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Medicine

중증 신생아, 유아 및 어린이의 근적외선 분광기 관리 방법

doi: 10.3791/61533 Published: August 19, 2020

Summary

이 프로토콜은 임상의가 유아와 어린이의 다른 신체 부위에서 지역 조직 산소화를 측정할 수 있도록 돕기 위해 고안되었습니다. 그것은 조직 산소가 잠재적으로 손상되는 상황에서 사용할 수 있습니다, 특히 심폐 우회 동안, 비 맥동 심장 보조 장치를 사용하는 경우, 그리고 중증 아픈 신생아, 유아와 어린이.

Abstract

근적외선 분광법(NIRS)은 산소화 및 탈산소 헤모글로빈 분자의 상이한 흡수 스펙트럼을 사용하여 지역 조직 산소화(rSO2)를계산합니다. 피부에 놓인 프로브는 기본 조직에 의해 흡수되고, 흩어지고, 반사되는 빛을 방출합니다. 프로브의 검출기는 반사된 빛의 양을 감지합니다: 이것은 맥동 흐름과 무관한 산소 공급 및 소비의 기관 별 비율을 반영합니다. 최신 장치는 서로 다른 신체 사이트에서 동시 모니터링을 가능하게 합니다. rSO2 곡선의 상승 또는 딥은 활력 징후가 나타내기 전에 산소 공급 또는 수요의 변화를 시각화합니다. 시작점과 관련하여 rSO2 값의 진화는 절대 값보다 해석에 더 중요합니다.

NIRS의 일상적인 임상 응용 프로그램은 심장 수술 중 과 후에 체세포 및 대뇌 산소의 감시입니다. 그것은 또한 괴사 장염에 대 한 위험에 조산 유아에서 관리, 저 산소 허 혈 성 뇌 질환과 손상 된 조직 산소의 잠재적인 위험을 가진 신생아. 미래에, NIRS는 다중 모달 신경 모니터링에 점점 더 이용될 수 있었습니다, 또는 그밖 조건을 가진 환자를 감시하기 위하여 적용될 수 있었습니다 (예를 들면, 소생술 또는 외상성 뇌 손상 후에).

Introduction

근적외선 분광법(NIRS)은 뇌, 근육, 신장, 간또는 내장1,2,2,3,4,5,6,7,8,9에서지역 조직 산소 포화도(rSO2)를비침습적으로측정한다. 집중 치료 및 심장 수술에 적용되어 "실시간" 산소 소비및 체세포 조직포화도(10)를모니터링한다.

피부에 프로브는 약 1-3cm의 깊이까지 조직과 뼈를 관통하는 근적외선(700-1000 nm)11을 방출하여12개의산란, 흡수 및 반사된다. 프로브내 검출기는 반사된 빛의 양을 감지하여 상대적으로 산소가 많은 헤모글로빈의 상대적 양을 나타내며, 지역 산소 포화도를 나타내는 수치 값을 계산하여 %(%)2. 맥박 산소 측정(전신 산소 공급을 반영하고 맥동 류가 필요한)과 달리 NIRS는 정맥 산소 포화도를 반영하고 맥동 유동이 필요하지 않으므로 심폐 우회7과같은 저유동 상황에 적합합니다.

rSO2는 산소 공급과 조직의 소비 사이의 균형을 반영합니다 - 변경이 임상적으로 명백해지기 전에 도의 변화가 눈에 띄게됩니다. 기준선에 대한 변화는 절대 측정값 자체10,13,14,15,16보다더 중요하다. 측정 rSO2는 임상의가 심장 수술, 심폐 우회 및 중환자실에서 환자를 모니터링하는 데 도움이됩니다. 또한 조산유아의 산소요법을 안내하고 신장, 스플란치닉 및 전신 관류12,17,18,19,20, 21을모니터링할 수있다.

NIRS는 조직 산소를 지속적으로 모니터링하는 안전하고 실현 가능한22가지방법입니다. 다른 대뇌 바이오마커 및 신경 모니터링 기술(예를 들어, 연속 또는 진폭 통합 EEG)과 결합된 NIRS는 신생아 및 어린이23,24에서향후(멀티모달) 모니터링에 역할을 할 가능성이 높다. 이 기사에서는 임상의에게 다른 장기 시스템에 대한 NIRS 모니터링을 설정하는 방법을 보여주고, rSO2 값이 생리학의 변화에 대응하는 방법을 설명하고, 다른 임상 설정에서 전형적인 결과를 제시합니다.

Protocol

NIRS는 병원의 임상 루틴의 일환으로 수행됩니다. 선천성 심장 결함 (http://www.kompetenznetz-ahf.de), 소아 심장 마취 작업 그룹 및 심장 혈관 공학을위한 독일 사회(25)에대한 능력 네트워크에서 품질 보증의 범위 내에서 소아 심장 수술 내정간섭에서 권장됩니다. 이 프로토콜은 기관의 인간 연구 윤리 위원회의 지침을 따릅니다. 영상에 등장하는 각 유아의 부모로부터 자료의 촬영 및 출판에 관한 서면 동의를 얻었습니다. 우리가 제시하는 프로토콜은 병원의 임상 관행에 해당하며 모든 연령대의 유아와 어린이에게 적용됩니다. 특정 연령 그룹에 대한 특별한 우려가 있는 경우 프로토콜의 메모에 이를 나타냅니다.

1. 준비

  1. NIRS 장치를 연결하고 켭니다. 장치의 설정에 따라 환자의 데이터를 입력합니다.
  2. 환자의 체중과 의도된 사용 부위에 따라 적절한 프로브를 선택합니다. 무게 범위는 프로브의 포장에 주어지며 제조업체에 따라 달라집니다(일반적인 제조업체의 중량 범위에 대한 개요는 표 1 참조).
  3. 환자의 피부가 깨끗하고 건조한지 확인하여 최적의 접착을 위해 하십시오. 필요한 경우 면봉으로 피부를 건조시다. 피부가 취약한 경우 매우 조심하거나 청소를 생략하십시오.

2. 프로브 배치

  1. 올바른 프로브 위치를 식별한 후 프로브의 중심을 흰색 덮개 의 측면쪽으로 조심스럽게 구부려 서 벗겨지기 시작합니다. 프로브의 끈적끈적한 표면을 건드리지 않고 커버를 부드럽게 벗깁니다.
  2. 프로브 의 중심에서 측면에 피부에 센서를 배치합니다. 프로브의 가장자리가 피부에 단단히 연결되어 있는지 확인합니다. 프로브가 분리되면 잘못된 NIRS 값이 가져옵니다. 밝은 환경에서 연결이 끊어지는 경우 잘못된 값이 발생합니다. 어두운 환경에서 연결이 끊어지면 잘못된 낮은 값이 발생합니다.
    참고: 피부 병변을 피하려면 프로브를 매우 미숙하거나 취약한 피부에 놓지 마십시오. 프로브를 취약한 피부에 배치해야 하는 경우 피부와 프로브 사이에 셀로판 층을 사용하거나 덮개를 놓습니다. 프로브를 고정할 때 피부 관류를 손상시키고 잘못된 측정을 일으킬 수 있으므로 압력(예: 유아 유량 캡 또는 헤드밴드를 통해)에 압력을 가하지 마십시오.

3. 프로브 위치 선택

  1. 대뇌: NIRS 프로브를 헤어라인 아래 이마에 배치하여 전두엽 피질에서 값을 얻습니다. 모발, 정면 부비동, 측두근, 네비, 우수한 처장 부비동, 두개 내 출혈 또는 기타 이상 위에 프로브를 배치하지 마십시오. 두 프로브의 배치, 각 이마에 하나 임상 설정이 필요한 경우 두 반구의 선택적 분석을 할 수 있습니다. 인접한 프로브는 간섭을 피하기 위해 신호를 번갈아 방출하고 측정합니다.
    참고: rSO2 값은 프로브 아래 조직의 산소 화 상태를 반영합니다 – 뇌와 같은 큰 기관의 경우 얻은 값은 전체 기관의 산소 화 상태를 반영하지 않습니다.
  2. 체세포: 관심 지역 위의 위치를 선택합니다. 지방 예금, 머리카락 및 뼈를 피하십시오. 프로브를 네비, 혈종 및 부상당한 피부 위에 두지 마십시오. NIRS 신호의 깊이는 약 2.5cm임을 항상 기억하십시오 - 관심 기관이 프로브에서 멀리 떨어져 있다면 분석 할 수 없습니다. 신장 또는 간 NIRS의 경우 초음파를 사용하여 올바른 배치를 보장하십시오.
    1. 신장: 프로브를 배치하기 전에 등대 간경정 초음파 검사를 통해 신장을 찾습니다. 피부 대 장기 거리가 프로브의 최대 깊이를 초과하지 않는지 확인하십시오.
      참고 : 초음파의 사용은 최소한의 취급 원칙 (예 : 매우 조산 유아)을 방해 할 수 있습니다.
    2. 내장: 프로브를 관심 지역에 배치합니다(예: 탯줄 아래 또는 오른쪽 또는 왼쪽 아래 사분면에).
      참고: 복부에 있는 자유로운 공기 또는 액체는 원하는 기관의 조직 산소화를 불가능하게 만들 수 있습니다.
    3. 간: 프로브를 간 위에 정확하게 놓습니다. 가능하면 초음파로 위치를 확인하십시오. 잘못된 장기를 측정하지 않으려면, 프로브 아래간 조직이 방출된 빛이 침투하는 만큼 적어도 깊은지 확인하십시오 (선택된 프로브에 따르면 1-3cm).
    4. 발 : 프로브를 발의 발바닥 부분에 놓습니다. 신체의 가장 먼 부분에서 NIRS를 측정하는 것은 저체온증 중, 충격 환자 또는 맥박 산소 측정이 작동하지 않는 상황에서 주변 관류에 대한 정보를 제공합니다.
    5. 근육: 관심 있는 근육 위에 프로브를 놓습니다.

4. 기준선 설정

  1. 프로브를 배치한 후 1-2분 후에 장치의 해당 버튼을 눌러 기준선을 설정합니다. 기준선은 측정의 시작점을 반영합니다. 각 모니터링 된 영역에서 조직 관류의 진화는 기준선 값에서 변화에 의존하여 개별적으로 관찰및 해석 될 수있다.

5. 장치 또는 임상 합병증에 대한 문제 확인

  1. 장치가 잘못된 기록 품질 또는 값이 믿을 수 없는 것으로 표시되면 앞서 언급한 모든 단계가 올바르게 수행되었는지 확인합니다. 필요한 경우 프로브와 프리앰프라이프를 교체하고 모든 전기 플러그 접대를 확인합니다.
  2. 센서 및 접촉에 영향을 줄 수 있는 외부 광원을 확인합니다. 방해 광원을 제거할 수 없는 경우 프로브를 가볍게 덮습니다.
  3. 기술적 인 문제를 배제 한 후, 임상 합병증을 위해 환자를 확인하십시오.

Representative Results

측정된 rSO2 값은 산소 공급과 소비 사이의 비율에서 결과(도1A); 다른 신진 대사 특성은 나이와 장기에 따라 약간 다른 정상 값으로 이어집니다(표 2). 뇌를 제외한 과학적으로 평가된 기준값은 조산유아 및 신생아26,27,28,29,30,31에만 존재하며 대부분의 프로토콜 단계는 제조업체의 권고, 개인 경험 및 전문가 의견(표3)에의존합니다. 이는 값이 사용되는 장치 및 센서에 의존하여 높은 개별 간가변성(30,32)을드러내기 때문입니다. 기준선에 비해 매우 낮은 값과 중요한 변화는 경험과 전문가의 의견에서 비롯됩니다.

산소 공급과 수요가 생리적 값에서 균형을 이루는 경우 조직 산소화는 정상 범위 내에 있습니다. 산소 공급 또는 소비의 변화로 인해 rSO2 값이 하락하거나 상승하게 됩니다(그림1B,1C). 일반 대뇌 및 신장 NIRS 값을 드러내는 일반적인 곡선은 처음부터 오후 14시 25분까지 그림 2에 표시됩니다.

다음에서, 우리는 근본적인 생리적 조건의 변화가 rSO2에어떻게 영향을 미치는지 보여주는 예를 제공합니다. 심장 수술 중 의사는 통제 된 방식으로 순환을 조작하므로 rSO2에 미치는 영향은 쉽게 관찰 할 수 있습니다. 예를 들어, 내림차순 대동맥을 클램핑하면 대뇌 관류와 해당 rSO2가 상승하는 원인이 됩니다. 하체의 관류는 rSO2 감소(도 2)를초래한다. 또 다른 – 비 수술 - 증가 대뇌 혈류및 높은 대뇌 rSO2의 원인은 높은 심장 출력과 함께 초동적 쇼크(도 3).

감기 충격에서, 안정된 대뇌 rSO2와 함께 떨어지는 신장 rSO2는 첫번째 표시일 수 있습니다; 신장 및 대뇌 rSO2 의 감소는 코스23에서나중에 발생할 수 있습니다. 결합된 대뇌와 신장 NIRS는 대뇌 관류가 정상 수준으로 유지되는 충격의 초기 단계를 확인하는 데 도움이 될 수 있지만 체세포 관류는 이미23손상되어있습니다.

두 개의 대뇌 NIRS 프로브를 사용하는 경우, 좌우 측의 값은 유사해야 한다 - 오른쪽과 왼쪽 채널 NIRS 사이의 불협화음은 NIRS 센서의 불완전한 접착(그림4,적별)에 의해 유발될 수 있거나 합병증을 나타낼 수 있습니다: 일부 심장 수술 중 뇌는 한 경동맥을 통해 선택적으로 퍼져 서인추적부담보를 사용하여 인트레이더렐담보를 사용한다(원). 이 절차를 통해, 두 대뇌 NIRS 채널 사이의 불협화음은 윌리스의 기능 장애 원을 진단하는 데 도움이 될 수 있습니다(그림 5).

NIRS에 의해 발견 된 합병증의 또 다른 예는 정맥 정지및 낮은 대뇌 산소 공급(도 6)로이어지는 심폐 우회 동안 탈구 된 베나 카바 우수한 캐뉼라입니다. NIRS의 사용은 그렇지 않으면 발견되지 않은 상태로 유지하고 심각한 뇌 손상을 초래할 손상된 뇌 관류를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

심장 수술과 심장 집중 치료 외에도 rSO2 측정은 "표준"소아 집중 치료를 촉진 할 수 있습니다 - 치료의 합병증과 변화는 대뇌 rSO2 (그림 7)의변화를 동반 할 수 있습니다.

Figure 1
그림 1: 산소 공급과 수요 사이의 비율 의 균형을 조정합니다.
(A)생리학적 조건하에서 산소 공급과 소비가 균형을 이루고 있으며, 지역 조직 산소화는 정상 범위 내에 있다. (B)감소대뇌 rSO2산소 소비 증가 또는 산소 공급 감소에서 발생. 뇌NIRS 값이 낮거나 감소하는 이유는 그림에 설명되어 있습니다. 예를 들어, 발열은 체온에서 1°C 증가당 뇌산소 소비를 10-13% 증가시킵니다. 대뇌 경련은 최대 150-250 %까지 산소 소비를 증가시킬 수 있습니다. (C)대뇌 rSO2의 증가는 산소 소비 감소 또는 산소 공급 증가로 인한 결과입니다. 높은 또는 상승 대뇌 NIRS 값에 대 한 이유는 그림에 제공 됩니다. 뇌혈관 자동조절의 상실 후 높은 뇌혈류에 의한 80% 이상의 대뇌 rSO2는 "고급 관류"라고도 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 2
그림 2: 내림차순 대동맥에서 클램프 하는 동안 대뇌 및 신장 rSO2의 진화.
처음에, 대뇌(blue) rSO2는 생리학적 조건에서와 같이 신장 rSO 2(노란색)보다 낮습니다. 내림차순 대동맥의 클램프 아웃 동안, 신체의 하반부는 공급이 부족한 동안 대뇌 혈류가 증가합니다. 따라서, 대뇌 rSO2 상승 및 신장 rSO2 방울. 빨간색 영역은 신장 rSO2 값이 기준선 보다 25% 이상 감소했기 때문에 매우 낮음을 나타냅니다. 대동맥 클램프를 제거하고 대동맥의 재건을 확립하고 정상 순환을 확립한 후, 두 rSO2 곡선이 정상화된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 3
그림 3: 초역학적 충격.
심장 수술 후 중환자실에 도착한 후 호흡보호관이 변하는 후 기계환기에 심각한 문제가 발생했습니다(결함이 있는 필터로 인해 환기 압력이 높은 경우 낮은 조수부만 도달). 환자는 90%의 중앙 정맥 포화도를 증가시키고 뇌rSO2를 92%까지 증가시켜 초다동성 충격과 호흡산증을 개발했습니다. 필터, 유체 소생술 및 혈관 제치료를 변경한 후 환자는 빠르게 안정화되고 대뇌 rSO2가 정상화되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 4
그림 4: 저체온증 과 깊은 저체온 심장 마비 동안 NIRS 값의 진화.
이 그림은 뇌와 신장 NIRS 값이 저체온증, 심폐 우회 흐름 조정 및 깊은 저체온 심장 마비 (큰 동맥 및 심실 중격 결점의 전치를 가진 환자에서 동맥 스위치 수술)에서 어떻게 변화하는지 보여줍니다. 환자의 기준선 rSO2 값은 뇌의 경우 59%(왼쪽, 노란색) 및 64%(오른쪽, 파란색)이며 왼쪽 신장의 경우 32%(녹색)입니다. 바디의 하반부에 혈액 공급은 덕트 동맥에 달려 있습니다. 수술 중 유도 된 저체온증은 산소 소비를 감소시켜 NIRS 값이 상승하는 데 특히 증가합니다. NIRS 값이 증가함에 따라 심폐 우회의 유량을 감소시면 됩니다. 변경된 신진 대사 상황(예를 들어, 부족하게 심층 마취로 인한)으로 인한 NIRS 값이 떨어지면서 흐름이 다시 조정되었습니다. 깊은 저체온 심장 마비 도중, 신장및 대뇌 rSO2는 매우 낮은 값으로 떨어졌고 생리순환을 재확립한 직후 다시 상승했습니다. 화살표가 있는 붉은 별은 불완전한 프로브 접착력으로 인해 오른쪽 뇌 NIRS 곡선에 두 개의 딥을 보여줍니다. 센서를 피부에 부드럽게 다시 몰은 후, 값은 다시 왼쪽과 평행하게 실행됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 5
그림 5: 대동맥 아치 수술 중 윌리스의 역기능 원.
뇌가 오른쪽 경동맥(적색 화살표)을 통해 선택적으로 침투하자마자, 왼쪽(진한 파란색)에서 측정된 rSO2는 윌리스의 원을 통한 상반부가 불충분하기 때문에 감소한다. 왼쪽 경동맥에 추가 캐뉼라를 놓은 후 반구와 따라서 정상적인 NIRS 값의 충분한 관류가 달성된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 6
그림 6: 탈구 된 심폐 우회 캐뉼라에 의한 상부 베나 카바 방해의 검출.
심폐 우회 (심방 중격 결함의 폐쇄)의 시작 직후, 대뇌 NIRS 값은 떨어졌다. 트러블슈팅은 정맥 심폐 우회 캐뉼라가 탈구되어 우수한 베나 카바의 폐색과 뇌정맥 배수로 이어지는 것으로 나타났습니다. 이로 인해 낮은 rSO2 값을 통해서만 검출된 산소의 대뇌 공급 부족이 발생했습니다. 우수한 베나 카바 캐뉼라를 재배치한 후 정맥 흐름이 복원되고 NIRS 값이 정상화되었습니다. 6번: 심폐 우회 시작; 제 36 대오르타 고정; 허혈의 11 번 끝. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 7
그림 7: 소아 환자의 대뇌 rSO2의 변화.
익사 에 가까운 후,이 환자는 외측 막 산소에 넣어했다. 동맥 혈액 가스 분석의 측면 차이로 인해 두 번째 뇌NIRS 센서(노란색)를 배치했습니다. 근육 이완의 끝(A),외측막 산소 화 시스템(B),혈압 변동(A, C)및 혈투호락스(C)의효과는 NIRS 곡선의 변화에 의해 반영된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 8
그림 8: NIRS 프로브를 머리카락 위에 배치합니다.
(A)이 환자는 이마에 머리카락이 많이 있습니다. (B)NIRS 프로브는 여전히 제자리에 배치되었습니다. (C)장치는 신호 강도가 최적이 아님을 나타냅니다. (D)NIRS 곡선 값과 곡선의 과정은 수술 중 의 행동을 따릅니다 (Ebstein의 이상에서 재건 수술). 절대값은 정상으로 보이지만 해석할 수 없습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

제조업체 장치 연령대
신생아 유아/어린이 성인
캐스메드 () 포시 볼 엘리트 & 8kg ≥ 3kg ≥ 40kg
마시모 () O3 옥시메이트리가 있는 뿌리 & 40kg & 40kg ≥ 40kg
메드트로닉 INVOS 5100C & 5kg 5-40 kg > 40kg
메드트로닉 인보스 7100C - - > 40kg
노닌 (노닌) 센스마트 모델 X-100 & 40kg & 40kg > 40kg

표 1: 제조업체 및 중량 범위별 NIRS 프로브.

기관 연령대 생리조건하에서 근사가치 [%] 매우 낮은 값 매우 높은 값 기준선으로의 중요한 상대적 변화 [%]E
[%] E [%] E
두뇌 조산 유아 60 – 9026,27,30 & 45 > 90 > 25
신생아 60 – 9026,29,E & 45 > 80 > 25
유아/어린이 60 – 8026,E & 45 > 80 > 25
신장 조산 유아 70 – 9028,30 & 40 정의되지 않음 > 25
신생아 80 – 9526,29 & 40 > 25
유아/어린이 정의되지 않은, 대뇌 값 보다 5-15% 더 높은 경향이26,31,E & 40 > 25
내장 조산 유아 18 – 8026,30 정의되지 않음 정의되지 않음 정의되지 않음
신생아 55 – 8026,29
유아/어린이 정의되지 않은, 대뇌 값 보다 5-15% 높은 경향이26,E
정의되지 않음 정의되지 않음 정의되지 않음 정의되지 않음
근육 정의되지 않음 정의되지 않음 정의되지 않음 정의되지 않음
E 경험/전문가 의견
절대 값은 대사 상태에 사용되는 장치 및 센서에 따라 달라지며 높은 개별 간 가변성을 보여줍니다. 그들은 주의해서 해석되어야 합니다 – 의심스러울 경우 기준선에 대한 변경이 더 의미가 있습니다.

표 2: 장기 및 연령 집단별 일반적인 rSO2 값입니다.

단계 증거 수준*
NIRS 프로브를 배치하기 전에 피부 청소 5
신생아, 유아 및 다른 연령대의 어린이에서 NIRS사용 1-5
이마에 NIRS 센서 2개 사용 5
NIRS 프로브의 올바른 배치를 보장하기 위해 초음파 사용 5
다른 위치에 NIRS 프로브를 배치 (뇌, 간, 창 자, 신장, 발, 근육) (1-)2-5
참조 값과 관련하여 NIRS 값 해석 2-5
* 증거 기반 의학 증거 수준의 옥스포드 센터에 따르면: 1 – 좁은 신뢰 간격으로 무작위 통제 시험 / 무작위 제어 시험의 체계적인 검토; 2 – 코호트 연구 /개별 코호트 연구 또는 낮은 품질의 무작위 대조 시험의 체계적인 검토; 3 – 사례 제어 연구 /개별 사례 제어 연구의 체계적인 검토; 4 – 케이스 시리즈와 가난한 품질 코호트와 사례 제어 연구; 5 – 전문가의 의견.

표 3: 프로토콜 단계의 증거 수준입니다.

Discussion

이 문서는 뇌와 체세포 NIRS가 유아와 어린이에게 어떻게 설정되어 있는지 보여줍니다. 대뇌 NIRS는 특허 덕트 동맥 폐쇄, 계면 활성제 투여, 심장 수술 및 심폐 우회와 같은 절차 중에 모니터링 목적으로 사용됩니다. 또한 중환자실에서 중증 환자를 모니터링하고, 조산유아에서 괴사성 장염을 예측하고, 저산소허혈성 뇌병증2,5,6,33,34,35,36,37,38, 39,40을예측하는 데사용된다. 또한, NIRS는 조산유아17,18,19에서산소 요법을 안내하는 데 도움을 줄 수 있다. 체세포 NIRS는 신장, 스플란치닉 및 전신관류(12,20,21)를 모니터링하는 데 도움을 주며, 간이식8,41, 42의 도중 또는 후에 합병증을 검출하는 데 에도 유용할 수 있다. 다중 프로브(멀티사이트 NIRS)의 동시 사용은 전신저구혈(23,43)의검출을 용이하게 한다.

NIRS 측정이 정확하게 작동하려면 적절한 프로브와 위치를 선택하는 것이 중요합니다. 취약한 피부는 비 접착제 프로브의 사용을 요구할 수 있습니다 (예를 들어 커버를 떠나거나 끈적 끈적한 면에 셀로판층을 부착하여). 그러나 전체 프로브는 피부와 단단히 접촉해야 합니다. 그렇지 않으면 센서가 신뢰할 수 있는 값을 제공하지않습니다(그림 4그림 8). 밝은 환경은 프로브가 피부에 단단히 부착되지 않으면 거짓 높고 어두운 환경이 거짓 낮은 값을 야기합니다. 기록 품질이 좋지 않거나(장치에 의해 표시됨) 또는 믿을 수 없는 값의 경우 위에서 언급한 필수 단계가 수행되었는지 여부를 확인하여 문제 해결이 시작됩니다. 문제가 지속되면 프로브와 프리앰프를 교체하고 모든 전기 플러그 접점이 검사됩니다. 센서에 작용하는 외부 광원은 잘못된 값을 트리거할 수도 있습니다. 프로브를 가벼운 불투과성 덮개로 덮면 이를 해결할 수 있습니다. 비정상적인 NIRS 값이 지속되면 합병증을 배제하기 위해 환자를 검사해야합니다. 다음 매개 변수는 평가되고 최적화되어야 합니다: 동맥 혈압, 전신 산소화, pH, 헤모글로빈, 대뇌 산소 반환 (환자가 심폐 우회에 있을 때)44.

표준 사용을 수정하려면 가능한 응용 프로그램에 제한이 없습니다. 피부가 손상되지 않은 경우 관심있는 부위에 NIRS 프로브를 배치 할 수 있습니다. 여러 사이트에서 동시에 값을 파생하면 각 특정 임상 또는 과학적 질문에 따라 다양한 설정을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, NIRS 및 다중 사이트 NIRS는 중환자 치료 외및운동(12)중에도 사용할 수 있다.

응용 프로그램 및 사용의 용이성에도 불구하고 rSO2 측정에는 값과 곡선을 해석할 때 고려해야 할 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 측정값은32를사용하는 장치 및 센서에 따라 달라집니다. 따라서 절대 값은 주의해서 해석되어야 합니다 - 참조 값은 장치 와설정(32)간에 쉽게 전송할 수 없습니다. rSO2 뇌 이외의 장기에 대 한 값 개인 사이 매우 변화30. 그러나 하나의 기록 내에서도 프로브가 분리되고45를다시 부착하면 값이 최대 6%까지 변동할 수 있습니다. 추가적으로, NIRS 값은 치료 저체온증 및 약물24와같은 내정간섭에 의해 변경되는 개별의 신진 대사 상태에 달려 있습니다.

조직 경계 조건의 변화 - 예를 들어 수술로 인한 혈액 이나 공기의 입력 - 또한 잘못된 NIRS 값을 산출46. 조산유아의 생애 첫 날, 메코늄에서 일반 대변으로의 전환은 대변 흡수 스펙트럼을 변경하고 측정된 장 rSO2 값(47)에영향을 줄 수 있다. 의도된 위치 이외의 조직에 NIRS 프로브를 배치하면 절대 값의 부정확성이 발생하지만 추세7을모니터링하는 데 여전히 도움이 될 수 있습니다.

그 한계에도 불구하고, NIRS는 비침습적이고 지속적으로 실시간으로 특정 지역의 산소를 모니터링하는 좋은 수단이다. 글로벌 조직 관류를 평가하기위한 대체 방법은 침습적이고 불연속적입니다 : 동맥 혈액 무승부, 혈청 젖산 농도, 중앙 정맥 포화 또는 경구의 산소 포화. 이들은 반복된 혈액 무승부 때문에 iatrogenic 빈혈을 자주 개발하고 그의 대뇌 rSO2동맥 혈액 도면48도중 손상된 preterm 유아에서 특히 문제가 될 수 있습니다. 낮은 심장 출력의 경우, 외측 막 산소화 중 또는 비 맥동성 심장 보조 장치가 사용 중일 때 NIRS는 여전히 맥박 산소 측정과 는 달리 맥박 산소 측정과 는 달리 맥동 유동을 필요로하지 않으며 저산소증7,49의위험이 있는 영역을 선택적으로 모니터링할 수 있기 때문에 여전히 작동합니다. 이러한 지역에서 rSO2 의 변화는 감소 된 심장 출력7의조기 징후역할을 할 수 있습니다. 이러한 기능에 의해, NIRS는 현재 조직 포화의 다른 측정에서 얻을 수없는 필수 임상 정보를 제공합니다.

신생아 및 소아 중환자실에서 rSO2 모니터링을 적용하는 범위는 향후 확장될 것으로 보입니다. 한 가지잠재적인 응용 프로그램은 이미 성인50,51,52,53,54,55에서조사되고 있는 외상성 뇌 손상 후 뇌 성 혈역학을 모니터링하는 것입니다. 조산유아에서는, 목표 지시산소보충은 대뇌저혈증 17,18,19를감소시킴으로써 더 나은 신경발달 결과로 이끌어 낼 수 있다. 다른 대뇌 바이오마커와 대뇌 NIRS의 조합은 또한 유망할 지도 모릅니다. 예를 들어, 진폭 통합 EEG와 NIRS를 결합하면 중등도 저산소 허혈성뇌병증(56)에서예후를 결정하는 데 도움이 될 수 있다. 이 조합에 대한 가능한 추가 응용 프로그램은 손상된 혈역학 또는 발작(23)을포함한다.

요약하면 NIRS는 더 광범위한 응용 분야의 잠재력을 가진 유망한 기술입니다. 올바르게 적용되고 해석된 rSO2 측정은 초기 단계에서 합병증 또는 악화된 임상 상태를 감지하고 다양한 임상 환경에서 치료를 안내하는 데 도움이 됩니다. 이 프로토콜은 임상의에게 다른 신체 부위에서 rSO2 측정을 설정하고 해석하고 그 결과를 해석할 수 있는 도구를 제공합니다.

Disclosures

저자는 공개 할 것이 없습니다.

Acknowledgments

우리는 언어 편집 캐롤 Cürten 감사합니다. 이 비디오에 대한 자금은 받지 못했습니다. NB는 뒤스부르크-에센 대학의 의학 교수로부터 내부 연구 보조금(IFORES)을 받았습니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

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Bruns, N., Moosmann, J., Münch, F., Dohna-Schwake, C., Woelfle, J., Cesnjevar, R., Dittrich, S., Felderhoff-Müser, U., Müller, H. How to Administer Near-Infrared Spectroscopy in Critically ill Neonates, Infants, and Children. J. Vis. Exp. (162), e61533, doi:10.3791/61533 (2020).More

Bruns, N., Moosmann, J., Münch, F., Dohna-Schwake, C., Woelfle, J., Cesnjevar, R., Dittrich, S., Felderhoff-Müser, U., Müller, H. How to Administer Near-Infrared Spectroscopy in Critically ill Neonates, Infants, and Children. J. Vis. Exp. (162), e61533, doi:10.3791/61533 (2020).

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