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Espectrofotometra cercana al infrarrojoCarlos Daz Maldonado Md.Espectroscopia de infrarrojo cercano NIRS (near-infrared spectroscopy).

Mtodo ptico no invasivo que utiliza la absorcin o reflexin de determinada longitud de onda producida por los diferentes grupos funcionales que se encuentran en los tejidos. Tcnicamente involucra un haz de luz que al interactuar con material biolgico produce una radiacin electromagntica en forma de ondas en el rango de los 750 a los 2 600 nm , lo que le permite penetrar dentro de una muestra y ser absorbida o reflejada. Esta onda reflejada se analiza y puede proporcionar informacin acerca de la muestra como geometra del objeto, tamao, distribucin y composicin.

8. Groenewald T, Kster K. Espectroscopa de infrarrojo cercano (NIRs)- La tcnica de anlisis rpidos del futuro.(en lnea) 2006.NIRS (near-infrared spectroscopy).En esencia, la tecnologa NIR involucra luz interactuando con un material, donde una radiacin electromagntica ocurre en forma de ondas.

La longitud de onda es la distancia entre los dos picos o puntos altos, y se indica con el smbolo .

La longitud de onda en el espectro NIR se mide en nanmetros (nm) donde 1nm = 10-9m 1000nm = .001mm.El infrarrojo cercano es considerado esa parte del espectro situada entre la regin visible y la regin infrarroja. El rango de longitudes de onda que el NIR cubre, est entre 750nm 2,600nm

Formas de medicin Reflectancia: cuando un haz de luz incide sobre la superficie de un cuerpo y ste lo devuelve al medio en mayor o menor proporcin en funcin del tipo de material sobre el que incide la luzTransmitancia: cuando un haz de luz monocromtica (de una sola longitud de onda) incide sobre un cuerpo, parte de ese haz ser absorbido y otra parte atravesar el medio.Tranflectancia: es un efecto combinado de la Reflectancia y la transmitanciaAbsorcin: es cuando el haz de luz se asimila por el objeto.Bergera G, Jarn C, Arazuri S, Arana I. Instrumentacin para la espectroscopa de infrarrojo cercano Horticultura 2006;194:30-33.En la prctica, el tejido a ser analizado es bombardeado con rayos NIR de diferentes longitudes de onda. Por cada longitud de onda, algunos de los rayos sern entonces absorbidos por uniones qumicas especficas.

Al mismo tiempo, otros rayos sern diseminados y reflejados por otras uniones qumicas. En contraste, algunos de los rayos pasarn a travs del tejido, lo cual es denominado .Reflectancia NIRTransmisin NIR

Las molculas son grupos de tomos, los cuales se han combinado para formar compuestos qumicos. Las uniones especficas entre los tomos vibran a una cierta frecuencia, y cada tipo de estas uniones qumicas dentro de una muestra absorbern rayos NIR de una longitud de onda especfica, mientras todas las dems longitudes de onda son reflejadas

Los rayos esparcidos, reflejados y/o transmitidos de cada longitud de onda son concentrados dentro de una clula de medicin. Un nmero de reflejos a diferentes longitudes de onda son medidos, y luego convertidos en resultados analticos por un microprocesador.

10Cada vez que se halla que una unin qumica no absorbe una particular longitud de onda, los rayos son diseminados y reflejados en todas direcciones. Estos haces dispersos pueden entonces ser absorbidos o reflejados por otras uniones qumicas, hasta que una porcin de los rayos eventualmente salga de la muestra en todas direcciones.

Tcnicamente hablando los aparatos basados en el sistema NIRS generalmente constan de los siguientes elementos:

SondaCircuito de mandoUnidad de procesamiento o computadora.

La fuente de luz y su localizacin es manipulada por el circuito del mando que a su vez se subdivide en transmisor y receptor que se controlan por el programa de la computadora para exponer las longitudes de onda.La sonda constituye la interface entre el sistema del mando y la muestra o tejido.

La computadora tambin guarda la informacin de los despliegues que recibieron la luz despus de aplicar los esquemas necesarios para el proceso. Para que un fotodetector analiza la seal luminosa, la refleja y la cuantifica expresndola como porcentaje.

Se basa en la absorcin de cromforos especficos a travs de longitudes de onda. Los cambios de concentracin de los cromforos dependen de la oxigenacin del tejido aprovechando una de las propiedades de la luz infrarroja que es la de ser capaz de penetrar varios centmetros en el tejido.

Poca MA, Sahuquillo J, Mena MP, Vilalta A, Riveiro M. Actualizaciones en los mtodos de monitorizacin cerebral regional en los pacientes neurocrticos: presin tisular de oxgeno, microdilisis cerebral y tcnicas de espectroscopa por infrarrojos. Universisdad Autnoma de Barcelona 2005;16:385-410.

Esta luz es absorbida por molculas cromforas como son:OxihemoglobinaDeoxihemoglobina Citocromo oxidasa.

Mediante la aplicacin al tejido de ciertas longitudes de onda y su posterior anlisis estadstico.

Mide variables fisiolgicas muy importantes como la saturacin de oxgeno y el en cualquier tejido.

Aplicacin en medicinaLos procedimientos de anlisis basados en la tecnologa NIRS se han desarrollado tanto en los ltimos aos que se consideran, a escala mundial, auxiliares muy importantes del monitoreo de procesos fisiolgicos y fisiopatolgicos en tiempo real y de aplicacin directa en diversas ramas de la medicina.Crookes BA, Cohn SM, Bloch S. C Near-infrared spectroscopy identify the severity of shock in trauma patients? J Trauma 2005;58:806-816.Puede discriminar diversos tipos de compuesto de acuerdo con la longitud de onda que reflejan, absorben o dispersan.La intensidad con que la emiten y el color que presentan, permite determinar en tiempo real diversos compuestos que conviven o coinciden en un mismo lugar y tiempo. Deteccin y cuantificacin de la oxihemoglobina y la desoxihemoglobinaBozkurt A, Rosen A, Rosen H, Onaral B. A portable near infrared spectroscopy system for bedside monitoring of newborn brain BioMedical Engineering On line 2005;4(29).Permite establecer con precisin el grado de hipoxia que puede presentar, en un momento dado, un tejido u rgano.CerebroMsculo esquelticoRinVejigaExtremidades superiores e inferiores.

McCully KK, Hamakoa T. Near-Infrared Spectroscopy: What an it tell us about oxygen saturation in ? Exeicise and Sport Sciences Review 2000;28(3):123-127.Usos en medicina

HIPOXIAPermite conocer diversas variables fisiolgicas en tiempo real como la saturacin de oxgeno y el ndice de oxigenacin en cualquier tejido.til en la identificacin de procesos de isquemia y en la medicin de flujos sanguneos.Deteccin de tumores.Determinacin de la vascularizacin de extremidades.Ventajas tcnicas y econmicas por lo debe ser considerada como un mtodo auxiliar diagnstico de aplicacin en medicina.Utilidades de NIRSCohn SM.Near Infrared Spectroscopy: Potential Clinical Benefits in Surgery. J Am Coll Surg 2007;205(2):322-332.Determinacin del flujo de la microvasculatura de estructuras y sistemas tan complejos como el crneo de un feto y el monitoreo de la funcionalidad del corazn tanto de la madre como del feto durante el trabajo de parto.Ventaja importante por sobre otras tcnicas ya que proporciona informacin directa del comportamiento del flujo sanguneo y el suministro de oxigeno al cerebro del feto.Peebles DM, Edwards D, Wyatt JS, Bishop AC. Changes in human fetal cerebral hemoglobin concentration dadn oxygenation during labor measured by near-infrarred spectroscopy. Am J Obstet Gynecol 1992;166:1369-1373.Problemas:Estudia una zona muy limitada (4cm de profundidad).Cualquier superposicin tipo hematoma subdural o higroma, impide su utilizacin. En caso de contusin frontal la medida tampoco es fiable.Escasa bibliografa para correlacionar con la SjO 2.Requiere una limpieza de la zona y colocacin muy minuciosa.No nos informa si la autorregulacin est conservada o no.Entre los monitores comercialmente disponibles se encuentran :el Invos 3100 (Somanetics Co, Troy, Mich.), que informa la rSO2 con 1 o 2 minutos de promedio a eleccin, informando la tendencia de 2, 8, 16 y 24 hs.el Redox (Johnson & Johnson Medical, London, Engl.), que brinda la misma informacin agregando la Hb total, saturada y no saturada, y el estado de oxidacin del citocromo aa3.