重症新生児、乳児、小児における近赤外分光の管理方法

測定されたrSO2値は、酸素供給と消費の比率(図1A)から生じる。代謝特性の違いは、年齢や臓器によって、わずかに異なる正常値を導く(表2)。脳を除く – 科学的に評価された参照値は、早産児と新生児に対してのみ存在する26,27,28,29,30,31そしてプロトコルステップのほとんどは、製造業者の勧告、個人的な経験、および専門家の意見に依存しています ( 表3) 。これは、値が使用されるデバイスとセンサーに依存し、高い個人間変動性30、32を明らかにしているという事実によるものです。ベースラインに対する重要な低い値と重大な変化は、経験と専門家の意見から生まれます。 酸素の供給と供給が生理的な値でバランスが取れている場合、組織の酸素化は正常範囲内である。酸素供給または消費の変化により、rSO2 値が低下または上昇する(図1B,1C)。正常な脳と腎NIRS値を明らかにする典型的な曲線は、最初から午後14時25分まで 図 2に表示されます。 以下では、基礎となる生理学的状態の変化がrSO2にどのような影響を与えるかを示す例を示します。心臓手術中、医師は制御された方法で循環を操作するので、rSO2への影響は観察しやすい。例えば、下降大動脈をクランプすると脳の灌流が起こり、対応するrSO2が上昇します。下半身の灌流はrSO2減少をもたらす(図2)。もう一つ – 非外科的 – 脳血流の増加および上昇した脳rSO2の原因は、高い心拍出量と組み合わせて超力学的ショックである(図3)。 コールドショックでは、安定した脳rSO2 と共に低下する腎rSO2 が最初の兆候であり得る。腎と脳rSO2 の両方の減少は、コース23の後半で起こり得る。脳と腎臓を組み合わせたNIRSは、脳灌流が正常なレベルで維持されるショックの初期段階を特定するのに役立ちますが、体性灌流はすでに23に障害されています。 2つの脳NIRSプローブを使用する場合、右と左側の値は似ている必要があります – 右チャネルと左チャネルNIRSの間の不協和は、NIRSセンサーの不完全な接着(図4、赤い星)によって引き起こされるか、合併症を示す:いくつかの心臓手術の間に、脳は1つの頸動脈を介して選択的に浸透し、脳内の動脈(左右の円の供給)を使用する。この手順を通して、2つの脳NIRSチャネル間の不協和音は、ウィリスの機能不全の円を診断するのに役立ちます(図5)。 NIRSによって発見された合併症の別の例は、静脈のスタシスおよび下げ脳酸素供給につながる心肺バイパス中に脱臼した静脈の上科カニューレである(図6)。NIRSの使用は、そうでなければ検出されずに重度の脳損傷をもたらすであろう障害のある脳灌流を特定するのに役立ちます。 心臓手術や心臓集中治療の他に、rSO2測定は「標準的な」小児集中治療を促進することができます – 合併症や治療の変化は、脳rSO2の変化を伴うことができます(図7)。 図1:酸素需給比率のバランスを取る(A)生理学的条件下では、酸素供給と消費がバランスを取り、局所組織酸素化は正常範囲内である。(B) 脳rSO2の減少は、酸素消費量の増加または酸素供給の減少のいずれかから生じる。脳のNIRS値が低い、または減少する理由を図に示します。例えば、発熱は体温の1°C上昇あたり10〜13%の脳の酸素消費量を増加させます。脳のけいれんは、酸素消費量を最大で増加させることができます 150-250% .(C) 脳rSO2の増加は、酸素消費量の減少または酸素供給の増加に起因する。この図では、大脳のNIRS値が高い、または上昇する理由が示されています。80%以上の脳rSO2は、脳血管の自己調節の喪失後の高大脳血流によって引き起こされる、「贅沢な灌流」とも呼ばれる。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。 図2:下降大動脈のクランプ中の脳および腎rSO2 の進化。当初、脳(青)rSO2は、生理的条件のように、腎rSO2(黄色)よりも低い。下降大動脈のクランプアウト中に、脳の血流が増加し、体の下半分が不足している。これにより、脳rSO2が上昇し、腎rSOが2滴低下する。赤い領域は、腎rSO2値がベースラインより25%以上減少したため、極めて低いことを示しています。大動脈クランプを取り外し、大動脈の再構成を確立し、正常な循環を確立した後、両方のrSO2曲線は正常化する。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。 図3:超動的衝撃。心臓手術後に集中治療室に到着し、人工呼吸器管を交換した後、私たちは機械的換気(欠陥のあるフィルターによる高換気圧力で低潮量に達する)で深刻な問題を経験しました。患者は、90%の増加した中央静脈飽和と92%まで脳rSO2 を増加させる超力学的ショックおよび呼吸性アシドーシスを発症した。フィルター、液蘇生、および血管圧子治療を変更した後、患者は迅速に安定化し、脳rSO2 は正常化した。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。 図4: 低体温症および深低体温心停止中のNIRS値の進化この図は、低体温下で脳および腎NIRS値がどのように変化するかを示し、心肺バイパスの流れの調整および深い低体温心停止(大動脈および心室中隔欠損の移調を有する患者における動脈スイッチ手術)における。患者のベースラインrSO2 値は、脳の59%(左、黄色)および64%(右、青)、左腎臓の32%(緑色)である。体の下半分への血液供給は、動脈管に依存する。術中に誘発された低体温は酸素消費量を減らし、特に腎臓におけるNIRS値の上昇につながる。NIRS値の増加に伴い、心肺バイパスの流量を減少させた。変化した代謝状況(例えば、不十分な深部麻酔による)によって生じるNIRS値の低下により、流れは再び調整された。深い低体温心停止の間に、腎および脳rSO2 は極めて低い値に落ち、生理学的循環を再確立した直後に再び上昇した。矢印付きの赤い星は、不完全なプローブ接着のために右脳NIRS曲線に2つのディップを示しています。センサーを皮膚にそっと再成形した後、値は再び左側と平行に実行されます。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。 図5 大動脈弓手術中のウィリスの機能不全の円.右頸動脈(赤い矢印)を介して脳を選択的に透過するとすぐに、ウィリスの円を介して脳内副内の副次的な部分が不十分であるため、左側(濃い青色)で測定されたrSO2 は減少する。左頸動脈に追加のカニューレを配置した後、両半球の十分な灌流およびしたがって正常なNIRS値が達成される。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。 図6:脱臼した心肺バイパスカニューレによる上部静脈閉塞の検出心肺バイパスの開始後(心房中隔欠損の閉鎖のため)、脳NIRS値が低下した。トラブルシューティングの結果、静脈心肺バイパスカニューレが脱臼し、上の大静脈の閉塞と脳静脈排液障害が発生することが示された。これは、低rSO2 値を介してのみ検出された酸素の脳不足を引き起こした。上の静脈カニューレを再配置した後、静脈流が回復し、NIRS値が正規化された。6:心肺バイパスを開始します。36大オルタクランプ。虚血の11末端。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。 図7:小児患者における脳rSO2 の変化。溺死寸前の後、この患者は体外膜酸素化に置かれた。動脈血ガス分析の側面の違いにより、第2の脳NIRSセンサーを設置しました(黄色)。筋肉弛緩の終わり(A)、体外膜酸素化システム(B)の変化、血圧変動(A、C)、ヘモトアックス(C)の効果は、NIRS曲線の変化によって反映される。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。 図8:髪の上にNIRSプローブを配置する。(A)この患者は額に毛が多い。(B) NIRSプローブはまだ設置されていた。(C)デバイスは、信号強度が最適でなかっていることを示します。(D) NIRS曲線値と曲線の経過は、外科的処置(エブシュタイン異常における再建手術)の間の行動に従う。絶対値は、たとえ正常に見えても解釈できないことに注意してください。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。 メーカー デバイス 年齢層 新生児 幼児/子供 大人 キャスメド フォアサイトエリート < 8 kg ≥ 3 kg ≥ 40 kg マシモ O3オキシメトリーを持つルート < 40 kg < 40 kg ≥ 40 kg メドトロニック インボス5100C < 5kg 5~40kg > 40 kg メドトロニック インボス 7100C – – > 40 kg ノニン センスマートモデルX-100 < 40 kg < 40 kg > 40 kg 表1:NIRSプローブ(メーカー別、重量範囲別) 器官 年齢層 生理学的条件下での近似値 [%] 非常に低い値 非常に高い値 ベースライン [%]Eに対する重大な相対変更 [%] E [%]E 脳 早産児 60 – 9026,27,30 < 45 > 90 > 25 新生児 60 – 9026,29,E < 45 > 80 > 25 幼児/子供 60 – 8026,E < 45 > 80 > 25 腎臓 早産児 70 – 9028,30 < 40 未定義 > 25 新生児 80 – 9526,29 < 40 > 25 幼児/子供 定義されていない、脳の値よりも5-15%高くなる傾向があります 26,31,E < 40 > 25 腸 早産児 18 – 8026,30 未定義 未定義 未定義 新生児 55 – 8026,29 幼児/子供 定義されていない、脳値26,Eより5-15%高くなる傾向がある 肝臓 未定義 未定義 未定義 未定義 筋肉 未定義 未定義 未定義 未定義 E経験/専門家の意見 絶対値は、使用されるデバイスとセンサー、代謝状態に依存し、個人間変動性が高いことを示します。これらは注意して解釈する必要があります – 疑わしい場合は、ベースラインに対する変化がより意味のあるものになります。 表2:臓器及び年齢層による典型的なrSO2 値。 ステップ 証拠のレベル* NIRSプローブを配置する前にスキンを洗浄する 5 新生児、乳幼児、および異なる年齢の子供におけるNIRSの使用 1-5 額に2つのNIRSセンサーを使用 5 NIRSプローブの正しい配置を確実にするための超音波の使用 5 NIRSプローブを異なる位置(脳、肝臓、腸、腎臓、足、筋肉)に配置する (1-)2-5 参照値に関するNIRS値の解釈 2-5 *オックスフォードの証拠センターに基づく医学のエビデンスレベルによると: 1 – 狭い信頼区間を持つ無作為化比較試験/無作為化比較試験の系統的レビュー;2 – コホート研究/個々のコホート研究または低品質無作為化比較試験の系統的レビュー;3 – ケースコントロール研究/個別のケースコントロール研究の体系的なレビュー;4 – ケースシリーズと質の悪いコホートとケースコントロールの研究;5 – 専門家の意見. 表 3: プロトコルステップの証拠レベル