Ignorer kommandoer på båndet
Gå til hovedindhold

Near infrared spectroscopy på CPS patienter

 

Definition af begreber

NIRS: near infrarød spektroskopi

CPS: CardioPulmonary Support (Cardiel ECMO)

Baggrund

Near-infrared spektroskopi (NIRS) er en non-invasiv teknik baseret på transmission og absorption af infrarødt lys der passerer gennem det underliggende væv. Det infrarøde lys svækkes ikke af hud, knogler eller andre organer, og er ikke afhængig af pulsativ cirkulation, i modsætning til puls oximeteret. Vores NIRS monitor (INVOS) anvender bølgelængder på 730 og 810 nm, da total hæmoglobin og oxy-hæmoglobin absorptionsprofil er klart adskilt ved disse bølgelængder, derved fås det mest præcise mål for saturationen i det underliggende væv.

NIRS-sensor

NIRS-sensorerne har en optode der udsender infrarødt lys samt 2 lysmodtagende optoder, som det ses på billedet nedenfor. Afstanden mellem optoderne er maksimalt 5 cm, hvilket resulterer i indtrængningsdybde på ca. 2 cm. Der anvendes 2 modtagende optoder for at forbedre NIRS-signalet, idet optode med 3 cm separation registrerer NIRS-signalet fra overfladisk væv (huden), mens den fjerneste optode (4 cm separation) registrerer NIRS-signalet fra dybere væv (hjernen). Det overfladiske NIRS-signal fratrækkes det dybe NIRS-signal, og derved fås iltmætning i hjernens dybereliggende væv. NIRS-signalet afspejler oxgygenbalancen i de helt små kar (< 1mm i diameter) svarende til kapillærgebetet.

 

 

Billede 3

 

INVOS-monitor

INVOS-monitoren består af en skærm med 4 sensorer (2 cerebrale sensorer og 2 somatiske sensorer). På billedet nedenfor viser skærmen kurverne af iltmætningen kontinuerligt (venstre skærmbillede). Når NIRS-sensorerne påsættes indstilles baseline-saturationen. De oprindelige baseline-saturationsværdier vises efterfølgende som grønne tal til højre. Den procentvise afvigelse fra baseline viseres som ”små” grønne tal under den aktuelle saturationsværdi (hvide tal). Den lille pil viser om det er en stigning eller et fald, som den procentvise ændring angiver. Alarmgrænsen er indstillet, således der fremkommer alarm ved et procentvist fald på 20 % fra baseline eller ved absolut saturationsværdi mindre end 40%. Baseline-værdien indstilles optimalt på vågen patient, derfor der det oftest den absolutte værdi der bruges som grænse hos CPS-patienterne, da vi ikke har baseline-værdien.

 

Billede 17

 

Indikation

Hos CPS-patienterne påsættes NIRS-sensorerne cerebralt (frontalt) samt på muskulaturen på underbenet (mm. gastronemius) efter ankomst til TIA.

Kontraindikation

Mulig overfølsomhed for sensorerne.

Korrekt placering

De cerebrale sensorer påsættes bilateralt 1 cm over øjenbrynet startende fra midtlinjen af panden, mens de somatiske sensorer påsættes over muscleus gastrocnemius mediale del på underbenet (sensorerne må ikke udsættes for tryk fra underlaget).

 

 

Billede 1

 

Cerebral NIRS-monitoring

Hos vores patienter på CPS er de cerebrale NIRS-sensorer placeret på patientens pande og dækker det såkaldte cerebrale vandskels-område. Det cerebrale vandskels-område modtager blod fra de forreste og midterste cerebrale arterier, og repræsenterer derfor særligt sårbart væv ved hypoperfusion. Den målte cerebrale saturation afspejler oxygenbalancen i det grå cortex, og er dermed et indirekte mål for vævsperfusionen i hjernen.

Normale cerebrale saturationsværdier er 60-75%, men der er stor individuel variation (>10%). Kritisk cerebral desaturation er defineret, som 20% fald fra baseline, hvis baseline er indstillet i vågen tilstand, ellers anvendes den absolutte saturationsværdi, hvor cerebral saturation < 50% betragtes som den nedre grænse.

Hos patienter tilkoblet CPS anlægges arteriekanylen i arterie femoralis med spidsen beliggende i den nederste del af aorta abdominalis. Herfra pumpes det iltede blod fra CPS-pumpen op i aorta og fordeler sig til koronarkarerne, samt hovedets og overekstremiteternes kar tillige med de andre organer. Dette ses i nedenstående figur, hvor CPS-blodflowet er den røde farve i figur a.

Patientens hjerte har også i nogen grad bevaret pumpefunktion, derfor vil det blod der ikke dræneres af CPS-cirklen pumpes igennem højre hjertehalvdel til lungerne og via venstre hjertehalvdel til aorta acendens. På figuren ses patientens eget cardiac output, som den blå farve i figur a.

Hos CPS-patienterne genvindes hjertets pumpefunktion over timer til dage afhængig af årsagen til det cirkulatoriske svigt. Det betyder at CPS-blodflowet presses tilbage, som det ses på figur b, når hjertefunktionen bedres. Hvis patienten ikke har optimale respiratorindstillinger risikeres, at dårlig iltet blod fra lungerne vil nå hjernen og føre til cerebral desaturation. Dette kan registreres af NIRS-sensorerne.

Billede 1

 

Somatisk NIRS-monitorering

NIRS anvendes også på begge underekstremiteter, idet vores CPS-patienter oftest er kanyleret med vene- og arteriekanyle i hver lyske. Det ben hvor arteriekanylen er beliggende er i størst risiko for iskæmi/trombose, fordi arteriekanylen kommitterer arteriel blodtilførsel til benet. Alle vores CPS-patienter får derfor rutinemæssigt anlagt shunt for at modvirke disse komplikationer. NIRS-sensorerne påsættes medialt svarende til lægmusklaturen, og anvendes til monitorering af muskel-saturationen og dermed perfusionen til underekstremiteten.

Registrering samt behandlingstiltag

Efter ankomst til TIA (eller før) påsættes både cerebrale og somatiske NIRS-sensorer. Baseline kan indstilles hvis patienten er vågen, mens baselineindstillingen undlades hos sovende patienter, og de absolutte saturationsværdier noteres hver time i stedet for. Det er vigtig at være opmærksom på, at saturationsværdierne blot er vejledende og det er den enkelte læges ansvar at fortolke resultaterne.

Ved NIRS absolutte saturationsværdier < 50% kontaktes vagthavende. Alternativt bestemmes individuel værdi for, hvornår vagthavende skal kontaktes.

Nedenfor ses et skema hvor de forskellig muligheder for NIRS-udfald er skitseret.

 

 

 

 

 

 

Arterie kurven

Højre arterie radialis

Højre NIRS sensor

Venstre NIRS sensor

A

Gul

Fuld flow

Ingen bidrag fra hjertet

flad

Høj PaO2

Høj eller uændret

Høj eller uændret

B

Blå

Fuld flow med bidrag fra hjertet

Buler på

a-kurven

Høj PaO2

Høj eller uændret

Høj eller uændret

C

Grå

Fuld flow med tiltagende bidrag fra hjertet

Buler på

a-kurven

Lav PaO2

Lav PaO2

Høj NIRS

D

Grøn

Fuld flow med tiltagende bidrag fra hjertet

Tiltagende buler på

a-kurven

Lav PaO2

Lav PaO2

Lav PaO2

 

Nedenstående figur viser hvordan vandskels-området bevæger sig, når patienten genvinder hjertefunktionen under CPS. Gul linje A) lige over aortaklappen, blå linje B) i aorta ascendens, grå linje C) lige efter afgangen af brachiocephalia, og grøn linje D) vandskellet beliggende i aorta descendens.

Behandlingstiltagende er forskellige afhængig af, hvilken vandskelsproblematik der fremkommer. B) er den optimale situation, mens C) og D) oftest løses ved øgning af CPS-blodflowet. A) Skal monitoreres og løses hvis der fremkommer dilatation af venstre ventrikel. Løsningsalgoritme findes i CPS-instruksen.

 

Billede 5

 

 

 

 

 

Referencer

Zheng F, Sheinberg R, Yee MS et al. Cerebral near-infrared spectroscopy monitoring and neurologic outcomes in adult cardiac surgery patients: a systematic review. Anesth Analg 2013;116:663–676.

Ghosh A, Elwell C, Smith M. Cerebral Near-Infrared Spectroscopy in Adults: A Work in Progress. Anesth Analg 2012;115:1373–1383.

Scheeren TW, Schober P, Schwarte LA. Monitoring tissue oxygenation by near infrared spectroscopy (NIRS): background and current applications. J Clin Monit Comput 2012;26:279–287.

Mukaida H, Matsushita S, Inotani T et al. Peripheral circulation evaluation with near-infrared spectroscopy in skeletal muscle during cardiopulmonary bypass. Perfusion 2015;30:653–659.

CPS-instruks