뇌 산소 측정법

조직 및 기관,특히 뇌에 적절한 산소 전달을 유지하는 것은 마취 과정의 기본 목표입니다. 두뇌에 머리말을 붙인 저산소증 및 감소된 산소 납품의 위험은 잘 문서화됩니다;그러나,두뇌는 마취 도중 가장 작은 감시한 기관의 한에 남아 있습니다.1

대뇌 산소 측정기는 적절한 대뇌 산소 공급을 모니터링하는 데 사용되는 비 침습적 연속 모니터링 장치입니다. 그들은 맥박 산소 측정기와 유사한 물리적 원리를 사용합니다. 첫 번째 상업적으로 이용 가능한 뇌 산소 측정기는 1990 년대에 사용되었지만,1977 년에 근적외선 분광법을 사용하여 뇌 산소화를 측정하는 개념을 처음 도입했습니다. 대뇌 산소 측정법에 게시 된 데이터의 대부분은 심장 수술 환자 중 개선 된 결과를 보여 주었지만,비 심장 수술 인구에서 개선 된 결과를 확인하는 연구가 나오고 있습니다.3 연구는 수술 중 상당한 대뇌 산소 포화도를 보이는 환자에서 불리한 수술 전후 결과의 발생률이 증가한 것으로 나타났습니다.4

이 기사는 뇌 산소 측정법을 둘러싼 기본 물리적 원리를 설명하고 다양한 임상 상황에서의 사용을 뒷받침하는 증거를 평가하는 것을 목표로합니다.

물리학

뇌 산소 측정기는 뇌 산소화 값의 지속적인 비 침습적 측정을 얻기 위해 측정기를 사용합니다.5 대뇌 산소 농도계는 산소 농도체 프로브에 연결된 모니터로 구성됩니다. 접착 패드는 환자의 두피에 프로브를 부착합니다. 프로브는 전두엽을 덮는 두피에 가장 일반적으로 적용됩니다. 프로브에는 광섬유 광원 및 광 검출기가 포함되어 있습니다.6 광원은 방사선의 자극 방출 과정 또는 발광 다이오드를 통해 적외선 범위의 빛을 방출합니다.적외선 범위의 7 방출 된 빛은 두개골을 관통하여 기본 대뇌 조직에 도달 할 수 있습니다. 두개골은 근적외선 범위에서 빛에 투명합니다.1 방출 된 빛은 흡수,방향 전환,산란 또는 반사됩니다.적외선이 헤모글로빈과 접촉하면 헤모글로빈 분자의 산소 상태에 따라 광 스펙트럼의 변화가 발생합니다.8 반사된 빛은 표면으로 돌아오고 산소 측정 프로브 내의 광 검출기에 의해 검출됩니다.8

대뇌 산소 측정기는 맥주-램버트 법을 사용하여 대뇌 산소화를 계산합니다.9 맥주-램버트 법칙은 두 가지 물리적 법칙의 조합입니다.

맥주의 법칙

빛이 통과하는 물질의 농도가 증가함에 따라 투과 된 빛의 강도는 기하 급수적으로 감소합니다.

램버트의 법칙

물질을 통해 빛이 이동하는 거리가 증가함에 따라 투과 된 빛의 강도는 기하 급수적으로 감소합니다.

이 법칙에 따르면 물질의 양,즉 산소는 물질이 얼마나 많은 빛을 흡수하는지에 따라 결정될 수 있습니다.10

대뇌 산소 측정기는 두개 외 혈액으로부터의 오염을 제한하고 대뇌 산소화 값의 판독 대표를 얻기 위해 광 검출기 근처 및 멀리 떨어진 이미 터로부터 얻은 값의 빼기를 포함하는 수학적 알고리즘을 사용합니다. 임상 사용을 위해 상업적으로 이용 가능한 수많은 뇌 산소 측정 장치가 있습니다. 측정과 관련하여 장치 간 가변성이 존재합니다. 가변성은 프로브에 의해 방출되는 서로 다른 파장의 빛,서로 다른 광원,4 및 대뇌 산소 값을 얻는 데 사용되는 서로 다른 수학적 알고리즘의 결과로 발생합니다.

대뇌 산소 측정 값은 주로 정맥혈에서 파생되며 맥박 산소 측정기와 달리 맥동 혈류와는 독립적입니다.12 대뇌 산소 측정 값은 산소 소비와 뇌로의 산소 전달 사이의 균형을 반영합니다.

뇌 산소 측정 측정의 임상 해석

마취 유도 전에 기준 뇌 산소 측정 값을 얻어야합니다. 정상 값은 60%에서 80%까지 다양하지만 일부 심장 환자에서는 55-60%의 낮은 값이 비정상으로 간주되지 않습니다.8

적절한 뇌 산소는 적절한 뇌 혈류 및 산소 함량에 의존한다. 이들 중 하나에 영향을 미치는 요인은 대뇌 산소의 감소와 대뇌 산소 측정 값의 감소를 초래할 것입니다. 해부학 적 변이,예를 들면,윌리스의 불완전한 원,또는 심한 경동맥 협착증은 대뇌 산소 측정 값에 오류를 만들 수 있습니다;따라서,대뇌 산소 측정이 양측으로 수행되는 것이 좋습니다. 표 1 은 혈류 또는 산소 함량의 변화로 인한 대뇌 산소화 값을 감소시킬 수있는 몇 가지 요인을 요약 한 것입니다.

대뇌 산소 측정 측정의 제한

모든 모니터링 장치에는 제한이 있습니다. 대뇌 산소 측정과 관련된 제한은 다음과 같습니다:

• 두개 외 공급원의 혈액은 잘못 낮은 측정을 만들 수 있습니다.4

• 전기 수술 장비,즉 투열 요법은 측정 정확도에 영향을 줄 수 있습니다.4

• 대뇌 산소 측정기는 지역 대뇌 산소만을 측정합니다. 뇌의 넓은 영역은 모니터링되지 않은 상태로 남아 있습니다.4

• 대뇌 산소 측정기는 불포화 원인을 식별 할 수 없습니다.14

임상 응용

질문 뇌 산소 측정 모니터링의 임상 유틸리티에 관하여 제기 되었습니다.1 점점 더 많은 연구가 뇌 국소 빈혈의 임상 적으로 조용한 에피소드를 감지하는 뇌 산소 측정 모니터링의 능력을 입증하고 있습니다.1 개의 대뇌 산소 농도체는 대뇌 기능을 위한 중요한 보호인 가능성으로 가지고 있습니다.1

심장 수술

심장 수술을받은 환자는 수술 전후 신경 학적 사건의 위험이 있습니다. 대뇌 산소 측정기 모니터링을 사용하여 잠재적으로 이러한 파괴적인 사건의 발생률을 줄일 수 있습니다.

관상 동맥 우회 수술

심장 수술을받는 환자에서 뇌 산소 측정법을 조사하는 연구가 수행되었습니다. 솔터와 동료 15 는 관상 동맥 우회 수술을받은 265 명의 환자를 대상으로 한 연구를 수행했습니다. 환자는 두 그룹으로 무작위 배정되었습니다. 대뇌 산소 측정기는 두 그룹 모두에서 사용되었습니다. 한 그룹은 뇌 산소 측정 모니터링 및 중재 뇌 산소 측정 값을 개선하기 위해 수술 전 기준 측정에서 20%감소한 경우. 두 번째 그룹은 통제 그룹이었습니다. 이 연구는 대뇌 포화 상태와 수술 후 초기인지 기능 장애 사이의 연관성을 발견했습니다. 그러나,연구 대뇌 산소 유도 개입 프로토콜의 사용 및 수술 후 인지 기능 장애의 발생률의 감소 사이의 연관성을 확인 하지 않았다.15

심장 수술 후 지속적인 수술 후인지 기능 장애는 논란의 여지가있다. 메타 분석 16 은 지속적인인지 기능 저하가 이전에 생각했던 것만 큼 흔하지 않다는 것을 확인했습니다. 일부 환자는 심지어 관상 동맥 심장 수술 후인지 기능의 개선을 표시 할 수 있습니다.

심부 저체온 순환 정지

심폐 우회술을 사용하여 다수의 심장 수술 시술을 시행한다. 그러나 특정 복잡한 절차는 모든 혈류를 중단해야합니다. 깊은 저체온 순환 정지는 핵심 체온의 급격한 감소를 설명,심폐 소생술의 중단 다음에. 이 기간 동안 뇌는 국소 빈혈에 취약합니다. 대뇌 산소 측정기 모니터링은 대뇌 국소 빈혈의 발병을 모니터링하고 감지하는 수단을 제공 할 수 있습니다.1 그러나 심오한 저체온증(온도<25 기음)동안 뇌 산소 측정 모니터링의 민감도를 둘러싼 증거가 부족합니다.

혈관 수술

경동맥 내막 절제술

경동맥 내막 절제술은 수술 후 뇌졸중과 관련이 있습니다. 모니터링 장치는 일반적으로 대뇌 국소 빈혈의 기간을 감지하는 데 사용됩니다. 일반적인 모니터링 장치에는 경 두개 도플러,뇌파 및 체성 감각 유발 잠재력 모니터링이 포함됩니다.

경 두개 도플러는 대뇌 동맥의 혈액 속도를 측정하여 뇌 혈류의 간접적 인 측정을 제공합니다. 측정은 경 두개 창을 통해 얻습니다. 경 두개 창은 두개골의 가장 얇은 부분—측두골 또는 뼈가 없는 곳—궤도를 가로 질러 발견됩니다. 환자의 5 분의 1 은 경 두개 창이 없으며 결과적으로 경 두개 도플러 연구를 사용할 수 없습니다.1 뇌파 및 뇌파 모니터링은 마취제 및 외과 적 투열 요법의 영향을받습니다.1 대뇌 산소 측정기 모니터링은 대뇌 국소 빈혈의 검출 도구로 사용될 수 있습니다.

대뇌 산소 측정 값의 감소>12%기준 수술 전 값에서 뇌 허혈의 검출에 대 한 신뢰할 수 있는,민감한,특정 임계값으로 확인 되었습니다.1 내부 경동맥의 교차 클램핑 후 뇌 산소 측정 값의 감소는 시술 중 션트 배치의 필요성을 나타낼 수 있습니다. 모리츠와 동료 17 은 경동맥 수술 중 뇌 국소 빈혈을 확인하는 데있어 다양한 모니터링 방식을 비교했습니다. 결과는 경 두개 도플러 및 대뇌 산소 측정 모니터링을 통한 국소 빈혈의 발병 탐지에 대해 유사한 정확도를 강조했으며,최소 정확도는 경 두개 도플러 모니터링에 대해 확인되었습니다.

경동맥 내막 절제술 과다 관류 증후군

경동맥 내막 절제술 과다 관류 증후군은 경동맥 협착증의 수리 후 뇌 혈류의 증가로 인해 발생합니다. 그것은 손상된 대뇌 자동 조절의 결과로 발생합니다. 이 증후군은 두통,뇌 부종,발작,뇌내 출혈 및 사망이 특징입니다.

내부 경동맥의 탈 클램핑 후 대뇌 산소 포화도 값과 대뇌 혈류의 변화 사이에는 상관 관계가 존재한다.1 뇌 산소 측정법은 뇌과 관류 증후군의 위험이있는 환자를 식별하는 데 사용될 수 있습니다.18

소아과학

조기에 태어난 신생아는 뇌 자동 조절 장애가 있으며 심실 내 출혈 및 심실 주위 백연화증의 위험이 있습니다.9 방실 주위 백혈병증은 일반적으로 경 두개 초음파로 진단됩니다. 국소 빈혈의 지역은 옆 뇌실을 포위하는 백질에서 확인됩니다. 방실 주위 백혈병 진단이 내려지면 시각 장애 및 뇌성 마비와 같은 영구적 인 신경 학적 손상이 발생했습니다. 대뇌 산소 농도체에 의해 검출된 대로 대뇌 산소 가치에 있는 변화는 대뇌 혈류량에 있는 변경의 간접적인 측정을 제공합니다. 지속적인 대뇌 산소화 모니터링은 심실 주위 백혈병 및 심실 내 출혈의 조기 발견 및 예방을 가능하게 할 수 있습니다.9

추가 용도

대뇌 산소 측정 모니터링은 두피 이외의 부위에 배치 될 때 조직 및 장기 관류의 적절성을 모니터링하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다.1 니르는 간,신장 및 비장 조직에 대한 관류의 잠재적 마커로 조사되고 있습니다.1

출혈성 쇼크의 위험이있는 외상 환자의 수혈 필요성에 대한 잠재적 스크리닝 도구로 평가되고 있습니다.1

결론

대뇌 산소 측정법은 다양 한 다른 임상 상황에서 환자 결과 향상 시킬 수 있는 간단 하 고,비-침략 적 모니터링 방법론;심장 수술을 넘어 그것의 사용에 대 한 증거는 지속적으로 등장. 이 기사는 임상 실습에서 대뇌 산소 측정법에 대한 증가하는 역할과 증거 중 일부를 강조했으며,심장 및 비 심장 수술 환자의 환자 결과 개선에 대뇌 산소 측정법 모니터링을 검증하기 위해 추가 연구가 필요합니다.3

관심선언

없음 선언.1280>

팟캐스트

이 문서에는http://www.oxfordjournals.org/podcasts/bjaed_cerebral_oximetry.mp3에서 액세스할 수 있는 관련 팟캐스트가 있습니다.