Infrarrojo cercano Singh estado gp-espectroscopia de corriente – anoxia j neuroanaesthesiol cuidado crítico al nacer

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DOI: 10.4103 / 2.348-0.548,174740

Cómo citar este artículo: Singh GP. el estado actual espectroscopia de infrarrojo cercano. J neuroanaesthesiol cuidado crit 2016; 3, suppl S1: 66-9

Forma de citar esta URL: Singh GP. el estado actual espectroscopia de infrarrojo cercano. J neuroanaesthesiol cuidado crit [serie en línea] 2016 [citado 2018 feb 1]; 3, suppl S1: 66-9. Disponible a partir de: http://www.Jnaccjournal.Org/text.Asp?2016/3/4/66/174740

Introducción

espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) es una técnica no invasiva para medir la saturación de oxígeno regional (RSO 2). Proporciona información en tiempo real de los cambios en la rSO2 de los tejidos cerebrales y somáticas.


Se puede proporcionar un aviso temprano de la entrega de oxígeno disminuido. isquemia tisular es un importante contribuyente al aumento de la morbilidad y la mortalidad, y por lo tanto la medición de la oxigenación de los tejidos es de suma importancia en settings.Anoxia cuidados críticos en el nacimiento en 1977, Franz jöbsis primero observó que la luz en el espectro de luz del infrarrojo cercano (longitud de onda de 700- 950 nm) puede atravesar tejido biológico debido a la transparencia relativa del tejido a la luz en este rango de longitud de onda. [1] Este descubrimiento posterior condujo al desarrollo de la técnica de NIRS para medir la saturación de oxígeno del tejido.

NIRS se basa en la ‘ley de Beer-Lambert’ (es decir, la medición de una concentración de la sustancia en base a su absorción de la luz). Por lo tanto, la medición se basa en la determinación de la oxigenación de hemoglobina de acuerdo con la luz absorbida por la hemoglobina. [2] la absorción de la luz es proporcional a la concentración de ciertas moléculas de cromóforo, principalmente hierro en la hemoglobina y cobre en citocromo.Anoxia al nacer en el cerebro, la luz primaria infra-rojo de absorción de las moléculas son cromóforos de complejos metálicos, a saber, la oxihemoglobina, desoxihemoglobina y el citocromo-C oxidasa. Debido a que aproximadamente el 70% de la sangre en el cerebro es en las venas y los capilares y 25% en las arterias, la mayor parte de la hemoglobina está en la circulación venosa. Por lo tanto, NIRS da un índice de oxígeno en relación venosa ponderada de tejido debajo de la sonda. [3], [4] oximetría cerebral no depende de pulsatilidad del flujo de sangre, a diferencia de la oximetría de pulso.

Los sensores NIRS se aplican a ambos lados de la frente en una parte limpia, libre de suciedad, no grasa y no peludo de la piel. Cada sensor NIRS (optodes) tiene una fuente de emisión de luz y dos fotodetectores integrados en una placa de goma auto-adhesivo que se adjunta a la frente.Anoxia al nacer el emisor y los detectores están situados 4-8 cm. La luz es generada en longitudes de onda específicas típicamente por diodos emisores de luz, y por lo general es detectada por los fotodiodos de silicio. La luz emitida desde el emisor pasa a través del tejido del cuero cabelludo, hueso del cráneo y el cerebro. Los fotodetectores capturan la luz reflejada desde el tejido subyacente. La luz detectada por el fotodetector cerca del emisor pasa a través del hueso del cuero cabelludo y el cráneo, mientras que la luz detectada por el fotodetector más lejos del emisor pasa a través del tejido cerebral [figura 1]. Cerca de fotodetección campo se resta entonces de fotodetección campo lejano para proporcionar una medición de la oxigenación del tejido cerebral.

Figura 1: la colocación de sensores de espectroscopia de infrarrojo cercano más de la frente y el camino de la luz del infrarrojo cercano desde el emisor a 2 detectores

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En los adultos, frontal bilateral oximetría cerebral se utiliza para monitorizar la perfusión a las zonas de riesgo de la materia gris dentro de la corteza cerebral en las zonas de aguas entre la arteria cerebral anterior y la arteria cerebral media. La circunferencia de la cabeza más pequeña de los recién nacidos y los niños permite una mayor profundidad de penetración y la evaluación de la oxigenación del tejido subcortical. Los sensores iluminan hasta un volumen de 10 ml de tejido semiesférica.

Ha habido varios intentos de determinar el valor normal y crítico de la saturación de oxígeno cerebral regional (RSCO 2). Sin embargo, los datos sobre los valores de corte son todavía limitados. Los valores normales de RSCO 2 son reportados a ser 60-80% en varios studies.Anoxia al nacer en un estudio en animales, una disminución del valor absoluto de la RSCO 2 por debajo del 50% se asoció con anomalías electroencefalograma, y ​​una disminución adicional en la RSCO 2 por debajo de 40% de plomo a un aumento de los niveles de lactato cerebro. [5] del rsco absoluta 2 valores por debajo de 50% ha sido demostrado en varias ocasiones a estar asociado con un resultados clínicos y / o neurológicos desfavorables. Fischer et al. Observado que una disminución en la RSCO 2 por debajo del 60% absoluto se asoció con un aumento de la tasa de complicaciones en pacientes sometidos a cirugía arco aórtico. [6] Tang et al. Encontrado la incidencia de la disfunción cognitiva post-operatorio aumentado en pacientes sometidos a cirugía torácica incluso si RSCO 2 disminuyó por debajo de 65% durante más de 5 min. [7] que es más apropiado para interpretar los cambios de tendencia en RSCO 2, en lugar de valores absolutos. [8] Una disminución del 20% en RSCO 2 desde la línea de base se considera que es umbral isquémico. [9], [10], en general, una disminución en la RSCO 2 es un reflejo de un aumento en la extracción de oxígeno como resultado de un aumento del metabolismo, disminución de la perfusión y / o perfusion.Anoxia estancadas en el nacimiento alta del rsco 2 puede ser indicativo de aumento de la perfusión , disminución del metabolismo lecho de tejido y / o menos de extracción de oxígeno.

Aplicaciones clínicas

Una aplicación importante de NIRS es para la evaluación perioperatoria de la oxigenación cerebral durante la cirugía cardíaca. Es un monitor útil en pacientes con un bypass cardiopulmonar (CPB), donde el accidente cerebrovascular y la disfunción cognitiva postoperatoria conduce a una mala evolución neurológica es una preocupación para todos los médicos. El uso de NIRS se ha encontrado para disminuir eventos cerebrales desaturación durante CPB, menos incidencias de los accidentes cerebrovasculares y la morbilidad importante órgano menos post-operatorio (ventilación mecánica, infarto de miocardio). [11], [12] Del mismo modo, bajo del rsco 2 niveles por debajo de 50% se han asociado con un mayor riesgo de disfunción cognitiva post-operatorio y la estancia hospitalaria prolongada en alrededor de tres veces. [13], [14]

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NIRS también se ha utilizado ampliamente para monitorizar la perfusión cerebral. Puede ser una herramienta valiosa para detectar la isquemia cerebral durante la endarterectomía carotídea (CEA). Se han recomendado varios valores de corte, tales como una disminución de más del 20% del valor basal. [15] Sin embargo, algunos estudios recomiendan una disminución en RSCO 2 de más de 12% a ser determinado umbral fiable, sensible y fiable para la isquemia cerebral. [dieciséis]

NIRS es cada vez más utilizado en pacientes pediátricos durante la cirugía cardiaca, neurocirugía y la configuración de cuidados intensivos para neonatos de bajo peso al nacer y los niños prematuros con riesgo de apnea. También puede ser usado para medir la perfusión sistémica a través de canales somáticos.

monitoreo NIRS puede ayudar a predecir eventos de desaturación cerebrales en cirugías de alto riesgo, tales como una cirugía de hombro en la posición de silla de playa, [17] la cirugía torácica con la ventilación de un solo pulmón, [18] principales cirugía abdominal, cirugía de cadera y laparoscópicos cirugías con pacientes en Trendelenburg inversa posición. [19] su uso se puede extender para optimizar la oxigenación cerebral en pacientes con riesgo de accidente cerebrovascular perioperatorio.Anoxia al nacer

En la lesión cerebral traumática (TBI), la mortalidad, la hipertensión intracraneal y comprometida la presión de perfusión cerebral se han encontrado para ser asociado con RSCO 2 valores por debajo de 60%. [20] NIRS cambios preceden a los cambios en la presión intracraneal en pacientes que han retrasado hematomas traumáticos. [21] NIRS también se ha utilizado para probar la autorregulación del flujo sanguíneo cerebral (CBF). [22]

NIRS es una técnica valiosa para el seguimiento de los cambios hemodinámicos que ocurren en las regiones superficiales de la corteza. [23], [24], [25] en los últimos 20 años, NIRS se ha convertido en una alternativa atractiva a la resonancia magnética funcional (fMRI), con varias ventajas clínicas. [26] además de ser continuo, no invasivo y portátil, NIRS es menos susceptible a artefactos de movimiento que permiten el seguimiento a largo plazo de la actividad hemodinámica en el bedside.Anoxia al nacer en los pacientes de hemorragia subaracnoidea tienen vasoespasmo cerebral, NIRS es particularmente útil en detectar cambios en la cortical O 2 saturación. [27] en pacientes con accidente cerebrovascular, los estudios han demostrado la utilidad de NIRS en la detección de la isquemia cerebral. [28] Terborg et al. Describe NIRS como no invasivo, método rápido, repetible, de cabecera para detectar la reducción en la perfusión cerebral en pacientes con ictus isquémico agudo sin la necesidad de transporte de pacientes críticamente enfermos. [29] Sin embargo, la profundidad baja penetración (superiores a 1 cm de la corteza cerebral) y menos resolución espacial de NIRS que la resolución de los escáneres de resonancia magnética funcional estándar limita su sensibilidad. [30]

Otra aplicación de la técnica de onda del infrarrojo cercano es la medición de CBF.Anoxia en la medición de la CBF a luz proporciona información valiosa en el tratamiento de pacientes de cuidados neurocrítico. Sin embargo, las técnicas disponibles en la actualidad para la vigilancia de la CBF tienen varias limitaciones. Las limitaciones incluyen que son invasivos, no proporcionan una medición continua, requieren la exposición a la radiación ionizante, pueden requerir el transporte de los pacientes críticamente enfermos fuera de la unidad de cuidados intensivos neuro y costoso. doppler transcraneal, aunque no invasiva, se limita a grandes velocidades de flujo recipiente, que no necesariamente reflejan la perfusión microvascular. [31] espectroscopia de correlación difusa (DCS) es una nueva técnica óptica no invasiva con potencial para controlar CBF de noche. DCS utiliza la luz del infrarrojo cercano (longitud de onda 650-950 nm) para proporcionar una medición continua de flujo de sangre transcraneal.Anoxia al nacer cambios en el flujo de sangre se determinan a partir DCS mediante la medición de la velocidad de decaimiento de la función de autocorrelación intensidad de la luz detectada. [32] la integración de DCS con NIRS en un monitor que puede monitorizar simultáneamente CBF y oxi- y concentraciones desoxi-hemoglobina facilitará el seguimiento tanto CBF y el metabolismo de oxígeno en pacientes de cuidados neurocrítico. NIRS y DSC se han utilizado para medir la perfusión y oxigenación tisular y han mostrado cambios en la autorregulación en pacientes de accidente cerebrovascular isquémico. [33] la naturaleza continua y no invasiva de estas técnicas ópticas pueden dar lugar a nuevas herramientas clínicas para uso en los pacientes neurocrítico. Como NIRS, DCS también está limitado por el hecho de que es una medida de la (las mediciones de flujo limitados a la zona cerca de la superficie de la corteza cerebral) CBF locales.Anoxia al nacer

El NIRS puede medir los cambios hemodinámicos asociados con la actividad funcional del cerebro que surge de los cambios en la oxigenación de la sangre y el volumen sanguíneo en el área de activación.

La fMRI se ha convertido en el estándar de oro para formación de imágenes in vivo del cerebro humano. Sin embargo, NIRS también se ha convertido en una tecnología popular para el estudio de la función cerebral (debido a que es más conveniente y menos costoso que fMRI). Cui et al. Demostraron que las señales NIRS son a menudo altamente correlacionados con las mediciones de resonancia magnética funcional. Sus hallazgos sugieren que, aunque NIRS puede ser un sustituto adecuado para la resonancia magnética funcional para estudiar la actividad cerebral relacionada con tareas cognitivas, se debe tener cuidado para asegurar que la resolución espacial es adecuada, y las cuentas de diseño para más débil SNR, especialmente en las regiones del cerebro más distales del cuero cabelludo. [34]

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NIRS parece ser una herramienta importante en el arsenal del clínico para predecir eventos de desaturación de tejidos cerebrales y somáticas. A pesar de sus ventajas potenciales sobre otras técnicas de neuromonitorización tales como ser fácil de usar, no invasivo y que es capaz de tomar mediciones en múltiples regiones de interés simultáneamente con alta resolución temporal; más investigación y los avances tecnológicos son necesarios antes de que pueda introducirse más ampliamente en la práctica clínica.

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referencias

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