Investigating the Role of Near-Infrared Spectroscopy in Neonatal Medicine

Abstract

Near-infrared spectroscopy (NIRS) is a clinical tool that provides a bedside method of noninvasively measuring continuous, "real-time" oxygen consumption and monitoring for potential ischemia of somatic tissues, particularly the brain, kidneys, and intestine in neonates. Although the concept of NIRS seems promising, its implementation into clinical practice has been inconsistent for various reasons, including difficulty in interpreting regional oxygen saturation (rSO2), the wide variation in types of NIRS monitors and probes, the cost of new equipment, different monitoring modalities, large discrepancies in both intra- and interindividual use, a lack of defined universal normative values, and little to no data on outcomes or potentially harmful interventions made based on rSO2 readings. We combine findings from previously published informational articles and studies on the use of NIRS in neonatal medicine to provide a comprehensive overview of this tool and identify potential indications for clinical use.

Modern experience in conducting cerebral oximetry in neonatology: review

“…Слід зазначити, що концентрація окси-і дезоксигемоглобіну в мозковій тканині в десятки разів перевершує вміст всіх інших хромофорів. Метод дозволяє оцінювати кисневий статус гемоглобіну, який знаходиться в судинах досліджуваної області головного мозку, що зближує його з методом пульсової оксиметрії та добре відомий в неонатології протягом 10-15 років [14].…”

“…Морфометричне дослідження головного мозку показало, що приблизно 85% обсягу його судинного русла доводиться на венозні судини, 10% -на артерії і близько 5% на капіляри [14]. З цього випливає, що ЦО дозволяє оцінювати оксидативний статус (насичення гемоглобіну киснем) головним чином в крові церебральних венозних судин, що дозволяє якісно моніторувати стан мозкового кровоплину в дітей, а показники використовувати в якості аналітів контролю [14]. Церебральна NIRS забезпечує потенційне вікно в церебральному та гемодинамічному статусі новонародженого [35].…”

“…Тенденція до значень та самого сигналу багата інформацією [14,35], але на відміну від рівнів периферичного насичення киснем (SpO2) на насичення мозкової тканини киснем впливає багато потенційних змінних, включаючи серцеву (артеріальний тиск та серцевий викид), дихальну (парціальний тиск вуглекислого газу та кисню в артеріальній крові) та метаболічні параметри (глікемія). Правильна інтерпретація значень/ тенденцій мозкової оксигенації у світлі таких змінних є важливою для здійснення відповідних втручань, а зміни в мозкових значеннях NIRS повинні спонукати до клінічної оцінки немовляти для визначення основної причини [32].…”

“…Порушення церебральної перфузії та оксигенації є основними чинниками травми головного мозку новонароджених, збільшуючи ризик порушення результатів нейророзвитку [14,49]. Немовлята особливо сприйнятливі до травми головного мозку протягом перших 3 днів після народження, коли відбуваються великі перехідні гемодинамічні зміни.…”

How to Administer Near-Infrared Spectroscopy in Critically ill Neonates, Infants, and Children

“…Near-infrared spectroscopy (NIRS) noninvasively measures the regional tissue oxygen saturation (rSO 2 ) in brain, muscle, kidneys, liver or intestines 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 . It is applied in intensive care and cardiac surgery to monitor "real-time" oxygen consumption and somatic tissue saturation 10 .…”