Name: how to administer near-infrared spectroscopy in critically ill neonates, infants, and children
Uploaded: 2020-08-19T14:00:00
Duration: 7 min 27 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about How to Administer Near-Infrared Spectroscopy in Critically ill Neonates, Infants, and Children at JoVE.com

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.

NIRS udføres som en del af hospitalets kliniske rutine. Det anbefales i pædiatriske hjertekirurgi interventioner inden for rammerne af kvalitetssikring fra kompetencenetværk for medfødte hjertefejl (http://www.kompetenznetz-ahf.de), pædiatriske Cardio anæstesi arbejdsgruppe og den tyske Society for Cardiovascular Engineering25. Protokollen følger retningslinjerne fra institutionens etiske komité for menneskelig forskning. Vi fik skriftligt informeret samtykke vedrørende optagelser og offentliggørelse af materialet fra begge forældre til hvert spædbarn, der optræder i videoen. Den protokol, vi præsenterer, svarer til den kliniske praksis på hospitalet og gælder for spædbørn og børn i alle aldre. Hvis der er særlige bekymringer for en bestemt aldersgruppe, angiver vi dette i et notat i protokollen.
1. Forberedelse
<ol><li>Tilslut og tænd for NIRS-enheden. Indtast patientens data i henhold til enhedens opsætning.</li>
	<li>Vælg den korrekte sonde i henhold til patientens vægt og det tilsigtede brugssted. Vægtområdet er angivet på sondens emballage og afhænger af producenten (se tabel 1 for at få et overblik over vægtintervallet i almindelige producenter).</li>
	<li>Sørg for, at patientens hud er ren og tør for optimal vedhæftning. Tør huden med en podepind, hvis det er nødvendigt. Vær meget forsigtig eller undlad rengøring, hvis huden er sårbar.</li>
</ol>2. Placer sonden
<ol><li>Når du har identificeret den korrekte sondeposition, skal du forsigtigt bøje sondens centrum mod siden af det hvide dæksel, indtil det begynder at komme ud. Skræl forsigtigt dækslet af uden at røre ved sondens klæbende overflade.</li>
	<li>Placer sensoren på huden fra sondens centrum til siderne. Sørg for, at sondens kanter er solidt forbundet med huden. Hvis sonden afbrydes, vil der blive opnået forkerte NIRS-værdier. Afbrydelse i et lyst miljø forårsager falske høje værdier. afbrydelse i et mørkt miljø forårsager falske lave værdier. BEMÆRK: For at undgå hudlæsioner må sonden ikke placeres på meget umoden eller sårbar hud. Hvis sonden skal placeres på sårbar hud, skal du bruge et lag cellofan mellem huden og sonden eller lade dækslet være på. Når sonden fastgøres, skal du undgå at lægge pres på den (f.eks. via et spædbarns strømdæksel eller pandebånd), da dette kan forringe hudens perfusion og forårsage en fejlagtig måling.</li>
</ol>3. Vælg sondens position
<ol><li>Cerebral: Placer NIRS sonden i supra-orbital regionen på panden under hårgrænsen for at opnå værdier fra den frontale cortex. Placer ikke sonden over hår, frontal sinus, den tidsmæssige muskel, nevi, den overlegne sagittal sinus, intrakranielle blødninger eller andre anomalier, da det kan ændre målingen, og de opnåede værdier ikke repræsenterer regional vævsilning. Placering af to sonder, en på hver pande tillader selektiv analyse af begge halvkugler, hvis den kliniske indstilling kræver dette. Tilstødende sonder udsender og måler signaler skiftevis for at undgå interferens. BEMÆRK: RSO2-værdien afspejler kun iltningsstatus for vævet under sonden – for et stort organ som hjernen afspejler opnåede værdier ikke hele organets iltningsstatus.</li>
	<li>Somatiske: Vælg en position over området af interesse. Undgå fedtdepoter, hår og knogler. Sonden må ikke placeres over nevi, hæmatom og skadet hud. Husk altid, at dybden af NIRS-signalet er ca. 2,5 cm - hvis det organ af interesse er længere væk fra sonden, kan det ikke analyseres. For nyre eller lever NIRS, bruge ultralyd for at sikre korrekt placering.<ol>
<li>Nyrer: Find nyrerne via dorsal sagittal sonogram før du placerer sonden. Sørg for, at hud-til-orgel-afstanden ikke overstiger den maksimale dybde af sonden. BEMÆRK: Brugen af ultralyd kan forstyrre princippet om minimal håndtering (f.eks. hos spædbørn med meget præmature).</li>
		<li>Tarme: Placer sonden i det pågældende område (f.eks. under navlestrengen eller i højre eller venstre nederste kvadrant). BEMÆRK: Fri luft eller væske i maven kan gøre det umuligt at måle det ønskede organs vævsilning.</li>
		<li>Lever: Placer sonden præcis over leveren. Hvis det er muligt, bekræfte sin position ved ultralyd. For at undgå at måle det forkerte organ skal du sørge for, at levervævet under sonden er mindst lige så dybt, som det udsendte lys trænger ind i (1-3 cm, ifølge den valgte sonde).</li>
		<li>Fod: Placer sonden på plantar del af foden. Måling af NIRS i den fjerneste del af kroppen giver oplysninger om perifer perfusion under hypotermi, hos patienter med chok eller i enhver situation, hvor pulsoximetri ikke virker.</li>
		<li>Muskel: Placer sonden over musklen af interesse.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Indstil den oprindelige plan
<ol><li>1-2 minutter efter, at sonden er placeret, skal du indstille basislinjen ved at trykke på den tilsvarende knap på enheden. Basislinjen afspejler målens startpunkt. Udviklingen af vævsperfusion i hvert overvåget område kan observeres og fortolkes individuelt ved at basere sig på ændringen fra baselineværdien.</li>
</ol>5. Kontroller, om der er problemer med enheden eller kliniske komplikationer
<ol><li>Hvis enheden angiver dårlig optagekvalitet, eller værdierne er usandsynlige, skal det bekræftes, at alle ovennævnte trin er taget korrekt. Hvis det er nødvendigt, skal sonden og forforstærkeren udskiftes, og alle elektriske stikkontakter kontrolleres.</li>
	<li>Kontroller, om der er eksterne lyskilder, der kan påvirke sensoren og kontakten. Tildæk sonden lettæt, hvis forstyrrende lyskilder ikke kan elimineres.</li>
	<li>Efter at have udelukket tekniske problemer, kontrollere patienten for kliniske komplikationer.</li>
</ol>

Forfatterne har intet at afsløre.

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.

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.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>cotton swab</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>for skin cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS (Adult Regional Saturation Sensor)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>SAFB-SM</td>
			<td>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 &#62; 40 kg.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS (Pediatric Regional Saturation Sensor)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>SPFB</td>
			<td>The pediatric regional saturation sensor Model SPFB has been designed for cerebral-somatic monitoring of site-specific regional oxygen saturation (rSO2) in pediatric patients &#60; 40 kg.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS (preamplifier with Cable)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>5100C- PA (Ch 1&#38;2)</td>
			<td>Amplifier connects NIRS sensors (Canal 1&#38;2) to monitor 5100C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS (preamplifier with Cable)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>5100C- PB (Ch 3&#38;4)</td>
			<td>Amplifier connects NIRS sensors (Canal 3&#38;4) to monitor 5100C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS (Reusable Sensor Cable)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>RSC-1 - RSC-4</td>
			<td>The Reusable Sensor Cables are intended for multiple use. For use with SomaSensor SAFB-SM and SPFB.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS 5100C Monitor (Cerebral/Somatic Oximeter)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>5100C</td>
			<td>Monitor for displaying and recording NIRS data.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS Analytics Tool</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>Version 1.2</td>
			<td>Evaluation and display of &#34;Real Time&#34; and Case History data.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OxyAlert NIRSensor (Cerebral/somatic -Neonatal)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>CNN/SNN</td>
			<td>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 &#60;5kg.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB Flash Drive</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>5100C-USB</td>
			<td>Collects and transfers Date to INVOS Analytics Tool</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

how to administer near-infrared spectroscopy in critically ill neonates, infants, and children

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).

Den målte rSO2-værdi er resultatet af forholdet mellem iltforsyning og -forbrug (figur 1A); forskellige metaboliske egenskaber fører til lidt forskellige normale værdier afhængigt af alder og organ (Tabel 2). Bemærk, at - bortset fra hjernen - videnskabeligt evaluerede referenceværdier findes kun for præmature spædbørn og nyfødte26,27,28,29,30,31 ogde fleste af protokoltrinnene er afhængige af producenternes anbefalinger, personlig erfaring og ekspertudtalelse ( Tabel3). Dette skyldes , at værdierne afhænger af den anvendte enhed og de anvendte sensorer og afslører en høj interpersonelle variabilitet30,32. Kritisk lave værdier og kritiske ændringer i forhold til referencescenariet stammer fra erfaring og ekspertudtalelser.
Hvis iltforsyningen og -efterspørgslen er afbalanceret ved fysiologiske værdier, er vævsilning inden for normalområdet. Ændringer i enten iltforsyning eller -forbrug får rSO2-værdien til at falde eller stige (figur 1B,1C). En typisk kurve, der afslører normale nirs-værdier for cerebral og renal, vises i figur 2 fra begyndelsen til kl.
I det følgende giver vi eksempler for at vise, hvordan ændringer i underliggende fysiologiske tilstande påvirker rSO2. Under hjertekirurgi manipulerer læger cirkulationen på en kontrolleret måde - derfor er virkningerne på rSO2 nemme at observere. For eksempel, fastspænding af faldende aorta forårsager cerebral perfusion og den tilsvarende rSO2 til at stige; perfusion af underkroppen resulterer i et rSO2 fald (Figur 2). En anden – ikke-kirurgisk - årsag til øget cerebral blodgennemstrømning og forhøjet cerebral rSO2 er hyperdynamisk chok i forbindelse med høj hjerteoutput (Figur 3).
I koldt chok, en faldende nyre rSO2 sammen med stabil cerebral rSO2 kan være det første tegn; et fald i både nyre- og cerebral rSO2 kan forekomme senere i løbet23. Kombineret cerebral og renal NIRS kan hjælpe med at identificere tidlige stadier af chok, hvor cerebral perfusion holdes på et normalt niveau, men somatiske perfusion er allerede svækket23.
Når du bruger to cerebrale NIRS-sonder, bør værdier fra højre og venstre side være ens - dissonans mellem højre og venstre kanal NIRS kan være forårsaget af NIRS sensorens ufuldstændige vedhæftning(Figur 4, rød stjerne) eller indikere en komplikation: Under nogle hjerteoperationer, er hjernen perfunderes selektivt via en halspulsåre, der gør brug af intracerebral sikkerhedsstillelse (kredsen af Willis) til at levere den modsatte side. Under hele denne procedure, dissonans mellem de to cerebrale NIRS kanaler kan hjælpe med at diagnosticere en dysfunktionel cirkel af Willis( Figur 5).
Et andet eksempel på en komplikation opdaget af NIRS er en forvredet vena cava overlegen kanyle under kardiopulmonal bypass fører til venøs stasis og sænket cerebral iltforsyning (Figur 6). Brugen af NIRS kan bidrage til at identificere nedsat cerebral perfusion, der ellers ville forblive uopdaget og resultere i alvorlige hjerneskader.
Udover hjertekirurgi og hjerteintensiv pleje, rSO2 målinger kan også lette "standard" pædiatrisk intensiv pleje – komplikationer og ændringer i behandlingen kan ledsages af ændringer i cerebral rSO2 (Figur 7).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig1v2.jpg"> Figur 1: Afvejning af forholdet mellem iltforsyning og -efterspørgsel. A) Under fysiologiske forhold er iltforsyningen og -forbruget afbalanceret, og den regionale vævsilning ligger inden for normalområdet. (B) En faldende cerebral rSO2 skyldes enten øget iltforbrug eller nedsat iltforsyning. Årsager til lave eller faldende cerebrale NIRS-værdier er illustreret i figuren. For eksempel, feber øger cerebral iltforbrug med 10-13% per 1 °C stigning i kropstemperaturen. Cerebrale spasmer kan øge iltforbruget med op til 150-250%. (C) En stigning i cerebral rSO2 skyldes nedsat iltforbrug eller øget iltforsyning. Årsager til høje eller stigende cerebrale NIRS værdier er fastsat i figuren. En cerebral rSO2 over 80%, forårsaget af høj cerebral blodgennemstrømning efter tabet af cerebral vaskulær autoregulering, kaldes også "luksus perfusion". <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig1v2large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig2v2.jpg"> Figur 2: Udviklingen af cerebral og renal rSO2 under klemme ud af den faldende aorta. I første omgang, cerebral (blå) rSO2 er lavere end renal rSO2 (gul), som i fysiologiske forhold. Under clamp-out af faldende aorta, cerebral blodgennemstrømning stiger, mens den nederste halvdel af kroppen er underforsynet. Således cerebral rSO2 stiger og renal rSO2 dråber. Det røde område indikerer, at værdierne for renal rSO2 er kritisk lave, fordi de faldt mere end 25 % under basislinjen. Efter fjernelse af aorta klemme og etablering af rekonstruktion af aorta og etablering af normal cirkulation, både rSO2 kurver normalisere. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig2v2large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig03.jpg"> Figur 3: Hyperdynamisk chok. Efter ankomsten til intensivafdelingen efter hjertekirurgi og skiftende åndedrætsrør oplevede vi alvorlige problemer med mekanisk ventilation (nåede kun lave tidevandsmængder ved højt ventilationstryk på grund af et defekt filter). Patienten udviklede hyperdynamisk chok og respiratorisk acidose med øget central venøs mætning på 90% og stigende cerebral rSO2 op til 92%. Efter ændring af filteret, væske genoplivning, og vasopressor behandling, patienten stabiliseret hurtigt og cerebral rSO2 normaliseret. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig03large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig04.jpg"> Figur 4: Udviklingen af NIRS-værdier under hypotermi og dybt hypoterm hjertestop. Dette tal illustrerer, hvordan cerebrale og renale NIRS værdier ændre sig under hypotermi, justering af kardiopulmonal bypass flow og i dyb hypoterm hjertestop (arteriel switch kirurgi hos en patient med gennemførelse af de store arterier og ventrikel septal defekt). Patientens baselines rSO2 værdier er 59% (venstre, gul) og 64% (højre, blå) for hjernen og 32% (grøn) for venstre nyre. Blodforsyningen til den nederste halvdel af kroppen afhænger af ductus arteriosus. Intraoperativt induceret hypotermi reducerer iltforbruget, hvilket fører til stigende NIRS værdier, især i nyrerne. Med stigende NIRS værdier vi reduceret strømningshastigheden af kardiopulmonal bypass. På grund af faldende NIRS-værdier forårsaget af en ændret metabolisk situation (f.eks. på grund af utilstrækkeligt dybt anæstesi) blev strømmen justeret igen. Under dybe hypotermiske hjertestop faldt nyre- og cerebral rSO2 til kritisk lave værdier og steg igen umiddelbart efter genoprettelse af fysiologisk cirkulation. Den røde stjerne med pile viser to dips i højre cerebral NIRS kurve på grund af ufuldstændig sonde vedhæftning. Efter forsigtigt at have omsolgt sensoren på huden, løber værdierne igen parallelt med venstre side. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig04large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig05.jpg"> Figur 5: Dysfunktionel cirkel af Willis under aorta bue kirurgi. Så snart hjernen er selektivt perfunderes via højre halspulsåren (rød pil), rSO2 målt på venstre side (mørkeblå) falder, fordi intracerebral sikkerhedsstillelse via kredsen af Willis er utilstrækkelige. Efter at have placeret en ekstra kanyle i venstre halspulsåre opnås tilstrækkelig perfusion af begge halvkugler og dermed normale NIRS-værdier. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig05large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig06.jpg"> Figur 6: Påvisning af øvre vena cava obstruktion forårsaget af en forvredet kardiopulmonal bypass kanyle. Kort efter starten af kardiopulmonal bypass (til lukning af en atriefekt septal defekt), cerebral NIRS værdier faldt. Fejlfinding viste, at den venøse kardiopulmonal bypass kanyle var blevet forvredet, hvilket fører til okklusion af den overlegne vena cava og blokeret cerebral venøs dræning. Dette forårsagede en cerebral underforsyning af ilt, som kun blev opdaget gennem den lave rSO2 værdi. Efter repositionering den overlegne vena cava kanyle, venøse flow blev genoprettet og NIRS værdier normaliseret. Nr. 6: start kardiopulmonal bypass; Nr. 36 aorta fastspændt; Nr. 11 ende af iskæmi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig06large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig07v2.jpg"> Figur 7: Ændringer i cerebral rSO2 hos en pædiatrisk patient. Efter nær drukning, denne patient blev sat på ekstrakorporal membran iltning. På grund af sideforskelle i arteriel blod gasanalyser, sætter vi en anden cerebral NIRS sensor på plads (gul). Afslutningen af muskelafslapning (A), ændring af ekstrakorporal membran iltning system (B),blodtryk udsving (A, C), og effekten af en hæmothorax (C) afspejles af ændringer i NIRS kurver. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig07large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig08.jpg"> Figur 8: Placering af NIRS-sonden over håret. (A)Denne patient har en masse hår på panden. B) NIRS-sonden blev stadig indført. (C) Enheden angiver, at signalintensiteten er suboptimal. D) NIRS-kurveværdierne og kurveforløbet følger handlingerne under det kirurgiske indgreb (rekonstruktionskirurgi i Ebsteins anomali). Bemærk, at de absolutte værdier ikke kan fortolkes, selv om de virker normale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig08large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">Producent</td>
			<td rowspan="2">Enhed</td>
			<td colspan="3">Aldersgruppe</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nyfødte</td>
			<td>Spædbørn/Børn</td>
			<td>Voksen</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kiste</td>
			<td>Fore-Sight Elite</td>
			<td>< 8 kg</td>
			<td>≥ 3 kg</td>
			<td>≥ 40 kg</td>
		</tr>
<tr>
<td>Masimo</td>
			<td>Rod med O3 Oximetri</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>≥ 40 kg</td>
		</tr>
<tr>
<td>Medtronic</td>
			<td>INVOS 5100C</td>
			<td>< 5 kg</td>
			<td>5-40 kg</td>
			<td>> 40 kg</td>
		</tr>
<tr>
<td>Medtronic</td>
			<td>INVOS 7100C</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>> 40 kg</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ikke-in</td>
			<td>SenSmart Model X-100</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>> 40 kg</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: NIRS-sonder efter producent og vægtområde.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">Orgel</td>
			<td rowspan="2">Aldersgruppe</td>
			<td rowspan="2">Omtrentlige værdier under fysiologiske tilstande [%]</td>
			<td>Kritisk lave værdier</td>
			<td>Kritisk høje værdier</td>
			<td rowspan="2">Kritisk relativ ændring af oprindelig plan [%]E</td>
		</tr>
<tr>
<td>[%] Dagens e-mail</td>
			<td>[%] Dagens e-mail</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Hjernen</td>
			<td>Præmature spædbørn</td>
			<td>60 - 9026.27.30
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 90</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nyfødte</td>
			<td>60 - 9026,29,E
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 80</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spædbørn/Børn</td>
			<td>60 - 8026,E
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 80</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Nyrer</td>
			<td>Præmature spædbørn</td>
			<td>70 - 9028,30
</td>
			<td>< 40</td>
			<td rowspan="3">Ikke defineret</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nyfødte</td>
			<td>80 - 9526,29
</td>
			<td>< 40</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spædbørn/Børn</td>
			<td>Ikke defineret, har tendens til at være 5-15 % højere end cerebraleværdier 26,31,E
</td>
			<td>< 40</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Tarme</td>
			<td>Præmature spædbørn</td>
			<td>18 - 8026,30
</td>
			<td rowspan="3">Ikke defineret</td>
			<td rowspan="3">Ikke defineret</td>
			<td rowspan="3">Ikke defineret</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nyfødte</td>
			<td>55 - 8026,29
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spædbørn/Børn</td>
			<td>Ikke defineret, har tendens til at være 5-15 % højere end cerebraleværdier 26,E
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Leveren</td>
			<td rowspan="2"></td>
			<td>Ikke defineret</td>
			<td>Ikke defineret</td>
			<td>Ikke defineret</td>
			<td>Ikke defineret</td>
		</tr>
<tr>
<td>Muskel</td>
			<td>Ikke defineret</td>
			<td>Ikke defineret</td>
			<td>Ikke defineret</td>
			<td>Ikke defineret</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="6">
Dagens e-mail Erfaring/ekspertudtalelse</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="6">Absolutte værdier afhænger af enheden og de anvendte sensorer, af den metaboliske tilstand, og viser høj interindividual variation. De bør fortolkes med forsigtighed – hvis du er i tvivl, ændringen i forhold til baseline er mere meningsfuld.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 2: Typiske rSO2-værdier efter organer og aldersgruppe.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="2">Trin</td>
			<td>Bevisniveau*</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Rengøring af huden, før NIRS-sonden sættes</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Anvendelse af NIRS til nyfødte, spædbørn og børn i forskellige aldre</td>
			<td>1-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Brug af to NIRS-sensorer på panden</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Brug af ultralyd for at sikre korrekt placering af NIRS-sonder</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Placering NIRS sonde i forskellige positioner (hjerne, lever, tarm, nyre, fod, muskler)</td>
			<td>(1-)2-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Fortolkning af NIRS-værdier i forhold til referenceværdier</td>
			<td>2-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="3">* Ifølge Oxford Center of Evidence Based Medicine Evidence Levels: 1 - Systematiske anmeldelser af randomiserede kontrollerede forsøg / randomiserede kontrollerede forsøg med smalle konfidensinterval; 2 – Systematiske undersøgelser af kohorteundersøgelser/individuel kohorteundersøgelse eller randomiserede forsøg af lav kvalitet; 3 – Systematisk gennemgang af case-kontrolundersøgelser/individuelle case-control-undersøgelser 4 – Case serier og dårlig kvalitet kohorte og case-kontrol undersøgelser; 5 – Ekspertudtalelse.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 3: Bevisniveauer for protokoltrinnene.

Watch this Scientific Journal Video about How to Administer Near-Infrared Spectroscopy in Critically ill Neonates, Infants, and Children at JoVE.com

How to Administer Near-Infrared Spectroscopy in Critically ill Neonates, Infants, and Children

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.

Sådan administreres nær-infrarød spektroskopi hos kritisk syge nyfødte, spædbørn og børn

Near infrared spectroscopy (NIRS) calculates regional tissue oxygenation (rSO2) using the different absorption spectra of oxygenated and deoxygenated ...

Nær-infrarød spektroskopi hjælper med at overvåge væv iltning af forskellige organer under kardiopulmonal bypass, ECMO, eller kritisk sygdom. Den største fordel ved NIRS er, at det er noninvasive og målingen finder sted kontinuerligt. Visuel demonstration af denne teknik er afgørende for at påpege håndtering og faldgruber af denne metode, især for abdominal applikationer.Demonstration af proceduren vil være Frank. Han er perfusionist på børnehospitalet på Erlangen Universitet. Begynd med at tænde for NIRS-enheden og tilslutte forforstærkere.Indtast patientens data og vælge den korrekte sonde i henhold til patientens vægt og tilsigtede brugssted. Tilslut sonden til forforstærkeren. Sørg for, at patientens hud er ren og tør for optimal vedhæftning.Tør huden med en podepind, hvis det er nødvendigt, være meget forsigtig, eller udelade rengøring, hvis huden er sårbar. Efter at have identificeret den korrekte sondeposition skal sondens midte forsigtigt bøjes mod siden af det hvide dæksel, indtil det begynder at komme ud, og derefter forsigtigt afskal af dækslet uden at røre sondens klæbrige overflade. Placer sensoren på huden fra sondens centrum til siderne, og sørg for, at sondens kanter er solidt forbundet med huden.Hvis sonden afbrydes, vil der blive opnået forkerte NIRS-værdier. For at undgå hudlæsioner må sonden ikke placeres på meget umoden eller sårbar hud. Hvis sonden skal placeres på sårbar hud, skal du bruge et lag cellofan mellem huden og sonden eller lade dækslet være på.Hvis cerebral position er valgt, skal du placere NIRS sonden i supraorbital regionen på panden under hårgrænsen for at opnå værdier fra frontal cortex. Placer ikke sonden over hår, frontal sinus, den tidsmæssige muskel, nevi, den overlegne sagittal sinus, intrakranielle blødninger, eller andre anomalier. Placering af to sonder giver mulighed for selektiv analyse af begge halvkugler, hvis den kliniske indstilling kræver dette.Tilstødende sonder udsender og måler signaler skiftevis for at undgå interferens. Hvis sonden placeres i en sematisk position, skal du vælge en position over interesseregionen. Undgå fedtdepoter, hår og knogler.Sonden må ikke placeres over nevi, hæmatom og skadet hud. Husk, at dybden af NIRS-signalet er ca. 2,5 centimeter. For at placere sonden på nyrerne, først finde nyrerne via en dorsal sagittal sonogram.Sørg for, at afstanden mellem hud og orgel ikke overstiger sondens maksimale dybde. Når du placerer sonden på tarmene, skal du blot placere den i den region af interesse, såsom under navlestrengen eller i højre eller venstre nederste kvadrant. For leverplacering, placere sonden præcis over leveren og bekræfte dens placeret ved ultralyd, og sørg for, at leveren væv er mindst lige så dybt som det udsendte lys trænger.Sonden kan også placeres på plantar del af foden. Måling nirs i den fjerneste del af kroppen giver oplysninger om perifer perfusion under hypotermi, hos patienter med chok, eller i enhver situation, hvor puls oximetri ikke virker, såsom under kardiopulmonal bypass. Endelig kan sonden placeres på en muskel af interesse.Basislinjen indstilles et til to minutter efter, at sonden er placeret, ved at trykke på den tilsvarende knap på anordningen, hvilket afspejler målepunktets startpunkt. Udviklingen af vævsperfusion i hvert overvåget område kan observeres og fortolkes individuelt ved at basere sig på ændringen fra baselineværdien. Hvis enheden angiver dårlig optagekvalitet, eller hvis værdierne er usandsynlige, skal du bekræfte, at alle tidligere trin er udført korrekt.Kontroller alle elektriske stikkontakter og forforstærkeren. Udskift om nødvendigt sonden. Hvis eksterne lyskilder påvirker sensoren, og de ikke kan elimineres, skal sonden dækkes.Efter at have udelukket tekniske problemer, kontrollere patienten for kliniske komplikationer og justere behandlingen for at optimere følgende parametre. Den målte regionale vævsilningsværdi skyldes forholdet mellem iltforsyning og forbrug. Metaboliske egenskaber fører til lidt forskellige normale værdier afhængigt af alder og organ.Bortset fra hjernen findes videnskabeligt evaluerede referenceværdier kun for præmature spædbørn og nyfødte. Hvis iltforsyningen og -efterspørgslen er afbalanceret ved fysiologiske værdier, er vævsilning inden for normalområdet. Ændringer i enten forårsage den regionale væv iltning værdi til at falde eller stige.En typisk kurve, der afslører normale cerebrale og renale nær-infrarøde spektroskopi eller NIRS værdier vises her. Fastspænding af faldende aorta forårsager cerebral perfusion og den tilsvarende regionale væv iltning til at stige. En anden årsag til øget cerebral blodgennemstrømning og forhøjet cerebral regional væv iltning er hyperdynamisk chok i forbindelse med høj hjerteproduktion.Når du bruger to cerebrale NIRS-sonder, skal værdierne fra højre og venstre side være ens. Dissonans mellem højre og venstre kanal kan være forårsaget af sensorens ufuldstændige vedhæftning eller indikere en komplikation. Under nogle hjerteoperationer, hjernen er perfunderes selektivt via en halspulsåre, gør brug af intracerebral sikkerhedsstillelse til at levere den modsatte side.Under hele denne procedure, dissonans mellem de to cerebrale NIRS kanaler kan hjælpe med at diagnosticere en dysfunktionel Circle of Willis. NIRS kan også hjælpe med at opdage en forvredet vena cava overlegen kanyle under kardiopulmonal bypass, fører til venøs stasis og sænket cerebral iltforsyning. Det vigtigste ved administration af NIRS er at vælge den rigtige position og placere sonden grundigt.

Research

JoVE Journal

Medicine

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

In vivo Near Infrared Fluorescence NIRF Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading ...

Manual Muscle Testing:  A Method of Measuring Extremity Muscle Strength Applied to Critically Ill Patients

Survivors of acute respiratory distress syndrome (ARDS) and other causes of critical illness often have generalized weakness, reduced exercise tolerance, ...

Near Infrared Optical Projection Tomography for Assessments of &beta;-cell Mass Distribution in Diabetes Research

Near Infrared Optical Projection Tomography for Assessments of ÃƒÅ½Ã‚Â²-cell Mass Distribution in Diabetes Research

Near Infrared Optical Projection Tomography for Vurderinger af β-celle Mass Distribution i Diabetes Research

By adapting OPT to include the capability of imaging in the near infrared (NIR) spectrum, we here illustrate the possibility to image larger bodies of ...

Tissue-simulating Phantoms for Assessing Potential Near-infrared Fluorescence Imaging Applications in Breast Cancer Surgery

Tissue-simulering Phantoms til vurdering af potentielle nærinfrarøde fluorescensimagografi Applications i Breast Cancer Surgery

Inaccuracies in intraoperative tumor localization and evaluation of surgical margin status result in suboptimal outcome of breast-conserving surgery ...

Combined Near-infrared Fluorescent Imaging and Micro-computed Tomography for Directly Visualizing Cerebral Thromboemboli

Kombineret Nær-infrarød Fluorescent Imaging og Micro-computertomografi for Direkte Visualisering Cerebral tromboemboli

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of ...

Bioluminescence and Near-infrared Imaging of Optic Neuritis and Brain Inflammation in the EAE Model of Multiple Sclerosis in Mice

Bioluminescens og Nær-infrarød Imaging af optisk neuritis og hjernebetændelse i EAE model af multipel sklerose i mus

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in SJL/J mice is a model for relapsing-remitting multiple sclerosis (RRMS). Clinical EAE scores describing ...

Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy

Skeletmuskulatur neurovaskulære kobling, Oxidative kapacitet og mikrovaskulære funktion med 'Et Stop Shop' nær-infrarød spektroskopi

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic ...

Endotoxin Activity Assay for the Detection of Whole Blood Endotoxemia in Critically Ill Patients

Endotoxin-Aktivitetsanalyse til påvisning af fuldblods Endotoxæmi hos kritisk syge patienter

Lipopolysaccharide, also known as endotoxin, is a fundamental component of gram-negative bacteria and plays a crucial role in the development of sepsis ...

A New Best Practice for Validating Tail Vein Injections in Rat with Near-infrared-Labeled Agents

En ny bedste praksis for validering hale vene injektioner i rotte med nær-infrarød-mærket agenter

Intravenous (IV) administration of agents into the tail vein of rats can be both difficult and inconsistent. Optimizing tail vein injections is a key part ...

Near Infrared Photoimmunotherapy for Mouse Models of Pleural Dissemination

I nærheden af infrarød fotoimmunoterapi til musemodeller af pleural formidling

The efficacy of photoimmunotherapy can be evaluated more accurately with an orthotopic mouse model than with a subcutaneous one. A pleural dissemination ...