Cerebral oksymetri

opretholdelse af tilstrækkelig iltforsyning til væv og organer, især hjernen, er et grundlæggende mål for bedøvelsesprocessen. Farerne ved langvarig hypoksi og reduceret ilttilførsel til hjernen er veldokumenterede; hjernen forbliver dog et af de mindst overvågede organer under anæstesi.1

cerebrale oksimetre er ikke-invasive, kontinuerlige overvågningsanordninger, der bruges til at overvåge tilstrækkelig cerebral iltning. De bruger lignende fysiske principper til pulsoksimetre. De første kommercielt tilgængelige cerebrale oksimetre blev brugt i 1990 ‘ erne; Jobsis2 introducerede dog først konceptet med at bruge nær-infrarød spektroskopi (NIRS) til måling af cerebral iltning i 1977. Selvom størstedelen af offentliggjorte data om cerebral oksymetri har vist forbedrede resultater blandt hjertekirurgiske patienter, undersøgelser dukker op, der identificerer forbedrede resultater i den ikke-hjertekirurgiske population.3 undersøgelser har vist en øget forekomst af uønskede perioperative resultater hos patienter, der demonstrerer betydelig cerebral ilt desaturation under operationen.4

denne artikel har til formål at forklare de underliggende fysiske principper omkring cerebral oksymetri og evaluere beviser, der understøtter deres anvendelse i forskellige kliniske situationer.

fysik

cerebrale oksimetre bruger NIRS til at opnå kontinuerlige ikke-invasive målinger af cerebrale iltningsværdier.5 cerebrale oksymetre består af en skærm, der er forbundet til oksymeterprober. Klæbende puder fastgør prober til patientens hovedbund. Prober anvendes oftest på hovedbunden, der ligger over frontalben. Sonder indeholder en fiberoptisk lyskilde og lysdetektorer.6 lyskilder frigiver lys i det infrarøde område gennem en proces med enten stimuleret emission af stråling eller gennem lysemitterende dioder.7 udsendt lys i det infrarøde område er i stand til at trænge ind i kraniet for at nå underliggende hjernevæv. Kraniet er gennemsigtigt for lys i det næsten infrarøde område.1 udsendt lys absorberes, omdirigeres, spredes eller reflekteres.8 når infrarødt lys kommer i kontakt med hæmoglobin, sker der en ændring i lysspektret afhængigt af hæmoglobinmolekylets iltningsstatus.8 reflekteret lys vender tilbage mod overfladen og detekteres af lysdetektorerne i oksymetriproberne.8

cerebrale oksimetre beregner cerebral iltning ved hjælp af øl–Lambert-loven.9 Beer-Lambert loven er en kombination af to fysiske love.

ølens lov

intensiteten af transmitteret lys falder eksponentielt, når koncentrationen af et stof, som lyset passerer igennem, øges.

Lamberts lov

intensiteten af transmitteret lys falder eksponentielt, når den afstand, som lyset tilbagelægger gennem et stof, øges.

ifølge disse love kan en mængde af et stof, det vil sige ilt, bestemmes af, hvor meget lys stoffet absorberer.10

cerebrale oksimetre bruger matematiske algoritmer, der involverer subtraktion af værdier opnået fra emitterne nær og langt fra fotodetektoren for at begrænse forurening fra ekstrakranielt blod og opnå en læserepræsentant for cerebrale iltningsværdier. Der er adskillige kommercielt tilgængelige cerebrale oksymetri-enheder til klinisk brug. Inter-enhed variabilitet med hensyn til målinger eksisterer. Variabilitet opstår som et resultat af forskellige bølgelængder af lys, der udsendes af proberne,forskellige lyskilder, 4 og forskellige matematiske algoritmer, der bruges til at opnå cerebrale iltningsværdier.

cerebrale oksymetriværdier stammer hovedsageligt fra venøst blod, og i modsætning til pulsoksimetre er uafhængige af pulserende blodgennemstrømning.12 cerebrale oksymetriværdier afspejler en balance mellem iltforbrug og iltforsyning til hjernen.

klinisk fortolkning af cerebrale oksymetrimålinger

Baseline cerebrale oksymetriværdier bør opnås før induktion af anæstesi. Normale værdier varierer fra 60% til 80%; imidlertid betragtes lavere værdier på 55-60% ikke som unormale hos nogle hjertepatienter.8

tilstrækkelig cerebral iltning er afhængig af tilstrækkelig cerebral blodgennemstrømning og iltindhold. Faktorer, der påvirker en af disse, vil resultere i en reduktion i cerebral iltning og en reduktion i cerebrale oksymetriværdier. Anatomiske variationer, for eksempel en ufuldstændig cirkel af vilje eller alvorlig carotisarteriestenose kan skabe fejl i cerebrale oksymetriværdier; derfor anbefales det, at cerebral oksymetri udføres bilateralt. Tabel 1 opsummerer nogle faktorer, der kan resultere i reducerede cerebrale iltningsværdier forårsaget af ændringer i blodgennemstrømning eller iltindhold.

begrænsninger i målinger af cerebral oksymetri

alle overvågningsenheder har begrænsninger. Begrænsninger forbundet med cerebral oksymetri inkluderer:

• blod fra en ekstrakraniel kilde kan skabe fejlagtigt lav måling.4

• elektrokirurgisk udstyr, det vil sige diatermi, kan påvirke målingens nøjagtighed.4

• cerebrale oksimetre måler kun regional cerebral iltning. Store områder af hjernen forbliver uovervåget.4

• cerebrale oksimetre er ikke i stand til at identificere en årsag til desatureringen.14

kliniske anvendelser

der er rejst spørgsmål med hensyn til den kliniske anvendelighed af cerebral oksymetriovervågning.1 Et stigende antal undersøgelser viser evnen til overvågning af cerebral oksymetri til at detektere klinisk tavse episoder af cerebral iskæmi.1 cerebrale oksimetre har potentialet til at være en vigtig beskyttelse for cerebral funktion.1

hjertekirurgi

patienter, der gennemgår hjertekirurgi, risikerer uønskede perioperative neurologiske hændelser. Cerebral oksymetriovervågning kan anvendes, hvilket potentielt reducerer forekomsten af disse ødelæggende begivenheder.

koronar bypassoperation

der er udført undersøgelser af cerebral oksymetri hos patienter, der gennemgår hjertekirurgi. Salter og kolleger15 gennemførte en undersøgelse, der involverede 265 patienter, der gennemgik koronar bypassoperation (CABG) kirurgi. Patienterne blev randomiseret til to grupper. Cerebral oksymetri blev anvendt i begge grupper. En gruppe modtog cerebral oksymetriovervågning og interventioner for at forbedre cerebrale oksymetriværdier, hvis de faldt med 20% fra en baseline præoperativ måling. Den anden gruppe var en kontrolgruppe. Undersøgelsen fandt en sammenhæng mellem cerebral desaturation og tidlig postoperativ kognitiv dysfunktion. Undersøgelsen identificerede imidlertid ikke en sammenhæng mellem brugen af en cerebral oksymetri-styret interventionsprotokol og en reduktion i forekomsten af postoperativ kognitiv dysfunktion.15

vedvarende postoperativ kognitiv dysfunktion efter hjertekirurgi er kontroversiel. Meta-analyser16 har identificeret, at vedvarende kognitiv tilbagegang ikke er så almindelig som tidligere antaget. Nogle patienter kan endda vise en forbedring af kognitiv funktion efter CABG-operation.

Dyb hypotermisk cirkulationsstop

en række hjertekirurgiske procedurer udføres ved hjælp af kardiopulmonal bypass (CPB). Visse komplekse procedurer kræver imidlertid ophør af al blodgennemstrømning. Dyb hypotermisk cirkulationsstop beskriver den hurtige reduktion i kernekropstemperatur efterfulgt af ophør af CPB. Hjernen er sårbar over for iskæmi i løbet af denne tid. Overvågning af cerebral oksymetri kan være et middel til overvågning og påvisning af indtræden af cerebral iskæmi.1 der er imidlertid utilstrækkelig evidens omkring følsomheden af cerebral oksymetriovervågning under dyb hypotermi (temperaturer <25 liter C).

vaskulær kirurgi

carotis endarterektomi

carotis endarterektomi er forbundet med postoperativt slagtilfælde. Overvågningsudstyr bruges ofte til at detektere perioder med cerebral iskæmi. Almindelige overvågningsenheder inkluderer transkraniale dopplere, EEG ‘er og overvågning af somatosensoriske fremkaldte potentialer (Ssep’ er).

transcraniale dopplere giver et indirekte mål for cerebral blodgennemstrømning ved at måle blodhastigheden i en cerebral arterie. Målinger opnås gennem transkraniale vinduer. Transkraniale vinduer findes på tværs af de tyndeste dele af kraniet—den tidsmæssige knogle, eller hvor knoglen er fraværende—bane. En femtedel af patienterne mangler et transkranielt vindue, og som et resultat kan transkraniale dopplerundersøgelser ikke bruges.1 ssep ‘ er og EEG-monitorering påvirkes af bedøvelsesmidler og kirurgisk diatermi.1 overvågning af Cerebral oksymetri kan bruges som et værktøj til påvisning af cerebral iskæmi.

en reduktion i cerebrale oksymetriværdier > 12% fra en baseline præoperativ værdi er blevet identificeret som en pålidelig, følsom og specifik tærskel for påvisning af hjerneiskæmi.1 en reduktion i cerebrale oksymetriværdier efter krydsklemning af den indre halspulsårer kan indikere behovet for shuntplacering under proceduren. 17 sammenlignede forskellige overvågningsmetoder til identifikation af cerebral iskæmi under carotiskirurgi. Resultaterne fremhævede lignende nøjagtighed til påvisning af indtræden af iskæmi med transkraniel Doppler og cerebral oksymetri-overvågning, mindst nøjagtighed blev identificeret til ssep-overvågning.

carotis endarterektomi hyperperfusionssyndrom

carotis endarterektomi hyperperfusionssyndrom er forårsaget af en stigning i cerebral blodgennemstrømning efter reparation af carotidstenose. Det opstår som følge af nedsat cerebral auto-regulering. Syndromet er karakteriseret ved hovedpine, cerebralt ødem, krampeanfald, intracerebral blødning og død.

der findes en sammenhæng mellem cerebrale iltmætningsværdier og ændringer i cerebral blodgennemstrømning efter afklemning af den indre halspulsårer.1 Cerebral oksymetri kunne bruges til at identificere patienter med risiko for cerebral hyperperfusionssyndrom.18

pædiatri

nyfødte født for tidligt har nedsat cerebral auto-regulering og er i risiko for intraventrikulær blødning og periventrikulær leucomalacia.9 periventrikulær leucomalacia diagnosticeres normalt ved transkraniel ultralyd. Områder med iskæmi identificeres i hvidt stof, der omgiver de laterale ventrikler. På det tidspunkt, hvor der er stillet en diagnose af periventrikulær leucomalacia, er der opstået permanent neurologisk skade såsom synsforstyrrelse og cerebral parese. Ændringer i cerebrale iltværdier som detekteret af cerebrale oksimetre giver et indirekte mål for ændringer i cerebral blodgennemstrømning. Kontinuerlig overvågning af cerebral iltning kan muliggøre tidlig påvisning og forebyggelse af periventrikulær leucomalacia og intraventrikulær blødning.9

yderligere anvendelser

Cerebral oksymetriovervågning bruges i stigende grad til at overvåge tilstrækkeligheden af vævs-og organperfusion, når de placeres på andre steder end hovedbunden.1 NIRS undersøges som en potentiel markør for perfusion for lever -, nyre-og splanchnisk væv.1

NIRS evalueres yderligere som et potentielt screeningsværktøj til behovet for blodtransfusion hos traumepatienter med risiko for hæmoragisk chok.1

konklusion

Cerebral oksymetri er en simpel, ikke-invasiv overvågningsmetode, der kan forbedre patientens resultat i en række forskellige kliniske situationer; bevis for dets anvendelse ud over hjertekirurgi dukker kontinuerligt op. Denne artikel har fremhævet nogle af de stigende roller og beviser for cerebral oksymetri i klinisk praksis, yderligere forskning er nødvendig for at validere cerebral oksymetriovervågning til forbedring af patientresultater hos både hjerte-og ikke-hjerte-kirurgiske patienter.3

interesseerklæring

ingen erklæret.

MCK

de tilknyttede MCK ‘ er (til understøttelse af CME/CPD-aktivitet) kan tilgås på https://access.oxfordjournals.org af Abonnenter på BJA Education.

Podcasts

denne artikel har en tilknyttet podcast, som du kan få adgang til på http://www.oxfordjournals.org/podcasts/bjaed_cerebral_oximetry.mp3.