脳オキシメトリー

組織および器官、特に脳への適切な酸素送達の維持は、麻酔プロセスの基本的な目的である。 長期の低酸素症および脳への酸素供給の低下の危険性は十分に文書化されているが、脳は麻酔中に最も監視されていない器官の1つである。1

脳酸素濃度計は、十分な脳酸素化を監視するために使用される非侵襲的で連続的な監視装置です。 それらは脈拍の酸化濃度計に同じような物理的な主義を利用する。 最初の市販の脳酸素濃度計は1990年代に使用されたが、Jobsis2は1977年に脳酸素化を測定するために近赤外分光法（NIRS）を使用するという概念を最初に導入した。 脳オキシメトリーに関する公表されたデータの大部分は、心臓外科患者の間で改善された転帰を示しているが、研究は、非心臓外科集団における改善された転帰を識別するために浮上している。3つの調査は外科の間に相当な大脳の酸素の不飽和化を示す患者の不利な周術期の結果の高められた発生を示しました。4

この記事は、脳酸素測定を取り巻く基礎となる物理的原理を説明し、異なる臨床状況でのそれらの使用を支持する証拠を評価することを目的と

物理学

脳酸素濃度計は、NIRSを使用して、脳酸素値の連続的な非侵襲的測定を取得します。5大脳の酸化濃度計は酸化濃度計の調査に接続されるモニターから成っています。 付着力のパッドは患者の頭皮に調査を付ける。 プローブは、最も一般的に前頭葉の上にある頭皮に適用されます。 調査はfibreoptic光源およびライト探知器を含んでいる。6つの光源は放射の誘導放出または発光ダイオードを通したプロセスによって赤外線範囲のライトを解放します。7赤外線範囲で放出された光は、下にある脳組織に到達するために頭蓋骨を貫通することができます。 頭蓋骨は近赤外線領域の光に対して透明である。1放出された光は、吸収、方向転換、散乱、または反射のいずれかです。8赤外光がヘモグロビンに接触すると、ヘモグロビン分子の酸素化状態に応じて光スペクトルの変化が起こる。8反射光は表面の方に戻り、oximetryの調査内の軽い探知器によって検出される。8

脳酸素濃度計は、ビール–ランバートの法則を使用して脳酸素を計算します。9ビール-ランバートの法則は、二つの物理法則の組み合わせです。

ビールの法則

透過光の強度は、光が通過する物質の濃度が増加するにつれて指数関数的に減少します。

ランバートの法則

透過光の強度は、物質を通過する光が移動する距離が増加するにつれて指数関数的に減少する。

これらの法則によれば、物質の量、すなわち酸素は、物質がどのくらいの光を吸収するかによって決定することができる。10

脳酸素濃度計は、頭蓋外血液からの汚染を制限し、脳酸素化値の読み取り代表を得るために、光検出器の近くと遠くのエミッタから得られた値の減算を含む数学的アルゴリズムを使用しています。 臨床使用のための多数の市販の脳酸素測定装置がある。 測定に関するデバイス間の変動性が存在する。 可変性は調査、異なった光源、4および大脳の酸素処理の価値を得るのに使用される異なった数学的アルゴリズムによって出るライトの異なった波長の結果として起こる。

脳酸素濃度計の値は主に静脈血に由来し、パルスオキシメーターとは対照的に、脈動血流に依存しません。12脳酸素濃度測定値は、酸素消費量と脳への酸素供給とのバランスを反映しています。

脳オキシメトリー測定の臨床的解釈

ベースライン脳オキシメトリー値は、麻酔を導入する前に取得する必要があります。 正常値は60%から80%まで及びます;但し、55-60%のより低い価値は一部の心臓患者で異常考慮されません。8

適切な脳酸素化は、適切な脳血流と酸素含有量に依存する。 これらのどちらかに影響を与える要因は大脳の酸素処理の減少および大脳のoximetryの価値の減少で起因します。 解剖学的変化、例えば、ウィリスの不完全な円、または重度の頸動脈狭窄は、脳酸素測定値に誤差を生じる可能性があるため、脳酸素測定を両側に行うこ 表1は、血流または酸素含有量の変化によって引き起こされる脳酸素化値の低下をもたらす可能性のあるいくつかの要因を要約している。

脳酸素濃度測定における制限

すべての監視装置には制限があります。 脳酸素濃度測定に関連する制限には、次のものがあります:

• 頭蓋外供給源からの血液は、誤って低い測定値を作成することができます。4

• 電気外科装置、すなわちジアテルミーは、測定の精度に影響を与える可能性がある。4

• 大脳の酸化濃度計は地域大脳の酸素処理だけを測定します。 脳の大部分は監視されていないままです。4

• 大脳の酸化濃度計は不飽和化のための原因を識別してないです。14

臨床応用

脳オキシメトリーモニタリングの臨床的有用性に関して疑問が提起されている。1研究の増加数は、脳虚血症の臨床的に静かなエピソードを検出するために脳オキシメトリー監視の能力を実証しています。1脳酸素濃度計は、脳機能のための重要な安全装置である可能性を秘めています。1

心臓手術

心臓手術を受けている患者は、周術期の神経学的事象が有害である危険性がある。 脳酸素濃度測定を使用することができ、これらの壊滅的な事象の発生率を潜在的に減少させることができる。

冠動脈バイパス手術

心臓手術を受けている患者の脳オキシメトリーを調査する研究が行われています。 Salterとcolleagues15は、冠動脈バイパス手術（CABG）手術を受けている265人の患者を含む研究を実施しました。 患者は二つのグループに無作為化された。 両群とも脳オキシメトリーを用いた。 あるグループは、ベースライン術前測定から20％減少した場合、脳オキシメトリーのモニタリングと脳オキシメトリーの値を改善するための介入を受けた。 第二の群は対照群であった。 この研究では、脳の不飽和化と早期術後認知機能障害との関連が見出された。 しかし、この研究では、脳オキシメトリー誘導介入プロトコルの使用と、術後認知機能障害の発生率の減少との関連は同定されなかった。15

心臓手術後の持続的な術後認知機能障害は議論の余地がある。 メタアナリシス16では、持続的な認知低下は以前に考えられていたほど一般的ではないことが確認されています。 何人かの患者はCABGの外科の後で認識機能の改善を示すかもしれません。

深部低体温循環停止

心肺バイパス（CPB）を用いて多くの心臓外科的処置が行われている。 しかし、特定の複雑な処置は、すべての血流の停止を必要とする。 深部低体温循環停止は、コア体温の急速な低下を示し、続いてCPBの停止を示す。 脳はこの時間の間に虚血に脆弱です。 大脳のoximetryの監視は大脳の虚血の手始めを監視し、検出する手段を提供するかもしれません。1しかし、深い低体温（温度<25℃）の間に脳オキシメトリーモニタリングの感度を取り巻く証拠は不十分である。

血管手術

頸動脈内膜切除術

頸動脈内膜切除術は術後脳卒中と関連している。 監視装置は、脳虚血の期間を検出するために一般的に使用される。 一般的な監視装置には、経頭蓋ドップラー、脳波、および体性感覚誘発電位（SSEPs）の監視が含まれる。

経頭蓋ドップラーは、大脳動脈の血液速度を測定することにより、脳血流の間接的な測定を提供します。 測定は経頭蓋窓を通して得られる。 経頭蓋窓は、頭蓋骨の最も薄い部分—側頭骨、または骨が存在しない場所—軌道に見られます。 患者の5分の1は経頭蓋窓を欠いており、その結果、経頭蓋ドップラー研究は使用できません。1SSEPsおよびEEGの監視は麻酔の代理店および外科diathermyによって影響されます。1大脳オキシメトリーの監視は大脳の虚血症の検出のために用具として使用することができます。

脳酸素濃度測定値>ベースライン術前の値から12％の減少は、脳虚血の検出のための信頼性の高い、敏感な、および特定のしきい値として同定されています。1内部頸動脈の交差締め金で止めることの後の大脳のoximetryの価値の減少はプロシージャの間に分路の配置のための必要性を示すかもしれません。 Moritzおよびcolleagues17は頸動脈の外科の間に脳虚血の識別の異なった監視の様相を比較しました。 結果は、経頭蓋ドップラーと脳オキシメトリー監視と虚血の発症の検出のための同様の精度を強調し、少なくとも精度はSSEPモニタリングのために同定さ

頸動脈内膜切除術過灌流症候群

頸動脈内膜切除術過灌流症候群は、頸動脈狭窄の修復後の脳血流の増加によって引き起こされる。 それは、脳の自己調節の障害の結果として起こる。 この症候群は、頭痛、脳浮腫、発作、脳内出血、および死亡を特徴とする。

脳酸素飽和度値と内頸動脈の脱クランプ後の脳血流の変化との間には相関が存在する。1大脳オキシメトリーは、脳過灌流症候群のリスクがある患者を識別するために使用することができます。18

小児科

時期尚早に生まれた新生児は脳の自己調節が損なわれており、脳室内出血および脳室周囲白血球減少症のリスクがある。9脳室周囲白血球減少症は、通常、経頭蓋超音波によって診断される。 虚血の領域は、側脳室を取り囲む白質で同定される。 脳室周囲白質軟化症と診断された時点で，視覚障害や脳性麻ひなどの永続的な神経学的損傷が起こっている。 大脳の酸素濃度計によって検出される大脳の酸素の価値の変更は大脳の血の流れの変化の間接測定を提供します。 連続的な大脳の酸素処理の監視はperiventricular leucomalaciaおよびintraventricular haemorrhageの早期発見そして防止を可能にするかもしれません。9

その他の用途

脳オキシメトリモニタリングは、頭皮以外の部位に配置した場合の組織および臓器灌流の妥当性を監視するためにますます1NIRSは、肝臓、腎臓、および内臓組織の灌流の潜在的なマーカーとして研究されています。1

NIRSは、出血性ショックのリスクがある外傷患者における輸血の必要性のための潜在的なスクリーニングツールとしてさらに評価されています。1

結論

脳オキシメトリーは、さまざまな臨床状況における患者の転帰を改善する可能性のある単純で非侵襲的なモニタリング方法であり、心臓手術を超えたその使用の証拠が継続的に浮上している。 この記事は増加する役割のいくつかを強調し、臨床練習の大脳のoximetryのための証拠は心臓および非心臓外科患者の忍耐強い結果の改善の大脳のoximetryの3

興味のある宣言

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