Церебральная оксиметрия

Церебральная оксиметрия - это неинвазивный метод мониторинга, измеряющий насыщение гемоглобина кислородом, основанный на способности окси- и дезоксигемоглобина поглощать свет в диапазоне излучения, близком к инфракрасному.
Рассчитывается по формуле:

SO2 = HbO2 / (Hb + HbO2) x100%

Несмотря на общее название «церебральная оксиметрия» существует несколько буквенных показателей, но в России наиболее известны 2 из них:

  1. rSO2 - регионарное насыщение гемоглобина кислородом в сосудистом бассейне коры головного мозга
  2. SсtO2 - абсолютная кислородная насыщенность тканей мозга.

В последнее время церебральная оксиметрия рассматривается как частный вариант тканевой оксиметрии, поэтому показатель SctO2 (Saturation cerebral tissue) заменен на более общий показатель StO2 (Saturation tissue).
Стоит отметить, что показатели rSO2 и StO2, несмотря на принадлежность к одному понятию «церебральная оксиметрия», полностью не эквивалентны друг другу, не могут иметь одинаковую клиническую интерпретацию и единый подход к обработке результатов. Это весьма важный момент, который необходим для понимания клиническими специалистами, которые используют оборудование с тем или иным показателем.

Церебральная оксиметрия является одним из немногих методов мониторинга, визуализирующих кислородный статус головного мозга, и остается единственным неинвазивным методом оценки тканевого насыщения кислородом. Так как церебральная оксиметрия не измеряет парциальное напряжение кислорода в тканях мозга, наиболее точно говорить не о тканевом насыщении кислородом, а  о сатурации крови, т.е. степени (проценте) насыщения гемоглобина кислородом в микроциркуляторном русле ткани. Однако, известно, что 98% кислорода переносится в связанном с гемоглобином состоянии, поэтому условно можно сказать об измерении насыщения кислородом ткани, и не только церебральной.

Метод оксиметрии основан на способности гемоглобина поглощать близкий к инфракрасному свет (БИКС). Измеряя отраженный от тканей, в частности, головного мозга свет в параинфракрасном диапазоне (биологический спектроскопический интервал, в котором можно различить и измерить Hb и HbO2, находится в диапазоне волн 660-940 нм), можно обнаружить количественное содержание оксигемоглобина и дезоксигемоглобина, и выразить их соотношение величиной насыщения гемоглобина кислородом, характеризующей процессы доставки и потребления кислорода в тканях головного мозга.

 

Данный рисунок демонстрирует две конкурирующие технологии церебральной оксиметрии, использующих 2 и 4 длины волны. Четыре длины волны необходимы, чтобы увеличить точность измерения оксигенированного и дезоксигенированного гемоглобина при определении уровней насыщенности тканей мозга кислородом (показатель SctO2), компенсировать зависимые потери при рассеивании волны и изолировать помехи от других фоновых поглотителей света (таких как жидкость, ткань и пигментация кожи).

Если оксиметр используют как церебральный, то датчики наклеивают на кожу лобной области в проекции левого и правого полушарий ниже уровня роста волос. В определенных случаях можно использовать только 1 датчик, накладывая его с одной стороны.
 
Так как церебральная оксиметрия применяется у взрослых, детей и новорожденных, датчики различаются по размеру соответственно весу пациента. Как правило, датчик состоит из одного излучателя света и двух детекторов, расположенных на расстоянии от 1 до 5 см. Свет, проходя через толщу тканей, поглощается естественными хромофорами, в основном окси- и дезоксигемоглобином, преломляется и попадает на детекторы. Глубина, с которой снимаются показания, согласно закону Бира-Ламберта, равна половине расстояния от излучателя до детектора. Поэтому, показания с «дальнего» детектора снимаются с глубины 2,5 см, а показания с «ближнего» детектора учитывают в расчетах как сатурацию с экстрацеребральных тканей и вычитают. 

Таким образом, после анализа отраженного света, церебральный оксиметр показывает уровень насыщаемости тканей мозга кислородом на мониторе в виде цифирного значения и графической кривой.

 
Датчик оксиметра можно также располагать на теле, в этом случае результаты указывают на кислородную сатурацию в скелетных мышцах, почках и органах брюшной полости в объеме работы прибора.

Часто специалисты не видят большой разницы между двумя весьма близкими понятиями – «церебральная (тканевая) оксиметрия» и «пульсоксиметрия», воспринимая церебральную оксиметрию как «пульсоксиметрию на голове». Основное отличие церебральной оксиметрии от пульсоксиметрии (SpO2) заключается в том, что пульсоксиметрия предоставляет данные только пульсирующего кровотока, т.е. артериальной крови в состоянии пульсации (при остановке кровообращения или глубоком шоке метод «не работает»), в то время как церебральная (тканевая) оксиметрия не имеет данного ограничения и измеряет насыщение гемоглобина кислородом и в пульсирующей и в непульсирующей крови (артерии в любом состоянии, вены, капилляры).
В этом состоит принципиальное отличие в интерпретации получаемых данных - пульсоксиметрия отражает состояние доставки кислорода к тканям, а церебральная (тканевая) оксиметрия, как смешанный показатель, отражает баланс между доставкой и потреблением кислорода.

Интерес к церебральной оксиметрии значительно возрос в последние годы благодаря новейшим технологическим решениям, которые сделали этот метод более точным и информативным. Показатель насыщения гемоглобина кислородом SctO2 церебрального оксиметра Fore-Sight достоверно коррелирует с показателем SvjO2 югулярной оксиметрии и имеет пороговые значения, которые на 10% превышают показатели SvjO2 в условиях нормотермии. Это принципиально отличает показатель SctO2 от показателя rSO2  предыдущей тренд-основанной светодиодной технологии (например, давно известного на рынке оксиметра Invos, Somanetics CША).
 
Если до недавнего времени метод использовался в основном в кардиохирургии и в хирургии сосудов бассейна внутренней сонной артерии, то в настоящее время показания к его применению значительно расширились. Концентрация внимания анестезиологов на решении проблемы когнитивных расстройств, возникающих после общей анестезии, делает метод церебральной оксиметрии одним из наиболее информативных в изучении влияния общих анестетиков на кислородный статус головного мозга. Изменение церебрального сосудистого тонуса в процессе ИВЛ требует непрерывной оценки доставки кислорода тканям головного мозга у пациентов с отеком головного мозга различного происхождения. Церебральная оксиметрия может быть полезной для оптимизации целевой терапии у пострадавших с черепно-мозговой травмой, с тяжелой политравмой и шоком. Доказано, что однолегочная вентиляция в торакальной хирургии значительно влияет на оксигенацию головного мозга. Влияние гипероксии на структуры головного мозга активно изучается неонатологами, что приводит к пересмотру взглядов на адекватную церебральную оксигенацию у новорожденных детей. В ортопедии метод церебральной оксиметрии позволяет выявлять нарушения церебральной оксигенации при операциях в позиции «пляжного кресла».

Современное состояние технологии делает церебральную оксиметрию перспективным клиническим методом неинвазивного мониторинга и информативным научно-исследовательским методом оценки кислородного статуса головного мозга. Церебральная оксиметрия позволяет выявить нарушения церебральной оксигенации на стадии минимальных расстройств и своевременно скорректировать терапию.