oximetria Cerebral

a manutenção de um fornecimento adequado de oxigênio aos tecidos e órgãos, especialmente ao cérebro, é um objetivo fundamental do processo anestésico. Os perigos de hipoxia prolongada e redução do fornecimento de oxigénio ao cérebro estão bem documentados; no entanto, o cérebro permanece um dos órgãos menos monitorizados durante a anestesia.1

os oxímetros cerebrais são dispositivos de monitorização contínua não invasivos, utilizados para monitorizar uma oxigenação cerebral adequada. Eles utilizam princípios físicos similares aos oxímetros de pulso. Os primeiros oxímetros cerebrais disponíveis comercialmente foram usados na década de 1990; No entanto, Jobsis2 introduziu pela primeira vez o conceito de usar espectroscopia infravermelha próxima (NIRS) para medir a oxigenação cerebral em 1977. Embora a maioria dos dados publicados sobre a oximetria cerebral tenham demonstrado melhores resultados entre os pacientes cirúrgicos cardíacos, estudos estão surgindo identificando melhores resultados na população cirúrgica não-cardíaca.3 estudos demonstraram um aumento da incidência de resultados adversos perioperatórios em doentes que demonstram uma substancial dessaturação de oxigénio cerebral durante a cirurgia.4

este artigo visa explicar os princípios físicos subjacentes à oximetria cerebral, e avaliar as evidências que suportam o seu uso em diferentes situações clínicas.

física

oxímetros cerebrais utilizam NIR para obter medições contínuas não invasivas dos valores da oxigenação cerebral.5 oxímetros cerebrais consistem de um monitor que está ligado a sondas de oximéter. Almofadas adesivas anexam sondas ao couro cabeludo do paciente. Sondas são mais comumente aplicadas ao couro cabeludo sobre o lóbulo frontal. As sondas contêm uma fonte de luz fibreóptica e detectores de luz.6 Fontes de luz libertam luz na gama de infravermelhos através de um processo de Emissão Estimulada de radiação ou através de díodos emissores de luz.7 luz emitida na faixa infravermelha é capaz de penetrar o crânio para alcançar o tecido cerebral subjacente. O crânio é transparente à luz no infravermelho próximo.1 luz emitida é absorvida, redirecionada, dispersa ou refletida.Quando a luz infravermelha entra em contacto com a hemoglobina, ocorre uma alteração no espectro de luz, dependendo do Estado de oxigenação da molécula de hemoglobina.8 a luz refletida retorna para a superfície e é detectada pelos detectores de luz dentro das sondas de oximetria.8

oxímetros cerebrais calculam oxigenação cerebral usando a lei Beer–Lambert.9 A Lei Beer-Lambert é uma combinação de duas leis físicas.

lei de Beer

a intensidade da luz transmitida diminui exponencialmente à medida que a concentração de uma substância a luz passa através do aumento.

a lei de Lambert

a intensidade da luz transmitida diminui exponencialmente à medida que a distância percorrida pela luz através de uma substância aumenta.

de Acordo com essas leis, uma quantidade de uma substância, isto é, o oxigênio, pode ser determinada pela quantidade de luz que a substância absorve.10

os oxímetros cerebrais utilizam algoritmos matemáticos envolvendo subtração de valores obtidos dos emissores próximos e distantes do fotodetector para limitar a contaminação do sangue extracranial, e obter uma leitura representativa dos valores de oxigenação cerebral. Existem inúmeros dispositivos de oximetria cerebral comercialmente disponíveis para uso clínico. Existe variabilidade entre dispositivos no que respeita às medições. A variabilidade ocorre como resultado de diferentes comprimentos de onda de luz emitidos pelas sondas, diferentes fontes de luz,4 e diferentes algoritmos matemáticos utilizados para obter valores de oxigenação cerebral.

os valores de oximetria Cerebral são derivados principalmente do sangue venoso, e em contraste com os oxímetros de pulso são independentes do fluxo sanguíneo pulsátil.12 valores de oximetria Cerebral refletem um equilíbrio entre o consumo de oxigênio e o fornecimento de oxigênio ao cérebro.

a interpretação clínica das medições da oximetria cerebral

os valores basais da oximetria cerebral devem ser obtidos antes da indução da anestesia. Os valores normais variam entre 60% e 80%; contudo, valores mais baixos de 55-60% não são considerados anormais em alguns doentes cardíacos.8

a oxigenação cerebral adequada depende do fluxo sanguíneo cerebral e do teor de oxigénio adequados. Fatores que afetam qualquer um destes resultarão em uma redução na oxigenação cerebral e uma redução nos valores de oximetria cerebral. Variações anatômicas, por exemplo, um círculo incompleto de Willis, ou estenose da artéria carótida grave pode criar erros nos valores de oximetria cerebral; portanto, recomenda-se que a oximetria cerebral seja realizada bilateralmente. A tabela 1 resume alguns fatores que podem resultar em valores reduzidos de oxigenação cerebral causados por alterações no fluxo sanguíneo ou conteúdo de oxigênio.

limitações nas medições da oximetria cerebral

todos os dispositivos de monitorização têm limitações. As limitações associadas à oximetria cerebral incluem::

• o sangue de uma fonte extracranial pode criar uma medição erroneamente baixa.4

• o equipamento Eletrosúrgico, ou seja, a diatermia, pode afetar a precisão da medição.4

• os oxímetros cerebrais medem apenas a oxigenação cerebral regional. Grandes áreas do cérebro permanecem sem supervisão.4

• os oxímetros cerebrais são incapazes de identificar uma causa para a dessaturação.14

aplicações clínicas foram levantadas questões relativas à utilidade clínica da monitorização da oximetria cerebral.Um número crescente de estudos está a demonstrar a capacidade da monitorização da oximetria cerebral para detectar episódios clinicamente silenciosos de isquemia cerebral.1 oxímetros cerebrais têm o potencial de ser uma importante salvaguarda para a função cerebral.1

cirurgia cardíaca

os doentes submetidos a cirurgia cardíaca correm o risco de acontecimentos neurológicos perioperativos adversos. A monitorização da oximetria Cerebral pode ser utilizada, reduzindo potencialmente a incidência destes acontecimentos devastadores.

cirurgia de bypass da artéria coronária

estudos foram conduzidos investigando a oximetria cerebral em doentes submetidos a cirurgia cardíaca. Salter e colegas (15) realizaram um estudo que envolveu 265 doentes submetidos a cirurgia de bypass da artéria coronária (CABG). Os doentes foram aleatorizados para dois grupos. A oximetria Cerebral foi usada em ambos os grupos. Um grupo recebeu monitoramento de oximetria cerebral e intervenções para melhorar os valores de oximetria cerebral se eles diminuíram em 20% a partir de uma medição pré-operatória de base. O segundo grupo era um grupo de controle. O estudo encontrou uma associação entre desaturação cerebral e disfunção cognitiva pós-operatória precoce. No entanto, o estudo não identificou uma associação entre o uso de um protocolo de intervenção guiado por oximetria cerebral, e uma redução na incidência de disfunção cognitiva pós-operatória.15

disfunção cognitiva pós-operatória persistente após cirurgia cardíaca é controversa. As Meta-analises16 identificaram que o declínio cognitivo persistente não é tão comum como se pensava anteriormente. Alguns doentes podem até apresentar uma melhoria na função cognitiva após cirurgia de bypass da artéria coronária.

paragem circulatória hipotérmica profunda

uma série de procedimentos cirúrgicos cardíacos são realizados utilizando bypass cardiopulmonar (CPB). Alguns procedimentos complexos, no entanto, exigem a cessação de todo o fluxo sanguíneo. Paragem circulatória hipotérmica profunda descreve a rápida redução da temperatura corporal central, seguida pela cessação da CPB. O cérebro é vulnerável a isquemia durante este tempo. A monitorização da oximetria Cerebral pode fornecer um meio de monitorização e detecção do início da isquemia cerebral.1 no entanto, não há evidência suficiente em torno da sensibilidade da monitorização da oximetria cerebral durante a hipotermia profunda (temperaturas <25°C).

Cirurgia Vascular

endarterectomia carótida

endarterectomia carótida está associada a acidente vascular cerebral pós-operatório. Os dispositivos de monitorização são frequentemente utilizados para detectar períodos de isquemia cerebral. Dispositivos comuns de monitoramento incluem Dopplers transcraniais, EEGs, e monitoramento de Potenciais Evocados somatosensoriais (SSEPs).Dopplers Transcraniais fornecem uma medida indireta do fluxo sanguíneo cerebral, medindo a velocidade do sangue em uma artéria cerebral. As medições são obtidas através de janelas transcranianas. As janelas transcraniais são encontradas nas partes mais finas do crânio—o osso temporal, ou onde o osso está ausente—a órbita. Um quinto dos doentes não tem janela transcraniana e, como resultado, não podem ser utilizados estudos Doppler transcranianos.1 SSEPs e monitorização do EEG são afectados por agentes anestésicos e diatermia cirúrgica.A monitorização da oximetria Cerebral pode ser utilizada como ferramenta para a detecção de isquemia cerebral.

uma redução dos valores de oximetria cerebral >12% a partir de um valor pré-operatório inicial foi identificada como um limiar fiável, sensível e específico para a detecção de isquemia cerebral.1 uma redução dos valores de oximetria cerebral após aperto cruzado da artéria carótida interna pode indicar a necessidade de deslocamento do shunt durante o procedimento. Moritz e colegas 17 compararam diferentes modalidades de monitorização na identificação de isquémia cerebral durante a cirurgia da carótida. Os resultados evidenciaram uma precisão semelhante para a detecção do início de isquémia com Doppler transcraniano e monitorização da oximetria cerebral, tendo sido identificada a menor precisão para a monitorização do SSEP.Síndrome de hiperperfusão da endarterectomia carótida

síndrome de endarterectomia carótida é causada por um aumento do fluxo sanguíneo cerebral após reparação da estenose carótida. Ocorre como resultado de uma auto-regulação cerebral deficiente. A síndrome é caracterizada por dor de cabeça, edema cerebral, convulsões, hemorragia intracerebral e morte.

existe uma correlação entre os valores de saturação de oxigénio cerebral e as alterações no fluxo sanguíneo cerebral após a remoção da carótida interna.1 a oximetria Cerebral pode ser usada para identificar pacientes em risco de síndrome de hiperperfusão cerebral.18

Pediatria

neonatos nascidos prematuramente têm alteração da auto-regulação cerebral e estão em risco de hemorragia intraventricular e de leucomalácia periventricular.A leucomalacia Periventricular é geralmente diagnosticada por ecografia transcraniana. As áreas de isquemia são identificadas em matéria branca em torno dos ventrículos laterais. No momento em que foi feito o diagnóstico de leucomalácia periventricular, ocorreram danos neurológicos permanentes, tais como perturbações visuais e paralisia cerebral. Mudanças nos valores do oxigênio cerebral como detectados pelos oxímetros cerebrais fornecem uma medida indireta de alterações no fluxo sanguíneo cerebral. A monitorização contínua da oxigenação cerebral pode permitir a detecção e prevenção precoces da leucomalácia periventricular e da hemorragia intraventricular.9

utilizações adicionais

a monitorização da oximetria Cerebral está a ser cada vez mais utilizada para monitorizar a adequação da perfusão de tecidos e órgãos quando colocada em locais que não o couro cabeludo.1 NIRS está sendo investigado como um marcador potencial de perfusão para tecidos hepáticos, renais e esplâncnicos.1

NIRS está ainda a ser avaliado como um Potencial Instrumento de rastreio para a necessidade de transfusão sanguínea em doentes com trauma em risco de choque hemorrágico.1

conclusão

a oximetria Cerebral é uma metodologia de monitorização simples e não invasiva que pode melhorar o resultado do doente numa variedade de situações clínicas diferentes; a evidência do seu uso para além da cirurgia cardíaca está continuamente a emergir. Este artigo destacou alguns dos papéis crescentes e evidências de oximetria cerebral na prática clínica, mais pesquisas são necessárias para validar a monitorização da oximetria cerebral na melhoria dos resultados dos pacientes em pacientes cirúrgicos cardíacos e não-cardíacos.3

Declaração de interesse

nenhuma declarada.

MCQs

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Podcasts

este artigo tem um podcast associado que pode ser acessado em http://www.oxfordjournals.org/podcasts/bjaed_cerebral_oximetry.mp3.