочено измереното или оцененото време, в което съответната температура на пациента е достигнала тази крайна точка.

По-къснота криопротективна перфузия, охлаждането до температура на сух лед идълбокото охлаждане въвеждат различни механизми на увреждане и измервания.

S-MIX не трябва да се разширява мълчаливо към онези фази без да се дефинира нов модел.

Какво S-MIX пропуска

Оценката обикновено започва от циркулаторен арест. Тя може да пропусне хипоксия, треска, хипотензия или регионална исхемия по време на агоналния период преди ареста.

Тя не измерва предшестващото увреждане на мозъка, съсирването, отока, васкуларната обструкция или еднородността на последващата перфузия.

Тя не измерва концентрацията на криопротектора, токсичността, образуването на лед, дехидратацията, топлинния стрес или фрактурата.

Тя също не измерва синапсите, клетъчните мембрани или дали идентично-критичната неврологична структура остава интерпретируема.

За това са необходими допълнителни доказателства от процедурна телеметрия, КТ и съгласувана електронна микроскопия.

Ето защо S-MIX трябва да бъде част от един многомеренпрофил на качеството на консервацията, а не на върха на една единствена класация.

По-ниската оценка е по-добра в рамките на модела

При равни други условия, по-ниският S-MIX означава по-малка оценена нормотермична експозиция преди криогенно охлаждане.

Равни други условия рядко са равни.

Един случай с ниска оценка може все още да има лоша криопротективна перфузия. Един забавен случай може да запази значителна ултраструктура въпреки по-високата оценена експозиция.

Оценката класира една моделирана измерна величина. Тя не произвежда вероятност за възкресение или процент на запазените неврони.

Никакъв валидиран праг не разделя една „успешна“ от една „неуспешна“ човешка криоконсервация.

Представянето на фалшива прецизност, като например резултат на ниво минути от оценени температури, може да направи изхода да изглежда по-сигурен от своите входни данни.

Защо S-MIX все още е ценен

Един неперфектен количествен модел може да бъде много по-добър от прилагателни като „бърз“, „забавен“ или „добре охладен“.

S-MIX принуждава екипа да реконструира хронологията, да запази температурните данни и да посочи къде е била налична поддръжката.

Той може да разкрие кой интервал е доминирал в даден случай и къде оперативните подобрения биха намалили най-много излагането на риск.

При множество случаи, последователно изчислените стойности могат да покажат тенденции в отговора, охлаждането и качеството на документацията.

Метриката също така прави несигурността видима. Липсващите данни за температурата не са просто неудобство за изчислението; те сами по себе си представляват проблем с качеството.

Използван по този начин, S-MIX е по-скоро инструмент за обратна връзка за екипа, отколкото присъда върху пациента.

Как Tomorrow.bio докладва S-MIX

Tomorrow.bio публикува анонимизирани доклади за случаи на своятастраница с документи. Двата публични доклада на 2023, разгледани тук, не посочват стойност на S-MIX.

По-късните доклади да. Единдоклад на 2024 и докладът 2025 съдържат посветени, сегментирани S-MIX изчисления.

Интервалите включват периоди като юридическа смърт до кардиопулмонална поддръжка, поддръжка до операция или перфузия, и перфузия до следващия процедурен край.

Форматът на случая поставя S-MIX до температурни криви, енд-тална въглеродна двуокис (където е налична), перфузионно налягане, показател на пречупване, КТ находки и документирани проблеми.

Докладите също разкриват липсващи, реконструирани или ограничени измервания. S-MIX следователно се представя като един компонент от качеството на случая, а не като самостоятелна присъда за съхранението.

Това е в съответствие с по-широкия подход на Tomorrow.bioпрограма за метрики на качеството: използвайте проверяеми доказателства от случаи, за да сравнявате резултатите и да подобрявате процедурите.

Как да се чете стойност S-MIX

Първо, проверете началната и крайната точка. След това прегледайте основната температурна крива и местоположението на сондата.

След това проучете кои интервали са получили подкрепа с отстъпки и дали докладът съдържа физиологични доказателства за ефективността на подкрепата.

Потърсете липсващи данни, изчислени температури и временно затопляне. Уверете се, че са използвани едни и същи правила за изчисления, преди да сравнявате случаи.

Накрая, прочетете S-MIX освендоказателства за перфузия и образна диагностика след процедурата.

Един прецизно изглеждащ брой трябва да направи основния случай по-достъпен за проверка, а не да го заменя.

Честният извод

S-MIX отговаря на тесен и полезен въпрос: колко температурно тегловна исхемична експозиция приписва един модел преди криогенно охлаждане?

Той не може да отговори на въпроса, който хората най-много ценят: колко памет и структура, свързана с идентичността, остават възстановими.

Стойността му идва от стандартизацията, прозрачността и оперативната обратна връзка. Опасността му идва от третирането на моделираната експозиция като измерен биологичен резултат.

Допълнително четене

• Дискусия на Perry и de Wolf за формулировката и имплементацията на S-MIX
• Анализ на метриките на случаи от Benjamin и de Wolf с 2021
• Ултраструктурни ефекти на нормотермичната и студена церебрална исхемия
• Как исхемията влияе върху криопрезервацията
• Подготовка, стабилизация и начално охлаждане
• Технически предизвикателства за висококачествено съхранение