Добро пожаловать Клиент!
instrumentb2bПрогресс в применении технологии ближней инфракрасной спектроскопии для мониторинга кислорода в мозге и динамики кровотока у нейрохирургов

Предисловие

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展
近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

Мозговая ткань потребляет огромное количество кислорода, взрослый мозг весит только 2% веса, но в тихом состоянии его кровоток составляет около 15% сердечного выхода, потребление кислорода составляет около 20% от общего потребления кислорода,Согласно соответствующей литературе, доля людей, умирающих от ишемической гипоксии, достигает 90%.А.В клинической работе, чтобы обеспечить защиту мозга, срочно необходимы технологии, которые могут точно контролировать кровоток и оксигенацию тканей мозга в режиме реального времени.

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

Технология ближней инфракрасной спектроскопии (NIRS) - это технология обнаружения, которая быстро развивается в последние годы. Он может измерять насыщение кислородом локальной ткани (rSO).2) для оценки состояния оксигенации тканей головного мозга. Данная статья о нейПринципы мониторинга иОбзор хода исследований в области нейрохирургического мониторинга кислорода в мозге и динамики кровотока.

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展
近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

Основные принципы применения ближней инфракрасной спектроскопии

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展
近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

Технология ближней инфракрасной спектроскопии представляет собой непрерывный метод оптического обнаружения в реальном времени. Световые волны в ближнем инфракрасном диапазоне длиной от 700 до 1000 нм обладают хорошей проникающей способностью к тканям человека, таким как кожа головы, череп и т. Д.А.Основным поглотителем ближнего инфракрасного света в черепе является оксигемоглобин (HbO).2) и восстановительный гемоглобин (Hb), которые имеют разные спектры поглощения, поэтому мы можем различать их оптическими методами.

Когда ближний инфракрасный свет попадает в ткань человека, два гемоглобина в ткани поглощают его. Мы измеряем интенсивность света, испускаемого из тканей, и получаем локальное насыщение тканей кислородом в соответствии с поправкой к закону Беера - Ламберта.В мозговой ткани присутствует большое количество микротонких кровеносных сосудов, из которых артериальная кровь составляет около 20%, капиллярная - около 5%, а остальные около 75% - внутривенная.Поэтому, rSO2На самом деле, это взвешенное среднее динамическое и внутривенное насыщение кислородом в местной ткани мозга, ближе к внутривенному насыщению кислородом, может отражать динамический баланс подачи и потребления кислорода в мозге.

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

Поскольку технология не зависит от пульсации артерий, мы можем нормально измерять параметры кислорода в мозге при низком кровяном давлении, глубоких низких температурах, слабом пульсе и даже остановке сердца.


近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展
近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

Клиническое применение

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展
近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

1. Лечение черепно - мозговой травмы.НИРСПрименение мониторинга кислорода в мозге


В настоящее время часто используется уровень насыщения кислородом артерий (SaO)2Насыщение крови кислородом через кожу (SpO)2Такие меры, как мониторинг внутричерепного давления, косвенно отражают состояние оксигенации мозга, но первые два могут отражать только общее наличие кислорода, не могут отражать состояние оксигенации местной ткани мозга,Мониторинг внутричерепного давления для инновационных операций, в нашей стране менее приемлем. Насыщение кислородом тканей мозга с помощью NIRS (rSO)2Мониторинг, исследования обнаружили RSO2Насыщение крови кислородом в шейных венах (SjvO)2Раздельное давление кислорода в тканях мозга (PbtO)2Между ними наблюдается заметная корреляция и более безопасная и точная, чем последние два.Непрерывный мониторинг RSO2Динамические изменения могут полностью отражать метаболизм кислорода в мозге.При легком и умеренном повышении внутричерепного давления показатели метаболизма кислорода в мозге существенно не изменились, но произошли значительные изменения у людей с повышенным внутричерепным давлением.Kampfl и другие разделили 65 пациентов с тяжелой черепно - мозговой травмой на группы A и B в соответствии со стандартом 25 мм Hg для внутричерепного давления (ICP) и обнаружили RSO группы B2Значительно ниже, чем в группе А, и после длительного вдыхания кислорода с высоким расходом, группа А rSO2Существенное увеличение, в то время как группа B не наблюдала этого изменения, указывает на ICP и rSO2Заметно отрицательная корреляция между ними.

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

Исследования также показали, rSO2Отрицательная корреляция с ICP и положительная корреляция с перфузионным давлением мозга (CPP).Обычно считается, что после черепно - мозговой травмы CPP должен поддерживаться на уровне от 60 до 70 мм Hg или выше, иначе перфузия мозга будет значительно затронута. Данэм и другие провели мониторинг насыщения кислородом мозга и перфузионного давления мозга в течение 6 д у 4 пациентов с тяжелой черепно - мозговой травмой, предположив, что насыщение кислородом в мозге и перфузионное давление в мозге значительно коррелируют, и при падении ниже 55%, 68,2% времени CPP70mmHg все еще может иметь гипоксию мозга (rSO)2Менее 55%).Тем не менее, при перфузионном давлении мозга > 70 мм Hg, 96,4% времени RSO2Значение > 75%, что указывает на то, что, когда уровень насыщения мозга кислородом > 75%, медицинский персонал может предположить, что перфузионное давление в мозге находится в нормальном диапазоне, и нет необходимости проводить инвазивный мониторинг перфузионного давления. Исследование предполагает, что NIRS может стать неинвазивным методом, заменяющим мониторинг внутричерепного давления.

2. Применение NIRS для мониторинга кислорода в мозге при лечении цереброваскулярных заболеваний


Zweifel Найдено RSO2Повышение согласуется с ослаблением спазма кровеносных сосудов и улучшением клинических симптомов, а артериальные спазмы и RSO на той же стороне наблюдаются с помощью артериальной визуализации2Снижение значительно коррелирует, и степень спазма увеличивается (особенно при уменьшении диаметра кровеносных сосудов более чем на 75%), то же самое RSO2Значительное снижение,Это указывает на то, что NIRS может синхронизировать снижение кислорода в мозге, которое происходит после спазма кровеносных сосудов, и обладает хорошей чувствительностью.McCormick и другие позволили семи добровольцам вдыхать смесь с низким содержанием кислорода2= 7%) Вызывает кратковременную гипоксию при тщательном мониторинге EEG, SaO2и SpO2и rSO2Изменения показателей показали, что снижение насыщения кислородом мозга происходит почти одновременно с изменением концентрации вдыхаемого кислорода, и RSO2Снижение примерно на 2 минуты раньше, чем изменение ЭЭГ, доказывает, что NIRS может обнаруживать гипоксию мозга раньше и более чувствительно, когда другие параметры мониторинга все еще находятся в нормальном диапазоне. Тауски и другие, используя NIRS и КТ - перфузионную визуализацию 1287 пациентов (включая субарахноидальное кровоизлияние, ишемический инсульт, кровоизлияние в мозг), обнаружили насыщение мозга кислородом и местный кровоток в мозге, соответственно, оба из которых имеют хорошую корреляцию,Доказано, что NIRS может быть эффективным неинвазивным средством мониторинга кислорода в мозге, которое можно контролировать в режиме реального времени рядом с кроватью в отделении интенсивной терапии.

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

Эндометриоз сонной артерии (CEA) может снять кратковременную ишемию головного мозга в односторонней сонной артерии и устранить атеросклеротические бляшки и язвы, которые вызывают кратковременную ишемию головного мозга. При эндометриозе сонной артерии часто требуется затыкание односторонней сонной артерии, и очень важно обеспечить кровоснабжение в области мозга во время операции по закрытию сонной артерии. Хотя кольцо Уиллиса в подчерепной артерии может обеспечить подачу кислорода с боковым циклом, необходимо постоянно оценивать и контролировать достаточность кровотока с боковым циклом.По сравнению с другими средствами мониторинга кислорода в мозге, NIRS может выполнять rSO более просто, без травм и непрерывно2Мониторинг, который эффективно предотвращает периоперационные цереброваскулярные аварии и даже смерть, связанные с CEA, является эффективным средством прогнозирования ишемической гипоксии мозга во время операции CEA.Исследование показало, что у пациентов с CEA эрекция2Когнитивные функции и соматические изменения потенциала по сравнению с rSO2И значение индуцированного соматического потенциала в CEA,Обнаружено, что у пациентов во время периоперационной операции не было когнитивной дисфункции и что при повторном введении кровотока в область мозга, rSO2Это более очевидно, чем изменение потенциала, вызванное соматическим восприятием, и очень полезно для периоперационного наблюдения за состоянием кровоснабжения в области мозга и является простым и эффективным средством мониторинга периоперационного периода CEA. По общему мнению, rSO2Снижение относительного значения > 12% указывает на ишемию головного мозга, предупреждая клиницистов о соответствующих фармакологических и физиологических вмешательствах.

3. При лечении опухолей головного мозгаНИРСПрименение технологий


В настоящее время хирургическая комбинированная радиохимиотерапия остается наиболее эффективным методом лечения основных опухолей головного мозга, таких как глиома и менингиома, а идентификация функциональных областей мозга в хирургии опухоли головного мозга является ключом к успеху или неудаче операции.Концентрация оксигемоглобина быстро возрастает при активации функциональной области мозга, в то время как концентрация дезоксигемоглобина медленно снижается, и мониторинг изменений гемоглобина в обоих состояниях оксигенации позволяет узнать область функциональной активности мозга, которая известна как метод зависимости от уровня кислорода в крови (BOLD). В настоящее время, помимо технологии функциональной визуализации ЯМР, технология NIRS также может использовать этот принцип для неинвазивного мониторинга функциональных областей мозга в реальном времени.FujiwaraN и другие, используя NIRS и функциональную технологию ядерного магнитного поля для одновременного мониторинга перикоры опухоли у пациентов с опухолью головного мозга, обнаружили, что под влиянием опухолевых поражений концентрация гемоглобина изменяется при активации периферической функциональной области головного мозга,Однофункциональная ядерная магнитная технология не может точно обнаружить функциональную область мозга, что приводит к ложно - отрицательной ошибке.

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

По сравнению с функциональной технологией ядерного магнетизма, технология NIRS имеет более высокое разрешение во времени, более свободную среду применения, меньше ограничений активности пациентов и более низкую стоимость применения. Что еще более важно, по сравнению с ограничениями функциональной ядерной магнитной технологии, которая контролирует только концентрацию дезоксигемоглобина, NIRS может одновременно контролировать как дезоксигемоглобин, так и оксигемоглобин, а совместное применение технологии NIRS и функциональной ядерной магнитной технологии может значительно снизить частоту ложных отрицательных ошибок в функциональном ядерно - магнитном мониторинге. Кроме того, технология NIRS не только позиционирует функциональные области мозга, но и непосредственно распознает опухоль, контролируя характеристики насыщения крови кислородом в опухоли.Основной механизм заключается в гетерогенности структуры опухоли, соотношение кровеносных сосудов опухоли и нормальной ткани имеет определенную разницу, что приводит к аномальной насыщенности кислородом опухоли.

4. 利用НИРСПрименение для мониторинга динамики кровотока в мозге


Стабильное перфузионное давление является определяющим фактором постоянного кровотока в мозге, который является основой для поддержания нормальной функции мозга. Технология ближней инфракрасной спектроскопии для обнаружения динамики кровотока в мозге является последним достижением в области мониторинга функции мозга, которая может быть основана на оксигемоглобине (C)ХбО2Восстановление гемоглобина (С)ХбИзменяется содержание CHBD (C)HbD=△CХбО2-△CХб), △CHbDМожет косвенно отражать изменения в кровотоке мозга. Мониторинг изменений кровотока в мозге (CBF) у кровати NIRS в режиме реального времени открывает новые возможности для исследований автономной регуляции кровеносных сосудов головного мозга и динамики кровотока.В последние годы NIRS широко используется в нейрохирургических сосудистых заболеваниях и черепно - мозговых травмах, и экспериментально и клинически доказано, что он точно отражает изменения в динамике кровотока в мозге.

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

CooperJ.A и т. Д. Во время эксперимента по затыканию сонной артерии на семи новорожденных поросятах, используя NIRS для мониторинга CHbDПри одновременном мониторинге кровотока в головном мозге (CBF) было обнаружено, что тенденции изменения обоих совпадают и имеют хорошую корреляцию (R2 = 0.907).В настоящее время доплеровская ультразвуковая технология является клинически признанным « золотым стандартом», отражающим динамику кровотока в мозге и функцию автономной регуляции кровеносных сосудов как внутри страны, так и за рубежом. Budohoski, K.P и другие в режиме реального времени контролируют динамические изменения среднего артериального артериального давления пациента. Совместное применение технологий NIRS и TCD для мониторинга изменения кровотока в мозге позволяет более точно прогнозировать и предотвращать запоздалую ишемию у мозга у пациентов с субарахноидным кровотечением.

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展
近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

резюме

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展
近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展
В конце концов, NIRS является многообещающим инструментом для мониторинга нейропатии.Точный мониторинг насыщения мозга кислородом в режиме реального времени имеет важное значение для нейрохирургических пациентов, особенно для тяжелых пациентов с нарушением функции автоматической регуляции кровотока в мозге, и может направлять выбор эффективных методов лечения, чтобы определить прогноз пациента.

Монитор насыщения кислородом тканей головного мозга MOC200, с полным набором основных параметров и связанных с ними показателей субпараметров, с использованием передовой технологии NIRS, может непрерывно, в режиме реального времени, неинвазивного мониторинга состояния баланса между подачей кислорода и потреблением кислорода в тканях головного мозга пациента из трех измерений: тенденции изменения в реальном времени, относительные изменения, глубина и время в режиме денасыщения, своевременное обнаружение и вмешательство rSO2Аномальная ситуация, уменьшает повреждение мозга, вызванное аномалией кислорода в мозге пациента, уменьшает время госпитализации, улучшает прогноз пациента.

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

Последние новости