Sperimentazione Ossimetro ISS presso il Dipartimento di Pediatria nella valutazione dell’ ossigenazione cerebrale mediante spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS)

Il danno ipossico-ischemico cerebrale neonatale è la causa più frequente di handicap infantile. Tale danno è dovuto alla riduzione dell’ossigenazione cerebrale, determinata dalla diminuizione della concentrazione dell’ossigeno presente nel sangue o del flusso ematico cerebrale. Il neonato in terapia intensiva, soprattutto se pretermine o di basso peso alla nascita, è, per la sua condizione di prematurità e/o di patologia associata e/o di manovre assistenziali necessarie, a notevole rischio di subire episodi di ipossigenazione cerebrale, potenzialmente in grado di determinare danni neurologici. La possibilità di poter valutare l’ossigenazione cerebrale dei neonati a rischio, sia come quantità di ossigeno presente nel parenchima cerebrale sia come apporto di sangue in termini di flusso e volume ematico cerebrale, permetterebbe di attuare manovre in grado di prevenire il verificarsi del danno ipossico-ischemico.

L’applicazione della tecnologia NIRS al neonato è risultata di grande valore potenziale nel poter fornire informazioni sull’ossigenazione, sul volume ematico e sul flusso ematico cerebrale. La spettroscopia nel vicino infrarosso è, infatti, l’unica metodica attualmente disponibile, anche se non ancora utilizzata nella pratica clinica, in grado di misurare in modo non invasivo ed al letto del paziente l’ossigenazione ed i parametri emodinamici cerebrali del neonato.

Autori hanno sottolineato l’importanza di monitorare l’ossigenazione tissutale del neonato a livello “centrale”, potendo il valore misurato perifericamente, mediante pulsiossimetro (strumento utilizzato nel neonato per misurare la SaO2 e la frequenza cardiaca mediante una sonda che viene posta alla mano o al piede), non riflettere l’effettiva ossigenazione cerebrale, come per esempio in neonati pretermine e/o patologici, in cui il sistema di autoregolazione cerebrale può non funzionare adeguatamente, risultandone uno squilibrio tra offerta (ridotta) e richiesta di ossigeno (normale o aumentata) da parte del tessuto cerebrale. La principale utilità della pulsiossimetria, nel neonato sottoposto ad ossigenoterapia, è di prevenire l’ipossia, non l’iperossia; la curva di dissociazione dell’emoglobina, infatti, è piatta al di sopra di un valore di SaO2 di 95%, quindi la pulsiossimetria non è sicura nel proteggere dai danni da iperossia. Inoltre, a basse saturazioni (sotto 80%) i pulsiossimetri sono meno affidabili in quanto le misure sperimentali sono eticamente difficili da condurre.

Parametri come la saturazione in ossigeno dell’emoglobina (SaO2) e la pressione parziale di ossigeno del sangue arterioso (PaO2) non sono in grado di indicarci l’adeguatezza dell’offerta rispetto alla richiesta di ossigeno da parte dei tessuti. La misura “sistemica” di tali parametri fornisce, infatti, una misura dell’offerta di ossigeno ai tessuti, ma non dell’equilibrio tra offerta e richiesta di ossigeno. Un valore di SaO2 ritenuto normale può risultare insufficiente rispetto ad una transitoria maggior richiesta di O2 da parte di un determinato tessuto, con conseguente ipossia relativa, aumento del metabolismo cellulare anaerobio, acidosi e disfunzione cellulare. La misura dell’ossigenazione tissutale “regionale” (StO2) fornita dalla NIRS deriva da tutti e 3 i compartimenti (venoso, capillare ed arterioso) vascolari, e principalmente dalla rete capillare locale. Una SaO2 “locale” più bassa della “sistemica” è di solito interpretata come aumento del consumo di O2 locale. Recentemente è stato dimostrato come la NIRS sia in grado di misurare contemporaneamente, oltre alla StO2, anche la SaO2 (sangue arterioso, = misura dell’offerta di O2) e la SvO2 (sangue venoso, parametro direttamente collegato al flusso ematico e consumo di ossigeno) regionali, separatamente, rendendo possibile una misura dell’adeguatezza dell’offerta di O2 rispetto alla richiesta di O2. Il monitoraggio continuo della StO2, SaO2 e SvO2 a livello cerebrale (“cerebral status”) del neonato permetterebbe la diagnosi precoce della compromissione di tale equilibrio, prima dell’instaurarsi del danno irreversibile da ischemia, ipossia o iperossia.

Ossigenazione “centrale” e “periferica”

1) Ossigenazione cerebrale durante l’apnea del neonato pretermine

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2) Ossigenazione cerebrale nel neonato in posizione prona e  supina

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Dipartimento  di  Pediatria

Il progetto di ricerca coordinato e condotto dal Dr Simone Pratesi ha avuto una durata complessiva di 18 mesi, ed ha riguardato l’applicazione del nuovo Ossimetro ISS nello studio dell’ossigenazione cerebrale di neonati ricoverati presso l’U.O. di Neonatologia, Dipartimento di Pediatria dell’Universita’ di Firenze: in una prima fase sono stati studiati gli effetti sull’ossigenazione cerebrale determinati da episodi di apnea, ed in una seconda fase gli effetti sull’ossigenazione cerebrale determinati dalla posizione corporea, supina e prona

ISS Model 9628

N I R S

Near Infrared Spectroscopy

Nel settembre 2001 è stato acquisito dal Dipartimento di Pediatria dell’Università di Firenze, grazie al finanziamento da parte dell’Ente Cassa di Risparmio di Firenze dell’intero importo necessario, un nuovo Ossimetro tissutale nel dominio delle frequenze (ISS Model 96208:Two-Channel Non-invasive Frequency Domain Tissue Oximeter, ISS Inc., Champaign, IL USA vedi ossimetri NIR), per lo studio dell’ossigenazione cerebrale del neonato.

Valutazione dell’ ossigenazione cerebrale del neonato