Monitoraggio dell’ossigenazione cerebrale
Ossimetria cerebrale
Gli ossimetri cerebrali ottengono valori di ossigenazione cerebrale continui e non invasivi utilizzando la tecnologia NIRS (Near-Infrared Spectroscopy). Una configurazione ossimetro cerebrale è costituito da una sonda ossimetro collegato a un cavo del monitor che è collegato a un monitor ossimetro cerebrale. In generale, la maggior parte degli ossimetri cerebrali può supportare da due a quattro sonde ossimetro con i rispettivi cavi del monitor. Sonde ossimetro può essere posizionato ovunque sulla testa, ma più comunemente sulla fronte, dove c’è la minor quantità di capelli. La sonda ossimetro include una sorgente di luce in fibra ottica e rivelatore di luce (s). A seconda dell’ossimetro cerebrale, i fili in fibra ottica rilasciano l’amplificazione della luce mediante emissione stimolata di radiazioni o diodi emettitori di luce. Le lunghezze d’onda luminose emesse vengono inviate dalla sorgente luminosa che penetra nel cranio e nel cervello e il / i rivelatore / i di luce riceve la luce non assorbita durante il percorso della luce attraverso il cranio e il cervello. La quantità di ossigeno presente nel cervello è la differenza tra la quantità di luce inviata e ricevuta dalla sonda, che è suggerita dalla percentuale di ossigeno visualizzata sullo schermo del monitor. Tuttavia, ogni ossimetro cerebrale misura l’ossigenazione cerebrale leggermente diversa a causa del numero di lunghezze d’onda della luce utilizzate e se l’ossimetro misura tendenze o valori assoluti.
Trend monitoraggio dell’ossigenazione cerebrale si concentra maggiormente sulla quantità di cambiamento da un valore di ossigenazione cerebrale basale stabilito, mentre il monitoraggio assoluto dell’ossigenazione cerebrale si concentra maggiormente sul significato del valore di ossigenazione cerebrale. Ad esempio, una diminuzione dell’ossigenazione cerebrale dall ‘ 80% al 70% potrebbe essere preoccupante per il monitoraggio delle tendenze perché c’è stato un calo dell’ossigenazione cerebrale del 10%. Tuttavia, se monitorato da un ossimetro cerebrale assoluto, un cambiamento nell’ossigenazione cerebrale del 10% potrebbe non essere preoccupante se un intervallo di riferimento stabilito per questo paziente è compreso tra il 65% e l ‘ 80%.
Gli ossimetri cerebrali calcolano l’ossigenazione cerebrale utilizzando la tecnologia NIRS basata su una teoria assorbente della luce modificata chiamata legge di Beer-Lambert. Secondo la legge di Beer-Lambert, una quantità di una sostanza o di un composto, in questo caso l’ossigeno, può essere determinata da quanta luce assorbe la sostanza. In teoria, una sorgente luminosa diminuirà di intensità quando una sostanza assorbente media la via della sorgente luminosa, e più luce assorbita da una sostanza, più una sostanza è presente. La lunghezza che la luce percorre dalla sorgente luminosa ai rivelatori di luce determina la distanza del percorso della luce. Questo valore è fisso in base alla dimensione della sonda ossimetro cerebrale e produttore.
L’ossigeno può essere legato o non legato al livello di emoglobina noto anche come emoglobina ossigenata e livelli di emoglobina deossigenata, rispettivamente, con ogni tipo di livello di emoglobina che assorbe diverse quantità di lunghezza d’onda della luce. Si pensa che i livelli di emoglobina ossigenati e deossigenati presenti nei vasi e nelle concentrazioni di ossigeno tissutale, riflettendo l’ossigenazione cellulare, comprendano tutte le fonti di ossigeno nel cervello. Questi valori sono sconosciuti in un dato momento e devono essere calcolati insieme ai valori dell’algoritmo ponderato per l’ossigeno arterioso, venoso e capillare per acquisire valori di ossigenazione cerebrale. Le lunghezze d’onda della luce all’interno dello spettro della luce nel vicino infrarosso (650-900 nm) sono le uniche lunghezze d’onda della luce abbastanza forti da attraversare l’osso del cranio e catturare la presenza di ossigenazione del tessuto cerebrale. Inoltre, il livello di emoglobina ossigenata, il livello di emoglobina deossigenata e l’ossigenazione tissutale (citocromo aa3) sono le uniche sostanze nel cervello con la capacità di modificare l’assorbimento della luce quando i livelli di ossigenazione cambiano. Infine, le formule proprietarie calcolano le differenze tra la luce assorbita dal livello di emoglobina ossigenata, il livello di emoglobina deossigenata e l’ossigeno tissutale per visualizzare una percentuale di ossigeno cerebrale presente in quel particolare percorso della sorgente luminosa cerebrale. Questa equazione divide la quantità di livello di emoglobina ossigenata dal livello di emoglobina totale per calcolare una percentuale di ossigenazione cerebrale (vedi Tabella 1).
C’è un numero crescente di ossimetri cerebrali per neonati in tutto il mondo e prototipi domestici solo per uso di ricerca. Attualmente, ci sono due ossimetri cerebrali Food and Drug Administration approvati negli Stati Uniti per l’uso nella popolazione infantile: il sistema INVOS di Somanetics Corporation (Troy, Michigan) e l’ossimetro cerebrale a VISTA ANTERIORE di CAS Medical Systems (Branford, Connecticut). Sonde adatte dimensionate per teste infantili e approvazione della Food and Drug Administration, se utilizzate per l’assistenza clinica, aumenteranno le opzioni del dispositivo. L’INVOS è un monitor di ossigenazione cerebrale di tendenza, mentre la VISTA ANTERIORE è considerata come misura di misure assolute di ossigenazione cerebrale. L’ossigenazione cerebrale misurata con l’ossimetro cerebrale a VISTA ANTERIORE è considerata composta da sangue venoso al 70% e sangue arterioso al 30%, mentre l’INVOS utilizza un rapporto di sangue arterioso al 75% e venoso al 25%. Per convalidare questi ossimetri cerebrali, era necessario un confronto dei valori sierici del sangue in modo da sapere se l’ossigenazione cerebrale riflettesse quantità di ossigeno simili nel sangue. Inoltre, a causa della natura vascolare mista dell’ossigenazione cerebrale, la convalida dell’ossigenazione cerebrale ha incorporato campioni di sangue da entrambi i vasi, che erano più facili da accedere ai neonati con ossigenazione della membrana extracorporea. Un piccolo numero di studi prova la validità e l’affidabilità in queste due macchine ossimetro cerebrale. Tuttavia, questi studi dimostrano chiaramente che questi due dispositivi non sono sensibili agli stessi cambiamenti nell’ossigenazione cerebrale. Pertanto, si consiglia cautela quando si confrontano i valori di ossigenazione cerebrale tra questi e altri ossimetri perché sembra che i valori non siano simili.
