NIRS

Febrero 2021

 


Saturación de oxígeno cerebral: un signo vital útil junto a la cama para la encefalopatía neonatal


Sarah B. Mulkey               Editorial         Journal of Perinatology  Enero 2021

 

La aplicación de la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS), un medio no invasivo de monitorización de la oxigenación cerebral (CrSO2), se está volviendo cada vez más popular en muchas poblaciones pediátricas con el objetivo de identificar la progresión de la lesión cerebral. NIRS refleja el balance entre el suministro  y la extracción de oxígeno de los tejidos. Dado que la etiología de la lesión cerebral pediátrica está fuertemente asociada con la perfusión y oxigenación cerebral anormales [1], la adición de NIRS da una evaluación más sólida de estas variables por encima de las mediciones estándar de presión arterial y saturación de oxígeno (pulsioximetría).

Szakmar et al. en esta edición de Journal of Perinatology investigó la utilidad de NIRS para detectar la perfusión tisular inadecuada y la evolución de la lesión cerebral durante la hipotermia terapéutica y el recalentamiento en recién nacidos con encefalopatía neonatal leve a grave [2]. Este estudio retrospectivo encontró que el aumento de CrSO2 en los primeros días de la vida posnatal se asoció con evidencia de lesión cerebral en la resonancia magnética (MRI), lo que se suma a la creciente literatura sobre el potencial de NIRS para ser utilizado para detectar lesiones cerebrales temprano, y potencialmente ayuda en la intervención terapéutica.

 

NIRS se ha aplicado en entornos neonatales donde la perfusión cerebral y la oxigenación pueden verse afectadas, incluida la encefalopatía isquémica, hipotensión, apnea, ductus arterioso persistente, durante la terapia de oxigenación por membrana extracorpórea y en la monitorización de bebés con cardiopatía congénita que requieren cirugía. Además, se han desarrollado nomogramas para identificar la extracción fraccional de oxígeno cerebral CrSO2 normal en los recién nacidos durante la transición inmediata después del nacimiento [3]. Pero en realidad es el uso de NIRS en la encefalopatía neonatal, lo que se muestra más prometedor, ya que el número de estudios se expandió rápidamente durante la última década. Es importante destacar que numerosos estudios han demostrado que los cambios en la oxigenación cerebral y la hemodinamia se correlacionan con outcomes adversos del neurodesarrollo y / o lesión cerebral [4]. Sin embargo, el papel de NIRS en este entorno sigue siendo en gran medida una herramienta de investigación. Esto probablemente refleja la incapacidad de todos los estudios para mostrar diferencias clínicas importantes entre los grupos estudiados, así como la variación en el momento de los eventos y la relación con los outcomes adversos del neurodesarrollo. Por ejemplo, Peng et al. encontraron que las diferencias en la oxigenación cerebral en las primeras 12 h después del nacimiento eran las más críticas [5], mientras que Lemmers et al. encontraron que las diferencias después de las 24 h de edad eran el momento crítico para los resultados adversos del neurodesarrollo [6]. En el estudio actual, Szakmar et al. encontraron que un CrSO2 alto en el segundo día de hipotermia terapéutica se asoció con lesión de la sustancia gris, mientras que un CrSO2 alto en el momento del recalentamiento se asoció con evidencia de lesión cerebral general [2].


Cerebral NIRS es un monitor de tendencia de la saturación de oxígeno cerebral; puede tener variabilidad entre sujetos y no distingue entre el suministro de oxígeno, la extracción y el flujo sanguíneo cerebral, lo que representa limitaciones inherentes a la herramienta. Sin embargo, lo que es importante es la consistencia del hallazgo de CrSO2 anormal (ya sea alto, bajo o fluctuante) durante los primeros días de enfriamiento y recalentamiento en un paciente con lesión cerebral posterior en comparación con un CrSO2 estable en un paciente durante el enfriamiento y recalentamiento que está asociado con outcomes normales, lo que se demostró en el estudio de Szakmar [2]. Esto lleva a la importante pregunta de cómo la NIRS puede ser incorporada a la práctica clínica para los bebés con encefalopatía neonatal. De hecho, factores que incluyen que NIRS está monitoreando (flujo sanguíneo cerebral, volumen sanguíneo cerebral, oxigenación o metabolismo) o el uso de NIRS junto con la presión arterial o un electroencefalograma de amplitud integrada (aEEG) dificultan la aplicabilidad "fácil" en este escenario.
El examen neurológico de un neonato encefalopático puede fluctuar y verse afectado por sedantes y medicamentos antiepilépticos, lo que dificulta el seguimiento del examen neurológico como una medida confiable de la gravedad de la encefalopatía y como evidencia temprana de recuperación en algunos casos. El neuromonitoreo continuo que podría proporcionar información sobre la lesión cerebral, la recuperación del cerebro y la salud del cerebro y ofrecer información sobre el pronóstico antes de la obtención de imágenes neurológicas podría mejorar el cuidado clínico centrado en la neurología en los primeros días de vida después de la encefalopatía neonatal. Normalmente, el EEG es la única forma de neuromonitorización continua que se utiliza en la UCIN para los neonatos con encefalopatía neonatal. Sin embargo, la adición de NIRS cerebral como una herramienta de neuromonitorización continua puede ofrecer un beneficio sustancial para el cuidado de los bebés con esta afección. Estudios como el de Szakmar et al.  apoyan a que NIRS tenga una posición prominente al lado de la cama de la UCIN [2].

 

El EEG, ya sea aEEG o EEG de canal completo, es un monitor continuo útil de encefalopatía y cuando se combina con NIRS cerebral ofrecería un enfoque multimodal de los signos vitales neurológicos para el seguimiento. El EEG y el NIRS cerebral son complementarios y su uso conjunto puede ofrecer el mayor beneficio [7]. Un bebé con un examen encefalopático estático y supresión de fondo del EEG sin mejoría durante los primeros días de vida durante la hipotermia terapéutica, combinada con una tendencia al aumento de CrSO2 en el NIRS cerebral, sería preocupante para un recién nacido con lesión cerebral sostenida y un outcome neurológico anormal. Sin embargo, la normalización de los patrones de EEG de fondo y CrSO2 estable en NIRS puede indicar un pronóstico neurológico más favorable o normal. Esta información podría ayudar a orientar el tono de las discusiones con la familia para el retiro temprano del cuidado en casos graves y durante las 72 h de hipotermia terapéutica, mientras las familias esperan ansiosamente la resonancia magnética cerebral.
 

La monitorización continua que podría advertir sobre el deterioro clínico mejora la utilidad de este tipo de herramientas en la cabecera de la UCIN. El Monitor HeRO (características de frecuencia cardíaca) es uno de esos monitores de cabecera que utiliza la variabilidad de la frecuencia cardíaca para detectar un mayor riesgo de sepsis y enterocolitis necrotizante antes de los signos clínicos, mediante un cambio en la señal del electrocardiograma medida continuamente [8]. Mediante la inclusión de un monitor de características de frecuencia cardíaca, los bebés pueden tener evaluaciones de laboratorio más tempranas y recibir atención terapéutica más temprana para limitar la sepsis. Este tipo de monitoreo se ha demostrado que reduce la duración de la estadía hospitalaria [9]. Todavía no se sabe si la adición de monitorización cerebral NIRS y CrSO2 podría ofrecer tales beneficios a la población de la UCIN con encefalopatía neonatal.

La UCIN del futuro debería utilizar la tecnología para analizar continuamente múltiples señales fisiológicas y ayudar a dirigir el cuidado clínico individualizado. Pueden emplearse modelos matemáticos para detectar señales de advertencia en una amplia gama de señales fisiológicas, incluida la NIRS, para alertar al equipo clínico y realizar evaluaciones de laboratorio u otras evaluaciones neurodiagnósticas y establecer un pronóstico más temprano [10]. Los datos del NIRS pueden ser aplicados en el futuro para medir tratamientos específicos para la encefalopatía neonatal o la duración de la terapia. El NIRS ha sido examinado durante varias décadas y, a pesar de sus limitaciones, tiene muchas ventajas que podrían usarse para comprender mejor en tiempo real el riesgo de lesión neurológica y el pronóstico neurológico para los bebés con encefalopatía neonatal. Por lo tanto, es hora de traer metodologías de investigación de análisis continuo de señales fisiológicas a la cabecera de la cama y esto incluye la NIRS cerebral como una medida importante de oxigenación cerebral.

 

Referencias

  1. van Bel F, Dorrepaal CA, Benders MJ, Zeeuwe PE, van de Bor M, Berger HM. Changes in cerebral hemodynamics and oxygenation in the first 24 h after birth asphyxia. Pediatrics. 1993;92:365–72.

  2. Szakmar E, Smith J, Yang E, Volpe JJ, Inder T, El-Dib M. Association between cerebral oxygen saturation and brain injury in neonates receiving therapeutic hypothermia for neonatal encephalopathy. J Perinatol. Febrero 2021

  3. Pichler G, Binder C, Avian A, Beckenbach E, Schmolzer GM, Urlesberger B. Reference ranges for regional cerebral tissue oxygen saturation and fractional oxygen extraction in neonates during immediate transition after birth. J Pediatr. 2013;163:1558–63.

  4. Mitra S, Bale G, Meek J, Tachtsidis I, Robertson NJ. Cerebral near infrared spectroscopy monitoring in term infants with hypoxic ischemic encephalopathy—a systematic review. Front Neurol. 2020;11:393. https://doi.org/10.3389/fneur.2020.00393.

  5. 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;32:555–64.

  6. Lemmers PM, Zwanenburg RJ, Benders MJ, de Vries LS, Groenendaal F, van Bel F, et al. Cerebral oxygenation and brain activity after perinatal asphyxia: does hypothermia change their prognostic value? Pediatr Res. 2013;74:180–5.

  7. Goeral K, Urlesberger B, Giordano V, Kasprian G, Wagner M, Schmidt L, et al. Prediction of outcome in neonates with hypoxicischemic encephalopathy ii: role of amplitude-integrated electroencephalography and cerebral oxygen saturation measured by near-infrared spectroscopy. Neonatology. 2017;112:193–202. 

  8. Sullivan BA, Fairchild KD. Predictive monitoring for sepsis and necrotizing enterocolitis to prevent shock. Semin Fetal Neonatal Med. 2015;20:255–61.

  9. Swanson JR, King WE, Sinkin RA, Lake DE, Carlo WA, Schelonka RL, et al. Neonatal intensive care unit length of stay reduction by heart rate characteristics monitoring. J Pediatr. 2018;198:162–7.

  10. Thewissen L, Caicedo A, Lemmers P, Van Bel F, Van Huffel S, Naulaers G. Measuring near-infrared spectroscopy derived cerebral autoregulation in neonates: from research tool toward bedside multimodal monitoring. Front Pediatr. 2018;6:117.