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

Agradecemos a Carole C'rten por la edición de idiomas. No se recibió fondos para este video. NB recibió una beca de investigación interna (IFORES) de la facultad de medicina de la Universidad de Duisburg-Essen.

NiRS se lleva a cabo como parte de la rutina clínica del hospital. Se recomienda en intervenciones de cirugía cardíaca pediátrica dentro del ámbito de garantía de calidad de la Red de Competencia para Defectos Cardíacos Congénitos (http://www.kompetenznetz-ahf.de), el Grupo de Trabajo de Anestesia Cardio Pediátrica y la Sociedad Alemana de Ingeniería Cardiovascular25. El protocolo sigue las directrices del comité de ética de la investigación humana de la institución. Obtuvimos el consentimiento informado por escrito con respecto al rodaje y publicación del material de ambos padres de cada bebé que aparece en el video. El protocolo que presentamos corresponde a la práctica clínica en el hospital y se aplica a bebés y niños de cualquier edad. Si hay preocupaciones especiales para un grupo de edad específico, lo indicamos en una nota en el protocolo.
1. Preparación
<ol><li>Conecte y encienda el dispositivo NIRS. Introduzca los datos del paciente de acuerdo con la configuración del dispositivo.</li>
	<li>Seleccione la sonda adecuada de acuerdo con el peso del paciente y el sitio de uso previsto. El rango de peso se indica en el embalaje de la sonda y depende del fabricante (consulte la Tabla 1 para obtener una visión general de los rangos de peso en los fabricantes comunes).</li>
	<li>Asegúrese de que la piel del paciente esté limpia y seca para una adherencia óptima. Seque la piel con un hisopo si es necesario. Tenga mucho cuidado u omita la limpieza si la piel es vulnerable.</li>
</ol>2. Coloque la sonda
<ol><li>Después de identificar la posición correcta de la sonda, doble cuidadosamente el centro de la sonda hacia el lado de la cubierta blanca hasta que comience a desprenderse. Despegue suavemente la cubierta sin tocar la superficie pegajosa de la sonda.</li>
	<li>Coloque el sensor sobre la piel desde el centro de la sonda hasta los lados. Asegúrese de que los bordes de la sonda estén firmemente conectados a la piel. Si la sonda se desconecta, se obtendrán valores NIRS incorrectos. La desconexión en un entorno brillante provoca valores altos falsos; desconexión en un entorno oscuro provoca valores bajos falsos. NOTA: Para evitar lesiones cutáneas, no coloque la sonda sobre una piel muy inmadura o vulnerable. Si la sonda debe colocarse sobre la piel vulnerable, utilice una capa de celofán entre la piel y la sonda, o deje la cubierta encendida. Al fijar la sonda, evite presionarla (por ejemplo, a través de una tapa de flujo infantil o diadema) ya que esto puede afectar la perfusión de la piel y causar una medición errónea.</li>
</ol>3. Seleccione la posición de la sonda
<ol><li>Cerebral: Coloque la sonda NIRS en la región supra-orbital en la frente debajo de la línea del cabello para obtener valores de la corteza frontal. No coloque la sonda sobre el cabello, el seno frontal, el músculo temporal, nevi, el seno sagital superior, hemorragias intracraneales u otras anomalías, ya que eso puede alterar la medición y los valores obtenidos no representarán la oxigenación del tejido regional. La colocación de dos sondas, una en cada frente permite el análisis selectivo de ambos hemisferios si el entorno clínico lo requiere. Las sondas vecinas emiten y miden las señales alternativamente para evitar interferencias. NOTA: El valor rSO2 sólo refleja el estado de oxigenación del tejido debajo de la sonda – para un órgano grande como el cerebro, los valores obtenidos no reflejan el estado de oxigenación de todo el órgano.</li>
	<li>Somatic: Seleccione una posición por encima de la región de interés. Evite los depósitos de grasa, el cabello y los huesos. No coloque la sonda sobre nevi, hematoma y piel lesionada. Recuerde siempre que la profundidad de la señal NIRS es de aproximadamente 2,5 cm - si el órgano de interés está más lejos de la sonda, no se puede analizar. Para NIRS renales o hepáticos, utilice ultrasonido para asegurar la colocación correcta.<ol>
<li>Riñón: Localice el riñón a través de una ecografía sagital dorsal antes de colocar la sonda. Asegúrese de que la distancia piel a órgano no exceda la profundidad máxima de la sonda. NOTA: El uso de ultrasonido puede interferir con el principio de manejo mínimo (por ejemplo, en bebés muy prematuros).</li>
		<li>Intestinos: Coloque la sonda en la región de interés (por ejemplo, debajo del umbilicus o en el cuadrante inferior derecho o izquierdo). NOTA: El aire libre o el líquido en el abdomen pueden hacer imposible medir la oxigenación del tejido del órgano deseado.</li>
		<li>Hígado: Coloque la sonda exactamente por encima del hígado. Si es posible, confirme su posición por ultrasonido. Para evitar medir el órgano equivocado, asegúrese de que el tejido hepático debajo de la sonda es al menos tan profundo como la luz emitida penetra (1-3 cm, de acuerdo con la sonda seleccionada).</li>
		<li>Pie: Coloque la sonda en la parte plantar del pie. La medición de NIRS en la parte más distante del cuerpo proporciona información sobre la perfusión periférica durante la hipotermia, en pacientes con shock o en cualquier situación en la que la oximetría de pulso no funcione.</li>
		<li>Músculo: Coloque la sonda sobre el músculo de interés.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Establezca la línea de base
<ol><li>1-2 minutos después de colocar la sonda, ajuste la línea base presionando el botón correspondiente en el dispositivo. La línea base refleja el punto inicial de la medición. La evolución de la perfusión tisular en cada área monitoreada se puede observar e interpretar individualmente confiando en el cambio desde el valor basal.</li>
</ol>5. Compruebe si hay problemas con el dispositivo o complicaciones clínicas
<ol><li>Si el dispositivo indica que la calidad de grabación incorrecta o los valores son inverosímiles, confirme que todos los pasos antes mencionados se han tomado correctamente. Si es necesario, reemplace la sonda y el preamplificador, y compruebe todos los contactos del enchufe eléctrico.</li>
	<li>Compruebe si hay fuentes de luz externas que puedan afectar al sensor y al contacto. Cubra la sonda apretada si no se pueden eliminar las fuentes de luz perturbadoras.</li>
	<li>Después de descartar problemas técnicos, revise al paciente en busca de complicaciones clínicas.</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Este artículo ilustra cómo se establece el NIRS cerebral y somático en bebés y niños. El NIRS cerebral se utiliza para fines de monitoreo durante procedimientos tales como cierre de conducto arterial patentado, administración de surfactantes, cirugía cardíaca y bypass cardiopulmonar; también se utiliza para monitorear pacientes en estado crítico en cuidados intensivos, para predecir enterocolitis necrotizante en lactantes prematuros, y para predecir el resultado después de la encefalopatía isquémica hipoxica2,5,6,33,34,35,36,37,38,39,40. Además, NIRS puede ayudar a guiar la oxigenoterapia en bebés prematuros17,18,19. Somatic NIRS ayuda a controlar la perfusión renal, esplancánica y sistémica12,20,21 y también puede ser valiosa para detectar complicaciones durante o después del trasplante de hígado8,41,42. El uso simultáneo de múltiples sondas (NIRS multisitio) facilita la detección de hipoperfusión sistémica23,43.
Para que la medición NIRS funcione con precisión, seleccionar la sonda y la posición adecuadas es crucial. La piel vulnerable puede requerir el uso de sondas no adhesivas (por ejemplo, dejando la cubierta o uniendo una capa de celofán al lado pegajoso). Sin embargo, toda la sonda debe estar en contacto firme con la piel; de lo contrario, los sensores no proporcionarán valores fiables(Figura 4 y Figura 8). Un entorno brillante provoca falsos valores altos y oscuros de falsos valores bajos si la sonda no está firmemente unida a la piel. En caso de mala calidad de grabación (indicada por el dispositivo) o valores inverosímiles, la solución de problemas comienza comprobando si se han llevado a cabo los pasos esenciales antes mencionados. Si el problema persiste, se debe reemplazar la sonda y el preamplificador y comprobar todos los contactos del enchufe eléctrico. Las fuentes de luz externas que actúan sobre el sensor también pueden desencadenar valores incorrectos; cubriendo las sondas con una cubierta impermeable ligera remediará esto. Si los valores anormales de NIRS persisten, se debe examinar al paciente para descartar complicaciones. Se deben evaluar y optimizar los siguientes parámetros: presión arterial, oxigenación sistémica, pH, hemoglobina, retorno de oxígeno cerebral (cuando el paciente está en bypass cardiopulmonar)44.
Para modificar el uso estándar, no hay límite para las posibles aplicaciones. Es posible colocar una sonda NIRS en cualquier sitio de interés siempre que la piel esté intacta. Derivar valores simultáneamente de varios sitios permite una gran variedad de configuraciones de acuerdo con cada pregunta clínica o científica específica. Por ejemplo, NIRS y NIRS multisitio se pueden utilizar fuera de cuidados críticos e incluso durante el ejercicio12.
A pesar de su facilidad de aplicación y uso, la medición de rSO2 tiene algunas limitaciones que deben tenerse en cuenta al interpretar valores y curvas. Los valores medidos dependen del dispositivo y de los sensores utilizados32. Por lo tanto, los valores absolutos deben interpretarse con precaución: los valores de referencia no se pueden transferir fácilmente entre dispositivos y configuraciones32. rSO2 valores para órganos distintos del cerebro varían mucho entre individuos30. Pero incluso dentro de una grabación, los valores pueden fluctuar hasta en un 6% si una sonda se separa y luego se vuelve a separar45. Además, los valores NIRS dependen del estado metabólico del individuo, que se ve alterado por intervenciones como la hipotermia terapéutica y la medicación24.
Los cambios en las condiciones límite del tejido, por ejemplo, la entrada de sangre o aire debido a la cirugía, también producen valores NIRS incorrectos46. En los primeros días de vida de los bebés prematuros, la transición del meconio a las heces regulares altera los espectros de absorción fecal y puede afectar a los valores de rSO2 intestinal medidos47. Colocar una sonda NIRS sobre tejido distinto de la ubicación prevista produce imprecisiones en valores absolutos, pero puede ser útil para monitorear las tendencias7.
A pesar de sus limitaciones, el NIRS es un buen medio de monitorear de manera no invasiva y continua la oxigenación de una región específica en tiempo real. Los métodos alternativos para evaluar la perfusión global de tejido son invasivos y discontinuos: extracciones de sangre arterial, concentración de lactato sérico, saturación venosa central o saturación de oxígeno del bulbo yugular. Estos pueden ser particularmente problemáticos en bebés prematuros, que con frecuencia desarrollan anemia iatrogénica debido a extracciones de sangre repetidas y cuyo rSO2 cerebral se ve afectado durante la extracción de sangre arterial48. En los casos de baja salida cardíaca, durante la oxigenación de la membrana extracorpórea o cuando se utilizan dispositivos de asistencia cardíaca no pulsatiles, NIRS sigue funcionando – a diferencia de la oximetría de pulso – ya que no requiere flujo pulsable e incluso puede monitorear selectivamente áreas de riesgo de hipoxia7,49. Los cambios rSO2 en estas regiones pueden servir como signos tempranos de reducción de la salida cardíaca7. Mediante estas características, NIRS proporciona información clínica esencial que actualmente no se puede obtener de otras medidas de saturación tisular.
Es probable que el alcance de la aplicación de la monitorización de la RSO2 en cuidados intensivos neonatales y pediátricos se amplíe en el futuro. Una aplicación potencial es el seguimiento de la hemodinámica cerebral después de una lesión cerebral traumática, que ya está siendo investigada en adultos50,51,52,53,54,55. En bebés prematuros, la suplementación de oxígeno dirigida por objetivos puede conducir a mejores resultados del neurodesarrollo mediante la reducción de la hipoxemia cerebral17,18,19. La combinación de NIRS cerebral con otros biomarcadores cerebrales también puede ser prometedora. Por ejemplo, la combinación de EEG y NIRS integrados en amplitud puede ayudar a determinar el pronóstico en encefalopatía isquémica hipoxica moderada56. Otras posibles aplicaciones para esta combinación incluyen hemodinámica comprometida o convulsiones23.
En resumen, NIRS es una tecnología prometedora con el potencial de una aplicación aún más amplia. Aplicadas e interpretadas correctamente, las mediciones de rSO2 ayudan a detectar complicaciones o condiciones clínicas deterioradas en una etapa temprana y orientan la terapia en diversos entornos clínicos. Este protocolo proporciona a los médicos las herramientas para configurar e interpretar las mediciones de rSO2 en diferentes sitios del cuerpo, e interpretar esos resultados.

La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) mide de forma no invasiva la saturación regional de oxígeno del tejido (rSO2)en el cerebro, el músculo, los riñones, el hígado o los intestinos1,2,3,4,5,6,7,8,9. Se aplica en cuidados intensivos y cirugía cardíaca para monitorear el consumo de oxígeno "en tiempo real" y la saturación de tejido somático10.
Una sonda en la piel emite luz casi infrarroja (700 - 1000 nm)11 que penetra en el tejido y el hueso hasta una profundidad de aproximadamente 1-3 cm, siendo así dispersa, absorbida y reflejada12. Los detectores en la sonda detectan la cantidad de luz reflejada , que representa la cantidad relativa de hemoglobina desoxigenada, y calculan un valor numérico que indica la saturación de oxigenación regional en porcentaje (%)2. A diferencia de la oximetría de pulso (que refleja el suministro sistémico de oxígeno y requiere flujo pulsátil), NIRS refleja la saturación de oxígeno venoso y no requiere flujo pulsátil, por lo que es adecuado para situaciones de bajo flujo como bypass cardiopulmonar7.
El rSO2 refleja el equilibrio entre el suministro de oxígeno y el consumo en el tejido – los cambios en cualquiera de los dos se hacen visibles incluso antes de que las alteraciones se vuelvan clínicamente evidentes. Los cambios relativos a la línea de base son más importantes que los propios valores medidos absolutos10,13,14,15,16. La medición de rSO2 ayuda a los médicos a controlar a los pacientes durante la cirugía cardíaca, el bypass cardiopulmonar y en la unidad de cuidados intensivos; también puede ayudar a guiar la oxigenoterapia en bebés prematuros y monitorear los riñones, esplancónicos y la perfusión sistémica12,17,18,19,20,21.
NIRS es una forma segura, factiblede 22y sencilla para monitorear la oxigenación de los tejidos continuamente. En combinación con otros biomarcadores cerebrales y técnicas de neuromonitorización (por ejemplo, EEG continuo o integrado en amplitud), niRS probablemente desempeñará un papel en el seguimiento futuro (multimodal) en neonatos y niñosde 23años,24. En este artículo, mostramos a los médicos cómo configurar la monitorización NIRS para diferentes sistemas de órganos, explicamos cómo evolucionan los valores de rSO2 correspondientes a los cambios en la fisiología y presentamos resultados típicos de diferentes entornos clínicos.

<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

La espectroscopia infrarroja cercana (NIRS) calcula la oxigenación del tejido regional (rSO2) utilizando los diferentes espectros de absorción de moléculas de hemoglobina oxigenadas y desoxigenadas. Una sonda colocada sobre la piel emite luz que es absorbida, dispersa y reflejada por el tejido subyacente. Los detectores en la sonda detectan la cantidad de luz reflejada: esto refleja la relación orgánica específica del suministro y el consumo de oxígeno, independientemente del flujo pulsátil. Los dispositivos modernos permiten la supervisión simultánea en diferentes sitios del cuerpo. Un aumento o caída en la curva rSO2 visualiza los cambios en la oferta o la demanda de oxígeno antes de que los signos vitales los indiquen. La evolución de los valores rSO2 en relación con el punto de partida es más importante para la interpretación que los valores absolutos.
Una aplicación clínica rutinaria del NIRS es la vigilancia de la oxigenación somática y cerebral durante y después de la cirugía cardíaca. También se administra en bebés prematuros con riesgo de enterocolitis necrotizante, recién nacidos con encefalopatía isquémica hipoxica y un riesgo potencial de oxigenación del tejido deteriorado. En el futuro, el NIRS podría utilizarse cada vez más en la neuromonitorización multimodal, o aplicarse para monitorear a pacientes con otras condiciones (por ejemplo, después de la reanimación o lesión cerebral traumática).

El valor medido de rSO2 resulta de la relación entre el suministro y el consumo de oxígeno (Figura 1A); diferentes características metabólicas conducen a valores normales ligeramente diferentes dependiendo de la edad y el órgano(Tabla 2). Tenga en cuenta que - a excepción del cerebro - los valores de referencia evaluados científicamente sólo existen para bebés prematuros y recién nacidos26,27,28,29,30,31y la mayoría de los pasos del protocolo se basan en las recomendaciones de los fabricantes, la experiencia personal y la opinión de expertos ( Tabla3). Esto se debe al hecho de que los valores dependen del dispositivo y los sensores utilizados y revelan una alta variabilidad interin individual30,32. Los valores críticamente bajos y los cambios críticos en relación con la línea de base se originan en la experiencia y la opinión de los expertos.
Si el suministro de oxígeno y la demanda se equilibran en valores fisiológicos, la oxigenación del tejido está dentro del rango normal. Los cambios en el suministro o el consumo de oxígeno hacen que el valor rSO2 caiga o suba (Figura 1B,1C). Una curva típica que revela los valores normales de NIRS cerebrales y renales se muestra en la Figura 2 desde el principio hasta las 14:25 pm.
A continuación, proporcionamos ejemplos para mostrar cómo los cambios en las condiciones fisiológicas subyacentes afectan a rSO2. Durante la cirugía del corazón, los médicos manipulan la circulación de manera controlada - por lo tanto, los efectos sobre rSO2 son fáciles de observar. Por ejemplo, sujetar la aorta descendente hace que la perfusión cerebral y el rSO2 correspondiente se eleve; la perfusión de la parte inferior del cuerpo da lugar a una disminución derSO 2 (Figura 2). Otra causa – no quirúrgica - del aumento del flujo sanguíneo cerebral y elevado rSO cerebral2 es el choque hiperdinámico en combinación con una alta salida cardíaca (Figura 3).
En el shock frío, un rSO renal2 que goteo junto con rSO2 cerebral estable puede ser el primer signo; una disminución tanto en el rSO renal como en el cerebralpuede ocurrir más adelante en el curso23. El NIRS cerebral y renal combinado puede ayudar a identificar las primeras etapas del shock en las que la perfusión cerebral se mantiene a un nivel normal, pero la perfusión somática ya está deteriorada23.
Cuando se utilizan dos sondas NIRS cerebrales, los valores de los lados derecho e izquierdo deben ser similares - la disonancia entre el canal derecho e izquierdo NIRS puede ser causada por la adhesión incompleta del sensor NIRS(Figura 4, estrella roja) o indicar una complicación: Durante algunas cirugías del corazón, el cerebro se perfunde selectivamente a través de una arteria carótida, haciendo uso de colaterales intracerebral (el círculo de Willis) para suministrar el lado opuesto. A lo largo de este procedimiento, la disonancia entre los dos canales cerebrales NIRS puede ayudar a diagnosticar un círculo disfuncional de Willis (Figura 5).
Otro ejemplo de complicación descubierta por NIRS es una cánula superior de vena cava dislocada durante el bypass cardiopulmonar que conduce a éxtasis venosa y disminución del suministro de oxígeno cerebral (Figura 6). El uso de NIRS puede ayudar a identificar la perfusión cerebral deteriorada que de otro modo no sería detectada y resultaría en daño cerebral grave.
Además de la cirugía cardíaca y los cuidados intensivos cardíacos, las mediciones de rSO2 también pueden facilitar la atención intensiva pediátrica "estándar" – las complicaciones y los cambios en la terapia pueden ir acompañados de cambios en el rSO cerebral2 (Figura 7).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig1v2.jpg"> Figura 1: Equilibrar la relación entre la oferta de oxígeno y la demanda. (A) En condiciones fisiológicas, el suministro y el consumo de oxígeno están equilibrados, y la oxigenación de los tejidos regionales está dentro del rango normal. (B) Una disminución del rSO cerebral2 resulta del aumento del consumo de oxígeno o de la disminución del suministro de oxígeno. Las razones de los valores NIRS cerebrales bajos o decrecientes se ilustran en la figura. Por ejemplo, la fiebre aumenta el consumo de oxígeno cerebral en un 10-13% por 1 oC de aumento en la temperatura corporal. Los espasmos cerebrales pueden aumentar el consumo de oxígeno hasta en un 150-250%. (C) Un aumento en el rSO cerebral2 resulta de un menor consumo de oxígeno o un mayor suministro de oxígeno. Las razones para valores nirs cerebrales altos o crecientes se proporcionan en la figura. Un rSO cerebral2 por encima del 80%, causado por un flujo sanguíneo cerebral alto después de la pérdida de la autoregulación vascular cerebral, también se denomina "perfusión de lujo". <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig1v2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig2v2.jpg"> Figura 2: Evolución del rSO cerebral y renal2 durante la abrazadera fuera de la aorta descendente. Inicialmente, el rSO2 cerebral (azul) es inferior al rSO renal2 (amarillo), como en condiciones fisiológicas. Durante la sujeción de la aorta descendente, el flujo sanguíneo cerebral aumenta mientras que la mitad inferior del cuerpo se suministra. Por lo tanto, el rSO cerebral2 se eleva y el rSOrenal 2 gotas. El área roja indica que los valores renalesrSO 2 son críticamente bajos porque disminuyeron más de 25% por debajo de la línea de base. Después de quitar la abrazadera aórtica y establecer la reconstrucción de la aorta y establecer la circulación normal, ambas curvas rSO2 se normalizan. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig2v2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig03.jpg"> Figura 3: Choque hiperdinámico. Después de llegar a la unidad de cuidados intensivos después de la cirugía cardíaca y el cambio de tubos respiratorios, experimentamos graves problemas con la ventilación mecánica (alcanzando sólo bajos volúmenes de marea a altas presiones de ventilación debido a un filtro defectuoso). El paciente desarrolló shock hiperdinámico y acidosis respiratoria con una mayor saturación venosa central del 90% y aumentando el rSO cerebral2 hasta un 92%. Después de cambiar el filtro, la reanimación de líquidos y el tratamiento vasopresor, el paciente se estabilizó rápidamente y el rSO2 cerebral se normalizó. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig04.jpg"> Figura 4: Evolución de los valores de NIRS durante la hipotermia y el paro cardíaco hipotérmico profundo. Esta figura ilustra cómo cambian los valores cerebrales y renales de NIRS bajo hipotermia, el ajuste del flujo de bypass cardiopulmonar y en el paro cardíaco hipotérmico profundo (cirugía de interruptor arterial en un paciente con transposición de las grandes arterias y defecto septal ventricular). Los valores basales del paciente rSO2 son 59% (izquierda, amarilla) y 64% (derecha, azul) para el cerebro y 32% (verde) para el riñón izquierdo. El suministro de sangre a la mitad inferior del cuerpo depende del conducto arterial. La hipotermia inducida por intraoperatoriamente reduce el consumo de oxígeno, lo que conduce a un aumento de los valores de NIRS, especialmente en el riñón. Con el aumento de los valores NIRS hemos reducido el caudal de bypass cardiopulmonar. Debido a la caída de los valores NIRS causados por una situación metabólica alterada (por ejemplo, debido a la anestesia insuficientemente profunda), el flujo se ajustó de nuevo. Durante el paro cardíaco hipotérmico profundo, el rSO2 renal y cerebral cayó a valores críticamente bajos y volvió a aumentar inmediatamente después de restablecer la circulación fisiológica. La estrella roja con flechas muestra dos caídas en la curva niRS cerebral derecha debido a la adhesión incompleta de la sonda. Después de remoldear suavemente el sensor sobre la piel, los valores vuelven a funcionar paralelos al lado izquierdo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig04large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig05.jpg"> Figura 5: Círculo disfuncional de Willis durante la cirugía de arco aórtico. Tan pronto como el cerebro se perfunde selectivamente a través de la arteria carótida derecha (flecha roja), el rSO2 medido en el lado izquierdo (azul oscuro) disminuye porque los colaterales intracerebrales a través del círculo de Willis son insuficientes. Después de colocar una cánula adicional en la arteria carótida izquierda, se logra suficiente perfusión de ambos hemisferios y, por lo tanto, valores NIRS normales. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig05large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig06.jpg"> Figura 6: Detección de obstrucción de la vena cava superior causada por una cánula de bypass cardiopulmonar dislocada. Poco después del inicio del bypass cardiopulmonar (para el cierre de un defecto interauricular), los valores cerebrales de NIRS disminuyeron. La solución de problemas mostró que la cánula de derivación cardiopulmonar venosa se había dislocado, lo que llevó a la oclusión de la vena cava superior y obstruyó el drenaje venoso cerebral. Esto causó una subabastecimiento cerebral de oxígeno, que sólo se detectó a través del valor bajo de rSO2. Después de reposicionar la cánula superior de vena cava, se restauró el flujo venoso y se normalizaron los valores NIRS. No. 6: iniciar el bypass cardiopulmonar; No. 36 aorta sujeta; No. 11 fin de isquemia. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig06large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig07v2.jpg"> Figura 7: Cambios en el rSO cerebral2 en un paciente pediátrico. Después de casi ahogarse, este paciente fue puesto en oxigenación de membrana extracorpórea. Debido a las diferencias laterales en los análisis de gases sanguíneos arteriales, ponemos un segundo sensor niRS cerebral en su lugar (amarillo). El fin de la relajación muscular (A), el cambio del sistema de oxigenación de la membrana extracorpórea (B), las fluctuaciones de la presión arterial (A, C), y el efecto de un hemotórax (C) se reflejan por los cambios en las curvas NIRS. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig07large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig08.jpg"> Figura 8: Colocación de la sonda NIRS sobre el cabello. (A) Este paciente tiene mucho pelo en la frente. (B) La sonda NIRS todavía se ha puesto en marcha. (C) El dispositivo indica que la intensidad de la señal es subóptima. (D) Los valores de la curva NIRS y el curso de la curva siguen las acciones durante el procedimiento quirúrgico (cirugía de reconstrucción en la anomalía de Ebstein). Tenga en cuenta que los valores absolutos no se pueden interpretar, incluso si parecen normales. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig08large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">Fabricante</td>
			<td rowspan="2">Dispositivo</td>
			<td colspan="3">Grupo de edad</td>
		</tr>
<tr>
<td>Recién nacidos</td>
			<td>Bebés/Niños</td>
			<td>Adulto</td>
		</tr>
<tr>
<td>Casmed</td>
			<td>Fore-Sight Elite</td>
			<td>< 8 kg</td>
			<td>≥ 3 kg</td>
			<td>≥ 40 kg</td>
		</tr>
<tr>
<td>Masimo</td>
			<td>Raíz con Oximetría O3</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>≥ 40 kg</td>
		</tr>
<tr>
<td>Medtronic</td>
			<td>INVOS 5100C</td>
			<td>< 5kg</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>Nonin</td>
			<td>SenSmart Modelo X-100</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>> 40 kg</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabla 1: Sondas NIRS por fabricante y rango de peso.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">Órgano</td>
			<td rowspan="2">Grupo de edad</td>
			<td rowspan="2">Valores aproximados en condiciones fisiológicas [%]</td>
			<td>Valores críticamente bajos</td>
			<td>Valores críticamente altos</td>
			<td rowspan="2">Cambio relativo crítico a la línea de base [%]E</td>
		</tr>
<tr>
<td>[%] E</td>
			<td>[%] E</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Cerebro</td>
			<td>Bebés prematuros</td>
			<td>60 – 9026,27,30
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 90</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Recién nacidos</td>
			<td>60 – 9026,29,E
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 80</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Bebés/Niños</td>
			<td>60 – 8026,E
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 80</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Riñones</td>
			<td>Bebés prematuros</td>
			<td>70 – 9028,30
</td>
			<td>< 40</td>
			<td rowspan="3">No definido</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Recién nacidos</td>
			<td>80 – 9526,29
</td>
			<td>< 40</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Bebés/Niños</td>
			<td>No definido, tienden a ser 5-15 % más altos que los valores cerebrales26,31,E
</td>
			<td>< 40</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Intestinos</td>
			<td>Bebés prematuros</td>
			<td>18 – 8026,30
</td>
			<td rowspan="3">No definido</td>
			<td rowspan="3">No definido</td>
			<td rowspan="3">No definido</td>
		</tr>
<tr>
<td>Recién nacidos</td>
			<td>55 – 8026,29
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Bebés/Niños</td>
			<td>No definido, tienden a ser 5-15 % más altos que los valores cerebrales26,E
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hígado</td>
			<td rowspan="2"></td>
			<td>No definido</td>
			<td>No definido</td>
			<td>No definido</td>
			<td>No definido</td>
		</tr>
<tr>
<td>Músculo</td>
			<td>No definido</td>
			<td>No definido</td>
			<td>No definido</td>
			<td>No definido</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="6">
E Experiencia/opinión experta</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="6">Los valores absolutos dependen del dispositivo y de los sensores utilizados, del estado metabólico, y muestran una alta variabilidad interindividual. Deben interpretarse con precaución– en caso de duda, el cambio en relación con la línea de base es más significativo.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabla 2: Valores típicos de rSO2 por órganos y grupos de edad.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="2">Paso</td>
			<td>Nivel de evidencia*</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Limpieza de la piel antes de colocar la sonda NIRS</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Uso de NIRS en neonatos, lactantes y niños de diferentes edades</td>
			<td>1-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Uso de dos sensores NIRS en la frente</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Uso de ultrasonidos para asegurar la correcta colocación de las sondas NIRS</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Colocación de la sonda NIRS en diferentes posiciones (cerebro, hígado, intestino, riñón, pie, músculos)</td>
			<td>(1-)2-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Interpretar los valores NIRS con respecto a los valores de referencia</td>
			<td>2-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="3">*Según el Centro de Oxford de Evidencia Basada en La Evidencia Evidencia Niveles de Evidencia: 1 – Revisiones sistemáticas de ensayos controlados aleatorios / ensayos controlados aleatorios con intervalo de confianza estrecho; 2 – Revisiones sistemáticas de estudios de cohortes/estudio de cohortes individuales o ensayos controlados aleatorizados de baja calidad; 3 – Revisión sistemática de estudios de control de casos/estudios de control de casos individuales; 4 – Series de casos y estudios de cohorte y control de casos de mala calidad; 5 – Opinión de expertos.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabla 3: Niveles de evidencia de los pasos del protocolo.

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

Este protocolo está diseñado para ayudar a los médicos a medir la oxigenación de tejidos regionales en diferentes sitios del cuerpo en bebés y niños. Se puede utilizar en situaciones donde la oxigenación de los tejidos está potencialmente comprometida, particularmente durante el bypass cardiopulmonar, cuando se utilizan dispositivos de asistencia cardíaca no pulsantes, y en neonatos gravemente enfermos, bebés y niños.

Cómo administrar espectroscopia de infrarrojo cercano en neonatos, bebés y niños gravemente enfermos

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

La espectroscopia de infrarrojo cercano ayuda a controlar la oxigenación tisular de varios órganos durante el bypass cardiopulmonar, la ECMO o la enfermedad crítica. La principal ventaja de NIRS es que no es invasivo y la medición se lleva a cabo continuamente. La demostración visual de esta técnica es fundamental para señalar el manejo y las dificultades de este método, especialmente para aplicaciones abdominales.Demostrar el procedimiento será Frank. Es un perfusión en el hospital infantil de la Universidad de Erlangen. Comience encendiendo el dispositivo NIRS y conectando los preamplificadores.Introduzca los datos del paciente y seleccione la sonda adecuada de acuerdo con el peso del paciente y el sitio de uso previsto. Conecte la sonda al preamplificador. Asegúrese de que la piel del paciente esté limpia y seca para una adherencia óptima.Seque la piel con un hisopo, si es necesario, siendo muy cuidadoso, u omitiendo la limpieza si la piel es vulnerable. Después de identificar la posición correcta de la sonda, doble cuidadosamente el centro de la sonda hacia el lado de la cubierta blanca hasta que comience a desprenderse, luego despegue suavemente la cubierta sin tocar la superficie pegajosa de la sonda. Coloque el sensor sobre la piel desde el centro de la sonda hasta los lados, asegurándose de que los bordes de la sonda estén firmemente conectados a la piel.Si la sonda se desconecta, se obtendrán valores NIRS incorrectos. Para evitar lesiones cutáneas, no coloque la sonda sobre la piel muy inmadura o vulnerable. Si la sonda debe colocarse sobre la piel vulnerable, utilice una capa de celofán entre la piel y la sonda o deje la cubierta encendida.Si se selecciona la posición cerebral, coloque la sonda NIRS en la región supraorbital en la frente debajo de la línea del cabello para obtener valores de la corteza frontal. No coloque la sonda sobre el cabello, el seno frontal, el músculo temporal, nevi, el seno sagital superior, hemorragias intracraneales u otras anomalías. La colocación de dos sondas permite el análisis selectivo de ambos hemisferios si el entorno clínico lo requiere.Las sondas vecinas emiten y miden las señales alternativamente para evitar interferencias. Si coloca el sondeo en una posición semática, seleccione una posición por encima de la región de interés. Evite los depósitos de grasa, el cabello y los huesos.No coloque la sonda sobre nevi, hematoma y piel lesionada. Tenga en cuenta que la profundidad de la señal NIRS es de aproximadamente 2,5 centímetros. Para colocar la sonda en el riñón, primero localice el riñón a través de una ecografía sagital dorsal.Asegúrese de que la distancia piel a órgano no exceda la profundidad máxima de la sonda. Al colocar la sonda en los intestinos, simplemente colóquela en la región de interés, como debajo del umbilicus o en el cuadrante inferior derecho o izquierdo. Para la colocación del hígado, coloque la sonda exactamente por encima del hígado y confirme su posición por ultrasonido, asegurándose de que el tejido hepático es al menos tan profundo como la luz emitida penetra.La sonda también se puede colocar en la parte plantar del pie. La medición de NIRS en la parte más distante del cuerpo proporciona información sobre la perfusión periférica durante la hipotermia, en pacientes con shock o en cualquier situación en la que la oximetría de pulso no funcione, como durante el bypass cardiopulmonar. Finalmente, la sonda se puede colocar en un músculo de interés.Establezca la línea de base de uno a dos minutos después de colocar la sonda presionando el botón correspondiente en el dispositivo que refleja el punto de partida de la medición. La evolución de la perfusión tisular en cada área monitoreada se puede observar e interpretar individualmente confiando en el cambio desde el valor basal. Si el dispositivo indica una mala calidad de grabación o los valores son inverosímiles, confirme que todos los pasos anteriores se han tomado correctamente.Compruebe todos los contactos del enchufe eléctrico y el preamplificador. Si es necesario, sustituya la sonda. Si las fuentes de luz externas están afectando al sensor y no se pueden eliminar, cubra la sonda.Después de descartar problemas técnicos, revise al paciente en busca de complicaciones clínicas y ajuste el tratamiento para optimizar los siguientes parámetros. El valor de oxigenación de tejido regional medido resulta de la relación entre el suministro de oxígeno y el consumo. Las características metabólicas conducen a valores normales ligeramente diferentes dependiendo de la edad y el órgano.A excepción del cerebro, los valores de referencia evaluados científicamente existen sólo para bebés prematuros y recién nacidos. Si el suministro de oxígeno y la demanda se equilibran en valores fisiológicos, la oxigenación del tejido está dentro del rango normal. Los cambios en cualquiera de los dos hacen que el valor de oxigenación del tejido regional caiga o aumente.Aquí se muestra una curva típica que revela la espectroscopia casi infrarroja cerebral y renal normal o los valores NIRS. La sujeción de la aorta descendente hace que la perfusión cerebral y la correspondiente oxigenación del tejido regional aumenten. Otra causa de aumento del flujo sanguíneo cerebral y la oxigenación elevada del tejido regional cerebral es el choque hiperdinámico en combinación con una alta salida cardíaca.Cuando se utilizan dos sondas NIRS cerebrales, los valores de los lados derecho e izquierdo deben ser similares. La disonancia entre el canal derecho e izquierdo puede ser causada por la adhesión incompleta del sensor o indicar una complicación. Durante algunas cirugías cardíacas, el cerebro se perfunde selectivamente a través de una arteria carótida, haciendo uso de colaterales intracerebrales para suministrar el lado opuesto.A lo largo de este procedimiento, la disonancia entre los dos canales cerebrales DEL NIRS puede ayudar a diagnosticar un Círculo disfuncional de Willis. NIRS también puede ayudar a descubrir una cánula superior de vena cava dislocada durante el bypass cardiopulmonar, lo que conduce a éxtasis venosa y disminución del suministro de oxígeno cerebral. Lo más importante al administrar NIRS es elegir la posición correcta y colocar la sonda a fondo.

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

En vivo en el infrarrojo cercano fluorescencia (NIRF) imagen intravascular molecular de placa inflamatoria, un enfoque multimodal de imágenes de la aterosclerosis

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

Investigación

Medicina

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

Pruebas musculares manuales: un método para medir fuerza de las extremidades muscular aplicada a los pacientes críticos

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

Cerca de la tomografía de proyección óptica por infrarrojos para las Evaluaciones de distribución de la masa de células β en Investigación de la Diabetes

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

Phantoms Tissue-simulación para la evaluación de las posibles aplicaciones de imágenes de fluorescencia en el infrarrojo cercano en la cirugía del cáncer de mama

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

Imagen Fluorescente combinado del infrarrojo cercano y la tomografía computarizada-Micro para visualizar de manera directa tromboembolia cerebral

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

La bioluminiscencia e infrarrojo cercano de imagen de la neuritis óptica y la inflamación cerebral en el modelo de EAE de esclerosis múltiple en ratones

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

Músculo esquelético Neurovascular acoplamiento, capacidad oxidativa y la función Microvascular con espectroscopia del infrarrojo cercano "Una parada tienda"

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

Ensayo de actividad de endotoxinas para la detección de endotoxemia de sangre completa en pacientes con enfermedades críticas

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

Una mejor práctica para la validación de las inyecciones de vena de cola en rata con agentes cerca infrarrojo-marcado con

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

Fotoinmunoterapia de infrarrojo cercano para modelos de ratón de diseminación pleural

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