Artículo de método

Cómo administrar espectroscopia de infrarrojo cercano en neonatos, bebés y niños gravemente enfermos

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DOI:

10.3791/61533

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19 de agosto de 2020

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1Department of Pediatrics I - Neonatology, Pediatric Intensive Care, Pediatric Neurology, University Hospital Essen, University of Duisburg-Essen, 2Department of Pediatric Cardiology, University Hospital Erlangen, University of Erlangen-Nürnberg, 3Department of Pediatric Cardiac Surgery, University Hospital Erlangen, University of Erlangen-Nürnberg, 4Division of Neonatology and Pediatric Intensive Care, Department of Pediatrics, University Hospital Erlangen, University of Erlangen-Nürnberg

En este artículo

Resumen

Este protocolo está diseñado para ayudar a los médicos a medir la oxigenación de tejidos regionales en diferentes sitios del cuerpo en bebés y niños. Se puede utilizar en situaciones donde la oxigenación de los tejidos está potencialmente comprometida, particularmente durante el bypass cardiopulmonar, cuando se utilizan dispositivos de asistencia cardíaca no pulsantes, y en neonatos gravemente enfermos, bebés y niños.

Resumen

La espectroscopia infrarroja cercana (NIRS) calcula la oxigenación del tejido regional (rSO2) utilizando los diferentes espectros de absorción de moléculas de hemoglobina oxigenadas y desoxigenadas. Una sonda colocada sobre la piel emite luz que es absorbida, dispersa y reflejada por el tejido subyacente. Los detectores en la sonda detectan la cantidad de luz reflejada: esto refleja la relación orgánica específica del suministro y el consumo de oxígeno, independientemente del flujo pulsátil. Los dispositivos modernos permiten la supervisión simultánea en diferentes sitios del cuerpo. Un aumento o caída en la curva rSO2 visualiza los cambios en la oferta o la demanda de oxígeno antes de que los signos vitales los indiquen. La evolución de los valores rSO2 en relación con el punto de partida es más importante para la interpretación que los valores absolutos.

Una aplicación clínica rutinaria del NIRS es la vigilancia de la oxigenación somática y cerebral durante y después de la cirugía cardíaca. También se administra en bebés prematuros con riesgo de enterocolitis necrotizante, recién nacidos con encefalopatía isquémica hipoxica y un riesgo potencial de oxigenación del tejido deteriorado. En el futuro, el NIRS podría utilizarse cada vez más en la neuromonitorización multimodal, o aplicarse para monitorear a pacientes con otras condiciones (por ejemplo, después de la reanimación o lesión cerebral traumática).

Introducción

La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) mide de forma no invasiva la saturación regional de oxígeno del tejido (rSO2)en el cerebro, el músculo, los riñones, el hígado o los intestinos1,2,3,4,5,6,7,8,9. Se aplica en cuidados intensivos y cirugía cardíaca para monitorear el consumo de oxígeno "en tiempo real" y la saturación de tejido somático10.

Una sonda en la piel emite luz casi infrarroja (700 - 1000 nm)11 que penetra en el tejido y el hueso hasta una profundidad de aproximadamente 1-3 cm, siendo así dispersa, absorbida y reflejada12. Los detectores en la sonda detectan la cantidad de luz reflejada , que representa la cantidad relativa de hemoglobina desoxigenada, y calculan un valor numérico que indica la saturación de oxigenación regional en porcentaje (%)2. A diferencia de la oximetría de pulso (que refleja el suministro sistémico de oxígeno y requiere flujo pulsátil), NIRS refleja la saturación de oxígeno venoso y no requiere flujo pulsátil, por lo que es adecuado para situaciones de bajo flujo como bypass cardiopulmonar7.

El rSO2 refleja el equilibrio entre el suministro de oxígeno y el consumo en el tejido – los cambios en cualquiera de los dos se hacen visibles incluso antes de que las alteraciones se vuelvan clínicamente evidentes. Los cambios relativos a la línea de base son más importantes que los propios valores medidos absolutos10,13,14,15,16. La medición de rSO2 ayuda a los médicos a controlar a los pacientes durante la cirugía cardíaca, el bypass cardiopulmonar y en la unidad de cuidados intensivos; también puede ayudar a guiar la oxigenoterapia en bebés prematuros y monitorear los riñones, esplancónicos y la perfusión sistémica12,17,18,19,20,21.

NIRS es una forma segura, factiblede 22y sencilla para monitorear la oxigenación de los tejidos continuamente. En combinación con otros biomarcadores cerebrales y técnicas de neuromonitorización (por ejemplo, EEG continuo o integrado en amplitud), niRS probablemente desempeñará un papel en el seguimiento futuro (multimodal) en neonatos y niñosde 23años,24. En este artículo, mostramos a los médicos cómo configurar la monitorización NIRS para diferentes sistemas de órganos, explicamos cómo evolucionan los valores de rSO2 correspondientes a los cambios en la fisiología y presentamos resultados típicos de diferentes entornos clínicos.

Protocolo

NiRS se lleva a cabo como parte de la rutina clínica del hospital. Se recomienda en intervenciones de cirugía cardíaca pediátrica dentro del ámbito de garantía de calidad de la Red de Competencia para Defectos Cardíacos Congénitos (http://www.kompetenznetz-ahf.de), el Grupo de Trabajo de Anestesia Cardio Pediátrica y la Sociedad Alemana de Ingeniería Cardiovascular25. El protocolo sigue las directrices del comité de ética de la investigación humana de la institución. Obtuvimos el consentimiento informado por escrito con respecto al rodaje y publicación del material de ambos padres de cada bebé que aparece en el video. El protocolo que presentamos corresponde a la práctica clínica en el hospital y se aplica a bebés y niños de cualquier edad. Si hay preocupaciones especiales para un grupo de edad específico, lo indicamos en una nota en el protocolo.

1. Preparación

  1. Conecte y encienda el dispositivo NIRS. Introduzca los datos del paciente de acuerdo con la configuración del dispositivo.
  2. Seleccione la sonda adecuada de acuerdo con el peso del paciente y el sitio de uso previsto. El rango de peso se indica en el embalaje de la sonda y depende del fabricante (consulte la Tabla 1 para obtener una visión general de los rangos de peso en los fabricantes comunes).
  3. Asegúrese de que la piel del paciente esté limpia y seca para una adherencia óptima. Seque la piel con un hisopo si es necesario. Tenga mucho cuidado u omita la limpieza si la piel es vulnerable.

2. Coloque la sonda

  1. Después de identificar la posición correcta de la sonda, doble cuidadosamente el centro de la sonda hacia el lado de la cubierta blanca hasta que comience a desprenderse. Despegue suavemente la cubierta sin tocar la superficie pegajosa de la sonda.
  2. Coloque el sensor sobre la piel desde el centro de la sonda hasta los lados. Asegúrese de que los bordes de la sonda estén firmemente conectados a la piel. Si la sonda se desconecta, se obtendrán valores NIRS incorrectos. La desconexión en un entorno brillante provoca valores altos falsos; desconexión en un entorno oscuro provoca valores bajos falsos.
    NOTA: Para evitar lesiones cutáneas, no coloque la sonda sobre una piel muy inmadura o vulnerable. Si la sonda debe colocarse sobre la piel vulnerable, utilice una capa de celofán entre la piel y la sonda, o deje la cubierta encendida. Al fijar la sonda, evite presionarla (por ejemplo, a través de una tapa de flujo infantil o diadema) ya que esto puede afectar la perfusión de la piel y causar una medición errónea.

3. Seleccione la posición de la sonda

  1. Cerebral: Coloque la sonda NIRS en la región supra-orbital en la frente debajo de la línea del cabello para obtener valores de la corteza frontal. No coloque la sonda sobre el cabello, el seno frontal, el músculo temporal, nevi, el seno sagital superior, hemorragias intracraneales u otras anomalías, ya que eso puede alterar la medición y los valores obtenidos no representarán la oxigenación del tejido regional. La colocación de dos sondas, una en cada frente permite el análisis selectivo de ambos hemisferios si el entorno clínico lo requiere. Las sondas vecinas emiten y miden las señales alternativamente para evitar interferencias.
    NOTA: El valor rSO2 sólo refleja el estado de oxigenación del tejido debajo de la sonda – para un órgano grande como el cerebro, los valores obtenidos no reflejan el estado de oxigenación de todo el órgano.
  2. Somatic: Seleccione una posición por encima de la región de interés. Evite los depósitos de grasa, el cabello y los huesos. No coloque la sonda sobre nevi, hematoma y piel lesionada. Recuerde siempre que la profundidad de la señal NIRS es de aproximadamente 2,5 cm - si el órgano de interés está más lejos de la sonda, no se puede analizar. Para NIRS renales o hepáticos, utilice ultrasonido para asegurar la colocación correcta.
    1. Riñón: Localice el riñón a través de una ecografía sagital dorsal antes de colocar la sonda. Asegúrese de que la distancia piel a órgano no exceda la profundidad máxima de la sonda.
      NOTA: El uso de ultrasonido puede interferir con el principio de manejo mínimo (por ejemplo, en bebés muy prematuros).
    2. Intestinos: Coloque la sonda en la región de interés (por ejemplo, debajo del umbilicus o en el cuadrante inferior derecho o izquierdo).
      NOTA: El aire libre o el líquido en el abdomen pueden hacer imposible medir la oxigenación del tejido del órgano deseado.
    3. Hígado: Coloque la sonda exactamente por encima del hígado. Si es posible, confirme su posición por ultrasonido. Para evitar medir el órgano equivocado, asegúrese de que el tejido hepático debajo de la sonda es al menos tan profundo como la luz emitida penetra (1-3 cm, de acuerdo con la sonda seleccionada).
    4. Pie: Coloque la sonda en la parte plantar del pie. La medición de NIRS en la parte más distante del cuerpo proporciona información sobre la perfusión periférica durante la hipotermia, en pacientes con shock o en cualquier situación en la que la oximetría de pulso no funcione.
    5. Músculo: Coloque la sonda sobre el músculo de interés.

4. Establezca la línea de base

  1. 1-2 minutos después de colocar la sonda, ajuste la línea base presionando el botón correspondiente en el dispositivo. La línea base refleja el punto inicial de la medición. La evolución de la perfusión tisular en cada área monitoreada se puede observar e interpretar individualmente confiando en el cambio desde el valor basal.

5. Compruebe si hay problemas con el dispositivo o complicaciones clínicas

  1. Si el dispositivo indica que la calidad de grabación incorrecta o los valores son inverosímiles, confirme que todos los pasos antes mencionados se han tomado correctamente. Si es necesario, reemplace la sonda y el preamplificador, y compruebe todos los contactos del enchufe eléctrico.
  2. Compruebe si hay fuentes de luz externas que puedan afectar al sensor y al contacto. Cubra la sonda apretada si no se pueden eliminar las fuentes de luz perturbadoras.
  3. Después de descartar problemas técnicos, revise al paciente en busca de complicaciones clínicas.

Resultados

El valor medido de rSO2 resulta de la relación entre el suministro y el consumo de oxígeno (Figura 1A); diferentes características metabólicas conducen a valores normales ligeramente diferentes dependiendo de la edad y el órgano(Tabla 2). Tenga en cuenta que - a excepción del cerebro - los valores de referencia evaluados científicamente sólo existen para bebés prematuros y recién nacidos26,27,28,29,30,31y la mayoría de los pasos del protocolo se basan en las recomendaciones de los fabricantes, la experiencia personal y la opinión de expertos ( Tabla3). Esto se debe al hecho de que los valores dependen del dispositivo y los sensores utilizados y revelan una alta variabilidad interin individual30,32. Los valores críticamente bajos y los cambios críticos en relación con la línea de base se originan en la experiencia y la opinión de los expertos.

Si el suministro de oxígeno y la demanda se equilibran en valores fisiológicos, la oxigenación del tejido está dentro del rango normal. Los cambios en el suministro o el consumo de oxígeno hacen que el valor rSO2 caiga o suba (Figura 1B,1C). Una curva típica que revela los valores normales de NIRS cerebrales y renales se muestra en la Figura 2 desde el principio hasta las 14:25 pm.

A continuación, proporcionamos ejemplos para mostrar cómo los cambios en las condiciones fisiológicas subyacentes afectan a rSO2. Durante la cirugía del corazón, los médicos manipulan la circulación de manera controlada - por lo tanto, los efectos sobre rSO2 son fáciles de observar. Por ejemplo, sujetar la aorta descendente hace que la perfusión cerebral y el rSO2 correspondiente se eleve; la perfusión de la parte inferior del cuerpo da lugar a una disminución derSO 2 (Figura 2). Otra causa – no quirúrgica - del aumento del flujo sanguíneo cerebral y elevado rSO cerebral2 es el choque hiperdinámico en combinación con una alta salida cardíaca (Figura 3).

En el shock frío, un rSO renal2 que goteo junto con rSO2 cerebral estable puede ser el primer signo; una disminución tanto en el rSO renal como en el cerebralpuede ocurrir más adelante en el curso23. El NIRS cerebral y renal combinado puede ayudar a identificar las primeras etapas del shock en las que la perfusión cerebral se mantiene a un nivel normal, pero la perfusión somática ya está deteriorada23.

Cuando se utilizan dos sondas NIRS cerebrales, los valores de los lados derecho e izquierdo deben ser similares - la disonancia entre el canal derecho e izquierdo NIRS puede ser causada por la adhesión incompleta del sensor NIRS(Figura 4, estrella roja) o indicar una complicación: Durante algunas cirugías del corazón, el cerebro se perfunde selectivamente a través de una arteria carótida, haciendo uso de colaterales intracerebral (el círculo de Willis) para suministrar el lado opuesto. A lo largo de este procedimiento, la disonancia entre los dos canales cerebrales NIRS puede ayudar a diagnosticar un círculo disfuncional de Willis (Figura 5).

Otro ejemplo de complicación descubierta por NIRS es una cánula superior de vena cava dislocada durante el bypass cardiopulmonar que conduce a éxtasis venosa y disminución del suministro de oxígeno cerebral (Figura 6). El uso de NIRS puede ayudar a identificar la perfusión cerebral deteriorada que de otro modo no sería detectada y resultaría en daño cerebral grave.

Además de la cirugía cardíaca y los cuidados intensivos cardíacos, las mediciones de rSO2 también pueden facilitar la atención intensiva pediátrica "estándar" – las complicaciones y los cambios en la terapia pueden ir acompañados de cambios en el rSO cerebral2 (Figura 7).

Diagramas de balance de suministro y consumo de oxígeno; Conceptos de equilibrio de saturación en fisiología médica.
Figura 1: Equilibrar la relación entre la oferta de oxígeno y la demanda.
(A) En condiciones fisiológicas, el suministro y el consumo de oxígeno están equilibrados, y la oxigenación de los tejidos regionales está dentro del rango normal. (B) Una disminución del rSO cerebral2 resulta del aumento del consumo de oxígeno o de la disminución del suministro de oxígeno. Las razones de los valores NIRS cerebrales bajos o decrecientes se ilustran en la figura. Por ejemplo, la fiebre aumenta el consumo de oxígeno cerebral en un 10-13% por 1 oC de aumento en la temperatura corporal. Los espasmos cerebrales pueden aumentar el consumo de oxígeno hasta en un 150-250%. (C) Un aumento en el rSO cerebral2 resulta de un menor consumo de oxígeno o un mayor suministro de oxígeno. Las razones para valores nirs cerebrales altos o crecientes se proporcionan en la figura. Un rSO cerebral2 por encima del 80%, causado por un flujo sanguíneo cerebral alto después de la pérdida de la autoregulación vascular cerebral, también se denomina "perfusión de lujo". Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tabla de eliminación de pinzamiento aórtico que muestra los cambios en el % de rSO2, las tendencias de los datos y las anotaciones a lo largo del tiempo.
Figura 2: Evolución del rSO cerebral y renal2 durante la abrazadera fuera de la aorta descendente.
Inicialmente, el rSO2 cerebral (azul) es inferior al rSO renal2 (amarillo), como en condiciones fisiológicas. Durante la sujeción de la aorta descendente, el flujo sanguíneo cerebral aumenta mientras que la mitad inferior del cuerpo se suministra. Por lo tanto, el rSO cerebral2 se eleva y el rSOrenal 2 gotas. El área roja indica que los valores renalesrSO 2 son críticamente bajos porque disminuyeron más de 25% por debajo de la línea de base. Después de quitar la abrazadera aórtica y establecer la reconstrucción de la aorta y establecer la circulación normal, ambas curvas rSO2 se normalizan. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Gráfico de % de niveles de rSO2 a lo largo del tiempo que muestra el estado del paciente en la UCI y eventos de shock hiperdinámico.
Figura 3: Choque hiperdinámico.
Después de llegar a la unidad de cuidados intensivos después de la cirugía cardíaca y el cambio de tubos respiratorios, experimentamos graves problemas con la ventilación mecánica (alcanzando sólo bajos volúmenes de marea a altas presiones de ventilación debido a un filtro defectuoso). El paciente desarrolló shock hiperdinámico y acidosis respiratoria con una mayor saturación venosa central del 90% y aumentando el rSO cerebral2 hasta un 92%. Después de cambiar el filtro, la reanimación de líquidos y el tratamiento vasopresor, el paciente se estabilizó rápidamente y el rSO2 cerebral se normalizó. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Gráfico de derivación cardiopulmonar con niveles de saturación de oxígeno, efectos de hipotermia, problemas con el sensor NIRS.
Figura 4: Evolución de los valores de NIRS durante la hipotermia y el paro cardíaco hipotérmico profundo.
Esta figura ilustra cómo cambian los valores cerebrales y renales de NIRS bajo hipotermia, el ajuste del flujo de bypass cardiopulmonar y en el paro cardíaco hipotérmico profundo (cirugía de interruptor arterial en un paciente con transposición de las grandes arterias y defecto septal ventricular). Los valores basales del paciente rSO2 son 59% (izquierda, amarilla) y 64% (derecha, azul) para el cerebro y 32% (verde) para el riñón izquierdo. El suministro de sangre a la mitad inferior del cuerpo depende del conducto arterial. La hipotermia inducida por intraoperatoriamente reduce el consumo de oxígeno, lo que conduce a un aumento de los valores de NIRS, especialmente en el riñón. Con el aumento de los valores NIRS hemos reducido el caudal de bypass cardiopulmonar. Debido a la caída de los valores NIRS causados por una situación metabólica alterada (por ejemplo, debido a la anestesia insuficientemente profunda), el flujo se ajustó de nuevo. Durante el paro cardíaco hipotérmico profundo, el rSO2 renal y cerebral cayó a valores críticamente bajos y volvió a aumentar inmediatamente después de restablecer la circulación fisiológica. La estrella roja con flechas muestra dos caídas en la curva niRS cerebral derecha debido a la adhesión incompleta de la sonda. Después de remoldear suavemente el sensor sobre la piel, los valores vuelven a funcionar paralelos al lado izquierdo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Gráfico de saturación de oxígeno cerebral; Monitorear los cambios de perfusión cerebral izquierda y derecha con el tiempo.
Figura 5: Círculo disfuncional de Willis durante la cirugía de arco aórtico.
Tan pronto como el cerebro se perfunde selectivamente a través de la arteria carótida derecha (flecha roja), el rSO2 medido en el lado izquierdo (azul oscuro) disminuye porque los colaterales intracerebrales a través del círculo de Willis son insuficientes. Después de colocar una cánula adicional en la arteria carótida izquierda, se logra suficiente perfusión de ambos hemisferios y, por lo tanto, valores NIRS normales. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Gráfico de series temporales, medición de %SO2; análisis de canales; observación de la fluctuación de los datos.
Figura 6: Detección de obstrucción de la vena cava superior causada por una cánula de bypass cardiopulmonar dislocada.
Poco después del inicio del bypass cardiopulmonar (para el cierre de un defecto interauricular), los valores cerebrales de NIRS disminuyeron. La solución de problemas mostró que la cánula de derivación cardiopulmonar venosa se había dislocado, lo que llevó a la oclusión de la vena cava superior y obstruyó el drenaje venoso cerebral. Esto causó una subabastecimiento cerebral de oxígeno, que sólo se detectó a través del valor bajo de rSO2. Después de reposicionar la cánula superior de vena cava, se restauró el flujo venoso y se normalizaron los valores NIRS. No. 6: iniciar el bypass cardiopulmonar; No. 36 aorta sujeta; No. 11 fin de isquemia. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Gráficos de monitoreo de saturación de oxígeno en sangre que muestran los efectos de los medicamentos y los cambios en la ECMO.
Figura 7: Cambios en el rSO cerebral2 en un paciente pediátrico.
Después de casi ahogarse, este paciente fue puesto en oxigenación de membrana extracorpórea. Debido a las diferencias laterales en los análisis de gases sanguíneos arteriales, ponemos un segundo sensor niRS cerebral en su lugar (amarillo). El fin de la relajación muscular (A), el cambio del sistema de oxigenación de la membrana extracorpórea (B), las fluctuaciones de la presión arterial (A, C), y el efecto de un hemotórax (C) se reflejan por los cambios en las curvas NIRS. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Configuración de bypass cardiopulmonar, monitor de oximetría venosa, procedimiento quirúrgico, análisis de gráficos de oxigenación.
Figura 8: Colocación de la sonda NIRS sobre el cabello.
(A) Este paciente tiene mucho pelo en la frente. (B) La sonda NIRS todavía se ha puesto en marcha. (C) El dispositivo indica que la intensidad de la señal es subóptima. (D) Los valores de la curva NIRS y el curso de la curva siguen las acciones durante el procedimiento quirúrgico (cirugía de reconstrucción en la anomalía de Ebstein). Tenga en cuenta que los valores absolutos no se pueden interpretar, incluso si parecen normales. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

FabricanteDispositivoGrupo de edad
Recién nacidosBebés/NiñosAdulto
CasmedFore-Sight Elite< 8 kg≥ 3 kg≥ 40 kg
MasimoRaíz con Oximetría O3< 40 kg< 40 kg≥ 40 kg
MedtronicINVOS 5100C< 5kg5-40 kg> 40 kg
MedtronicINVOS 7100C--> 40 kg
NoninSenSmart Modelo X-100< 40 kg< 40 kg> 40 kg

Tabla 1: Sondas NIRS por fabricante y rango de peso.

ÓrganoGrupo de edadValores aproximados en condiciones fisiológicas [%]Valores críticamente bajosValores críticamente altosCambio relativo crítico a la línea de base [%]E
[%] E[%] E
CerebroBebés prematuros60 – 9026,27,30 < 45> 90> 25
Recién nacidos60 – 9026,29,E < 45> 80> 25
Bebés/Niños60 – 8026,E < 45> 80> 25
RiñonesBebés prematuros70 – 9028,30 < 40No definido> 25
Recién nacidos80 – 9526,29 < 40> 25
Bebés/NiñosNo definido, tienden a ser 5-15 % más altos que los valores cerebrales26,31,E < 40> 25
IntestinosBebés prematuros18 – 8026,30 No definidoNo definidoNo definido
Recién nacidos55 – 8026,29
Bebés/NiñosNo definido, tienden a ser 5-15 % más altos que los valores cerebrales26,E
HígadoNo definidoNo definidoNo definidoNo definido
MúsculoNo definidoNo definidoNo definidoNo definido
E Experiencia/opinión experta
Los valores absolutos dependen del dispositivo y de los sensores utilizados, del estado metabólico, y muestran una alta variabilidad interindividual. Deben interpretarse con precaución– en caso de duda, el cambio en relación con la línea de base es más significativo.

Tabla 2: Valores típicos de rSO2 por órganos y grupos de edad.

PasoNivel de evidencia*
Limpieza de la piel antes de colocar la sonda NIRS5
Uso de NIRS en neonatos, lactantes y niños de diferentes edades1-5
Uso de dos sensores NIRS en la frente5
Uso de ultrasonidos para asegurar la correcta colocación de las sondas NIRS5
Colocación de la sonda NIRS en diferentes posiciones (cerebro, hígado, intestino, riñón, pie, músculos)(1-)2-5
Interpretar los valores NIRS con respecto a los valores de referencia2-5
*Según el Centro de Oxford de Evidencia Basada en La Evidencia Evidencia Niveles de Evidencia: 1 – Revisiones sistemáticas de ensayos controlados aleatorios / ensayos controlados aleatorios con intervalo de confianza estrecho; 2 – Revisiones sistemáticas de estudios de cohortes/estudio de cohortes individuales o ensayos controlados aleatorizados de baja calidad; 3 – Revisión sistemática de estudios de control de casos/estudios de control de casos individuales; 4 – Series de casos y estudios de cohorte y control de casos de mala calidad; 5 – Opinión de expertos.

Tabla 3: Niveles de evidencia de los pasos del protocolo.

Discusión

Este artículo ilustra cómo se establece el NIRS cerebral y somático en bebés y niños. El NIRS cerebral se utiliza para fines de monitoreo durante procedimientos tales como cierre de conducto arterial patentado, administración de surfactantes, cirugía cardíaca y bypass cardiopulmonar; también se utiliza para monitorear pacientes en estado crítico en cuidados intensivos, para predecir enterocolitis necrotizante en lactantes prematuros, y para predecir el resultado después de la encefalopatía isquémica hipoxica2,5,6,33,34,35,36,37,38,39,40. Además, NIRS puede ayudar a guiar la oxigenoterapia en bebés prematuros17,18,19. Somatic NIRS ayuda a controlar la perfusión renal, esplancánica y sistémica12,20,21 y también puede ser valiosa para detectar complicaciones durante o después del trasplante de hígado8,41,42. El uso simultáneo de múltiples sondas (NIRS multisitio) facilita la detección de hipoperfusión sistémica23,43.

Para que la medición NIRS funcione con precisión, seleccionar la sonda y la posición adecuadas es crucial. La piel vulnerable puede requerir el uso de sondas no adhesivas (por ejemplo, dejando la cubierta o uniendo una capa de celofán al lado pegajoso). Sin embargo, toda la sonda debe estar en contacto firme con la piel; de lo contrario, los sensores no proporcionarán valores fiables(Figura 4 y Figura 8). Un entorno brillante provoca falsos valores altos y oscuros de falsos valores bajos si la sonda no está firmemente unida a la piel. En caso de mala calidad de grabación (indicada por el dispositivo) o valores inverosímiles, la solución de problemas comienza comprobando si se han llevado a cabo los pasos esenciales antes mencionados. Si el problema persiste, se debe reemplazar la sonda y el preamplificador y comprobar todos los contactos del enchufe eléctrico. Las fuentes de luz externas que actúan sobre el sensor también pueden desencadenar valores incorrectos; cubriendo las sondas con una cubierta impermeable ligera remediará esto. Si los valores anormales de NIRS persisten, se debe examinar al paciente para descartar complicaciones. Se deben evaluar y optimizar los siguientes parámetros: presión arterial, oxigenación sistémica, pH, hemoglobina, retorno de oxígeno cerebral (cuando el paciente está en bypass cardiopulmonar)44.

Para modificar el uso estándar, no hay límite para las posibles aplicaciones. Es posible colocar una sonda NIRS en cualquier sitio de interés siempre que la piel esté intacta. Derivar valores simultáneamente de varios sitios permite una gran variedad de configuraciones de acuerdo con cada pregunta clínica o científica específica. Por ejemplo, NIRS y NIRS multisitio se pueden utilizar fuera de cuidados críticos e incluso durante el ejercicio12.

A pesar de su facilidad de aplicación y uso, la medición de rSO2 tiene algunas limitaciones que deben tenerse en cuenta al interpretar valores y curvas. Los valores medidos dependen del dispositivo y de los sensores utilizados32. Por lo tanto, los valores absolutos deben interpretarse con precaución: los valores de referencia no se pueden transferir fácilmente entre dispositivos y configuraciones32. rSO2 valores para órganos distintos del cerebro varían mucho entre individuos30. Pero incluso dentro de una grabación, los valores pueden fluctuar hasta en un 6% si una sonda se separa y luego se vuelve a separar45. Además, los valores NIRS dependen del estado metabólico del individuo, que se ve alterado por intervenciones como la hipotermia terapéutica y la medicación24.

Los cambios en las condiciones límite del tejido, por ejemplo, la entrada de sangre o aire debido a la cirugía, también producen valores NIRS incorrectos46. En los primeros días de vida de los bebés prematuros, la transición del meconio a las heces regulares altera los espectros de absorción fecal y puede afectar a los valores de rSO2 intestinal medidos47. Colocar una sonda NIRS sobre tejido distinto de la ubicación prevista produce imprecisiones en valores absolutos, pero puede ser útil para monitorear las tendencias7.

A pesar de sus limitaciones, el NIRS es un buen medio de monitorear de manera no invasiva y continua la oxigenación de una región específica en tiempo real. Los métodos alternativos para evaluar la perfusión global de tejido son invasivos y discontinuos: extracciones de sangre arterial, concentración de lactato sérico, saturación venosa central o saturación de oxígeno del bulbo yugular. Estos pueden ser particularmente problemáticos en bebés prematuros, que con frecuencia desarrollan anemia iatrogénica debido a extracciones de sangre repetidas y cuyo rSO2 cerebral se ve afectado durante la extracción de sangre arterial48. En los casos de baja salida cardíaca, durante la oxigenación de la membrana extracorpórea o cuando se utilizan dispositivos de asistencia cardíaca no pulsatiles, NIRS sigue funcionando – a diferencia de la oximetría de pulso – ya que no requiere flujo pulsable e incluso puede monitorear selectivamente áreas de riesgo de hipoxia7,49. Los cambios rSO2 en estas regiones pueden servir como signos tempranos de reducción de la salida cardíaca7. Mediante estas características, NIRS proporciona información clínica esencial que actualmente no se puede obtener de otras medidas de saturación tisular.

Es probable que el alcance de la aplicación de la monitorización de la RSO2 en cuidados intensivos neonatales y pediátricos se amplíe en el futuro. Una aplicación potencial es el seguimiento de la hemodinámica cerebral después de una lesión cerebral traumática, que ya está siendo investigada en adultos50,51,52,53,54,55. En bebés prematuros, la suplementación de oxígeno dirigida por objetivos puede conducir a mejores resultados del neurodesarrollo mediante la reducción de la hipoxemia cerebral17,18,19. La combinación de NIRS cerebral con otros biomarcadores cerebrales también puede ser prometedora. Por ejemplo, la combinación de EEG y NIRS integrados en amplitud puede ayudar a determinar el pronóstico en encefalopatía isquémica hipoxica moderada56. Otras posibles aplicaciones para esta combinación incluyen hemodinámica comprometida o convulsiones23.

En resumen, NIRS es una tecnología prometedora con el potencial de una aplicación aún más amplia. Aplicadas e interpretadas correctamente, las mediciones de rSO2 ayudan a detectar complicaciones o condiciones clínicas deterioradas en una etapa temprana y orientan la terapia en diversos entornos clínicos. Este protocolo proporciona a los médicos las herramientas para configurar e interpretar las mediciones de rSO2 en diferentes sitios del cuerpo, e interpretar esos resultados.

Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Agradecemos a Carole C'rten por la edición de idiomas. No se recibió fondos para este video. NB recibió una beca de investigación interna (IFORES) de la facultad de medicina de la Universidad de Duisburg-Essen.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
bastoncillode algodón para la limpieza de la piel
INVOS (Sensor de saturación regional para adultos)Covidien/MedtronicSAFB-SMEl sensor de saturación regional para adultos Modelo SAFB_SM ha sido diseñado para la monitorización cerebro-somática de la saturación regional de oxígeno (rSO2) en pacientes adultos > 40 kg.
INVOS (Sensor de Saturación Regional Pediátrico)Covidien/MedtronicSPFBEl sensor de saturación regional pediátrico Modelo SPFB ha sido diseñado para la monitorización cerebro-somática de la saturación regional de oxígeno (rSO2) en pacientes pediátricos < 40 kg.
INVOS (preamplificador con cable)Covidien/Medtronic5100C- PA (Ch 1& 2)El amplificador conecta sensores NIRS (Canal 1 y 2) para monitorear 5100C.
INVOS (preamplificador con cable)Covidien/Medtronic5100C- PB (canal 3& 4)El amplificador conecta sensores NIRS (Canal 3 y 4) para monitorear 5100C.
INVOS (Cable de sensor reutilizable)Covidien/MedtronicRSC-1 - RSC-4Los cables de sensor reutilizables están diseñados para múltiples usos. Para usar con SomaSensor SAFB-SM y SPFB.
Monitor INVOS 5100C (Oxímetro cerebral/somático)Monitor Covidien/Medtronic5100Cpara visualización y registro de datos NIRS.
INVOS Analytics ToolCovidien/MedtronicVersión 1.2Evaluación y visualización de datos en "tiempo real" y de historia de casos.
OxyAlert NIRSensor (cerebral/somático -neonatal)Covidien/MedtronicCNN/SNNEl sensor desechable OxyAlert NIRSensors tiene una pequeña almohadilla adhesiva con un adhesivo hidrocoloide suave para usar con pacientes pediátricos, lactantes y neonatales. Apto para pacientes < 5kg.
Unidad flash USBCovidien/Medtronic5100C-USBRecopila y transfiere datos a la herramienta de análisis INVOS
El sensor desechable

Referencias

  1. Yu, Y., et al. Cerebral near-infrared spectroscopy (NIRS) for perioperative monitoring of brain oxygenation in children and adults. The Cochrane Database of Systematic Reviews. 1 (6), 10947(2018).
  2. Schat, T. E., et al. Early cerebral and intestinal oxygenation in the risk assessment of necrotizing enterocolitis in preterm infants. Early Human Development. 131, 75-80 (2019).
  3. Ruf, B., et al. Intraoperative renal near-infrared spectroscopy indicates developing acute kidney injury in infants undergoing cardiac surgery with cardiopulmonary bypass: a case-control study. Critical Care. 19 (1), London, England. 27(2015).
  4. Kim, M. B., et al. Estimation of jugular venous O2 saturation from cerebral oximetry or arterial O2 saturation during isocapnic hypoxia. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 16 (3), 191-199 (2000).
  5. Ricci, Z., et al. Multisite Near Infrared Spectroscopy During Cardiopulmonary Bypass in Pediatric Patients. Artificial Organs. 39 (7), 584-590 (2015).
  6. Hüning, B. M., Asfour, B., König, S., Hess, N., Roll, C. Cerebral blood volume changes during closure by surgery of patent ductus arteriosus. Archives of Disease in Childhood. Fetal and Neonatal Edition. 93 (4), 261-264 (2008).
  7. Mittnacht, A. J. C. Near infrared spectroscopy in children at high risk of low perfusion. Current Opinion in Anaesthesiology. 23 (3), 342-347 (2010).
  8. Shiba, J., et al. Near-infrared spectroscopy might be a useful tool for predicting the risk of vascular complications after pediatric liver transplants: Two case reports. Pediatric Transplantation. 22 (1), 13089(2018).
  9. Jöbsis, F. F. Noninvasive, infrared monitoring of cerebral and myocardial oxygen sufficiency and circulatory parameters. Science. 198 (4323), New York, N.Y. 1264-1267 (1977).
  10. Evans, K. M., Rubarth, L. B. Investigating the Role of Near-Infrared Spectroscopy in Neonatal Medicine. Neonatal Network. 36 (4), 189-195 (2017).
  11. Sakudo, A. Near-infrared spectroscopy for medical applications: Current status and future perspectives. Clinica Chimica Acta; International Journal of Clinical Chemistry. 455, 181-188 (2016).
  12. Schröer, S., et al. Multisite measurement of regional oxygen saturation in Fontan patients with and without protein-losing enteropathy at rest and during exercise. Pediatric Research. 85 (6), 777-785 (2019).
  13. Cerbo, R. M., et al. Cerebral and somatic rSO2 in sick preterm infants. The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine. 25, Suppl 4 97-100 (2012).
  14. Koch, H. W., Hansen, T. G. Perioperative use of cerebral and renal near-infrared spectroscopy in neonates: a 24-h observational study. Paediatric Anaesthesia. 26 (2), 190-198 (2016).
  15. Nicklin, S. E., Hassan, I. A. A., Wickramasinghe, Y. A., Spencer, S. A. The light still shines, but not that brightly? The current status of perinatal near infrared spectroscopy. Archives of disease in childhood. Fetal and Neonatal Edition. 88 (4), 263-268 (2003).
  16. Sood, B. G., McLaughlin, K., Cortez, J. Near-infrared spectroscopy: applications in neonates. Seminars in Fetal & Neonatal Medicine. 20 (3), 164-172 (2015).
  17. Hyttel-Sorensen, S., et al. Cerebral near infrared spectroscopy oximetry in extremely preterm infants: phase II randomised clinical trial. BMJ (Clinical research ed). 350, 7635(2015).
  18. Plomgaard, A. M., et al. Early biomarkers of brain injury and cerebral hypo- and hyperoxia in the SafeBoosC II trial. PloS One. 12 (3), 0173440(2017).
  19. Pichler, G., et al. Cerebral Oxygen Saturation to Guide Oxygen Delivery in Preterm Neonates for the Immediate Transition after Birth: A 2-Center Randomized Controlled Pilot Feasibility Trial. The Journal of Pediatrics. 170, (2016).
  20. Kaufman, J., Almodovar, M. C., Zuk, J., Friesen, R. H. Correlation of abdominal site near-infrared spectroscopy with gastric tonometry in infants following surgery for congenital heart disease. Pediatric Critical Care Medicine. 9 (1), 62-68 (2008).
  21. DeWitt, A. G., Charpie, J. R., Donohue, J. E., Yu, S., Owens, G. E. Splanchnic near-infrared spectroscopy and risk of necrotizing enterocolitis after neonatal heart surgery. Pediatric Cardiology. 35 (7), 1286-1294 (2014).
  22. Fuchs, H., et al. Brain oxygenation monitoring during neonatal resuscitation of very low birth weight infants. Journal of Perinatology. 32 (5), 356-362 (2012).
  23. Variane, G. F. T., Chock, V. Y., Netto, A., Pietrobom, R. F. R., Van Meurs, K. P. Simultaneous Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) and Amplitude-Integrated Electroencephalography (aEEG): Dual Use of Brain Monitoring Techniques Improves Our Understanding of Physiology. Frontiers in Pediatrics. 7, 560(2020).
  24. Garvey, A. A., Dempsey, E. M. Applications of near infrared spectroscopy in the neonate. Current Opinion in Pediatrics. 30 (2), 209-215 (2018).
  25. Deutsche Gesellschaft für Anästhesiologie und Intensivmedizin. Neuromonitoring in der Kardioanasthesie. Zeitschrift fur Herz-, Thorax- und Gefaschirurgie. 28 (6), 430-447 (2014).
  26. Alderliesten, T., et al. Reference values of regional cerebral oxygen saturation during the first 3 days of life in preterm neonates. Pediatric Research. 79 (1-1), 55-64 (2016).
  27. Lemmers, P. M. A., Toet, M., van Schelven, L. J., van Bel, F. Cerebral oxygenation and cerebral oxygen extraction in the preterm infant: the impact of respiratory distress syndrome. Experimental Brain Research. 173 (3), 458-467 (2006).
  28. Petrova, A., Mehta, R. Near-infrared spectroscopy in the detection of regional tissue oxygenation during hypoxic events in preterm infants undergoing critical care. Pediatric Critical Care Medicine. 7 (5), 449-454 (2006).
  29. Bernal, N. P., Hoffman, G. M., Ghanayem, N. S., Arca, M. J. Cerebral and somatic near-infrared spectroscopy in normal newborns. Journal of Pediatric Surgery. 45 (6), 1306-1310 (2010).
  30. McNeill, S., Gatenby, J. C., McElroy, S., Engelhardt, B. Normal cerebral, renal and abdominal regional oxygen saturations using near-infrared spectroscopy in preterm infants. Journal of Perinatology. 31 (1), 51-57 (2011).
  31. Dodge-Khatami, J., et al. Prognostic value of perioperative near-infrared spectroscopy during neonatal and infant congenital heart surgery for adverse in-hospital clinical events. World Journal for Pediatric & Congenital Heart Surgery. 3 (2), 221-228 (2012).
  32. Wolf, M., Naulaers, G., van Bel, F., Kleiser, S., Greisen, G. A Review of near Infrared Spectroscopy for Term and Preterm Newborns. Journal of Near Infrared Spectroscopy. 20 (1), 43-55 (2012).
  33. Roll, C., Knief, J., Horsch, S., Hanssler, L. Effect of surfactant administration on cerebral haemodynamics and oxygenation in premature infants--a near infrared spectroscopy study. Neuropediatrics. 31 (1), 16-23 (2000).
  34. Toet, M. C., Lemmers, P. M. A., van Schelven, L. J., van Bel, F. Cerebral oxygenation and electrical activity after birth asphyxia: their relation to outcome. Pediatrics. 117 (2), 333-339 (2006).
  35. Schat, T. E., et al. Near-Infrared Spectroscopy to Predict the Course of Necrotizing Enterocolitis. PloS One. 11 (5), 0154710(2016).
  36. Schat, T. E., et al. Abdominal near-infrared spectroscopy in preterm infants: a comparison of splanchnic oxygen saturation measurements at two abdominal locations. Early Human Development. 90 (7), 371-375 (2014).
  37. Lemmers, P. M. A., et al. Cerebral oxygenation and brain activity after perinatal asphyxia: does hypothermia change their prognostic value. Pediatric Research. 74 (2), 180-185 (2013).
  38. Peng, S., et al. Does near-infrared spectroscopy identify asphyxiated newborns at risk of developing brain injury during hypothermia treatment. American Journal of Perinatology. 32 (6), 555-564 (2015).
  39. Greisen, G. Cerebral blood flow and oxygenation in infants after birth asphyxia. Clinically useful information. Early Human Development. 90 (10), 703-705 (2014).
  40. Howlett, J. A., et al. Cerebrovascular autoregulation and neurologic injury in neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy. Pediatric Research. 74 (5), 525-535 (2013).
  41. Hu, T., et al. Preliminary Experience in Combined Somatic and Cerebral Oximetry Monitoring in Liver Transplantation. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 32 (1), 73-84 (2018).
  42. Perez Civantos, D. V., et al. Utility of Basal Regional Oximetry as an Early Predictor of Graft Failure After Liver Transplant. Transplantation Proceedings. 51 (2), 353-358 (2019).
  43. Hanson, S. J., Berens, R. J., Havens, P. L., Kim, M. K., Hoffman, G. M. Effect of volume resuscitation on regional perfusion in dehydrated pediatric patients as measured by two-site near-infrared spectroscopy. Pediatric Emergency Care. 25 (3), 150-153 (2009).
  44. Desmond, F. A., Namachivayam, S. Does near-infrared spectroscopy play a role in paediatric intensive care. BJA Education. 16 (8), 281-285 (2015).
  45. Greisen, G. Is near-infrared spectroscopy living up to its promises. Seminars in Fetal & Neonatal Medicine. 11 (6), 498-502 (2006).
  46. Ajayan, N., Thakkar, K., Lionel, K. R., Hrishi, A. P. Limitations of near infrared spectroscopy (NIRS) in neurosurgical setting: our case experience. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 33 (4), 743-746 (2019).
  47. Isler, H., et al. Absorption spectra of early stool from preterm infants need to be considered in abdominal NIRS oximetry. Biomedical Optics Express. 10 (6), 2784-2794 (2019).
  48. Roll, C., Hüning, B., Käunicke, M., Krug, J., Horsch, S. Umbilical artery catheter blood sampling volume and velocity: impact on cerebral blood volume and oxygenation in very-low-birthweight infants. Acta Paediatrica. 95 (1), Oslo, Norway. 68-73 (2006).
  49. Fenik, J. C., Rais-Bahrami, K. Neonatal cerebral oximetry monitoring during ECMO cannulation. Journal of Perinatology. 29 (5), 376-381 (2009).
  50. Peters, J., Van Wageningen, B., Hoogerwerf, N., Tan, E. Near-Infrared Spectroscopy: A Promising Prehospital Tool for Management of Traumatic Brain Injury. Prehospital and Disaster Medicine. 32 (4), 414-418 (2017).
  51. Adelson, P. D., Nemoto, E., Colak, A., Painter, M. The use of near infrared spectroscopy (NIRS) in children after traumatic brain injury: a preliminary report. Acta Neurochirurgica. Supplement. 71, 250-254 (1998).
  52. Zeiler, F. A., et al. Continuous Autoregulatory Indices Derived from Multi-Modal Monitoring: Each One Is Not Like the Other. Journal of Neurotrauma. 34 (22), 3070-3080 (2017).
  53. Dekker, S. E., et al. Relationship between tissue perfusion and coagulopathy in traumatic brain injury. The Journal of Surgical Research. 205 (1), 147-154 (2016).
  54. Llompart-Pou, J. A., et al. Neuromonitoring in the severe traumatic brain injury. Spanish Trauma ICU Registry (RETRAUCI). Neurocirugia. , Asturias, Spain. (2019).
  55. Trehan, V., Maheshwari, V., Kulkarni, S. V., Kapoor, S., Gupta, A. Evaluation of near infrared spectroscopy as screening tool for detecting intracranial hematomas in patients with traumatic brain injury. Medical Journal, Armed Forces India. 74 (2), 139-142 (2018).
  56. Goeral, K., et al. Prediction of Outcome in Neonates with Hypoxic-Ischemic Encephalopathy II: Role of Amplitude-Integrated Electroencephalography and Cerebral Oxygen Saturation Measured by Near-Infrared Spectroscopy. Neonatology. 112 (3), 193-202 (2017).

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