-
oximetrele cerebrale permit monitorizarea continuă neinvazivă a oxigenării cerebrale.
-
Oximetrele cerebrale utilizează principii fizice similare cu pulsoximetrele.
-
Oximetrele cerebrale folosesc Legea Beer-Lambert și rezoluția spațială pentru a furniza estimări ale saturației cerebrale a oxigenului hemoglobinei.
-
valorile inițiale ale oximetriei cerebrale trebuie obținute înainte de inducerea anesteziei.
-
valorile oximetriei cerebrale reprezintă un echilibru între livrarea și consumul de oxigen cerebral.
menținerea furnizării adecvate de oxigen către țesuturi și organe, în special creier, este un obiectiv fundamental al procesului anestezic. Pericolele hipoxiei prelungite și ale furnizării reduse de oxigen către creier sunt bine documentate; cu toate acestea, creierul rămâne unul dintre organele cel mai puțin monitorizate în timpul anesteziei.1
Oximetrele cerebrale sunt dispozitive neinvazive, de monitorizare continuă, utilizate pentru monitorizarea oxigenării cerebrale adecvate. Ei folosesc principii fizice similare cu pulsoximetrele. Primele oximetre cerebrale disponibile în comerț au fost utilizate în anii 1990; cu toate acestea, Jobsis2 a introdus pentru prima dată conceptul de utilizare spectroscopie în infraroșu apropiat (NIRS) pentru a măsura oxigenarea cerebrală în 1977. Deși majoritatea datelor publicate privind oximetria cerebrală au demonstrat rezultate îmbunătățite în rândul pacienților chirurgicali cardiaci, apar studii care identifică rezultate îmbunătățite în populația chirurgicală non-cardiacă.3 studiile au demonstrat o incidență crescută a rezultatelor perioperatorii adverse la pacienții care demonstrează o desaturare cerebrală substanțială a oxigenului în timpul intervenției chirurgicale.4
acest articol își propune să explice principiile fizice care stau la baza oximetriei cerebrale și să evalueze dovezile care susțin utilizarea lor în diferite situații clinice.
- fizică
- Legea berii
- Legea lui Lambert
- interpretarea clinică a măsurătorilor oximetriei cerebrale
- limitări în măsurătorile de oximetrie cerebrală
- aplicații clinice
- chirurgie cardiacă
- chirurgie de bypass coronarian
- Stop circulator hipotermic profund
- Chirurgie Vasculară
- endarterectomia carotidiană
- sindromul hiperperfuziei endarterectomiei carotide
- Pediatrie
- utilizări suplimentare
- concluzie
- declarație de interese
- MCQs
- Podcasturi
fizică
Oximetrele cerebrale utilizează NIRS pentru a obține măsurători continue neinvazive ale valorilor oxigenării cerebrale.5 oximetre cerebrale constau dintr-un monitor care este conectat la sonde de oximetru. Tampoanele adezive atașează sonde la scalpul pacientului. Sondele sunt cel mai frecvent aplicate pe scalp deasupra lobului frontal. Sondele conțin o sursă de lumină fibreoptică și detectoare de lumină.6 sursele de lumină eliberează lumina în domeniul infraroșu printr-un proces de emisie stimulată de radiații sau prin diode emițătoare de lumină.7 lumina emisă în domeniul infraroșu este capabilă să pătrundă în craniu pentru a ajunge la țesutul cerebral subiacent. Craniul este transparent la lumină în domeniul infraroșu apropiat.1 lumina emisă este fie absorbită, redirecționată, împrăștiată sau reflectată.8 Când lumina infraroșie intră în contact cu hemoglobina, apare o modificare a spectrului luminos, în funcție de starea de oxigenare a moleculei de hemoglobină.8 lumina reflectată se întoarce spre suprafață și este detectată de detectoarele de lumină din sondele de oximetrie.8
Oximetrele cerebrale calculează oxigenarea cerebrală folosind Legea Beer–Lambert.9 Legea Beer-Lambert este o combinație a două legi fizice.
Legea berii
intensitatea luminii transmise scade exponențial pe măsură ce concentrația unei substanțe prin care trece lumina crește.
Reprezentarea schematică a legii berii.
Reprezentarea schematică a legii berii.
Legea lui Lambert
intensitatea luminii transmise scade exponențial pe măsură ce distanța parcursă de lumină printr-o substanță crește.
Reprezentarea schematică a legii lui Lambert.
Reprezentarea schematică a legii lui Lambert.
conform acestor legi, o cantitate de substanță, adică oxigen, poate fi determinată de câtă lumină absoarbe substanța.10
spectrele de absorbție pentru hemoglobina oxigenată și dezoxigenată. Zona A reprezintă lungimile de undă ale luminii utilizate de Oximetrele cerebrale.
spectrele de absorbție pentru hemoglobina oxigenată și dezoxigenată. Zona A reprezintă lungimile de undă ale luminii utilizate de Oximetrele cerebrale.
Reprezentarea schematică a Rezoluției spațiale.
Reprezentarea schematică a Rezoluției spațiale.
Oximetrele cerebrale utilizează algoritmi matematici care implică scăderea valorilor obținute de la emițătorii apropiați și departe de fotodetector pentru a limita contaminarea din sângele extracranian și pentru a obține o citire reprezentativă a valorilor de oxigenare cerebrală. Există numeroase dispozitive de oximetrie cerebrală disponibile în comerț pentru utilizare clinică. Variabilitatea între dispozitive în ceea ce privește măsurătorile există. Variabilitatea apare ca urmare a diferitelor lungimi de undă ale luminii emise de sonde, diferite surse de lumină,4 și diferiți algoritmi matematici utilizați pentru a obține valori de oxigenare cerebrală.
valorile oximetriei cerebrale sunt derivate în principal din sângele venos și, spre deosebire de pulsoximetrele, sunt independente de fluxul sanguin pulsatil.12 valorile oximetriei cerebrale reflectă un echilibru între consumul de oxigen și livrarea de oxigen către creier.
interpretarea clinică a măsurătorilor oximetriei cerebrale
valorile inițiale ale oximetriei cerebrale trebuie obținute înainte de inducerea anesteziei. Valorile normale variază de la 60% la 80%; cu toate acestea, valorile mai mici de 55-60% nu sunt considerate anormale la unii pacienți cardiaci.8
oxigenarea cerebrală adecvată depinde de fluxul sanguin cerebral adecvat și de conținutul de oxigen. Factorii care afectează oricare dintre acestea vor duce la o reducere a oxigenării cerebrale și la o reducere a valorilor oximetriei cerebrale. Variațiile anatomice, de exemplu, un cerc incomplet de Willis sau stenoza severă a arterei carotide pot crea erori în valorile oximetriei cerebrale; prin urmare, se recomandă ca oximetria cerebrală să fie efectuată bilateral. Tabelul 1 rezumă câțiva factori care pot duce la valori reduse de oxigenare cerebrală cauzate de modificări ale fluxului sanguin sau ale conținutului de oxigen.
factori care determină valori reduse ale oxigenării cerebrale
| fluxul sanguin Cerebral . | conținutul de oxigen . |
|---|---|
| debitul Cardiac | concentrația hemoglobinei |
| starea acido-bazică | saturația hemoglobinei |
| hemoragie majoră | funcția pulmonară |
| obstrucția fluxului Arterial / fluxului venos | concentrația de oxigen inspirată |
| fluxul sanguin Cerebral . | conținutul de oxigen . |
|---|---|
| debitul Cardiac | concentrația hemoglobinei |
| starea acido-bazică | saturația hemoglobinei |
| hemoragie majoră | funcția pulmonară |
| obstrucția fluxului Arterial / fluxului venos | concentrația de oxigen inspirată |
factori care determină valori reduse ale oxigenării cerebrale
| fluxul sanguin Cerebral . | conținutul de oxigen . |
|---|---|
| debitul Cardiac | concentrația hemoglobinei |
| starea acido-bazică | saturația hemoglobinei |
| hemoragie majoră | funcția pulmonară |
| obstrucția fluxului Arterial / fluxului venos | concentrația de oxigen inspirată |
| fluxul sanguin Cerebral . | conținutul de oxigen . |
|---|---|
| debitul Cardiac | concentrația hemoglobinei |
| starea acido-bazică | saturația hemoglobinei |
| hemoragie majoră | funcția pulmonară |
| obstrucția fluxului Arterial / fluxului venos | concentrația de oxigen inspirată |
algoritmul de tratament pentru gestionarea desaturării cerebrale. Adaptat după original de Denault și colegi.13
algoritmul de tratament pentru gestionarea desaturării cerebrale. Adaptat după original de Denault și colegi.13
limitări în măsurătorile de oximetrie cerebrală
toate dispozitivele de monitorizare au limitări. Limitările asociate cu oximetria cerebrală includ:
-
sângele dintr-o sursă extracraniană poate crea o măsurare eronată scăzută.4
-
echipamentele electrochirurgicale, adică diatermia, pot afecta precizia măsurării.4
-
Oximetrele cerebrale măsoară doar oxigenarea cerebrală regională. Zonele mari ale creierului rămân nemonitorizate.4
-
Oximetrele cerebrale nu pot identifica o cauză a desaturării.14
aplicații clinice
au fost ridicate întrebări cu privire la utilitatea clinică a monitorizării oximetriei cerebrale.1 un număr tot mai mare de studii demonstrează capacitatea monitorizării oximetriei cerebrale de a detecta episoadele clinic silențioase ale ischemiei cerebrale.1 Oximetrele cerebrale au potențialul de a fi o protecție importantă pentru funcția cerebrală.1
chirurgie cardiacă
pacienții supuși unei intervenții chirurgicale cardiace prezintă risc de evenimente neurologice perioperatorii adverse. Monitorizarea oximetriei cerebrale poate fi utilizată, reducând potențial incidența acestor evenimente devastatoare.
chirurgie de bypass coronarian
au fost efectuate studii care au investigat oximetria cerebrală la pacienții supuși unei intervenții chirurgicale cardiace. Salter și colegii15 au efectuat un studiu care a implicat 265 de pacienți supuși unei intervenții chirurgicale de bypass coronarian (CABG). Pacienții au fost randomizați în două grupuri. Oximetria cerebrală a fost utilizată în ambele grupuri. Un grup a primit monitorizarea oximetriei cerebrale și intervenții pentru îmbunătățirea valorilor oximetriei cerebrale dacă acestea au scăzut cu 20% față de o măsurare preoperatorie inițială. Al doilea grup a fost un grup de control. Studiul a constatat o asociere între desaturarea cerebrală și disfuncția cognitivă postoperatorie timpurie. Cu toate acestea, studiul nu a identificat o asociere între utilizarea unui protocol de intervenție ghidat de oximetrie cerebrală și o reducere a incidenței disfuncției cognitive postoperatorii.15
disfuncția cognitivă postoperatorie persistentă după intervenția chirurgicală cardiacă este controversată. Meta-analizele16 au identificat că declinul cognitiv persistent nu este la fel de comun cum se credea anterior. Unii pacienți pot prezenta chiar o îmbunătățire a funcției cognitive după operația CABG.
Stop circulator hipotermic profund
o serie de proceduri chirurgicale cardiace sunt efectuate folosind bypass cardiopulmonar (CPB). Cu toate acestea, anumite proceduri complexe necesită încetarea întregului flux sanguin. Oprirea circulatorie hipotermică profundă descrie reducerea rapidă a temperaturii corpului de bază, urmată de încetarea CPB. Creierul este vulnerabil la ischemie în acest timp. Monitorizarea oximetriei cerebrale poate oferi un mijloc de monitorizare și detectare a debutului ischemiei cerebrale.1 cu toate acestea, nu există dovezi suficiente în ceea ce privește sensibilitatea monitorizării oximetriei cerebrale în timpul hipotermiei profunde (temperaturi <25 c).
Chirurgie Vasculară
endarterectomia carotidiană
endarterectomia carotidiană este asociată cu accident vascular cerebral postoperator. Dispozitivele de monitorizare sunt utilizate în mod obișnuit pentru a detecta perioadele de ischemie cerebrală. Dispozitivele comune de monitorizare includ dopplere transcraniene, EEG-uri și monitorizarea potențialelor somatosenzoriale evocate (SSEPs).
Dopplerele transcraniene oferă o măsură indirectă a fluxului sanguin cerebral prin măsurarea vitezei sângelui într-o arteră cerebrală. Măsurătorile sunt obținute prin ferestre transcraniene. Ferestrele transcraniene se găsesc în cele mai subțiri părți ale craniului—osul temporal sau unde osul este absent—orbita. O cincime dintre pacienți nu au o fereastră transcraniană și, ca urmare, nu pot fi utilizate studii Doppler transcraniene.1 SSEPs și monitorizarea EEG sunt afectate de agenți anestezici și diatermie chirurgicală.1 monitorizarea oximetriei cerebrale poate fi utilizată ca instrument pentru detectarea ischemiei cerebrale.
o reducere a valorilor oximetriei cerebrale > 12% față de valoarea preoperatorie inițială a fost identificată ca un prag fiabil, sensibil și specific pentru detectarea ischemiei cerebrale.1 o reducere a valorilor oximetriei cerebrale după strângerea încrucișată a arterei carotide interne poate indica necesitatea plasării șuntului în timpul procedurii. Moritz și colegii17 au comparat diferite modalități de monitorizare în identificarea ischemiei cerebrale în timpul intervenției chirurgicale carotide. Rezultatele au evidențiat o precizie similară pentru detectarea debutului ischemiei cu monitorizarea Doppler transcraniană și oximetrie cerebrală, cea mai mică precizie a fost identificată pentru monitorizarea SSEP.
sindromul hiperperfuziei endarterectomiei carotide
sindromul hiperperfuziei endarterectomiei carotide este cauzat de o creștere a fluxului sanguin cerebral după repararea stenozei carotide. Apare ca urmare a autoreglării cerebrale afectate. Sindromul se caracterizează prin cefalee, edem cerebral, convulsii, hemoragie intracerebrală și deces.
există o corelație între valorile saturației oxigenului cerebral și modificările fluxului sanguin cerebral după decuplarea arterei carotide interne.1 oximetria cerebrală ar putea fi utilizată pentru a identifica pacienții cu risc de sindrom de hiperperfuzie cerebrală.18
Pediatrie
nou-născuții născuți prematur prezintă tulburări de autoreglare cerebrală și prezintă risc de hemoragie intraventriculară și leucomalacie periventriculară.9 leucomalacia periventriculară este de obicei diagnosticată prin ultrasunete transcraniene. Zonele de ischemie sunt identificate în substanța albă care înconjoară ventriculele laterale. Până când a fost pus un diagnostic de leucomalacie periventriculară, au apărut leziuni neurologice permanente, cum ar fi tulburări vizuale și paralizie cerebrală. Modificările valorilor oxigenului cerebral detectate de oximetrele cerebrale oferă o măsură indirectă a modificărilor fluxului sanguin cerebral. Monitorizarea continuă a oxigenării cerebrale poate permite depistarea precoce și prevenirea leucomalaciei periventriculare și a hemoragiei intraventriculare.9
utilizări suplimentare
monitorizarea oximetriei cerebrale este din ce în ce mai utilizată pentru a monitoriza adecvarea perfuziei tisulare și a organelor atunci când este plasată în alte locuri decât scalpul.1 NIRS este investigat ca un marker potențial de perfuzie pentru țesuturile hepatice, renale și splanchnice.1
NIRS este în continuare evaluat ca un instrument potențial de screening pentru necesitatea transfuziei de sânge la pacienții cu traume cu risc de șoc hemoragic.1
concluzie
oximetria cerebrală este o metodologie de monitorizare simplă, neinvazivă, care poate îmbunătăți rezultatul pacientului într-o varietate de situații clinice diferite; dovezile pentru utilizarea sa dincolo de chirurgia cardiacă apar continuu. Acest articol a evidențiat unele dintre rolurile și dovezile crescânde pentru oximetria cerebrală în practica clinică, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a valida monitorizarea oximetriei cerebrale în îmbunătățirea rezultatelor pacienților atât la pacienții chirurgicali cardiaci, cât și la cei non-cardiaci.3
declarație de interese
niciuna declarată.
MCQs
MCQ-urile asociate (pentru a sprijini activitatea CME/CPD) pot fi accesate la https://access.oxfordjournals.org de către abonații la BJA Education.
Podcasturi
acest articol are un podcast asociat care poate fi accesat la http://www.oxfordjournals.org/podcasts/bjaed_cerebral_oximetry.mp3.
,
.
.
;
:
–
.
.
;
:
–
.
.
,
,
.
.
;
:
–
,
.
.
;
:
–
,
.
. În:
,
, eds.
,
,
.
:
,
;
–
.
;
.
,
,
și colab. .
.
;
:
–
,
,
.
.
;
:
–
,
,
și colab. .
.
;
:
–
,
,
,
,
,
.
.
;
:
–
.
.
;
:
–
,
,
.
.
;
:
–
,
,
,
.
;
:
–
,
,
și colab. .
.
;
:
–
,
,
,
și colab. .
.
;
:
–
,
,
,
,
.
.
;
:
–
,
,
,
și colab. .
.
;
:
–
,