Denne protokol er designet til at hjælpe klinikere til at måle regionale væv iltning på forskellige krop steder hos spædbørn og børn. Det kan anvendes i situationer, hvor væv iltning er potentielt kompromitteret, især under kardiopulmonal bypass, når du bruger ikke-pulsatile hjerte-hjælpe enheder, og i kritisk syge nyfødte, spædbørn og børn.
Nær infrarød spektroskopi (NIRS) beregner regionale væv iltning (rSO2)ved hjælp af de forskellige absorptionsspektre af iltet og deoxygenated hæmoglobin molekyler. En sonde placeret på huden udsender lys, der absorberes, spredes og reflekteres af det underliggende væv. Detektorer i sonden forstand mængden af reflekteret lys: dette afspejler den organ-specifikke forhold mellem iltforsyning og forbrug – uafhængig af pulsatile flow. Moderne enheder muliggør samtidig overvågning på forskellige kropssteder. En stigning eller dukkert i rSO2 kurven visualiserer ændringer i iltforsyning eller efterspørgsel, før vitale tegn angiver dem. Udviklingen af rSO2-værdier i forhold til udgangspunktet er vigtigere for fortolkningen end absolutte værdier.
En rutinemæssig klinisk anvendelse af NIRS er overvågning af somatiske og cerebral iltning under og efter hjertekirurgi. Det administreres også i præmature spædbørn med risiko for nekrotiserende enterocolitis, nyfødte med hypoxisk iskæmisk encefalopati og en potentiel risiko for nedsat væv iltning. I fremtiden kan NIRS i stigende grad anvendes i multimodal neuroovervågning eller anvendes til at overvåge patienter med andre tilstande (f.eks. efter genoplivning eller traumatisk hjerneskade).
Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) noninvasively måler det regionale væv iltmætning (rSO2)i hjernen, muskel, nyrer, lever eller tarme1,2, 3,4,5,6,7,8,9. Det anvendes i intensiv behandling og hjertekirurgi til at overvåge “real-time” iltforbrug og somatiske vævmætning10.
En sonde på huden udsender nær-infrarødt lys (700 – 1000 nm)11, der trænger væv og knogler op til en dybde på ca 1-3 cm, og derved bliver spredt, absorberet og reflekteret12. Detektorer i sonden fornemmer mængden af reflekteret lys – der repræsenterer den relative mængde deoxygeneret hæmoglobin – og beregner en numerisk værdi, der angiver den regionale iltningsmætning i procent (%)2. I modsætning til puls oximetri (som afspejler systemisk iltforsyning og kræver pulsatile flow), AFSPEJLER NIRS venøs iltmætning og kræver ikke pulsatile flow, hvilket gør det velegnet til lav-flow situationer såsom kardiopulmonal bypass7.
RSO2 afspejler balancen mellem iltforsyning og forbrug i vævet – ændringer i enten bliver synlige, selv før ændringer ellers bliver klinisk tydelige. Ændringer i forhold til basislinjen er vigtigere end de absolutte målte værdier10,13,14,15,16. Måling rSO2 hjælper klinikere overvåge patienter under hjertekirurgi, kardiopulmonal bypass, og i intensivafdelingen; det kan også hjælpe med at vejlede ilt terapi i præmature spædbørn og overvåge nyre, splanknisk, og systemisk perfusion12,17,18,19,20,21.
NIRS er en sikker, realistisk22, og enkel måde at overvåge væv iltning kontinuerligt. Kombineret med andre cerebrale biomarkører og neuroovervågningsteknikker (f.eks. kontinuerlig eller amplitudeintegreret EEG) vil NIRS sandsynligvis spille en rolle i fremtidig (multimodale) overvågning hos nyfødte ogbørn 23,24. I denne artikel viser vi klinikere, hvordan man opretter NIRS-overvågning for forskellige organsystemer, forklarer, hvordan rSO2-værdier udvikler sig, der svarer til ændringer i fysiologi, og præsenterer typiske resultater fra forskellige kliniske miljøer.
Denne artikel illustrerer, hvordan cerebral og somatiske NIRS er oprettet hos spædbørn og børn. Cerebral NIRS anvendes til overvågningsformål under procedurer såsom patent ductus arteriosus lukning, overfladeaktivt administration, hjertekirurgi og kardiopulmonal bypass; det bruges også til at overvåge kritisk syge patienter i intensiv behandling, til at forudsige nekrotiserende enterocolitis hos præmature spædbørn, og til at forudsige resultatet efter hypoxisk iskæmisk encefalopati2,5,6,33,34,35,36,37,38,39,40. Yderligere, NIRS kan hjælpe med at vejlede ilt terapi i præmature spædbørn17,18,19. Somatiske NIRS hjælper med at overvåge nyre, splanknisk, og systemisk perfusion12,20,21 og kan også være værdifuldt at opdage komplikationer under eller efter levertransplantation8,41,42. Samtidig brug af flere sonder (NIRS med flere lokationer) gør det lettere at detektere systemisk hypoperfusion23,43.
For at NIRS-målingen kan fungere nøjagtigt, er det afgørende at vælge den relevante sonde og position. Sårbar hud kan kræve brug af ikke-klæbende sonder (f.eks. ved at forlade dækslet eller fastgøre et lag cellofan til den klæbrige side). Hele sonden skal dog være i fast kontakt med huden. Ellers vil sensorerne ikke give pålidelige værdier(figur 4 og figur 8). Et lyst miljø forårsager falske høje og mørke omgivelser falske lave værdier, hvis sonden ikke er fast fastgjort til huden. I tilfælde af dårlig optagekvalitet (angivet med enheden) eller usandsynlige værdier starter fejlfindingen med at kontrollere, om ovennævnte væsentlige trin er blevet udført. Hvis problemet fortsætter, skal sonden og forforstærkeren udskiftes, og alle elektriske stikkontakter skal kontrolleres. Eksterne lyskilder, der fungerer på sensoren, kan også udløse forkerte værdier. dækker sonderne med en lys-uigennemtrængelig dækning vil afhjælpe dette. Hvis unormale NIRS-værdier fortsætter, skal patienten undersøges for at udelukke komplikationer. Følgende parametre bør vurderes og optimeres: arterielt blodtryk, systemisk iltning, pH, hæmoglobin, cerebral ilt afkast (når patienten er på kardiopulmonal bypass)44.
For at ændre standardbruget er der ingen grænse for de mulige programmer. Det er muligt at placere en NIRS-sonde på ethvert sted af interesse, forudsat at huden er intakt. Afledte værdier samtidig fra flere steder muliggør et stort udvalg af opsætninger i henhold til hvert enkelt klinisk eller videnskabeligt spørgsmål. For eksempel kan NIRS og multisite NIRS bruges uden for kritisk pleje og selv under træning12.
På trods af dens brugervenlighed og brug har måling af rSO2 visse begrænsninger, der skal tages i betragtning ved fortolkning af værdier og kurver. De målte værdier afhænger af den anvendte enhed og de anvendtesensorer 32. Absolutte værdier bør derfor fortolkes med forsigtighed – referenceværdier kan ikke overføres let mellem enheder og opsætninger32. rSO2 værdier for andre organer end hjernen varierer meget mellem individer30. Men selv inden for en optagelse, kan værdier svinge med op til 6%, hvis en sonde bliver løsrevet og derefter er gen knyttet45. Derudover, NIRS værdier afhænger af den enkeltes metaboliske tilstand, som ændres ved interventioner såsom terapeutisk hypotermi og medicin24.
Ændringer i væv grænse betingelser – for eksempel optagelse af blod eller luft på grund af kirurgi – også give forkerte NIRS værdier46. I præmature spædbørns første levedage ændrer overgangen fra mekonium til regelmæssig afføring det fækale absorptionsspektre og kan påvirke de målte intestinal rSO2-værdier 47. Placering af en NIRS-sonde over væv, bortset fra den tilsigtede placering, giver unøjagtigheder i absolutte værdier, men kan stadig være nyttigt til overvågning af tendenser7.
På trods af sine begrænsninger er NIRS et godt middel til ikke-invasivt og løbende at overvåge iltningen af en bestemt region i realtid. Alternative metoder til vurdering af globale vævsperfusioner er invasive og diskontinuerlige: arterielle blodtrækninger, serumlaktatkoncentration, central venøs mætning eller iltmætning af halspulsåren. Disse kan være særligt problematiske hos præmature spædbørn, som ofte udvikler iatrogen anæmi på grund af gentagne blodtrækninger, og hvis cerebrale rSO2 er nedsat under arteriel blodtegning48. I tilfælde af lav hjerteproduktion, under ekstrakorporal membran iltning eller når ikke-pulsatile hjerte hjælpe enheder er i brug, NIRS stadig funktioner – i modsætning til puls oximetri – da det ikke kræver pulsatile flow og kan endda selektivt overvåge områder med risiko for hypoxi7,49. rSO2 ændringer i disse regioner kan tjene som tidlige tegn på nedsat hjerteproduktion7. Ved disse funktioner giver NIRS vigtige kliniske oplysninger, som i øjeblikket ikke kan indhentes fra andre målinger af vævsmætning.
Omfanget af at anvende rSO 2-monitorering inden for neonatal og pædiatrisk intensivbehandling vil sandsynligvis blive udvidet i fremtiden. En potentiel anvendelse er overvågning cerebral hæmodynamik efter traumatisk hjerneskade, som allerede er ved at blive undersøgt hos voksne50,51,52,53,54,55. Hos præmature spædbørn, mål-rettet ilt tilskud kan føre til bedre neurodevelopmental resultater ved at reducere cerebral hypoxemia17,18,19. Kombinationen af cerebral NIRS med andre cerebrale biomarkører kan også være lovende. For eksempel kan kombinere amplitude-integreret EEG og NIRS bidrage til at bestemme prognosen i moderat hypoxisk iskæmisk encefalopati56. Mulige yderligere anvendelser for denne kombination omfatter kompromitteret hæmodynamik eller anfald23.
Sammenfattende er NIRS en lovende teknologi med potentiale for endnu bredere anvendelse. Korrekt anvendt og fortolket, rSO2 målinger bidrage til at opdage komplikationer eller forværrede kliniske tilstande på et tidligt stadium og guide terapi i forskellige kliniske indstillinger. Denne protokol giver klinikere værktøjer til at oprette og fortolke rSO2 målinger på forskellige krop steder, og til at fortolke disse resultater.
The authors have nothing to disclose.
Vi takker Carole Cürten for sprogredigering. Der blev ikke modtaget støtte til denne video. NB modtog et internt forskningstilskud (IFORES) fra det medicinske fakultet 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 |