agyi oximetria

a szövetek és szervek, különösen az agy megfelelő oxigénellátásának fenntartása az érzéstelenítési folyamat alapvető célja. A hosszan tartó hipoxia és az agyba történő csökkent oxigénszállítás veszélyei jól dokumentáltak, azonban az agy továbbra is az egyik legkevésbé megfigyelt szerv az érzéstelenítés során.1

az agyi oximéterek nem invazív, folyamatos monitorozó eszközök, amelyeket a megfelelő agyi oxigénellátás monitorozására használnak. Hasonló fizikai elveket alkalmaznak, mint a pulzoximéterek. Az első kereskedelmi forgalomban kapható agyi oximétereket az 1990-es években használták; a Jobsis2 azonban először 1977-ben vezette be a közeli infravörös spektroszkópia (NIRS) használatának koncepcióját az agyi oxigénellátás mérésére. Bár az agyi oximetriáról közzétett adatok többsége jobb eredményeket mutatott a szívsebészeti betegek körében, tanulmányok jelennek meg a nem szívsebészeti populációban a jobb eredmények azonosítása.3 tanulmány kimutatta a káros perioperatív eredmények megnövekedett előfordulását azoknál a betegeknél, akik jelentős agyi oxigén deszaturációt mutatnak a műtét során.4

ennek a cikknek az a célja, hogy elmagyarázza az agyi oximetriát körülvevő fizikai alapelveket, és értékelje a különböző klinikai helyzetekben történő alkalmazásukat alátámasztó bizonyítékokat.

fizika

az agyi oximéterek NIRS-t használnak az agyi oxigenizációs értékek folyamatos, nem invazív méréséhez.5 az agyi oximéterek egy monitorból állnak, amely az oximéter szondákhoz van csatlakoztatva. A ragasztópárnák szondákat rögzítenek a beteg fejbőréhez. A szondákat leggyakrabban az elülső lebeny feletti fejbőrre alkalmazzák. A szondák optikai fényforrást és fényérzékelőket tartalmaznak.6 A fényforrások az infravörös tartományban fényt bocsátanak ki vagy stimulált sugárzási emisszió, vagy fénykibocsátó diódák útján.7 Az infravörös tartományban kibocsátott fény képes behatolni a koponyába, hogy elérje az alatta lévő agyi szövetet. A koponya átlátszó a fény számára a közeli infravörös tartományban.1 A kibocsátott fény elnyelődik, átirányul, szétszóródik vagy visszaverődik.8 Amikor az infravörös fény érintkezésbe kerül a hemoglobinnal, a hemoglobin molekula oxigenizációs állapotától függően megváltozik a fényspektrum.8 a visszavert fény visszatér a felszín felé, és az oximetriai szondák fénydetektorai érzékelik.8

az agyi oximéterek az agyi oxigénellátást a Beer–Lambert törvény alapján számítják ki.9 A Beer-Lambert-törvény két fizikai törvény kombinációja.

Beer törvénye

az átvitt fény intenzitása exponenciálisan csökken, Amikor egy olyan anyag koncentrációja növekszik, amelyen a fény áthalad.

Lambert-törvény

az átvitt fény intenzitása exponenciálisan csökken, ahogy a fény által az anyagon keresztül megtett távolság növekszik.

e törvények szerint egy anyag mennyiségét, azaz az oxigént meg lehet határozni azzal, hogy az anyag mennyi fényt vesz fel.10

az agyi oximéterek matematikai algoritmusokat használnak, amelyek magukban foglalják a fotodetektor közelében és távol lévő sugárzóktól kapott értékek kivonását, hogy korlátozzák az extracranialis vér szennyeződését, és megkapják az agyi oxigenizációs értékek reprezentatív leolvasását. Számos kereskedelemben kapható agyi oximetriai eszköz létezik klinikai használatra. Az eszközök közötti változékonyság a mérések tekintetében fennáll. A változékonyság a szondák által kibocsátott különböző hullámhosszúságú fény, a különböző fényforrások,4 és az agyi oxigenizációs értékek megszerzéséhez használt különböző matematikai algoritmusok eredményeként következik be.

az agyi oximetriai értékek elsősorban a vénás vérből származnak, és a pulzoximéterekkel ellentétben függetlenek a pulzáló véráramlástól.12 az agyi oximetriás értékek az oxigénfogyasztás és az agy oxigénellátása közötti egyensúlyt tükrözik.

agyi oximetriás mérések klinikai értelmezése

az Anaesthesia bevezetése előtt meg kell határozni a kiindulási agyi oximetriás értékeket. A normál értékek 60% – tól 80% – ig terjednek; az 55-60% – os alacsonyabb értékeket azonban egyes szívbetegeknél nem tekintik rendellenesnek.8

a megfelelő agyi oxigénellátás a megfelelő agyi véráramlástól és oxigéntartalomtól függ. Ezek bármelyikét befolyásoló tényezők az agyi oxigénellátás csökkenését és az agyi oximetriás értékek csökkenését eredményezik. Anatómiai variációk, például a Willis hiányos köre vagy a súlyos carotis arteria stenosis hibákat okozhat az agyi oximetriai értékekben; ezért ajánlott, hogy az agyi oximetriát kétoldalúan végezzék el. Az 1. táblázat összefoglalja azokat a tényezőket, amelyek csökkent agyi oxigénellátási értékeket eredményezhetnek, amelyeket a véráramlás vagy az oxigéntartalom megváltozása okoz.

az agyi oximetriás mérések korlátai

minden megfigyelő eszköznek vannak korlátai. Az agyi oximetriával kapcsolatos korlátozások a következők:

• az extrakraniális forrásból származó vér tévesen alacsony mérést eredményezhet.4

• az elektrosebészeti berendezések, azaz a diatermia befolyásolhatják a mérés pontosságát.4

• az agyi oximéterek csak a regionális agyi oxigénellátást mérik. Az agy nagy területei felügyelet nélkül maradnak.4

• az agyi oximéterek nem képesek azonosítani a deszaturáció okát.14

klinikai alkalmazások

kérdéseket vetettek fel az agyi oximetria monitorozásának klinikai hasznosságával kapcsolatban.1 egyre több tanulmány bizonyítja az agyi oximetriás monitorozás képességét az agyi ischaemia klinikailag csendes epizódjainak kimutatására.1 az agyi oximéterek fontos védelmet nyújthatnak az agyi funkció számára.1

szívműtét

a szívműtéten átesett betegeknél fennáll a káros perioperatív neurológiai események kockázata. Agyi oximetriás monitorozás alkalmazható, potenciálisan csökkentve ezen pusztító események előfordulását.

koszorúér bypass műtét

vizsgálatokat végeztek szívműtéten átesett betegek agyi oximetriájának vizsgálatával. Salter és kollégái15 265 coronaria bypass műtéten (CABG) átesett beteg bevonásával végeztek vizsgálatot. A betegeket két csoportba randomizálták. Mindkét csoportban agyi oximetriát alkalmaztak. Az egyik csoport agyi oximetriás monitorozást és beavatkozásokat kapott az agyi oximetriás értékek javítására, ha 20% – kal csökkentek a kiindulási preoperatív méréshez képest. A második csoport egy kontrollcsoport volt. A tanulmány összefüggést talált az agyi deszaturáció és a korai posztoperatív kognitív diszfunkció között. A tanulmány azonban nem azonosított összefüggést az agyi oximetria-vezérelt beavatkozási protokoll alkalmazása és a posztoperatív kognitív diszfunkció előfordulásának csökkenése között.15

tartós posztoperatív kognitív diszfunkció a szívműtét után ellentmondásos. A metaanalízisek16 megállapították, hogy a tartós kognitív hanyatlás nem olyan gyakori, mint azt korábban gondolták. Egyes betegek a CABG műtét után még a kognitív funkció javulását is mutathatják.

mély hipotermikus keringési leállás

számos szívsebészeti eljárást végeznek kardiopulmonalis bypass (CPB) alkalmazásával. Bizonyos összetett eljárások azonban megkövetelik az összes véráramlás leállítását. A mély hipotermikus keringési leállás a mag testhőmérséklet gyors csökkenését írja le, amelyet a CPB abbahagyása követ. Az agy ebben az időben érzékeny az ischaemiára. Az agyi oximetriás monitorozás a cerebrális ischaemia kialakulásának megfigyelésére és kimutatására szolgálhat.1 azonban nincs elegendő bizonyíték az agyi oximetriás monitorozás érzékenységére mély hipotermia alatt (hőmérséklet <25 C).

Érsebészet

carotis endarterectomia

a carotis endarterectomia posztoperatív stroke-hoz kapcsolódik. Az agyi ischaemia periódusainak kimutatására általában megfigyelő eszközöket használnak. A közös megfigyelő eszközök közé tartoznak a transzkranialis Dopplerek, az EEG-k és a szomatoszenzoros kiváltott potenciálok (Ssep-k) monitorozása.

a transzkraniális Dopplerek közvetett módon mérik az agyi véráramlást az agyi artéria vérsebességének mérésével. A méréseket transzkraniális ablakokon keresztül érik el. Transzkraniális ablakok találhatók a koponya legvékonyabb részein—az időleges csonton, vagy ahol a csont hiányzik—a pályán. A betegek egyötödének nincs transzkraniális ablaka, ezért a transzkraniális Doppler-vizsgálatok nem alkalmazhatók.1 Az Ssep-ket és az EEG-monitorozást befolyásolják az érzéstelenítő szerek és a sebészeti diatermia.1 az agyi oximetria monitorozása eszközként használható az agyi ischaemia kimutatására.

az agyi oximetriás értékek > 12% – os csökkenését a kiindulási preoperatív értékhez képest megbízható, érzékeny és specifikus küszöbértékként azonosították az agyi ischaemia kimutatására.1 az agyi oximetriás értékek csökkenése a belső carotis artéria keresztbe szorítása után jelezheti a sönt elhelyezésének szükségességét az eljárás során. Moritz és kollégái17 összehasonlították a különböző monitorozási módokat az agyi ischaemia azonosításában a carotis műtét során. Az eredmények hasonló pontosságot mutattak ki az ischaemia kialakulásának kimutatására a transzkranialis Doppler és az agyi oximetria monitorozásával, a legkisebb pontosságot az SSEP monitorozásakor azonosították.

carotis endarterectomia hiperperfúziós szindróma

carotis endarterectomia a hiperperfúziós szindrómát az agyi véráramlás növekedése okozza a carotis stenosis javítása után. Ez az agyi auto-szabályozás károsodásának következménye. A szindrómát fejfájás, agyi ödéma, görcsrohamok, intracerebrális vérzés és halál jellemzi.

összefüggés áll fenn az agyi oxigéntelítettségi értékek és az agyi véráramlás változásai között a belső carotis artéria de-szorítása után.1 az agyi oximetriát fel lehet használni az agyi hiperperfúziós szindróma kockázatának kitett betegek azonosítására.18

gyermekorvosok

az idő előtt született újszülötteknél károsodott az agyi önszabályozás, és fennáll az intraventricularis vérzés és a periventricularis leukomalacia veszélye.9 a periventricularis leukomalaciát általában transzkraniális ultrahanggal diagnosztizálják. Az ischaemia területeit az oldalsó kamrákat körülvevő fehér anyagban azonosítják. Mire a diagnózis a periventricularis leukomalacia került sor, maradandó neurológiai károsodás, mint látászavar és bénulás történt. Az agyi oxigénértékek agyi oximéterekkel kimutatott változásai közvetett módon mérik az agyi véráramlás változásait. Az agyi oxigénellátás folyamatos monitorozása lehetővé teheti a periventricularis leukomalacia és intraventricularis haemorrhagia korai felismerését és megelőzését.9

további felhasználás

az agyi oximetriás monitorozást egyre inkább használják a szövetek és szervek perfúziójának megfelelőségének ellenőrzésére, ha a fejbőrön kívül más helyre helyezik őket.1 A NIRS-t a máj, a vese és a splanchnikus szövetek perfúziójának lehetséges markereként vizsgálják.1

a NIRS-t a vérátömlesztés szükségességének potenciális szűrőeszközeként értékelik a vérzéses sokk kockázatának kitett traumás betegeknél.1

következtetés

az agyi oximetria egy egyszerű, nem invazív monitorozási módszertan, amely javíthatja a beteg kimenetelét számos különböző klinikai helyzetben; a szívműtéten túli alkalmazásának bizonyítékai folyamatosan megjelennek. Ez a cikk rávilágított az agyi oximetria növekvő szerepére és bizonyítékaira a klinikai gyakorlatban további kutatásokra van szükség az agyi oximetria monitorozásához a betegek kimenetelének javítása érdekében mind a szív -, mind a nem szívsebészeti betegeknél.3

érdekeltségi nyilatkozat

nincs bejelentve.

MCQs

a kapcsolódó MCQs (a CME/CPD tevékenység támogatására) a https://access.oxfordjournals.org címen érhető el a bja Education Előfizetői számára.

podcastok

ez a cikk egy kapcsolódó podcastot tartalmaz, amely a http://www.oxfordjournals.org/podcasts/bjaed_cerebral_oximetry.mp3 címen érhető el.