Cerebral oksymetri

vedlikehold av tilstrekkelig oksygentilførsel til vev og organer, spesielt hjernen, er et grunnleggende mål for anestesiprosessen. Farene ved langvarig hypoksi og redusert oksygentilførsel til hjernen er godt dokumentert; hjernen forblir imidlertid et av de minst overvåkede organene under anestesi.1

Cerebrale oksimetre Er ikke-invasive, kontinuerlige monitoreringsenheter som brukes til å overvåke adekvat cerebral oksygenering. De bruker lignende fysiske prinsipper til pulsoksimetre. De første kommersielt tilgjengelige cerebrale oksymetrene ble brukt på 1990-tallet, Men Jobsis2 introduserte først konseptet med å bruke nær-infrarød spektroskopi (NIRS) for å måle cerebral oksygenering i 1977. Selv om flertallet av publiserte data om cerebral oksymetri har vist bedre utfall blant hjertekirurgiske pasienter, er studier dukker opp identifisere bedre utfall i den ikke-kardiale kirurgiske befolkningen.3 Studier har vist en økt forekomst av ugunstige perioperative utfall hos pasienter som viser betydelig cerebral oksygen desaturering under operasjonen.4

denne artikkelen tar sikte på å forklare de underliggende fysiske prinsippene rundt cerebral oksymetri, og evaluere bevis som støtter deres bruk i ulike kliniske situasjoner.

Fysikk

Cerebrale oksymetre bruker Nirs for å oppnå kontinuerlige ikke-invasive målinger av cerebrale oksygeneringsverdier.5 Cerebrale oksymetre består av en skjerm som er koblet til oksymeterprober. Adhesive pads fester prober til pasientens hodebunn. Sonder er oftest brukt til hodebunnen overliggende frontallappen. Sonder inneholder en fiberoptisk lyskilde og lysdetektorer.6 Lyskilder frigjør lys i infrarød rekkevidde gjennom en prosess med enten stimulert utslipp av stråling eller gjennom lysdioder.7 Emittert lys i infrarød rekkevidde er i stand til å trenge inn i skallen for å nå underliggende hjernevev. Hodeskallen er gjennomsiktig for lys i nær-infrarød rekkevidde.1 Emittert lys blir enten absorbert, omdirigert, spredt eller reflektert.8 når infrarødt lys kommer i kontakt med hemoglobin, oppstår en endring i lysspekteret, avhengig av hemoglobinmolekylets oksygenstatus.8 Reflektert lys vender tilbake mot overflaten og detekteres av lysdetektorene i oksymetri-sondene.8

Cerebrale oksymetre beregner cerebral oksygenering ved hjelp Av Beer-Lamberts Lov.9 Beer-Lamberts lov er en kombinasjon av to fysiske lover.

Øl lov

intensiteten av overført lys avtar eksponentielt som konsentrasjonen av et stoff lyset passerer gjennom øker.

Lamberts lov

intensiteten av overført lys reduseres eksponentielt ettersom avstanden som lyset reiser gjennom et stoff øker.

Ifølge disse lovene kan en mengde av et stoff, det vil si oksygen, bestemmes av hvor mye lys stoffet absorberer.10

Cerebral oximeters bruker matematiske algoritmer som involverer subtraksjon av verdier oppnådd fra emittere nær og langt fra fotodetektoren for å begrense forurensning fra ekstrakranielt blod, og få en leserepresentant for cerebrale oksygeneringsverdier. Det finnes mange kommersielt tilgjengelige cerebral oximetry enheter for klinisk bruk. Inter-enhet variabilitet med hensyn til målinger eksisterer. Variabilitet oppstår som et resultat av forskjellige bølgelengder av lys som sendes ut av sondene,forskjellige lyskilder, 4 og forskjellige matematiske algoritmer som brukes til å oppnå cerebrale oksygeneringsverdier.

Cerebrale oksymetri verdier er avledet hovedsakelig fra venøst blod, og i motsetning til pulsoksymetre er uavhengig av pulsatil blodstrøm.12 Cerebral oximetry verdier reflekterer en balanse mellom oksygenforbruk og oksygen levering til hjernen.

Klinisk tolkning av cerebrale oksymetri målinger

baseline cerebrale oksymetri verdier bør oppnås før induksjon av anestesi. Normale verdier varierer fra 60% til 80%, men lavere verdier på 55-60% anses ikke som unormale hos noen hjertepasienter.8

tilstrekkelig cerebral oksygenering er avhengig av tilstrekkelig cerebral blodstrøm og oksygeninnhold. Faktorer som påvirker en av disse vil resultere i en reduksjon i cerebral oksygenering og en reduksjon i cerebrale oksymetri verdier. Anatomiske variasjoner, for eksempel en ufullstendig Sirkel Av Willis, eller alvorlig karotidarterie stenose kan skape feil i cerebrale oksymetri verdier; derfor anbefales det at cerebral oksymetri utføres bilateralt. Tabell 1 oppsummerer noen faktorer som kan føre til reduserte verdier for cerebral oksygenering forårsaket av endringer i blodstrøm eller oksygeninnhold.

Begrensninger i cerebral oximetry målinger

alle overvåkingsenheter har begrensninger. Begrensninger forbundet med cerebral oksymetri inkluderer:

• Blod fra en ekstrakraniell kilde kan skape feilaktig lav måling.4

• Elektrokirurgisk utstyr, det vil si diatermi, kan påvirke nøyaktigheten av måling.4

• Cerebrale oksymetre måler bare regional cerebral oksygenering. Store deler av hjernen forblir uovervåket.4

• Cerebral oximeters er ikke i stand til å identifisere en årsak til desaturering.14

Kliniske anvendelser

Spørsmål har blitt reist med hensyn til klinisk nytte av cerebral oksymetri overvåking.1 et økende antall studier viser at overvåking av cerebral oksymetri har evne til å oppdage klinisk stille episoder av cerebral iskemi.1 Cerebrale oksimetre har potensial til å være en viktig beskyttelse for cerebral funksjon.1

Hjertekirurgi

Pasienter som gjennomgår hjertekirurgi, har risiko for uønskede perioperative nevrologiske hendelser. Cerebral oksymetri overvåking kan brukes, potensielt redusere forekomsten av disse ødeleggende hendelser.

Koronar bypass kirurgi

Det Er Utført studier som undersøker cerebral oksymetri hos pasienter som gjennomgår hjertekirurgi. Salter og kolleger15 gjennomført en studie med 265 pasienter som gjennomgår koronar bypass kirurgi (CABG) kirurgi. Pasientene ble randomisert til to grupper. Cerebral oksymetri ble brukt i begge grupper. En gruppe fikk cerebral oksymetri overvåking og tiltak for å forbedre cerebral oksymetri verdier hvis de redusert med 20% fra en baseline preoperativ måling. Den andre gruppen var en kontrollgruppe. Studien fant en sammenheng mellom cerebral desaturering og tidlig postoperativ kognitiv dysfunksjon. Studien identifiserte imidlertid ikke en sammenheng mellom bruk av en cerebral oksymetri-styrt intervensjonsprotokoll og en reduksjon i forekomsten av postoperativ kognitiv dysfunksjon.15

Vedvarende postoperativ kognitiv dysfunksjon etter hjertekirurgi er kontroversiell. Meta-analyser16 har identifisert at vedvarende kognitiv tilbakegang ikke er så vanlig som tidligere antatt. Noen pasienter kan til og med vise en forbedring i kognitiv funksjon etter CABG-kirurgi.

Dyp hypotermisk sirkulasjonsstans

en rekke hjertekirurgiske prosedyrer utføres ved bruk av kardiopulmonal bypass (CPB). Visse komplekse prosedyrer krever imidlertid en opphør av all blodstrøm. Dyp hypotermisk sirkulasjonsstans beskriver den raske reduksjonen i kjernekroppstemperatur, etterfulgt av opphør AV CPB. Hjernen er sårbar for iskemi i løpet av denne tiden. Overvåking av Cerebral oksymetri kan være et middel til å overvåke og oppdage utbruddet av cerebral iskemi.1 det er imidlertid ikke tilstrekkelig holdepunkter for sensitiviteten av overvåking av cerebral oksymetri ved kraftig hypotermi (temperaturer < 25°C).

Vaskulær kirurgi

Karotid endarterektomi

Karotid endarterektomi er assosiert med postoperativt slag. Overvåkingsenheter brukes ofte til å oppdage perioder med cerebral iskemi. Vanlige overvåkingsenheter inkluderer transcranial Dopplers, EEGs og overvåking av Somatosensory evoked potentials (SSEPs).

Transcranial Dopplers gir et indirekte mål på cerebral blodstrøm ved å måle blodhastighet i en cerebral arterie. Målinger oppnås gjennom transkranielle vinduer. Transcranial vinduer finnes over de tynneste delene av skallen—den tidsmessige bein, eller hvor bein er fraværende—bane. En femtedel av pasientene mangler et transkranial vindu, og som et resultat kan transcranial Doppler-studier ikke brukes.1 SSEPs-og EEG-monitorering påvirkes av anestesimidler og kirurgisk diatermi.1 Overvåking Av Cerebral oksymetri kan brukes som et verktøy for påvisning av cerebral iskemi.

en reduksjon i cerebrale oksymetri verdier > 12% fra en baseline preoperativ verdi er identifisert som en pålitelig, sensitiv og spesifikk terskel for påvisning av hjerneiskemi.1 en reduksjon i cerebrale oksymetri-verdier etter kryssklemming av den indre halspulsåren kan indikere behovet for shuntplassering under prosedyren. Moritz og kolleger17 sammenlignet ulike overvåkningsmetoder for å identifisere cerebral iskemi under karotidkirurgi. Resultatene fremhevet tilsvarende nøyaktighet for påvisning av forekomst av iskemi med transkranial doppler-og cerebral oksymetri-overvåking, minst nøyaktighet ble identifisert for SSEP-overvåking.

Carotid endarterektomi hyperperfusjonssyndrom

Carotid endarterektomi hyperperfusjonssyndrom skyldes en økning i cerebral blodstrøm etter reparasjon av karotidstenose. Det oppstår som følge av nedsatt cerebral auto-regulering. Syndromet kjennetegnes av hodepine, cerebralt ødem, kramper, intracerebral blødning og død.

det er en korrelasjon mellom cerebrale oksygenmetningsverdier og endringer i cerebral blodstrøm etter de-klemming av den indre halspulsåren.1 Cerebral oksymetri kan brukes til å identifisere pasienter med risiko for cerebral hyperperfusjonssyndrom.18

Pediatri

Nyfødte født for tidlig har nedsatt cerebral auto-regulering og har risiko for intraventrikulær blødning og periventrikulær leukomalasi.9 Periventrikulær leucomalacia diagnostiseres vanligvis ved transkranial ultralyd. Områder med iskemi er identifisert i hvitt stoff som omgir laterale ventrikler. Innen en diagnose av periventrikulær leukomalakia er gjort, har permanent nevrologisk skade som synsforstyrrelse og cerebral parese oppstått. Endringer i cerebrale oksygenverdier som detektert av cerebrale oksimetre gir et indirekte mål på endringer i cerebral blodstrøm. Kontinuerlig overvåking av cerebral oksygenering kan muliggjøre tidlig påvisning og forebygging av periventrikulær leukomalasi og intraventrikulær blødning.9

Tilleggsbruk

Overvåking Av Cerebral oksymetri blir i økende grad brukt til å overvåke tilstrekkeligheten av vev og organperfusjon når den plasseres på andre steder enn hodebunnen.1 NIRS undersøkes som en potensiell markør for perfusjon for lever -, nyre-og splanchnisk vev.1

NIRS blir videre evaluert som et potensielt screeningsverktøy for behovet for blodtransfusjon hos traumepasienter med risiko for hemoragisk sjokk.1

Konklusjon

Cerebral oksymetri Er en enkel, ikke-invasiv overvåkingsmetodikk som kan forbedre pasientens utfall i en rekke forskjellige kliniske situasjoner; bevis for bruk utover hjertekirurgi kommer kontinuerlig fram. Denne artikkelen har fremhevet noen av de økende roller og bevis for cerebral oximetry i klinisk praksis, videre forskning er nødvendig for å validere cerebral oximetry overvåking i å forbedre pasient utfall i både hjerte og ikke-hjerte kirurgiske pasienter.3

Interesseerklæring

ingen deklarert.

MCQs

de tilknyttede Mcqene (for å støtte CME/CPD-aktivitet) kan nås på https://access.oxfordjournals.org av abonnenter PÅ BJA Education.

Podcaster

denne artikkelen har en tilknyttet podcast som kan nås på http://www.oxfordjournals.org/podcasts/bjaed_cerebral_oximetry.mp3.