Denne protokollen er utformet for å hjelpe klinikere til å måle regional vev oksygenering på forskjellige kroppssteder hos spedbarn og barn. Den kan brukes i situasjoner der vev oksygenering er potensielt kompromittert, spesielt under kardiopulmonal bypass, når du bruker ikke-pulsatile hjerte-assist enheter, og i kritisk syke nyfødte, spedbarn og barn.
Nær infrarød spektroskopi (NIRS) beregner regional vev oksygenering (rSO2) ved hjelp av de forskjellige absorpsjonspektra av oksygenerte og deoksygenerte hemoglobinmolekyler. En sonde plassert på huden avgir lys som absorberes, spres og reflekteres av det underliggende vevet. Detektorer i sonden registrerer mengden reflektert lys: Dette gjenspeiler det organspesifikke forholdet mellom oksygentilførsel og forbruk – uavhengig av pulsatile strømning. Moderne enheter muliggjør samtidig overvåking på forskjellige kroppssteder. En økning eller dukkert i rSO2-kurven visualiserer endringer i oksygentilførsel eller etterspørsel før vitale tegn indikerer dem. Utviklingen av rSO2-verdier i forhold til utgangspunktet er viktigere for tolkning enn absolutte verdier.
En rutinemessig klinisk anvendelse av NIRS er overvåking av somatisk og cerebral oksygenering under og etter hjertekirurgi. Det administreres også hos premature spedbarn med risiko for nekrotiserende enterocolitt, nyfødte med hypoksisk iskemisk encefalopati og en potensiell risiko for nedsatt vev oksygenering. I fremtiden kan NIRS i økende grad brukes i multimodal nevroovervåking, eller brukes til å overvåke pasienter med andre tilstander (f.eks. etter gjenoppliving eller traumatisk hjerneskade).
Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) måler ikke-invasivt den regionale vev oksygenmetning (rSO2) i hjernen, muskel, nyrer, lever eller tarm1,2,3,4,5,6,7,8,9. Det påføres i intensivbehandling og hjertekirurgi for å overvåke “sanntid” oksygenforbruk og somatisk vevmetning10.
En sonde på huden avgir nær-infrarødt lys (700 – 1000 nm)11 som trenger inn i vev og bein opp til en dybde på ca 1-3 cm, og dermed blir spredt, absorbert ogreflektert 12. Detektorer i sonden registrerer mengden reflektert lys – som representerer den relative mengden deoksygenert hemoglobin – og beregner en numerisk verdi som indikerer den regionale oksygeneringsmetningen i prosent (%)2. I motsetning til pulsoksymetri (som gjenspeiler systemisk oksygentilførsel og krever pulsatile strømning), reflekterer NIRS venøs oksygenmetning og krever ikke pulsatile strømning, og dermed gjør den egnet for lavstrømssituasjoner som kardiopulmonal bypass7.
RSO2 gjenspeiler balansen mellom oksygentilførsel og forbruk i vevet – endringer i enten blir synlige selv før endringer blir ellers klinisk tydelige. Endringer i forhold til grunnlinjen er viktigere enn de absolutt målte verdieneselv 10,13,14,15,16. Måling av rSO2 hjelper klinikere med å overvåke pasienter under hjertekirurgi, kardiopulmonal bypass og på intensivavdelingen; det kan også hjelpe i guiding oksygenbehandling i premature spedbarn og overvåke nyre, splanchnic, og systemisk perfusjon12,17,18,19,20,21.
NIRS er en trygg, gjennomførbar22, og enkel måte å overvåke vev oksygenering kontinuerlig. Kombinert med andre cerebrale biomarkører og nevroovervåkingsteknikker (f.eks. kontinuerlig eller amplitudeintegrert EEG), vil NIRS sannsynligvis spille en rolle i fremtidig (multimodal) overvåking hos nyfødte og barn23,24. I denne artikkelen viser vi klinikere hvordan man setter opp NIRS-overvåking for ulike organsystemer, forklarer hvordan rSO2-verdier utvikler seg tilsvarende endringer i fysiologi, og presenterer typiske resultater fra ulike kliniske innstillinger.
Denne artikkelen illustrerer hvordan cerebral og somatisk NIRS er satt opp hos spedbarn og barn. Cerebral NIRS brukes til overvåking av formål under prosedyrer som patent ductus arteriosus nedleggelse, overflateaktivt middel administrasjon, hjertekirurgi og kardiopulmonal bypass; det brukes også til å overvåke kritisk syke pasienter i intensivbehandling, for å forutsi nekrotiserende enterocolitt hos premature spedbarn, og for å forutsi utfallet etter hypoksisk iskemisk encefalopati2,5,6,33,34,35,36,37,38,39,40. Videre kan NIRS bistå i guiding oksygenterapi hos premature spedbarn17,18,19. Somatisk NIRS bidrar til å overvåke nyre, splanchnic, og systemisk perfusjon12,20,21 og kan også være verdifull å oppdage komplikasjoner under eller etterlevertransplantasjon 8,41,42. Samtidig bruk av flere prober (multisite NIRS) letter påvisning av systemisk hypoperfusjon23,43.
For at NIRS-målingen skal fungere nøyaktig, er det avgjørende å velge riktig sonde og posisjon. Sårbar hud kan kreve bruk av ikke-klebende sonder (for eksempel ved å forlate dekselet eller feste et lag cellofan til klebrig side). Imidlertid må hele sonden være i fast kontakt med huden; Ellers vil sensorene ikke gi pålitelige verdier (figur 4 og figur 8). Et lyst miljø forårsaker falske høye og mørke miljø falske lave verdier hvis sonden ikke er godt festet til huden. Ved dårlig opptakskvalitet (indikert av enheten) eller usannsynlige verdier, starter feilsøkingen ved å kontrollere om de ovennevnte viktige trinnene er utført. Hvis problemet vedvarer, bør proben og forforsterkeren skiftes ut og alle stikkontaktkontakter kontrolleres. Eksterne lyskilder som virker på sensoren kan også utløse feil verdier; dekker sondene med et lett ugjennomtrengelig deksel vil rette opp dette. Hvis unormale NIRS-verdier vedvarer, må pasienten undersøkes for å utelukke komplikasjoner. Følgende parametere bør vurderes og optimaliseres: arterielt blodtrykk, systemisk oksygenering, pH, hemoglobin, cerebral oksygenretur (når pasienten er på kardiopulmonal bypass)44.
Hvis du vil endre standardbruken, er det ingen grense for mulige programmer. Det er mulig å plassere en NIRS-sonde på et hvilket som helst interessested forutsatt at huden er intakt. Utleding av verdier samtidig fra flere steder muliggjør et stort utvalg av oppsett i henhold til hvert enkelt klinisk eller vitenskapelig spørsmål. For eksempel kan NIRS og multisite NIRS brukes utenfor kritisk omsorg og til og med under trening12.
Til tross for brukervennlighet og bruk har måling av rSO2 noen begrensninger som må vurderes ved tolkning av verdier og kurver. Verdiene som måles avhenger av enheten og sensorene som brukes32. Absolutte verdier bør derfor tolkes med forsiktighet – referanseverdier kan ikke overføres enkelt mellom enheter og oppsett32. rSO2 verdier for andre organer enn hjernen varierer sterkt mellom individer30. Men selv innenfor ett opptak, kan verdiene variere med opptil 6% hvis en sonde blir løsrevet og deretter festet45. I tillegg er NIRS-verdier avhengige av individets metabolske tilstand, som endres av intervensjoner som terapeutisk hypotermi ogmedisinering 24.
Endringer i vevsgrenseforhold – for eksempel inntreden av blod eller luft på grunn av kirurgi – gir også feil NIRS-verdier46. I premature spedbarns første dager av livet endrer overgangen fra mekonium til vanlig avføring fekal absorpsjonsspektra og kan påvirke de målte intestinal rSO2-verdiene 47. Plassere en NIRS sonde over vev enn den tiltenkte plasseringen produserer unøyaktigheter i absolutte verdier, men kan fortsatt være nyttig for overvåking trender7.
Til tross for begrensningene er NIRS et godt middel for ikke-invasivt og kontinuerlig overvåking av oksygeneringen av en bestemt region i sanntid. Alternative metoder for å vurdere global vevperfusjon er invasiv og seponerbar: arterielle blodprøver, serumlaktatkonsentrasjon, sentral venøs metning eller oksygenmetning av halspæren. Disse kan være spesielt problematisk hos premature spedbarn, som ofte utvikler iatrogen anemi på grunn av gjentatte blodprøver og hvis cerebral rSO2 er svekket under arteriell blodprøve48. I tilfeller av lav hjerteeffekt, under ekstrakorporal membran oksygenering eller når ikke-pulsatile hjertehjelp enheter er i bruk, NIRS fortsatt fungerer – i motsetning til pulsoksymetri – som det ikke krever pulsatile flyt og kan selv selektivt overvåke områder i fare for hypoksi7,49. rSO2 endringer i disse regionene kan tjene som tidlige tegn på redusert hjerteproduksjon7. Ved disse funksjonene gir NIRS viktig klinisk informasjon som for tiden ikke kan hentes fra andre tiltak for vevmetning.
Omfanget av å bruke rSO2 overvåking i neonatal og pediatrisk intensivbehandling vil trolig utvide i fremtiden. En potensiell applikasjon overvåker cerebral hemodynamikk etter traumatisk hjerneskade, som allerede undersøkes hos voksne50,51,52,53,54,55. Hos premature spedbarn kan målstyrt oksygentilskudd føre til bedre neurodevelopmental utfall ved å redusere cerebral hypoksemi17,18,19. Kombinasjonen av cerebral NIRS med andre cerebrale biomarkører kan også være lovende. For eksempel kan kombinere amplitudeintegrert EEG og NIRS bidra til å bestemme prognosen i moderat hypoksisk iskemisk encefalopati56. Mulige ytterligere anvendelser for denne kombinasjonen inkluderer kompromittert hemodynamikk eller anfall23.
Oppsummert er NIRS en lovende teknologi med potensial for enda bredere anvendelse. RSO 2-målinger bidrar til åoppdage komplikasjoner eller forverrede kliniske tilstander på et tidlig stadium og veilede behandling i ulike kliniske miljøer. Denne protokollen gir klinikere verktøyene til å sette opp og tolke rSO2-målinger på forskjellige kroppssteder, og for å tolke disse resultatene.
The authors have nothing to disclose.
Vi takker Carole Cürten for språkredigering. Ingen finansiering ble mottatt for denne videoen. NB mottok et internt forskningsstipend (IFORES) fra det medisinske fakultetet ved Universitetet i Duisburg-Essen.
cotton swab | for skin cleaning | ||
INVOS (Adult Regional Saturation Sensor) | Covidien/Medtronic | SAFB-SM | The adult regional saturation sensor Model SAFB_SM has been designed for cerebral-somatic monitoring of site-specific regional oxygen saturation (rSO2) in adult patients > 40 kg. |
INVOS (Pediatric Regional Saturation Sensor) | Covidien/Medtronic | SPFB | The pediatric regional saturation sensor Model SPFB has been designed for cerebral-somatic monitoring of site-specific regional oxygen saturation (rSO2) in pediatric patients < 40 kg. |
INVOS (preamplifier with Cable) | Covidien/Medtronic | 5100C- PA (Ch 1&2) | Amplifier connects NIRS sensors (Canal 1&2) to monitor 5100C. |
INVOS (preamplifier with Cable) | Covidien/Medtronic | 5100C- PB (Ch 3&4) | Amplifier connects NIRS sensors (Canal 3&4) to monitor 5100C. |
INVOS (Reusable Sensor Cable) | Covidien/Medtronic | RSC-1 – RSC-4 | The Reusable Sensor Cables are intended for multiple use. For use with SomaSensor SAFB-SM and SPFB. |
INVOS 5100C Monitor (Cerebral/Somatic Oximeter) | Covidien/Medtronic | 5100C | Monitor for displaying and recording NIRS data. |
INVOS Analytics Tool | Covidien/Medtronic | Version 1.2 | Evaluation and display of "Real Time" and Case History data. |
OxyAlert NIRSensor (Cerebral/somatic -Neonatal) | Covidien/Medtronic | CNN/SNN | OxyAlert NIRSensors disposable sensor has a small adhesive pad with a gentle hydrocolloid adhesive for use with peadiatric, infant an neonatal patientes. Suitable for patients <5kg. |
USB Flash Drive | Covidien/Medtronic | 5100C-USB | Collects and transfers Date to INVOS Analytics Tool |