Метод ближней инфракрасной спектроскопии как помощник в предотващении гипоксических осложнений у детей

Гипоксия является частым осложнением критического состояния в неонатологии и педиатрии и приводит к нарушению окислительных процессов, развитию ацидоза, снижению энергетического баланса клетки, избытку нейромедиаторов, нарушению метаболизма глии и нейронов. Не менее актуальной является проблема профилактики гипоксического поражения головного мозга при анестезиологическом обеспечении.

Одним из перспективных направлений, позволяющих врачам минимизировать риски осложнений, становится мониторинг церебральной гемодинамики, включая использование технологии ближней инфракрасной спектроскопии (NIRS). Этот метод позволяет неинвазивно оценивать региональную насыщенность кислородом тканей мозга, что теоретически помогает врачам анестезиологам-реаниматологам предотвращать развитие гипоксических нарушений у пациентов детского возраста. Каждая применяемая методика имеет достоинства и недостатки. Среди минусов NIRS можно выделить отсутствие четких диагностических критериев и недостаточно обоснованных доказательств, подтверждающих эффективность и значимость метода для улучшения краткосрочных и долгосрочных результатов лечения. Несмотря на это, принцип измерения, основанный на законе Ламберта-Бера, наряду с многочисленными публикациями и исследованиями, создает прочную основу для дальнейших научных изысканий, направленных на разработку подходов по оптимизации мониторинга и своевременной коррекции гипоксических и ишемических изменений мозга посредством NIRS-контроля церебрального кислородоснабжения. 

1. Снисарь В.И., Павлыш А.С. Неинвазивный мониторинг церебральной оксиметрии у детей. Медицина неотложных состояний. 2018;6(93):35-41. https://doi.org/10.22141/2224-0586.6.93.2018.147640

2. Ferrari M, Giannini I, Sideri G, Zanette E. Continuous non invasive monitoring of human brain by near infrared spectroscopy. Adv Exp Med Biol. 1985;191:873-882. PMID: 3008520. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-3291-6_88

3. Wolfberg AJ, du Plessis AJ. Near-infrared spectroscopy in the fetus and neonate. Clin Perinatol. 2006;33(3):707-viii. PMID: 16950321. https://doi.org/10.1016/j.clp.2006.06.010

4. Sood BG, McLaughlin K, Cortez J. Near-infrared spectroscopy: applications in neonates. Semin Fetal Neonatal Med. 2015;20(3):164-172. PMID: 25934116. https://doi.org/10.1016/j.siny.2015.03.008

5. Тебердиева С.О., Ушакова Л.В., Буров А.А., Киртбая А.Р., Крючко Д.С. Клинико-прогностическая ценность церебральной оксиметрии у новорожденных с врожденными пороками развития в периоперационном периоде. Неонатология: новости, мнения, обучение. 2017;4(18):88-95. https://doi.org/10.24411/2308-2402-2017-00008

6. Bansal V, Smischney NJ, Kashyap R, et al. Reintubation Summation Calculation: A Predictive Score for Extubation Failure in Critically Ill Patients. Front Med (Lausanne). 2022;8:789440. PMID: 35252224. PMCID: PMC8891541. https://doi.org/10.3389/fmed.2021.789440

7. Tsou PY, Garcia AV, Yiu A, Vaidya DM, Bembea MM. Association of Cerebral Oximetry with Outcomes after Extracorporeal Membrane Oxygenation. Neurocrit Care. 2020;33(2):429-437. PMID: 31925732. PMCID: PMC7842183. https://doi.org/10.1007/s12028-019-00892-4

8. Александрович Ю.С., Пшениснов К.В. Мониторинг кислородного статуса при критических состояниях у детей. Тольяттинский медицинский консилиум. 2011;5-6:7-13.

9. Алексеева Е.А., Александров А.Е., Шарков С.М. Возрастные особенности церебральной оксиметрии у детей. Российский педиатрический журнал. 2012;5:17-19.

10. Алексеева Е.А., Александров А.Е., Шарков С.М. Кислородный статус головного мозга у детей в интра- и послеоперационном периоде при проведении ингаляционной анестезии. Детская хирургия. 2014;18(4):32-34.

11. Vedrenne-Cloquet M, Lévy R, Chareyre J, et al. Association of Cerebral Oxymetry with Short-Term Outcome in Critically ill Children Undergoing Extracorporeal Membrane Oxygenation.

12. Neurocrit Care. 2021;35(2):409-417. PMID: 33432528. https://doi.org/10.1007/s12028-020-01179-9

13. Веришко А.С., Гирдюк В.П., Лыщик В.Т. Церебральная оксиметрия и ультрасонография в неинвазивном контроле мозгового кровотока у нейрореанимационных пациентов. Сборник материалов конференции студентов и молодых ученых, посвященный 60-летию учреждения образования «Гродненский государственный медицинский университет». 2018:110-111.

14. Алексеева Е.А., Александров А.Е., Шарков С.М., Басаргина Е.Н., Сугак А.Б., Иванов А.П. Влияние нарушений функциональных параметров сердечно-сосудистой системы на оксигенацию головного мозга у детей. Анестезиология и реаниматология. 2014;59(5):45-47.

15. Fischer GW, Lin HM, Krol M, et al. Noninvasive cerebral oxygenation may predict outcome in patients undergoing aortic arch surgery. J Thorac Cardiovasc Surg. 2011;141(3):815-821. PMID: 20579669. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2010.05.017

16. Massaro AN, Govindan RB, Vezina G, et al. Impaired cerebral autoregulation and brain injury in newborns with hypoxic-ischemic encephalopathy treated with hypothermia. J Neurophysiol. 2015;114(2):818-824. PMID: 26063779. PMCID: PMC4533061. https://doi.org/10.1152/jn.00353.2015

17. Peng S, Boudes E, Tan X, Saint-Martin C, Shevell M, Wintermark P. Does near-infrared spectroscopy identify asphyxiated newborns at risk of developing brain injury during hypothermia treatment?. Am J Perinatol. 2015;32(6):555-564. PMID: 25594221. https://doi.org/10.1055/s-0034-1396692

18. Peng C, Hou X. Applications of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) in neonates. Neurosci Res. 2021;170:18-23. PMID: 33347910. https://doi.org/10.1016/j.neures.2020.11.003

19. Гнедько Т.В., Капура Н.Г., Санковец Д.Н., Улезко Е.А., Берестень С.А. Показатели церебральной оксигенации и гемодинамики у новорожденных с респираторными расстройствами. Педиатрия. Восточная Европа. 2016;4(3):381-388.

20. Санковец Д.Н., Гнедько Т.В., Свирская О.Я. Амплитуда суточных колебаний церебральной оксигенации как критерий эффективности интенсивной терапии у новорожденныхс респираторными расстройствами. Педиатрия. Восточная Европа. 2020;8(4):498-512. https://doi.org/10.34883/pi.2020.8.4.002

21. Санковец Д.Н. Применение церебральной оксиметрии в неонатологии. Педиатрия. Восточная Европа. 2015; 4(12):108-117.

22. Евсюкова И.И., Зверева Н.А., Гурьева Н.Г., Величко Т.А. Изменение оксигенации мозга в цикле сна у здоровых доношенных новорожденных детей. Педиатр. 2019;10(6):5- 11. https://doi.org/10.17816/ped1065-11

23. Попова Н.Н. Антенатальные предикторы исходов беременности [автореф. дис. канд. мед. наук]. Ростов-на-Дону. 2010:25.

24. Abramo T, Aggarwal N, Kane I, Crossman K, Meredith M. Cerebral oximetry and cerebral blood flow monitoring in 2 pediatric survivors with out-of-hospital cardiac arrest. Am J Emerg Med. 2014;32(4):394.e5-394.e10. PMID: 24275043. https://doi.org/10.1016/j.ajem.2013.10.039

25. DiNardo JA. Cerebral Oximetry in Children: So NIRS Yet So Far. Anesth Analg. 2019;128(4):605-606. PMID: 30883409. https://doi.org/10.1213/ane.0000000000002844

26. Tuna AT, Akkoyun I, Darcin S, Palabiyik O. Effects of carbon dioxide insufflation on regional cerebral oxygenation during laparoscopic surgery in children: a prospective study. Braz J Anesthesiol. 2016;66(3):249-253. PMID: 27108820. https://doi.org/10.1016/j.bjane.2014.10.004

27. Gipson CL, Johnson GA, Fisher R, et al. Changes in cerebral oximetry during peritoneal insufflation for laparoscopic procedures. J Minim Access Surg. 2006;2(2):67-72. PMID: 21170237. PMCID: PMC2997275. https://doi.org/10.4103/0972-9941.26651

28. Hirsch JC, Charpie JR, Ohye RG, Gurney JG. Near-infrared spectroscopy: what we know and what we need to know--a systematic review of the congenital heart disease literature. J Thorac Cardiovasc Surg. 2009;137(1): 154-159.e12. PMID: 19154918. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2008.08.005

29. Mitsuta H, Ohdan H, Fudaba Y, et al. Near-infrared spectroscopic analysis of hemodynamics and mitochondrial redox in right lobe grafts in living-donor liver transplantation. Am J Transplant. 2006;6(4):797-805. PMID: 16539638. https://doi.org/10.1111/j.1600-6143.2006.01247.x

30. Dewhirst E, Walia H, Samora WP, Beebe AC, Klamar JE, Tobias JD. Changes in cerebral oxygenation based on intraoperative ventilation strategy. Med Devices (Auckl). 2018;11:253-258. PMID: 30100768. PMCID: PMC6065577. https://doi.org/10.2147/mder.s158262

31. Suemori T, Skowno J, Horton S, Bottrell S, Butt W, Davidson AJ. Cerebral oxygen saturation and tissue hemoglobin concentration as predictive markers of early postoperative outcomes after pediatric cardiac surgery. Paediatr Anaesth. 2016;26(2):182-189. PMID: 26619804. https://doi.org/10.1111/pan.12800

32. Greisen G, Leung T, Wolf M. Has the time come to use near-infrared spectroscopy as a routine clinical tool in preterm infants undergoing intensive care?. Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2011;369(1955):4440-4451. PMID: 22006900. PMCID: PMC3263787. https://doi.org/10.1098/rsta.2011.0261

33. Juliana N, Abu Yazit NA, Kadiman S, et al. Intraoperative cerebral oximetry in open heart surgeries reduced postoperative complications: A retrospective study. PLoS One. 2021;16(5):e0251157. PMID: 34038405. PMCID: PMC8153416. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0251157

34. Knirsch W, Stutz K, Kretschmar O, et al. Regional cerebral oxygenation by NIRS does not correlate with central or jugular venous oxygen saturation during interventional catheterisation in children. Acta Anaesthesiol Scand. 2008;52(10):1370-1374. PMID: 19025530. https://doi.org/10.1111/j.1399-6576.2008.01703.x

35. Sakamoto T, Hatsuoka S, Stock UA, et al. Prediction of safe duration of hypothermic circulatory arrest by near-infrared spectroscopy. J Thorac Cardiovasc Surg. 2001;122(2):339-350. PMID: 11479508. https://doi.org/10.1067/mtc.2001.115242

36. Lian C, Li P, Wang N, Lu Y, Shangguan W. Comparison of basic regional cerebral oxygen saturation values in patients of different ages: a pilot study. J Int Med Res. 2020;48(8):300060520936868. PMID: 32833525. PMCID: PMC7448148. https://doi.org/10.1177/0300060520936868

37. Kandachar SS, Annamalai A. NIRS: So near yet so far (From the brain). Ann Card Anaesth. 2020;23(4):505-507. PMID: 33109813. PMCID: PMC7879887. https://doi.org/10.4103/aca.aca_97_19

38. Korček P, Straňák Z, Širc J, Naulaers G. The role of nearinfrared spectroscopy monitoring in preterm infants. J Perinatol. 2017;37(10):1070-1077. PMID: 28471443. https://doi.org/10.1038/jp.2017.60

39. Kussman BD, Wypij D, DiNardo JA, et al. Cerebral oximetry during infant cardiac surgery: evaluation and relationship to early postoperative outcome. Anesth Analg. 2009;108(4):1122- 1131. PMID: 19299774. PMCID: PMC2782610. https://doi.org/10.1213/ane.0b013e318199dcd2

40. Sakamoto T, Zurakowski D, Duebener LF, et al. Interaction of temperature with hematocrit level and pH determines safe duration of hypothermic circulatory arrest. J Thorac Cardiovasc Surg. 2004;128(2):220-232. PMID: 15282458. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2003.11.070

41. Zogogiannis ID, Iatrou CA, Lazarides MK, et al. Evaluation of an intraoperative algorithm based on near-infrared refracted spectroscopy monitoring, in the intraoperative decision for shunt placement, in patients undergoing carotid endarterectomy. Middle East J Anaesthesiol. 2011;21(3):367-373. PMID: 22428491

42. Lecluyse V, Couture EJ, Denault AY. A Proposed Approach to Cerebral and Somatic Desaturation in the Intensive Care Unit: Preliminary Experience and Review. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2017;31(5):1805-1809. PMID: 28552296. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2017.02.175

43. Kussman BD, Wypij D, Laussen PC, et al. Relationship of intraoperative cerebral oxygen saturation to neurodevelopmental outcome and brain magnetic resonance imaging at 1 year of age in infants undergoing biventricular repair. Circulation. 2010;122(3):245-254. PMID: 20606124. PMCID: PMC2945235. https://doi.org/10.1161/circulationaha.109.902338

44. Vretzakis G, Georgopoulou S, Stamoulis K, et al. Monitoring of brain oxygen saturation (INVOS) in a protocol to direct blood transfusions during cardiac surgery: a prospective randomized clinical trial. J Cardiothorac Surg. 2013;8:145. PMID: 23758929. PMCID: PMC3691733. https://doi.org/10.1186/1749-8090-8-145

45. Holmgaard F, Vedel AG, Rasmussen LS, Paulson OB, Nilsson JC, Ravn HB. The association between postoperative cognitive dysfunction and cerebral oximetry during cardiac surgery: a secondary analysis of a randomised trial. Br J Anaesth. 2019;123(2):196-205. PMID: 31104758. PMCID: PMC6676044. https://doi.org/10.1016/j.bja.2019.03.045