La oximetría cerebral continua o espectroscopia de reflactancia, NIRS del inglés “Near InfraRed Spectroscopy”, permite medir el índice de saturación de oxígeno de la hemoglobina cerebral (SrO2) en una región determinada, sin ser invasivo y sin requerir la presencia de pulsatilidad. Esta técnica se basa en el empleo de la espectroscopia próxima al infrarrojo, de forma que, colocando el sensor en la región craneal del paciente, a nivel frontolateral, capta la saturación regional de oxígeno de los tejidos subyacentes, principalmente del tejido cerebral (85% señal procede de corteza cerebral y un 15% de tejido extracerebral), que corresponde a los territorios de perfusión de las arterias cerebrales anterior y media. Este sistema de monitorización se caracteriza por realizar mediciones continuas (cada 4-5 segundos) de la saturación regional de oxígeno a nivel de la circulación capilar (arterial y venosa), a diferencia de la saturación del bulbo de la yugular, que registra la saturación venosa procedente de los drenajes venosos cerebrales, siendo además este un método invasivo. La luz NIRS emitida atraviesa los tejidos subyacentes, siendo parte de la misma absorbida por los cromóforos del tejido, y el resto es captada por el receptor. Los cromóforos de los tejidos tienen diferentes capacidades de absorción de la luz, por tanto, los valores obtenidos representan la cantidad de estos cromóforos en el tejido cerebral, indicando una estimación sobre el volumen sanguíneo, flujo sanguíneo y oxigenación cerebral. La captación de la señal no se afecta ni por el grado de profundidad anestésica, ni por la hipotermia ni por la ausencia de pulsatilidad.
La SrO2 analiza el balance entre aporte y demanda de oxígeno al cerebro. Durante la cirugía cardiaca y el bypass cardiopulmonar, que es donde mayor aplicación y desarrollo ha encontrado este sistema de monitorización, las causas que alteran el balance entre el aporte y el consumo de oxígeno cerebral son múltiples y, en muchos casos, interrelacionadas entre sí, de un modo directo o indirecto.
En condiciones fisiológicas, existe un acoplamiento entre el flujo sanguíneo cerebral (FSC) y el metabolismo cerebral (CMRO2), de tal modo que el FSC se adapta a las necesidades metabólicas del cerebro. Cuando se produce una lesión cerebral aguda, el CMRO2 disminuye de forma proporcional a la gravedad de la lesión y se pueden alterar los mecanismos que regulan el FSC; de ahí que la relación metabolismo/flujo pueda variar. La existencia o no de acoplamiento entre CMRO2/FSC la podemos conocer de forma indirecta, sin conocer el flujo ni el metabolismo cerebral, mediante la determinación de la oxigenación cerebral mediante la técnica NIRS. El sensor de oximetría cerebral está compuesto por un diodo de emisión de luz (denominado LED), que genera dos ondas de luz de un espectro cercano al infrarrojo, y dos detectores de superficie situados a una distancia mínima de 2,5 cm del foco de luz, y que penetran más allá de la duramadre; aproximadamente a una profundidad de 3-4 cm. El tejido analizado, corresponde principalmente a la sustancia gris y blanca más superficial de la corteza cerebral bajo el sensor.
Tanto el emisor de luz como los dos fotodetectores están montados sobre un material adhesivo, que se coloca habitualmente en la región frontolateral bilateral de la cabeza del paciente, permitiendo rastrear ambos hemisferios cerebrales. Se debe colocar alejado del seno longitudinal superior, previa limpieza de la piel con una solución alcohólica. El sistema realiza 15 mediciones por segundo y el valor mostrado en la pantalla se actualiza cada 4 segundos. La monitorización se puede realizar unilateral o bilateralmente, existiendo hipótesis que sugieren que la monitorización bilateral podría permitir el obtener una mayor y más completa información, lo que proporcionaría mayor fiabilidad de la señal. El parámetro que determina la NIRS es la saturación regional de oxígeno (SrO2), que nos indica los cambios entre el aporte de oxígeno y el consumo a nivel de la corteza cerebral. Quedaría, por lo tanto, definida por la formula: SrO2 = hemoglobina oxigenada/hemoglobina total. Para su determinación, se basa en un espectroscopio que mide a tiempo real dos longitudes de onda (730 y 810 nm). Tiene un emisor de fotones con la suficiente potencia como para atravesar los tejidos blandos y el hueso de la calota. Los fotones de longitud de onda cercana al infrarrojo son absorbidos por los cromóforos presentes en el tejido subyacente en el cerebro, principalmente por la hemoglobina oxigenada y la desoxigenada que son los cromóforos predominantes, siendo la contribución del citocromo aa3 relativamente menor.
La luz NIRS es absorbida por los cromóforos presentes en los tejidos, dependiendo el grado de absorción de luz directamente del estado de oxigenación de los mismos, por lo que los datos se pueden relacionar con el volumen sanguíneo cerebral y con el grado de oxigenación del tejido cerebral. El resto de luz no absorbida es captada por los fotodetectores situados a 3 y 4 cm del foco emisor.
Las aplicaciones clínicas de los sistemas de oximetría cerebral, se han desarrollado fundamentalmente en neonatos, como es la espectroscopia de transmisión. En el adulto, al tener el diploe óseo de la calota mayor grosor, es preferible la espectroscopia de reflexión. Al ser una técnica incruenta, continua y rápida de aplicar, la experiencia clínica se ha logrado principalmente en pacientes sometidos a endarterectomías carotídeas y cirugía cardiaca con bypass cardiopulmonar. Durante este último procedimiento, la monitorización de la oximetría cerebral regional es de gran valor sobre todo en situaciones de parada circulatoria con hipotermia profunda y perfusión cerebral, ya que es la única monitorización no invasiva adecuada para valorar el estado de la oxigenación cerebral, debido a que la actividad bioeléctrica espontánea y evocada está abolida por la hipotermia, la utilización de agentes farmacológicos y que además no precisa de pulsatilidad para realizar la medición. Los valores normales de la SrO2 están entre 50%-70% en niños y 58-82% en adultos, considerándose desaturaciones cerebrales cifras inferiores a 50% en el valor absoluto durante un período prolongado, inferiores a 40% en valor absoluto durante un período corto de tiempo o una disminución relativa de un 20% respecto a los valores basales. Valores superiores a 85-90% de SrO2 son sugestivos de hiperaflujo cerebral. Son de gran importancia las tendencias y las variaciones respecto al valor basal, existiendo, además, variabilidad interindividual respecto a los valores basales. El valor basal sería el valor medido de SrO2, con el paciente en reposo o anestesiado con estabilidad hemodinámica, cifras normales de hemoglobina, oxigenación adecuada, en normocapnia y normotermia. Los cambios del valor basal están relacionados con estas variables y, por lo tanto, actuando sobre dichas variables se puede optimizar la perfusión-oxigenación cerebral. La monitorización de la SrO2 permitiría identificar de manera precoz y fiable posibles causas de complicaciones durante la cirugía cardiaca, como hipoperfusión o hiperaflujo cerebral, determinar los valores de tensión arterial que rebasan el umbral de autorregulación del flujo sanguíneo cerebral, disbalance entre aporte y consumo de oxigeno cerebral, niveles adecuados de hipotermia, hipocapnia inadvertida, malposición de cánulas con hipoaflujo cerebral, mal drenaje venoso cerebral, embolismos aéreos, así como los períodos de vulnerabilidad neurológica de la misma. La detección precoz y tratamiento de la hipoxia cerebral global representada mediante desaturaciones frontocerebrales durante la cirugía cardiaca puede prevenir daños adicionales al cerebro, constituyendo un método que permite mejorar el pronóstico neurológico. Existe evidencia científica suficiente para afirmar que valores bajos de SrO2 se asocian a lesiones neurológicas, así como a una mayor estancia hospitalaria, tanto en población adulta como pediátrica. Es por este motivo que se considera un monitor esencial para prevenir complicaciones neurológicas durante la cirugía cardiaca. Los anestesiólogos y perfusionistas deben aplicar algoritmos de actuación ante desaturaciones en la NIRS, aplicando medidas correctoras que van desde utilizar presiones de perfusión adecuadas, flujos adecuados, modificar los niveles de temperatura y de profundidad anestésica, corregir la malposición de cánulas y determinar el tiempo de seguridad isquémica en la parada circulatoria o determinar niveles de perfusión adecuados en estrategias específicas como la perfusión cerebral selectiva.
COMENTARIO:
Durante la circulación extracorpórea en niños con cardiopatías congénitas, se emplean diversas herramientas de monitorización neurológica (NIRS, doppler transcraneal y EEG). Aunque ninguna ha demostrado por sí sola mejorar los resultados neurológicos a largo plazo, su uso combinado puede guiar intervenciones intraoperatorias y facilitar la detección temprana de fenómenos de malperfusión cerebral.
La espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS) se ha consolidado como la herramienta de monitorización cerebral más utilizada durante la cirugía cardíaca pediátrica, debido a su carácter no invasivo, facilidad de uso y capacidad para proporcionar datos en tiempo real sobre la oxigenación tisular. Su integración con otras modalidades como el EEG procesado, aEEG y parámetros espectrales, permite una evaluación neurológica continua y más completa, facilitando la detección precoz de hipoxia cerebral, la monitorización del estado de conciencia y la valoración de la profundidad anestésica.
La NIRS permite una monitorización continua de la saturación regional de oxígeno (SrO₂), cuyos valores se correlacionan con la saturación venosa central y se han vinculado con el daño hipóxico-isquémico cuando sus valores descienden por debajo del 45%. También ha mostrado concordancia con parámetros hemodinámicos invasivos durante procedimientos con hipotermia profunda y con desenlaces neurológicos a largo plazo en lactantes.
Además de su aplicación cerebral, la NIRS se ha utilizado en regiones abdominales, renales y musculares, demostrando utilidad en la detección de hipoperfusión tisular y correlación con los niveles de lactacidemia y la SvO₂ mixta. Intervenciones como la administración de inodilatadores han demostrado mejorar la oxigenación regional, mientras que otros fármacos, como la vasopresina, no han mostrado beneficios en determinadas regiones.
La técnica también permite estimar la extracción fraccional de oxígeno (FOE), parámetro útil en la valoración de la relación entre el oxígeno entregado y consumido por los tejidos, especialmente en contextos como la circulación de Fontan o el postoperatorio de cirugía cardíaca.
Estudios en niños con circulación de Fontan han demostrado una disminución de la oxigenación del flujo sanguíneo en el músculo de la pantorrilla durante el ejercicio, en comparación con los controles. Sin embargo, los cambios regionales pueden no siempre reflejar la oxigenación sistémica, y no existe un estándar para validar la medición de la oxigenación tisular. La NIRS puede verse afectada por la interferencia de otros tejidos y puede ser menos precisa en la hiperbilirrubinemia o cuando se aplica en niños de piel oscura.
Pese a su valor clínico, la NIRS presenta limitaciones, incluyendo la falta de un estándar para la medición directa de la oxigenación tisular y la influencia de factores como la pigmentación cutánea o la ictericia. La evidencia actual sobre su impacto en los desenlaces clínicos es aún limitada, por lo que futuras investigaciones deben enfocarse en cómo interpretar y responder adecuadamente a los datos obtenidos para optimizar el manejo anestésico y mejorar el pronóstico neurológico.
REFERENCIAS:
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