Surveillance de l’oxygénation cérébrale
Oxymétrie cérébrale
Les oxymètres cérébraux obtiennent des valeurs d’oxygénation cérébrale continues et non invasives en utilisant la technologie de spectroscopie proche infrarouge (NIRS). Une installation d’oxymètre cérébral consiste en une sonde d’oxymètre attachée à un câble de moniteur qui est connecté à un moniteur d’oxymètre cérébral. En général, la plupart des oxymètres cérébraux peuvent supporter deux à quatre sondes d’oxymètre avec des câbles de moniteur respectifs. Les sondes d’oxymètre peuvent être placées n’importe où sur la tête, mais le plus souvent sur le front, là où il y a le moins de poils. La sonde d’oxymètre comprend une source de lumière à fibre optique et un ou des détecteurs de lumière. Selon l’oxymètre cérébral, les brins de fibres optiques libèrent une amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement ou de lumière à diodes électroluminescentes. Les longueurs d’onde de la lumière émise sont envoyées par la source de lumière pénétrant dans le crâne et le cerveau, et le ou les détecteurs de lumière reçoivent la lumière non absorbée pendant le trajet de la lumière à travers le crâne et le cerveau. La quantité d’oxygène présente dans le cerveau est la différence entre la quantité de lumière envoyée et reçue par la sonde, ce qui est suggéré par le pourcentage d’oxygène affiché sur l’écran du moniteur. Cependant, chaque oxymètre cérébral mesure l’oxygénation cérébrale légèrement différente en raison du nombre de longueurs d’onde lumineuses utilisées et du fait que l’oxymètre mesure des tendances ou des valeurs absolues.
Tendance La surveillance de l’oxygénation cérébrale se concentre davantage sur la quantité de changement par rapport à une valeur d’oxygénation cérébrale de base établie, tandis que la surveillance absolue de l’oxygénation cérébrale se concentre davantage sur la signification de la valeur d’oxygénation cérébrale. Par exemple, une diminution de l’oxygénation cérébrale de 80% à 70% pourrait être préoccupante pour le suivi des tendances car il y a eu une baisse de l’oxygénation cérébrale de 10%. Cependant, si elle est surveillée par un oxymètre cérébral absolu, une variation de l’oxygénation cérébrale de 10% peut ne pas être préoccupante si une plage de référence établie pour ce patient est de 65% à 80%.
Les oxymètres cérébraux calculent l’oxygénation cérébrale en utilisant la technologie NIRS basée sur une théorie modifiée de l’absorption de la lumière appelée loi de Beer-Lambert. Selon la loi Beer-Lambert, une quantité d’une substance ou d’un composé, dans ce cas, l’oxygène, peut être déterminée par la quantité de lumière absorbée par la substance. En théorie, une source de lumière diminuera d’intensité lorsqu’une substance absorbante médiatise la voie de la source de lumière, et plus la lumière absorbée par une substance est importante, plus une substance est présente. La longueur que la lumière parcourt de la source de lumière au(x) détecteur(s) de lumière détermine la distance du trajet de la lumière. Cette valeur est fixée en fonction de la taille de la sonde de l’oxymètre cérébral et du fabricant.
L’oxygène peut être lié ou non au taux d’hémoglobine, également appelé taux d’hémoglobine oxygénée et taux d’hémoglobine désoxygénée, respectivement, chaque type de taux d’hémoglobine absorbant différentes quantités de longueur d’onde lumineuse. On pense que les taux d’hémoglobine oxygénée et désoxygénée trouvés dans les vaisseaux et les concentrations d’oxygène tissulaire, reflétant l’oxygénation cellulaire, comprennent toutes les sources d’oxygène dans le cerveau. Ces valeurs sont inconnues à un moment donné et doivent être calculées avec des valeurs d’algorithme pondérées pour l’oxygène artériel, veineux et capillaire pour acquérir des valeurs d’oxygénation cérébrale. Les longueurs d’onde lumineuses dans le spectre de la lumière proche infrarouge (650-900 nm) sont les seules longueurs d’onde lumineuses suffisamment fortes pour traverser l’os du crâne et capturer la présence d’oxygénation des tissus cérébraux. De plus, le taux d’hémoglobine oxygénée, le taux d’hémoglobine désoxygénée et l’oxygénation des tissus (cytochrome aa3) sont les seules substances du cerveau capables de modifier l’absorption de la lumière lorsque les niveaux d’oxygénation changent. Enfin, des formules exclusives calculent les différences entre la lumière absorbée par le taux d’hémoglobine oxygénée, le taux d’hémoglobine désoxygénée et l’oxygène tissulaire pour afficher un pourcentage d’oxygène cérébral présent dans cette voie de source de lumière cérébrale particulière. Cette équation divise la quantité d’hémoglobine oxygénée par le taux d’hémoglobine totale pour calculer un pourcentage d’oxygénation cérébrale (voir tableau 1).
Il existe un nombre croissant d’oxymètres cérébraux pour les nourrissons dans le monde et de prototypes domestiques à usage de recherche uniquement. Actuellement, il existe deux oxymètres cérébraux de la Food and Drug Administration approuvés aux États-Unis pour une utilisation dans la population infantile: le système INVOS de Somanetics Corporation (Troy, Michigan) et l’oxymètre cérébral à VUE par CAS Medical Systems (Branford, Connecticut). Des sondes adaptées aux têtes de nourrisson et à l’approbation de la Food and Drug Administration, si elles sont utilisées pour des soins cliniques, augmenteront les options d’appareil. L’INVOS est un moniteur d’oxygénation cérébrale de tendance, tandis que l’AVANT-VUE est considérée comme mesurant des mesures absolues de l’oxygénation cérébrale. L’oxygénation cérébrale mesurée par l’oxymètre cérébral à VUE FRONTALE est considérée comme composée de 70% de sang veineux et de 30% de sang artériel, tandis que l’INVOS utilise un rapport sanguin veineux de 75% et artériel de 25%. Pour valider ces oxymètres cérébraux, une comparaison des valeurs sanguines sériques était nécessaire afin de savoir si l’oxygénation cérébrale reflétait des quantités d’oxygène similaires dans le sang. De plus, en raison de la nature vasculaire mixte de l’oxygénation cérébrale, la validation de l’oxygénation cérébrale a incorporé des échantillons de sang des deux vaisseaux, qui étaient plus faciles d’accès chez les nourrissons lors de l’oxygénation de la membrane extracorporelle. Un petit nombre d’études testent la validité et la fiabilité de ces deux oxymètres cérébraux. Cependant, ces études démontrent clairement que ces deux dispositifs ne sont pas sensibles aux mêmes changements d’oxygénation cérébrale. Par conséquent, la prudence est fortement recommandée lors de la comparaison des valeurs d’oxygénation cérébrale entre ces oxymètres et d’autres oxymètres, car il semble que les valeurs ne soient pas similaires.
