-
aivo-oksimetrit mahdollistavat aivojen hapetuksen jatkuvan ei-invasiivisen seurannan.
-
aivo-oksimetrit käyttävät samanlaisia fysikaalisia periaatteita kuin pulssioksimetrit.
-
aivo-oksimetrit käyttävät Beer-Lambertin lakia ja spatiaalista erottelukykyä arvioidakseen aivo-hemoglobiinin happisaturaatiota.
-
aivo-oksimetrian lähtöarvot on määritettävä ennen anestesian induktiota.
-
aivojen oksimetriset arvot edustavat tasapainoa aivojen hapensaannin ja kulutuksen välillä.
riittävä hapensaanti kudoksiin ja elimiin, erityisesti aivoihin, on nukutusprosessin perustavoite. Pitkittyneen hypoksian ja heikentyneen hapensaannin vaarat aivoihin on hyvin dokumentoitu; aivot ovat kuitenkin edelleen yksi vähiten valvotuista elimistä nukutuksen aikana.1
aivo-oksimetrit ovat ei-invasiivisia, jatkuvia seurantalaitteita, joita käytetään riittävän aivojen hapetuksen seurantaan. He käyttävät samanlaisia fysikaalisia periaatteita kuin pulssioksimetrit. Ensimmäiset kaupallisesti saatavilla olevat aivo-oksimetrit käytettiin 1990-luvulla; kuitenkin Jobsis2 esitteli ensimmäisen käsitteen käyttää Lähi-infrapunaspektroskopiaa (NIRS) aivojen hapetuksen mittaamiseen vuonna 1977. Vaikka suurin osa julkaistusta aivo-oksimetria-aineistosta on osoittanut parantuneita tuloksia sydänleikkauspotilailla, tutkimukset ovat kehittymässä, ja tulokset ovat parantuneet ei-sydänleikkauspotilailla.3 tutkimukset ovat osoittaneet, että perioperatiivisten haittavaikutusten esiintyvyys on lisääntynyt potilailla, joilla ilmenee merkittävää aivojen hapenkulutusta leikkauksen aikana.4
tässä artikkelissa pyritään selittämään aivojen oksimetrian taustalla olevia fysikaalisia periaatteita ja arvioimaan niiden käyttöä erilaisissa kliinisissä tilanteissa tukevaa näyttöä.
- fysiikka
- Beerin laki
- Lambertin laki
- kliininen tulkinta aivo-oksimetriamittauksista
- aivojen oksimetristen mittausten rajoitukset
- kliiniset Sovellukset
- sydänkirurgia
- sepelvaltimon ohitusleikkaus
- syvä hypoterminen verenkiertopysähdys
- verisuonikirurgia
- kaulavaltimon endarterektomia
- kaulavaltimon endarterektomia hyperperfuusiosyndrooma
- lapset
- muita käyttötarkoituksia
- johtopäätös
- sidonnaisuusilmoitus
- MCQs
- Podcastit
fysiikka
aivo-oksimetrit käyttävät NIRS: ää saadakseen jatkuvia ei-invasiivisia aivojen hapetusarvojen mittauksia.5 aivojen oksimetrit koostuvat monitorista, joka on kytketty oksimetrin koettimet. Liimatyynyt kiinnittävät koettimet potilaan päänahkaan. Koettimia käytetään yleisimmin otsalohkon päällä olevaan päänahkaan. Luotaimissa on fibreoptinen valonlähde ja valonilmaisimet.6 valonlähteet vapauttavat valoa infrapuna-alueella joko stimuloidun säteilypäästön tai valodiodien avulla.7 infrapuna-alueella säteilevä valo pystyy tunkeutumaan kallon läpi ja pääsemään taustalla olevaan aivokudokseen. Kallo on läpinäkyvä valolle lähi-infrapuna-alueella.1 säteilevä valo joko absorboituu, ohjataan uudelleen, sirotellaan tai heijastuu.8 kun infrapunavalo koskettaa hemoglobiinia, tapahtuu valon spektrin muutos riippuen hemoglobiinimolekyylin hapetustilasta.8 heijastunut valo palaa kohti pintaa ja sen havaitsevat oksimetria-antureissa olevat valoilmaisimet.8
aivo-oksimetrit laskevat aivojen hapetuksen Beer-Lambertin lain avulla.9 Beer-Lambertin laki on kahden fysikaalisen lain yhdistelmä.
Beerin laki
välitetyn valon voimakkuus pienenee eksponentiaalisesti, kun valon läpi kulkevan aineen pitoisuus kasvaa.
Diagrammatic representation of Beer ’ s Law.
Diagrammatic representation of Beer ’ s Law.
Lambertin laki
välitetyn valon voimakkuus pienenee eksponentiaalisesti, kun valon aineen läpi kulkema matka kasvaa.
Diagrammatic representation of Lambert ’ s Law.
Diagrammatic representation of Lambert ’ s Law.
näiden lakien mukaan aineen määrä eli happi voidaan määrittää sen perusteella, kuinka paljon aine absorboi valoa.10
Imeytymisspektrit hapetetulle ja hapetetulle hemoglobiinille. Alue A edustaa aivojen oksimetrien käyttämiä valon aallonpituuksia.
Imeytymisspektrit hapetetulle ja hapetetulle hemoglobiinille. Alue A edustaa aivojen oksimetrien käyttämiä valon aallonpituuksia.
Diagramminen esitys spatiaalisesta Erottelukyvystä.
Diagramminen esitys spatiaalisesta Erottelukyvystä.
aivo-oksimetrit käyttävät matemaattisia algoritmeja, joissa vähennetään säteilijöistä saatuja arvoja lähellä ja kaukana fotodetektoria rajoittaakseen ekstrasraniaalisen veren saastumista ja saadakseen aivojen hapetusarvoja edustavan lukeman. On olemassa lukuisia kaupallisesti saatavilla aivojen oksimetria laitteita kliiniseen käyttöön. Mittausten välillä on vaihtelua. Vaihtelevuus johtuu antureiden lähettämän valon eri aallonpituuksista,eri valonlähteistä, 4: stä ja erilaisista matemaattisista algoritmeista, joita käytetään aivojen hapetusarvojen saamiseksi.
aivo-oksimetria-arvot on saatu pääasiassa laskimoverestä, ja toisin kuin pulssioksimetrit ovat riippumattomia pulssisesta verenkierrosta.12 aivojen oksimetristä arvoa kuvastavat tasapainoa hapenkulutuksen ja aivojen hapensaannin välillä.
kliininen tulkinta aivo-oksimetriamittauksista
aivo-oksimetriamittausten lähtötaso on määritettävä ennen anestesian induktiota. Normaaliarvot vaihtelevat 60%: sta 80%: iin, mutta 55-60%: n alempia arvoja ei pidetä epänormaaleina joillakin sydänpotilailla.8
riittävä aivojen hapetus riippuu aivojen riittävästä verenvirtauksesta ja happipitoisuudesta. Jompaankumpaan vaikuttavat tekijät vähentävät aivojen hapetusta ja alentavat aivojen oksimetrisiä arvoja. Anatomiset vaihtelut, esimerkiksi epätäydellinen ympyrä Willis tai vakava kaulavaltimon ahtauma voi aiheuttaa virheitä aivojen oksimetria-arvoissa; siksi on suositeltavaa, että aivojen oksimetria suoritetaan kahdenvälisesti. Taulukossa 1 esitetään yhteenveto tekijöistä, jotka voivat johtaa veren virtauksen tai happipitoisuuden muutoksista johtuviin aivojen hapetusarvojen alenemiseen.
tekijät, jotka alentavat aivojen hapetusarvoja
| aivoverenkierto . | happipitoisuus . |
|---|---|
| sydämen ulostulo | hemoglobiinipitoisuus |
| happo-emästatus | hemoglobiinin saturaatio |
| vakava verenvuoto | keuhkojen toiminta |
| valtimoiden sisäänvirtaus / laskimoiden ulosvirtauseste | Sisäänvirtaava happipitoisuus |
| aivoverenkierto . | happipitoisuus . |
|---|---|
| sydämen ulostulo | hemoglobiinipitoisuus |
| happo-emästatus | hemoglobiinin saturaatio |
| vakava verenvuoto | keuhkojen toiminta |
| valtimoiden sisäänvirtaus / laskimoiden ulosvirtauseste | Sisäänvirtaava happipitoisuus |
tekijät, jotka alentavat aivojen hapetusarvoja
| aivoverenkierto . | happipitoisuus . |
|---|---|
| sydämen ulostulo | hemoglobiinipitoisuus |
| happo-emästatus | hemoglobiinin saturaatio |
| vakava verenvuoto | keuhkojen toiminta |
| valtimoiden sisäänvirtaus / laskimoiden ulosvirtauseste | Sisäänvirtaava happipitoisuus |
| aivoverenkierto . | happipitoisuus . |
|---|---|
| sydämen ulostulo | hemoglobiinipitoisuus |
| happo-emästatus | hemoglobiinin saturaatio |
| vakava verenvuoto | keuhkojen toiminta |
| valtimoiden sisäänvirtaus / laskimoiden ulosvirtauseste | Sisäänvirtaava happipitoisuus |
hoitoalgoritmi aivojen desaturaation hallintaan. Mukautettu alkuperäisestä Denault ja kollegat.13
hoitoalgoritmi aivojen desaturaation hallintaan. Mukautettu alkuperäisestä Denault ja kollegat.13
aivojen oksimetristen mittausten rajoitukset
kaikilla seurantalaitteilla on rajoituksia. Aivo-oksimetriaan liittyviä rajoituksia ovat:
-
kallonulkoisesta lähteestä peräisin oleva veri voi aiheuttaa virheellisen alhaisen mittauksen.4
-
Sähkökirurgiset laitteet eli diatermiat voivat vaikuttaa mittaustarkkuuteen.4
-
aivo-oksimetrit mittaavat vain aivojen alueellista hapetusta. Suuret alueet aivoissa jäävät valvomatta.4
-
aivo-oksimetrit eivät pysty tunnistamaan desaturaation syytä.14
kliiniset Sovellukset
on esitetty kysymyksiä aivo-oksimetrian seurannan kliinisestä hyödyllisyydestä.1 yhä useammat tutkimukset osoittavat aivojen oksimetriaseurannan kyvyn havaita kliinisesti hiljaisia aivoiskemiakohtauksia.1 aivo-oksimetrit voivat olla tärkeä turva aivojen toiminnalle.1
sydänkirurgia
sydänleikkauksessa olevilla potilailla on perioperatiivisten neurologisten haittatapahtumien riski. Aivojen oksimetriaseurantaa voidaan käyttää, mikä mahdollisesti vähentää näiden tuhoisien tapahtumien ilmaantuvuutta.
sepelvaltimon ohitusleikkaus
on tehty tutkimuksia, joissa on selvitetty aivo-oksimetriaa potilailla, joille on tehty sydänleikkaus. Salter ja colleagues15 toteuttivat tutkimuksen, johon osallistui 265 potilasta, joille tehtiin sepelvaltimon ohitusleikkaus. Potilaat satunnaistettiin kahteen ryhmään. Molemmissa ryhmissä käytettiin aivo-oksimetriaa. Yhdelle ryhmälle tehtiin aivojen oksimetriaseurantaa ja toimenpiteitä aivojen oksimetria-arvojen parantamiseksi, jos ne laskivat 20% verrattuna ennen leikkausta tehtyyn mittaukseen. Toinen ryhmä oli verrokkiryhmä. Tutkimuksessa havaittiin yhteys aivojen desaturaation ja varhaisen postoperatiivisen kognitiivisen toimintahäiriön välillä. Tutkimuksessa ei kuitenkaan havaittu yhteyttä aivojen oksimetria-ohjatun interventioprotokollan käytön ja postoperatiivisten kognitiivisten toimintahäiriöiden vähenemisen välillä.
jatkuva postoperatiivinen kognitiivinen toimintahäiriö sydänleikkauksen jälkeen on kiistanalainen. Meta-analyyseissä16 on havaittu, että jatkuva kognitiivinen heikkeneminen ei ole niin yleistä kuin aiemmin on luultu. Joillakin potilailla voi jopa osoittaa kognitiivisten toimintojen paranemista ohitusleikkauksen jälkeen.
syvä hypoterminen verenkiertopysähdys
useita sydänkirurgisia toimenpiteitä suoritetaan kardiopulmonaalisen ohitusleikkauksen (CPB) avulla. Tietyt monimutkaiset menettelyt vaativat kuitenkin kaiken verenkierron lopettamista. Syvä hypoterminen verenkiertopysähdys kuvaa ruumiinlämmön nopeaa alenemista, jota seuraa CPB: n lopettaminen. Tänä aikana aivot ovat alttiita iskemialle. Aivojen oksimetriaseurannan avulla voidaan seurata ja havaita aivoiskemian puhkeamista.1 aivojen oksimetrian herkkyydestä syvän hypotermian aikana (lämpötila <25°C) ei kuitenkaan ole riittävästi näyttöä.
verisuonikirurgia
kaulavaltimon endarterektomia
kaulavaltimon endarterektomia liittyy postoperatiiviseen aivohalvaukseen. Seurantalaitteita käytetään yleisesti aivoiskemian kausien havaitsemiseen. Yleisiä seurantalaitteita ovat transkraniaaliset Dopplerit, EEG: t ja somatosensoristen potentiaalien (Ssep: t) seuranta.
Transkraniaaliset Dopplerit mittaavat aivoverenkiertoa epäsuorasti mittaamalla veren nopeutta aivovaltimossa. Mittaukset tehdään transkraniaalisista ikkunoista. Transkraniaalisia ikkunoita on kallon ohuimmissa osissa-ohimoluussa tai missä luuta ei ole-kiertoradalla. Viidesosalla potilaista ei ole transkraniaalista ikkunaa, minkä vuoksi transkraniaalisia Doppler-tutkimuksia ei voida käyttää.1 Puudutusaineet ja kirurginen diatermia vaikuttavat Ssep-ja EEG-seurantaan.1 aivojen oksimetrian seurantaa voidaan käyttää apuna aivoiskemian toteamisessa.
aivojen oksimetria-arvojen pieneneminen > 12% ennen leikkausta mitatusta lähtötason arvosta on todettu luotettavaksi, herkäksi ja erityiseksi kynnysarvoksi aivoiskemian havaitsemiseksi.1 aivojen oksimetristen arvojen väheneminen sisäisen kaulavaltimon ristikiinnityksen jälkeen voi osoittaa tarpeen suntin sijoittamiseksi menettelyn aikana. Moritz ja kollega17 vertailivat erilaisia seurantamenetelmiä aivoiskemian tunnistamisessa kaulavaltimoleikkauksen aikana. Tulokset osoittivat samanlaista tarkkuutta iskemian puhkeamisen toteamisessa transkraniaalisella Doppler-ja aivo-oksimetriaseurannalla, vähiten tarkkuutta havaittiin SSEP-seurannassa.
kaulavaltimon endarterektomia hyperperfuusiosyndrooma
kaulavaltimon endarterektomia hyperperfuusiosyndrooma johtuu aivoverenkierron lisääntymisestä kaulavaltimon ahtauman korjaamisen jälkeen. Se tapahtuu aivojen auto-sääntelyn heikentymisen seurauksena. Oireyhtymälle ovat tyypillisiä päänsärky, aivoödeema, kouristukset, aivoverenvuoto ja kuolema.
aivojen happisaturaatioarvojen ja aivojen verenkierron muutosten välillä vallitsee korrelaatio sisäisen kaulavaltimon sulkeutumisen jälkeen.1 aivojen oksimetriaa voidaan käyttää tunnistamaan potilaita, joilla on aivojen hyperperfuusiosyndrooman riski.
lapset
keskosena syntyneillä vastasyntyneillä on heikentynyt aivoautosäätely ja heillä on intraventrikulaarisen verenvuodon ja periventrikulaarisen leukomalasian riski.9 periventrikulaarinen leukomalasia diagnosoidaan yleensä transkraniaalisella ultraäänellä. Iskemia-alueet tunnistetaan sivukammioita ympäröivästä valkoisesta aineesta. Periventrikulaarisen leukomalasian diagnoosiin mennessä on ilmennyt pysyviä neurologisia vaurioita, kuten näköhäiriöitä ja CP-vammoja. Aivo-oksimetrien havaitsemat muutokset aivojen happiarvoissa antavat epäsuoran mittauksen aivojen verenkierron muutoksista. Jatkuva aivojen hapetuksen seuranta voi mahdollistaa periventrikulaarisen leukomalasian ja intraventrikulaarisen verenvuodon varhaisen toteamisen ja ehkäisemisen.9
muita käyttötarkoituksia
aivo-oksimetriaseurantaa käytetään yhä enemmän kudosperfuusion ja elinperfuusion riittävyyden seurantaan, kun sitä käytetään muualla kuin päänahassa.1 NIRS: ää tutkitaan mahdollisena perfuusion merkkiaineena maksan, munuaisten ja splanchnic-kudoksissa.1
NIRS: ää arvioidaan edelleen mahdollisena seulontavälineenä verensiirron tarpeen selvittämiseksi traumapotilailla, joilla on verenvuotosokin riski.1
johtopäätös
aivo-oksimetria on yksinkertainen, ei-invasiivinen seurantamenetelmä, joka voi parantaa potilaan hoitotulosta erilaisissa kliinisissä tilanteissa; näyttöä sen käytöstä sydänleikkausten lisäksi tulee jatkuvasti. Tässä artikkelissa on korostettu joitakin aivojen oksimetrian lisääntyviä rooleja ja näyttöä kliinisessä käytännössä, lisätutkimuksia tarvitaan aivojen oksimetrian seurannan vahvistamiseksi potilaiden tulosten parantamiseksi sekä sydämen että ei-sydämen kirurgisilla potilailla.3
sidonnaisuusilmoitus
Ei ilmoitettu.
MCQs
niihin liittyvät MCQs (CME/CPD-toiminnan tukemiseksi) ovat saatavilla osoitteessa https://access.oxfordjournals.org BJA Educationin tilaajilta.
Podcastit
tähän artikkeliin on liitetty podcast, joka on luettavissa osoitteessa http://www.oxfordjournals.org/podcasts/bjaed_cerebral_oximetry.mp3.
,
.
.
;
:
–
.
.
;
:
–
.
.
,
,
.
.
;
:
–
,
.
.
;
:
–
,
.
. In:
,
, toim.
,
,
.
:
,
;
–
.
;
.
,
,
et al. .
.
;
:
–
,
,
.
havaitsemisstrategia.
;
:
–
,
,
et al. .
.
;
:
–
,
,
,
,
,
.
.
;
:
–
.
.
;
:
–
,
,
.
.
;
:
–
,
,
,
.
;
:
–
,
,
et al. .
.
;
:
–
,
,
,
et al. .
.
;
:
–
,
,
,
,
.
.
;
:
–
,
,
,
et al. .
.
;
:
–
,