Na monitorização neurofisiológica em procedimentos cardiovasculares, além dos sinais de EEG e SSEP, geralmente estão disponíveis leituras de saturação regional de O2 por NIRS. Entender as vantagens e limitações das medidas por NIRS e analisá-las em conjunto com os dados neurofisiológicos é fundamental para interpretação e tomada de decisões. Aqui compilamos alguns conceitos e indicamos leituras sobre NIRS.
NIRS mede mudanças na concentração de oxihemoglobina (HbO2 - pico de absorção 758nm), deoxihemoglobina (HHb - 929nm) e, pela sua soma, a hemoglobina total (THb). A THb é lida a 798nm (comprimento isobéstico, onde absorção HbO2 e HHb se igualam).
Dispositivos de NIRS diferem no método e na performance para estimar a rScO2 (saturação regional cerebral de O2) (2) e eliminar a contribuição periférica (que varia de 14 a 18%) na medida(3). Equipamentos diferem na sensibilidade, especificidade e reprodutibilidade das medidas. Não há valor normal que possa ser usado para diversos equipamentos. A evolução dos parâmetros (tendência) ao longo do procedimento tem maior valor que medidas absolutas.
Parâmetros obtidos a partir de sensores NIRS refletem níveis de oxi e deoxihemoglobina em vasos com diâmetro inferior a 1mm (arteríolas, vênulas e capilares), já que o volume de hemoglobina em vasos acima desse calibre absorve a totalidade da luz, assim se tornando "invisível".
A leitura de rSO2 varia em função da distância sensor-córtex. Quando maior a distância, menor a leitura de rSO2. Atrofia de lobos frontais reduz leitura de rScO2 por NIRS(3). Espessura e circunferência do crânio, dimensão de seios frontais e pigmentação de pele influem na medida. A medida também reflete concentração de citocromo aa3 oxidado.
A hemodiluição durante o bypass pode mudar o trajeto da luz e resultar em um aumento na leitura de rSO2, deixando de detectar dessaturação.
O cálculo de rScO2 assume uma fração fixa, ao redor de 75%, para o compartimento venoso, e 25%, para o arterial, porém muitos fatores podem mudar essa proporção e resultar em medidas que tanto superestimam como subestimam a rScO2 real. Essa fração muda em função de mudanças na volemia, na posição, na presença de estase venosa, por mudanças na pO2 ou pCO2 sistêmica, por uso de drogas vasopressoras ou vasodilatadoras (ex: leitura pode superestimar rScO2 após uso de nitroprussiato ou subestimar após uso de fenilefrina). Para evitar essa limitação seria necessário medir SjO2 (saturação de O2 em bulbo jugular).
Redução severa do metabolismo cerebral pode resultar em leitura de valores normais de NIRS apesar de oferta inadequada de O2(3). Combinar NIRS com EEG ou TCD contorna essa limitação. Schwarz observou leituras normais de NIRS com o INVOS 3100 em 6 (33%) entre 18 cadáveres. Valores normais de NIRS também tem sido observados mesmo durante parada cardiocirculatória.
Referências:
1.Subramanian B, Nyman C, Fritock M, Klinger RY, Sniecinski R, Roman P, Huffmyer J, Parish M, Yenokyan G, Hogue CW. A Multicenter Pilot Study Assessing Regional Cerebral Oxygen Desaturation Frequency During Cardiopulmonary Bypass and Responsiveness to an Intervention Algorithm. Anesth Analg. 2016 Jun;122(6):1786-93. doi: 10.1213/ANE.0000000000001275. PMID: 27028775; PMCID: PMC5508104.
2. Moerman A, Vandenplas G, Bové T, Wouters PF, De Hert SG. Relation between mixed venous oxygen saturation and cerebral oxygen saturation measured by absolute and relative near-infrared spectroscopy during off-pump coronary artery bypass grafting. Br J Anaesth. 2013 Feb;110(2):258-65. doi: 10.1093/bja/aes375. Epub 2012 Oct 26. PMID: 23103778.
Nota: comparou, em 42 pacientes submetidos a "revasc coronária off-pump", condição onde são frequentes eventos de dessaturação, dois métodos diferentes de estimar rSO2. Invos (Método "relativo", SRS-spatially resolved spectroscopy): usa dois comprimentos de onda, assume proporção arterial:venosa 25:75, optodos tem espaçamento de 3 e 4cm. Foresight (Método "absoluto", DS-differential spectroscopy): usa 4 comprimentos de ondas, assume a:v em 30:70, optodos tem espaçamento 1.5 e 5cm. Ambos usam lei modificada de Beer-Lambert (a profundidade de penetração de fótons é proporcional à distância emissor-sensor) para eliminar a contribuição de tecido extra-cerebral. Métodos tiveram diferenças significativas. Distribuição de medidas no INVOS sugere melhor sensibilidade para detecção de eventos de dessaturação.
3. Shaaban-Ali M, Momeni M, Denault A. Clinical and Technical Limitations of Cerebral and Somatic Near-Infrared Spectroscopy as an Oxygenation Monitor. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2021 Mar;35(3):763-779. doi: 10.1053/j.jvca.2020.04.054. Epub 2020 May 14. PMID: 32709385.
Nota: "In addition, it has been observed that optical path length is increased with the decrease of hemoglobin concentration during cardiopulmonary bypass (CPB) that can lead to overestimation of cerebral oxygenation. Therefore, periods of cerebral desaturation, which can be associated with impaired neurological outcome, may go undetected during CPB."
"The contribution of extra cranial blood to cerebral NIRS reading ranges from 14% to 18%".
"However low values have also been related to frontal bone abnormality and brain atrophy reflecting an increase in scalp to cerebral cortex distance, anemia, reduced ventricular function, and dialysis."
"It is clear that any tissue alive or dead will absorb NIRS light by a simple physical principle. Therefore, care has to be taken when using NIRS in the context of cardiac arrest because normal values can be observed reflecting superficial tissue. The addition of a different monitoring modality such as electroencephalogram or transcranial Doppler could obviously circumvent this limitation"
4. Schwarz G, Litscher G, Kleinert R, Jobstmann R. Cerebral oximetry in dead subjects. J Neurosurg Anesthesiol. 1996 Jul;8(3):189-93. doi: 10.1097/00008506-199607000-00001. PMID: 8803829.
Komentar