Near-infrared spectrophotometry of brain and muscle oxygenation during circulatory shock

Doktorafhandlingen er baseret på undersøgelser udført på kredsløbslaboratoriet ved Rigshospitalets anæstesiologiske afdeling og publiceret som ni originale artikler samt en sammenfattende redegørelse.

Cirkulatorisk shock er kendetegnet ved lavt ilttilbud til organerne, hvor særligt hjernen ikke tåler længerevarende iltmangel. Undersøgelserne afdækkede muligheden for hos voksne med nær-infrarød spektrofotometri (NIRS) at følge hjernens og skeletmuskulaturens indhold af oxygeneret hæmoglobin (Hb). NIRS blev bedømt i laboratoriet under simuleret hypovolæmisk shock og i klinikken i hjerte- og leversyge patienter.

Passiv helkropsvipning med hovedet opad (50°; HUT) udløser inden for 1 time et vasovagalt tilfælde (simuleret hypovolæmisk shock) hos 9 af 10 raske forsøgspersoner. Under HUT falder det centrale (torakale) blodvolumen (CBV) og dermed hjertets minutvolumen. Central venøs iltmætning afspejler faldet i CBV bedre end det centrale venetryk. Under HUT sker der først et fald i musklernes gennemblødning og iltmætning bedømt ved NIRS, siden en pludselig stigning under det vasovagale tilfælde. Hjernens blodgennemstrømning (CBF) og iltmætning (ScO2 ) falder ikke væsentligt, så længe det arterielle blodtryk (MAP) forbliver upåvirket; men CBF, ScO2 og den cerebrale [HbO2 ] falder, når MAP falder under ~80 mmHg. Under HUT er det ved NIRS af hjernen muligt at følge reduktion af cytochrome c oxidase , det sidste enzym i respirationskæden: Potentielt bedømmes derved intracellulær oxygenering, men NIR-absorptionsændringerne er små. NIRS reflekterer ændringer i arterieblodets indhold af ilt og kuldioxid, der begge relaterer til ændringer i vævenes gennemblødning. Forsøgene viste, at det er muligt med NIRS af følge cerebralt og muskulært iltindhold, idet vævets iltmætning bedømt ved NIRS afspejler både vævets gennemblødning og arterieblodets iltindhold.

Hos raske er ScO2> 55%, idet dog primært ændringer i ScO2 benyttes klinisk. I hjertepatienter med akut lungestase og cerebrale symptomer er ScO2 kritisk lav (~35%) trods nær-normale værdier for puls, MAP og arterielle gastal, og under behandling følger forbedringer i cerebrale symptomer stigninger i ScO2 . I levertransplantationspatienter vil bilirubin sænke den målte absolutte værdi for ScO2 , men NIRS vil stadigt ofte afspejle ændringer i hjernens iltmætning. Som vist hos hjerte- og leversyge patienter er det ikke sikkert, at patienter har bevaret autoregulation af hjernens gennemblødning, og NIRS giver information om hjernens iltindhold, der ikke opnås ved konventionel monitorering. Hjernevævets iltmætning og koncentration af iltet hæmoglobin bør ikke falde mere end henholdsvis ~10% og ~5 μMol, idet et stort antal forsøgspersoner og patienter udviser cerebrale symptomer ved større fald.