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 tackar Carole Cürten för språkredigering. Ingen finansiering mottogs för den här videon. NB fick ett internt forskningsanknytande (IFORES) från den medicinska fakulteten vid universitetet i Duisburg-Essen.

NIRS bedrivs som en del av sjukhusets kliniska rutin. Det rekommenderas i pediatrisk hjärtkirurgi insatser inom ramen för kvalitetssäkring från kompetensnätverket för medfödda hjärtfel (http://www.kompetenznetz-ahf.de), Pediatric Cardio anesthetic arbetsgruppen och det tyska samhället för kardiovaskulärteknik 25. Protokollet följer riktlinjerna från institutionens humanforskningsetiska kommitté. Vi fick skriftligt informerat samtycke om filmning och publicering av materialet från båda föräldrarna till varje spädbarn som förekommer i videon. Det protokoll vi presenterar motsvarar den kliniska praxis på sjukhuset och gäller för spädbarn och barn i alla åldrar. Om det finns särskilda farhågor för en viss åldersgrupp anger vi detta i en not i protokollet.
1. Förberedelse
<ol><li>Koppla in och slå på NIRS-enheten. Ange patientens data enligt enhetens inställning.</li>
	<li>Välj rätt sond enligt patientens vikt och avsedda användningsplats. Viktintervallet anges på sondens förpackning och beror på tillverkaren (se tabell 1 för en översikt över viktintervallen hos vanliga tillverkare).</li>
	<li>Se till att patientens hud är ren och torr för optimal vidhäftning. Torka huden med en svabb om det behövs. Var mycket försiktig eller utelämna rengöring om huden är sårbar.</li>
</ol>2. Placera sonden
<ol><li>Efter att ha identifierat rätt sondläge, böj försiktigt sondens mitt mot sidan av den vita kåpan tills den börjar lossna. Skala försiktigt av skyddet utan att vidröra sondens klibbiga yta.</li>
	<li>Placera sensorn på huden från mitten av sonden till sidorna. Se till att kanterna på sonden är ordentligt anslutna till huden. Om sonden kopplar från kommer fel NIRS-värden att erhållas. Frånkoppling i en ljus miljö orsakar falska höga värden; frånkoppling i en mörk miljö orsakar falska låga värden. OBS: För att undvika hudskador ska du inte placera sonden på mycket omogen eller sårbar hud. Om sonden måste placeras på sårbar hud, använd ett lager av cellofan mellan huden och sonden, eller låt skyddet vara på. Vid fixering av sonden, undvik att sätta press på den (t.ex. via ett flödeslock för spädbarn eller pannband) eftersom detta kan försämra hudens perfusion och orsaka en felaktig mätning.</li>
</ol>3. Välj probeposition
<ol><li>Cerebral: Placera NIRS-sonden i supra-orbitalregionen på pannan under hårfästet för att erhålla värden från främre hjärnbarken. Placera inte sonden ovanför hår, frontal sinus, temporalmuskeln, nevi, den överlägsna sagittal sinus, intrakraniell blödningar eller andra anomalier, eftersom det kan förändra mätningen och de värden som erhålls kommer inte att representera regional vävnadsyrning. Placering av två sonder, en på varje panna tillåter selektiv analys av båda halvkloten om den kliniska inställningen kräver detta. Angränsande sonder avger och mäter signaler växelvis för att undvika störningar. OBS: värdet för rSO2 återspeglar endast syresättningsstatusen för vävnaden under sonden – för ett stort organ som hjärnan återspeglar erhållna värden inte hela organets syresättningsstatus.</li>
	<li>Somatisk: Välj en position ovanför den region av intresse. Undvik fettdepåer, hår och ben. Placera inte sonden ovan nevi, hematom, och skadade huden. Kom alltid ihåg att NIRS-signalens djup är ungefär 2,5 cm - om det organ av intresse som är längre bort från sonden, kan det inte analyseras. För njur- eller leverniter, använd ultraljud för att säkerställa korrekt placering.<ol>
<li>Njurar: Lokalisera njuren via dorsal sagittal sonogram innan du placerar sonden. Se till att hud-till-orgel-avståndet inte överskrider sondens maximala djup. OBS: Användning av ultraljud kan störa den minimala hanteringsprincipen (t.ex. hos mycket prematura spädbarn).</li>
		<li>Tarmar: Placera sonden i den region som är av intresse (t.ex., under naveln eller i höger eller vänster nedre kvadrant). OBS: Fri luft eller vätska i buken kan göra det omöjligt att mäta det önskade organets vävnadssyrning.</li>
		<li>Lever: Placera sonden exakt ovanför levern. Om möjligt, bekräfta sin position med ultraljud. För att undvika att fel organ mäts, se till att levervävnaden under sonden är minst lika djup som det utsända ljuset tränger in (1-3 cm, enligt den valda sonden).</li>
		<li>Fot: Placera sonden på plantardelen av foten. Mätning av NIRS i den mest avlägsna delen av kroppen ger information om perifer perfusion under hypotermi, hos patienter med chock eller i någon situation där pulsoximetri inte fungerar.</li>
		<li>Muskel: Placera sonden över muskeln av intresse.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Ställ in baslinjen
<ol><li>1-2 minuter efter placering av sonden, ställ in baslinjen genom att trycka motsvarande knapp på enheten. Baslinjen återspeglar mätpunktens startpunkt. Utvecklingen av vävnadsperfusion i varje övervakat område kan observeras och tolkas individuellt genom att förlita sig på förändringen från baslinjevärdet.</li>
</ol>5. Kontrollera om det finns problem med enheten eller kliniska komplikationer
<ol><li>Om enheten anger dålig inspelningskvalitet eller värden är osannolika, bekräfta att alla de ovan nämnda stegen har tagits på rätt sätt. Om det behövs, byt ut sonden och preamplifer, och kontrollera alla elektriska kontaktkontakter.</li>
	<li>Kontrollera om det finns externa ljuskällor som kan påverka sensorn och kontakten. Täck över sonden ljustät om störande ljuskällor inte kan elimineras.</li>
	<li>Efter att utesluta tekniska problem, kontrollera patienten för kliniska komplikationer.</li>
</ol>

Författarna har inget att avslöja.

Denna artikel illustrerar hur cerebral och somatisk NIRS är inställd i spädbarn och barn. Cerebral NIRS används för övervakningsändamål under förfaranden som patent ductus arteriosus stängning, ytaktivt administration, hjärtkirurgi och cardiopulmonary bypass; det används också för att övervaka kritiskt sjuka patienter i intensivvård, att förutsäga necrotizing enterocolitis i premaura spädbarn, och att förutsäga resultatet efter hypoxisk ischemisk encefalopati2,5,6,33,34,35,36,37,38,39,40. Vidare kan NIRS bistå vid guidning av syrgasbehandling hos prematura spädbarn17,18,19. Somatiska NIRS hjälper till att övervaka njure, splanchnic, och systemisk perfusion12,20,21 och kan också vara värdefulla för att upptäcka komplikationer under eller efter levertransplantation8,41,42. Samtidig användning av flera prober (multisite NIRS) underlättar detektering av systemisk hypoperfusion23,43.
För att NIRS-mätningen ska fungera exakt är det avgörande att välja lämplig sond och placering. Sårbar hud kan kräva användning av icke-självhäftande sonder (till exempel genom att lämna locket eller fästa ett lager av cellofan på den klibbiga sidan). Hela sonden måste dock vara i fast kontakt med huden; annars kommer sensorerna inte att ge tillförlitliga värden (bild 4 och figur 8). En ljus miljö orsakar falska höga och mörka miljö falska låga värden om sonden inte är fast fäst vid huden. Vid dålig inspelningskvalitet (anges av enheten) eller osannolika värden, påbörjas felsökningen genom att kontrollera om de ovan nämnda väsentliga stegen har utförts. Om problemet kvarstår ska sonden och förförstärkaren bytas ut och alla elektriska kontaktkontakter kontrolleras. Externa ljuskällor som verkar på sensorn kan också utlösa felaktiga värden; som täcker sonderna med ett ljus-ogenomträngligt lock kommer att avhjälpa detta. Om onormala NIRS-värden kvarstår måste patienten undersökas för att utesluta komplikationer. Följande parametrar bör bedömas och optimeras: arteriellt blodtryck, systemisk syresättning, pH, hemoglobin, hjärnsyresvretur (när patienten är på kardiopulmonell bypass)44.
För att ändra standardanvändningen finns det ingen gräns för de möjliga programmen. Det är möjligt att placera en NIRS-sond på någon plats av intresse förutsatt att huden är intakt. Härleda värden samtidigt från flera platser möjliggör en stor variation av uppställningar enligt varje specifik klinisk eller vetenskaplig fråga. Till exempel kan NIRS och multisite NIRS användas utanför kritisk vård och även under övning12.
Trots sin användarvänlighet och användning, har mätning av rSO2 vissa begränsningar som måste beaktas vid tolkning av värden och kurvor. Vilka värden som mäts beror på vilken anordning och vilka sensorer somanvänds 32. Absoluta värden bör därför tolkas med försiktighet - referensvärden kan inte överföras enkelt mellan enheter och uppställningar32. rSO2 värden för andra organ än hjärnan varierar kraftigt mellan individer30. Men även inom en inspelning kan värdena fluktuera med upp till 6% om en sond lossnar och sedan återfästs45. Dessutom, NIRS värden beror på individens metaboliska tillstånd, som ändras av insatser såsom terapeutisk hypotermi och medicinering24.
Förändringar i vävnadsgränsförhållanden – till exempel inträde av blod eller luft på grund av kirurgi – ger också felaktiga NIRS-värden46. I prematura spädbarns första dagar i livet, övergången från mekonium till vanlig avföring förändrar fekal absorptionsspektra och kan påverka de uppmätta intestinala rSO2-värdena 47. Att placera en NIRS-sond över annan vävnad än den avsedda platsen ger felaktigheter i absoluta värden, men kan ändå vara till hjälp för övervakning av trender7.
Trots sina begränsningar är NIRS ett bra medel för noninvasively och kontinuerligt övervaka syresättning av en specifik region i realtid. Alternativa metoder för bedömning av global vävnadsperfusion är invasiva och diskontinuerliga: arteriell blodteckningar, serumlaktatkoncentration, central venös mättnad eller syremättnad i halspulsådern. Dessa kan vara särskilt problematiska hos prematura spädbarn, som ofta utvecklar iatrogen anemi på grund av upprepade bloddrag och vars cerebrala rSO2 är nedsatt under arteriell blod ritning48. I fall av låg hjärtminutvolym, under extrakorporeal membran syresättning eller när icke-pulsatile hjärtassistans enheter är i bruk, NIRS fortfarande funktioner – i motsats till pulsoximetri – eftersom det inte kräver pulsatile flöde och kan även selektivt övervaka områden med risk för hypoxi7,49. rSO2 förändringar i dessa regioner kan tjäna som tidiga tecken på minskad hjärtminutvolym7. Genom dessa funktioner, NIRS ger väsentliga klinisk information som för närvarande inte kan erhållas från andra åtgärder av vävnad mättnad.
Omfattningen av tillämpning av rSO2 övervakning i neonatal och pediatrisk intensivvård kommer sannolikt att expandera i framtiden. En potentiell applikation är övervakning av cerebral hemodynamik efter traumatisk hjärnskada, som redan utreds hos vuxna50,51,52,53,54,55. Hos prematura spädbarn kan mål-riktad syre tillskott leda till bättre neurodevelopmental resultat genom att minska cerebral hypoxemia17,18,19. Kombinationen av cerebrala NIRS med andra cerebral biomarkörer kan också vara lovande. Till exempel, kombinera amplitud-integrerade EEG och NIRS kan bidra till att fastställa prognos i måttlig hypoxisk ischemisk encefalopati56. Möjliga ytterligare tillämpningar för denna kombination inkluderar komprometterad hemodynamik eller beslag23.
Sammanfattningsvis är NIRS en lovande teknik med potential för ännu bredare tillämpning. Korrekt tillämpas och tolkas, rSO2 mätningar bidra till att upptäcka komplikationer eller försämrade kliniska tillstånd i ett tidigt skede och guide terapi i olika kliniska inställningar. Detta protokoll ger kliniker med verktyg för att ställa in och tolka rSO2 mätningar på olika organ platser, och att tolka dessa resultat.

Nära-infraröd spektroskopi (NIRS) noninvasively mäter den regionala vävnaden syremättnad (rSO2) i hjärnan, muskel, njurar, lever eller tarmar1,2,3,4,5,6,7,8,9. Det appliceras i intensivvård och hjärtkirurgi för att övervaka "realtid" syreförbrukning och somatisk vävnad mättnad10.
En sond på huden avger nära-infrarött ljus (700 - 1000 nm)11 som tränger in i vävnad och ben upp till ett djup av cirka 1-3 cm, och därigenom är utspridda, absorberas och reflekteras12. Detektorer i sonden avkänning mängden reflekterat ljus – som representerar den relativa mängden deoxygenated heemoglobin – och beräkna ett numeriskt värde som indikerar den regionala syresättningsmättnaden i procent (%)2. Till skillnad från pulsoximetri (som återspeglar systemisk syretillförsel och kräver pulsatileflöde), reflekterar NIRS venös syremättnad och kräver inte pulsatileflöde, vilket gör den lämplig för situationer med lågt flöde som cardiopulmonary bypass7.
Den rSO2 återspeglar balansen mellan syretillförsel och konsumtion i vävnaden – förändringar i antingen blir synliga redan innan förändringar blir annars kliniskt uppenbara. Ändringar i förhållande till baslinjen är viktigare än de absoluta uppmättavärdena själva 10,13,14,15,16. Mätning av rSO2 hjälper kliniker övervaka patienter under hjärtkirurgi, cardiopulmonary bypass, och i intensivvårdsavdelningen; det kan också bistå i vägledande syrebehandling hos prematura spädbarn och övervaka njure, splanchnic, och systemisk perfusion12,17,18,19,20,21.
NIRS är en säker, genomförbar22, och enkelt sätt att övervaka vävnad syresättning kontinuerligt. Kombinerat med andra cerebrala biomarkörer och neuromonitoring tekniker (t.ex., kontinuerlig eller amplitud-integrerad EEG), NIRS kommer sannolikt att spela en roll i framtiden (multimodal) övervakning hos nyfödda ochbarn 23,24. I den här artikeln visar vi kliniker hur man ställer in NIRS-övervakning för olika organsystem, förklarar hur rSO2-värden utvecklas motsvarande förändringar i fysiologi, och presentera typiska resultat från olika kliniska inställningar.

<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

Nära infraröd spektroskopi (NIRS) beräknar regional vävnadsyrning (rSO2) med hjälp av de olika absorptionsspektra av syresatt och deoxygenated hemoglobin molekyler. En sond placerad på huden avger ljus som absorberas, sprids och reflekteras av den underliggande vävnaden. Detektorer i sonden känner av mängden reflekterat ljus: detta återspeglar det organspecifika förhållandet mellan syretillförsel och syreförbrukning - oberoende av pulsatileflöde. Moderna anordningar möjliggör den samtidiga övervakningen på olika kroppsplatser. En ökning eller dopp i rSO2 kurvan visualiserar förändringar i syre tillgång eller efterfrågan innan vitala tecken anger dem. Utvecklingen av rSO2-värden i förhållande till utgångspunkten är viktigare för tolkning än vad som är absoluta värden.
En rutinmässig klinisk tillämpning av NIRS är övervakningen av somatisk och cerebral syresättning under och efter hjärtkirurgi. Det är också administreras i premagi spädbarn i riskzonen för necrotizing enterokolit, nyfödda med hypoxisk ischemisk encefalopati och en potentiell risk för nedsatt vävnad syresättning. I framtiden kan NIRS i allt högre grad användas vid multimodal neuromonitoring, eller tillämpas för att övervaka patienter med andra tillstånd (t.ex. efter återupplivning eller traumatisk hjärnskada).

Det uppmätta värdet för rSO2 är resultatet av förhållandet mellan syretillförsel och förbrukning (figur 1A); olika metaboliska egenskaper leder till något olika normalvärden beroende på ålder och organ (Tabell 2). Observera att - med undantag för hjärnan – vetenskapligt utvärderade referensvärden finns endast för prematura spädbarn och nyfödda26,27,28,29,30,31 och de flesta av protokollstegen förlitar sig på tillverkarnas rekommendationer, personliga erfarenheter och expertutlåtande ( tabell3). Detta beror på det faktum att värdena beror på enheten och sensorer som används och avslöjar hög inter-individuell variabilitet30,32. Kritiskt låga värden och kritiska förändringar i förhållande till baslinjen har sitt ursprung från erfarenhet och expertutlåtande.
Om syretillgången och efterfrågan balanseras vid fysiologiska värden, är vävnadssyrsationen inom normalområdet. Förändringar i antingen syretillförsel eller förbrukning gör att värdet för rSO2 sjunker eller stiger (figur 1B,1C). En typisk kurva som avslöjar normala cerebrala och renal NIRS värden visas i figur 2 från början till 14:25.
I det följande ger vi exempel för att visa hur förändringar i underliggande fysiiska tillstånd påverkar rSO2. Under hjärtkirurgi manipulerar läkare cirkulationen på ett kontrollerat sätt - därför är effekterna på rSO2 lätta att observera. Till exempel, klämma den fallande aorta orsakar cerebral perfusion och motsvarande rSO2 att stiga; perfusion av underkroppen resulterar i en rSO2 minskning (Figur 2). En annan – icke-kirurgisk - orsak till ökat cerebralt blodflöde och förhöjt cerebralt rSO2 är hyperdynamisk chock i samband med hög hjärtminutvolym (Figur 3).
I kall chock, en släppande njurmedicinska rSO2 tillsammans med stabil cerebral rSO2 kan vara det första tecknet; en minskning av både njur- och cerebral rSO2 kan inträffa senare i kursen23. Kombinerade cerebrala och njurlymfknutor NIRS kan hjälpa till att identifiera tidiga stadier av chock där cerebral perfusion upprätthålls på en normal nivå, men somatisk perfusion är redan nedsatt23.
När du använder två cerebrala NIRS-sonder bör värden från höger och vänster sida vara liknande - dissonans mellan höger och vänster kanal NIRS kan orsakas av NIRS-sensorns ofullständiga vidhäftning (Figur 4, röd stjärna) eller ange en komplikation: Under vissa hjärtoperationer perfunderas hjärnan selektivt via en halspulsåder, som använder sig av intrakranscancer säkerheter (cirkeln av Willis) för att försörja den motsatta sidan. Under hela detta förfarande kan dissonans mellan de två cerebrala NIRS-kanalerna hjälpa till att diagnostisera en dysfunktionell cirkel av Willis (Figur 5).
Ett annat exempel på en komplikation som upptäckts av NIRS är en rubbad vena cava överlägsen kanyl under cardiopulmonary bypass leder till venous stasis och sänkt cerebral syretillförsel (Figur 6). Användningen av NIRS kan bidra till att identifiera nedsatt cerebral perfusion som annars skulle förbli oupptäckt och resultera i allvarliga hjärnskador.
Förutom hjärtkirurgi och hjärtintensivvård kan rSO2 mätningar underlätta också "standard" barnintensivvård – komplikationer och förändringar i terapi kan åtföljas av förändringar i cerebral rSO2 (Figur 7).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig1v2.jpg"> Figur 1: Balansera förhållandet mellan syretillgång och efterfrågan. (A) Under fysiiska förhållanden, syretillförsel och konsumtion är balanserad, och regional vävnad syresättning är inom normalområdet. (B) En minskande cerebral rSO2 resultat från antingen ökad syreförbrukning eller minskad syretillförsel. Orsaker till låga eller minskande cerebrala NIRS-värden illustreras i figuren. Till exempel ökar feber cerebral syreförbrukning med 10-13% per 1 °C ökning av kroppstemperaturen. Cerebral spasmer kan öka syreförbrukningen med upp till 150-250%. (C) En ökning av cerebral rSO2 resultat från minskad syreförbrukning eller ökad syretillförsel. Orsaker till höga eller stigande cerebrala NIRS-värden tillhandahålls i figuren. En cerebral rSO2 över 80%, orsakad av högt cerebralt blodflöde efter förlusten av cerebral vaskulär autoreglering, kallas också "lyxperfusion". <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig1v2large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig2v2.jpg"> Bild 2: Utveckling av cerebral och njurmedicinsk rSO2 under klämma ut ur den fallande aortan. Inledningsvis cerebral (blå) rSO2 är lägre än renal rSO2 (gul), som i fysiologiska förhållanden. Under klämma-ut av fallande aorta, cerebral blodflödet ökar medan den nedre halvan av kroppen är underförsörjd. Således cerebral rSO2 stiger och njurmedicinska rSO2 droppar. Det röda området indikerar att njurmedicinska rSO2-värden är kritiskt låga eftersom de minskade mer än 25 % under baslinjen. Efter att ha tagit bort aortaklämman och upprätta återuppbyggnaden av storaortan och etablera normal cirkulation, båda rSO2 kurvor normalisera. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig2v2large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig03.jpg"> Bild 3: Hyperdynamisk chock. Efter ankomsten till intensivvårdsavdelningen efter hjärtkirurgi och byta andningsrör, upplevde vi allvarliga problem med mekanisk ventilation (nå endast låga tidvattenvolymer vid höga ventilationstryck på grund av att ett defekt filter). Patienten utvecklat hyperdynamisk chock och luftvägarna acidos med ökad central venous mättnad av 90% och öka cerebral rSO2 upp till 92%. Efter att ha ändrat filtret, vätskeresuscitation och vasopressor behandling stabiliserade patienten snabbt och cerebral rSO2 normaliserade. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig03large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig04.jpg"> Figur 4: Utveckling av NIRS-värden under hypotermi och djupt hypotermiskt hjärtstopp. Denna figur illustrerar hur cerebrala och njurlymfknutor NIRS värden förändras under hypotermi, justering av cardiopulmonary bypass flöde och i djupa hypotermiska hjärtstillestånd (kranskärlens switch kirurgi i en patient med införlivande av de stora artärerna och ventrikulärt septal defekt). Patientens baslinjer rSO2 värden är 59% (vänster, gul) och 64% (höger, blå) för hjärnan och 32% (grön) för vänster njure. Blodtillförseln till den nedre halvan av kroppen beror på ductus arteriosus. Intraoperativt inducerad hypotermi minskar syreförbrukningen, vilket leder till stigande NIRS-värden, särskilt i njuren. Med ökande NIRS-värden minskade vi flödet av cardiopulmonary bypass. På grund av fallande NIRS-värden som orsakats av en förändrad metabolisk situation (t.ex. på grund av otillräckligt djup anestesi) justerades flödet igen. Under djupa hypotermiska hjärtstillestånd, njurmedicinska och cerebral rSO2 föll till kritiskt låga värden och steg igen omedelbart efter återupprätta fysiologiska cirkulationen. Den röda stjärnan med pilar visar två dips i den högra cerebrala NIRS-kurvan på grund av ofullständig sondadhesion. Efter att försiktigt remolding sensorn på huden, värdena löper igen parallellt med vänster sida's. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig04large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig05.jpg"> Figur 5: Dysfunktionell cirkel av Willis under aorta arch kirurgi. Så snart hjärnan är selektivt perfused via höger halspulsådern (röd pil), den rSO2 mätt på vänster sida (mörkblå) minskar eftersom intracerebral säkerheter via cirkeln av Willis är otillräckliga. Efter att ha placerat ytterligare en kanyl i den vänstra halspulsådern uppnås tillräcklig perfusion av båda halvkloten och därmed normala NIRS-värden. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig05large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig06.jpg"> Bild 6: Påvisande av övre vena cava-obstruktion orsakad av en ur led kardiopulmonell bypass kanyl. Kort efter starten av cardiopulmonary bypass (för stängning av en förmaksfle septal defekt), cerebrala NIRS värden sjunkit. Felsökning visade att venous cardiopulmonary bypass kanyl hade blivit ur led, vilket leder till ocklusion av den överlägsna vena cava och hindras cerebrala venous dränering. Detta orsakade en cerebral underutbud av syre, som endast upptäcktes genom den låga rSO2 värde. Efter ompositionering den överlägsna vena cava kanyl, var venous flöde återställd och NIRS värden normaliserade. Nr 6: starta cardiopulmonary bypass; Nr 36 aorta fastklämd; Nr 11 slutet av ischemi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig06large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig07v2.jpg"> Figur 7: Förändringar i cerebral rSO2 hos en pediatrisk patient. Efter nära drunkning, var denna patient på extrakorporeal membran syresättning. På grund av att sidan skillnader i arteriell blod gas analyser, vi sätter en andra cerebral NIRS sensor på plats (gul). Slutet av muskelavslappning (A), byte av extrakorporeal membran syresättning system (B), blodtryckssvängningar (A, C), och effekten av en hemothorax (C) återspeglas av förändringar i NIRS kurvor. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig07large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig08.jpg"> Bild 8: Placering av NIRS-sonden över håret. (A) Denna patient har mycket hår på pannan. (B) NIRS-sonden sattes fortfarande på plats. (C) Enheten visar att signalintensiteten är suboptimal. (D) NIRS-kurvvärdena och kurvans förarvning följer åtgärderna under det kirurgiska ingreppet (rekonstruktionskirurgi i Ebsteins anomali). Observera att de absoluta värdena inte kan tolkas, även om de verkar normala. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig08large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">Tillverkare</td>
			<td rowspan="2">Enhet</td>
			<td colspan="3">Åldersgrupp</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nyfödda</td>
			<td>Spädbarn/Barn</td>
			<td>Vuxen</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>Rota 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>< 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>Icke-in</td>
			<td>SenSmart Modell X-100</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>> 40 kg</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 1: NIRS-sonder efter tillverkare och viktområde.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">Organ</td>
			<td rowspan="2">Åldersgrupp</td>
			<td rowspan="2">Ungefärliga värden under fysiiska tillstånd [%]</td>
			<td>Kritiskt låga värden</td>
			<td>Kritiskt höga värden</td>
			<td rowspan="2">Kritisk relativ ändring av baslinjen [%]E</td>
		</tr>
<tr>
<td>[%] E</td>
			<td>[%] E</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Hjärnan</td>
			<td>Prematura spädbarn</td>
			<td>60 – 9026,27,30
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 90</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nyfödda</td>
			<td>60 – 9026,29,E
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 80</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spädbarn/Barn</td>
			<td>60 – 8026,E
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 80</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Njurar</td>
			<td>Prematura spädbarn</td>
			<td>70 – 9028,30
</td>
			<td>< 40</td>
			<td rowspan="3">Inte definierad</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nyfödda</td>
			<td>80 – 9526,29
</td>
			<td>< 40</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spädbarn/Barn</td>
			<td>Inte definierat, tenderar att vara 5-15 % högre än cerebrala värden26,31,E
</td>
			<td>< 40</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Tarmar</td>
			<td>Prematura spädbarn</td>
			<td>18 – 8026,30
</td>
			<td rowspan="3">Inte definierad</td>
			<td rowspan="3">Inte definierad</td>
			<td rowspan="3">Inte definierad</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nyfödda</td>
			<td>55 – 8026,29
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spädbarn/Barn</td>
			<td>Inte definierat, tenderar att vara 5-15 % högre än cerebrala värden26,E
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Lever</td>
			<td rowspan="2"></td>
			<td>Inte definierad</td>
			<td>Inte definierad</td>
			<td>Inte definierad</td>
			<td>Inte definierad</td>
		</tr>
<tr>
<td>Muskel</td>
			<td>Inte definierad</td>
			<td>Inte definierad</td>
			<td>Inte definierad</td>
			<td>Inte definierad</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="6">
E Erfarenhet/expertutlåtande</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="6">Absolutvärden beror på enheten och de sensorer som används, på det metaboliska tillståndet, och visar hög interindividuell variabilitet. De bör tolkas med försiktighet – om du är osäker är förändringen i förhållande till baslinjen mer meningsfull.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 2: Typiska rSO2-värden efter organ och åldersgrupp.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="2">Steg</td>
			<td>Nivå på bevis*</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Rengöring av huden innan nirs-sonden placeras</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Användning av NIRS hos nyfödda, spädbarn och barn i olika åldrar</td>
			<td>1-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Användning av två NIRS-sensorer på pannan</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Användning av ultraljud för att säkerställa korrekt placering av NIRS-sonder</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Placering NIRS sond i olika positioner (hjärna, lever, tarm, njure, fot, muskler)</td>
			<td>(1-)2-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Tolka NIRS-värden med avseende på referensvärden</td>
			<td>2-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="3">*Enligt Oxford Center of Evidence Based Medicine Evidence Levels: 1 – Systematiska recensioner av randomiserade kontrollerade studier/randomiserade kontrollerade studier med smalt konfidensintervall; 2 - Systematiska recensioner av kohortstudier/individuell kohortstudie eller randomiserade kontrollerade studier av låg kvalitet; 3 – Systematisk genomgång av fall-kontrollstudier/enskilda fall-kontrollstudier; 4 – Fallserier och kohort av dålig kvalitet och fall-kontrollstudier; 5 – Expertutlåtande.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 3: Bevisnivåer för protokollstegen.

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

Detta protokoll är utformat för att hjälpa kliniker att mäta regional vävnadsyrning på olika kroppsplatser hos spädbarn och barn. Det kan användas i situationer där vävnad syresättning är potentiellt äventyras, särskilt under cardiopulmonary bypass, när du använder icke-pulsatile hjärt-assist enheter, och i kritiskt sjuka nyfödda, spädbarn och barn.

Hur man administrerar nära infraröd spektroskopi i kritiskt sjuka nyfödda, spädbarn och barn

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

Nära infraröd spektroskopi hjälper till att övervaka vävnad syresättning av olika organ under cardiopulmonary bypass, ECMO, eller kritisk sjukdom. Den största fördelen med NIRS är att det är noninvasive och mätningen sker kontinuerligt. Visuell demonstration av denna teknik är avgörande för att påpeka hantering och fallgropar av denna metod, särskilt för buken applikationer.Demonstrera förfarandet kommer att vara Frank. Han är perfusionist på barnsjukhuset vid universitetet i Erlangen. Börja med att slå på NIRS-enheten och ansluta för-förstärkarna.Ange patientens data och välj rätt sond enligt patientens vikt och avsedda användningsplats. Anslut sonden till förförstärkaren. Se till att patientens hud är ren och torr för optimal vidhäftning.Torka huden med en svabb, om det behövs, vara mycket försiktig, eller utelämna rengöring om huden är sårbar. Efter att ha identifierat rätt sondläge, böj försiktigt sondens mitt mot sidan av den vita kåpan tills den börjar lossna, sedan skalar du försiktigt av skyddet utan att vidröra sondens klibbiga yta. Placera sensorn på huden från mitten av sonden till sidorna, se till att kanterna på sonden är ordentligt anslutna till huden.Om sonden kopplar från kommer fel NIRS-värden att erhållas. För att undvika hudskador, placera inte sonden på mycket omogen eller sårbar hud. Om sonden måste placeras på sårbar hud, använd ett lager av cellofan mellan huden och sonden eller lämna skyddet på.Om hjärnpositionen väljs, placera NIRS-sonden i den supraorbitala regionen på pannan under hårfästet för att erhålla värden från främre hjärnbarken. Placera inte sonden ovanför hår, frontal sinus, temporalmuskeln, nevi, den överlägsna sagittal sinus, intrakraniell blödningar, eller andra anomalier. Placering av två sonder möjliggör selektiv analys av båda halvkloten om den kliniska inställningen kräver detta.Angränsande sonder avger och mäter signaler växelvis för att undvika störningar. Om du placerar sonden i en sematic position, välj en position ovanför den region av intresse. Undvik fettdepåer, hår och ben.Placera inte sonden ovan nevi, hematom, och skadade huden. Tänk på att nirs-signalens djup är cirka 2,5 centimeter. För att placera sonden på njuren, först lokalisera njuren via en dorsal sagittal sonogram.Se till att avståndet från hud till organ inte överstiger sondens maximala djup. När du placerar sonden på tarmarna, helt enkelt placera den i regionen av intresse, såsom under umbilicus eller i höger eller vänster nedre kvadrant. För lever placering, placera sonden exakt ovanför levern och bekräfta dess positionerade av ultraljud, se till att levervävnaden är minst lika djup som det avgivna ljuset tränger in.Sonden kan också placeras på plantar delen av foten. Mätning AV NIRS i den mest avlägsna delen av kroppen ger information om perifer perfusion under hypotermi, hos patienter med chock, eller i någon situation där pulsoximetri inte fungerar, till exempel vid cardiopulmonary bypass. Slutligen kan sonden placeras på en muskel av intresse.Ställ in baslinjen en till två minuter efter placering av sonden genom att trycka på motsvarande knapp på enheten som återspeglar mätstartpunkten. Utvecklingen av vävnadsperfusion i varje övervakat område kan observeras och tolkas individuellt genom att förlita sig på förändringen från baslinjevärdet. Om enheten anger dålig inspelningskvalitet eller värdena är osannolika, bekräfta att alla tidigare steg har tagits på rätt sätt.Kontrollera alla elektriska kontaktkontakter och förförstärkaren. Byt ut sonden vid behov. Om externa ljuskällor påverkar sensorn och de inte kan elimineras, täck över sonden.Efter att ha utstÃ¶tt tekniska problem, kontrollera patienten efter kliniska komplikationer och justera behandlingen för att optimera nedanstående parametrar. Det uppmätta regionala vävnadssyreteringsvärdet resulterar från förhållandet mellan syretillförsel och förbrukning. Metaboliska egenskaper leder till något olika normalvärden beroende på ålder och organ.Förutom för hjärnan finns vetenskapligt utvärderade referensvärden endast för prematura spädbarn och nyfödda. Om syretillgången och efterfrågan balanseras vid fysiologiska värden, är vävnadssyrsationen inom normalområdet. Förändringar i antingen orsaka regionala vävnad syresättning värde att falla eller stiga.En typisk kurva som avslöjar normala cerebrala och renal nära infraröd spektroskopi eller NIRS värden visas här. Fastspänning av fallande aorta orsakar cerebral perfusion och motsvarande regionala vävnad syresättning att stiga. En annan orsak till ökad cerebral blodflödet och förhöjda cerebrala regionala vävnaden syresättning är hyperdynamic chock i samband med hög hjärt utdata.Vid användning av två cerebrala NIRS-sonder bör värden från höger och vänster sida vara likartade. Dissonans mellan höger och vänster kanal kan orsakas av sensorns ofullständiga vidhäftning eller indikerar en komplikation. Under vissa hjärtoperationer, hjärnan perfused selektivt via en halspulsådern, att använda sig av intrakraniell säkerheter för att leverera den motsatta sidan.Under hela detta förfarande, dissonans mellan de två cerebrala NIRS kanaler kan hjälpa till att diagnostisera en dysfunktionell Circle of Willis. NIRS kan också hjälpa till att upptäcka en ur led vena cava överlägsen kanyl under cardiopulmonary bypass, vilket leder till venös stasis och sänkt cerebral syretillförsel. Det viktigaste vid administrering av NIRS är att välja rätt position och placera sonden noggrant.

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

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravaskulär Molecular Imaging av inflammatoriska plack, en multimodal metod för avbildning av åderförkalkning

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

Manuell muskel testning: en metod att mäta styrka Ytterligheter Muscle Tillämpat på kritiskt sjuka patienter

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 optisk projektionstomografi för bedömningar av β-cells massdistribution i diabetesforskning

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

Vävnads simulera Phantoms för bedömning Potentiella nära infraröda fluorescens bildåtergivning i bröstcancer kirurgi

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

Kombinerad nära infraröda fluorescerande Imaging och Micro-datortomografi för direkt Visualisera 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

Bioluminescence och nära infraröda avbildning av optikusneurit och hjärninflammation i EAE modell av multipel skleros hos möss

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

Skelettmuskulaturen neurovaskulära koppling, oxidativ kapacitet och mikrovaskulära funktion med ”One Stop Shop' nära-infraröd 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 aktivitet analys för detektion av helblod endotoxemia hos kritiskt sjuka 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 bästa praxis för att validera svans ven injektioner i råtta med nära-infraröda-märkt 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

Nära infraröd fotoimmunoterapi för musmodeller av pleuraspridning

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