Princípios técnicos

O princípio de análise da NIRS consiste na aplicação do IV-próximo com diferentes comprimentos de ondas. Baseado nas diferentes características de absorção e dispersão da luz, ele avalia, de forma quantitativa e qualitativa, os componentes moleculares de um tecido biológico. Quando a luz atinge um tecido biológico, sua transmissão nesse tecido depende da combinação dos efeitos de reflexão, dispersão e absorção. Enquanto a reflexão é puramente uma função do ângulo de entrada da luz na superfície tecidual, a dispersão e a absorção são propriedades dependentes do comprimento de onda da luz irradiante. A dispersão da luz no tecido é menor com comprimentos de ondas maiores, propriedade essa que favorece a transmissão do IV-próximo, que possui maior comprimento de onda dentro do espectro da luz. A absorção, no entanto, é determinada pelas propriedades moleculares do tecido que a luz atravessa. Acima de 1300 nm, por exemplo, a luz é completamente absorvida pela água nas camadas superficiais da pele. O espectro da luz visível (abaixo de ~700 nm) é completamente absorvido pela hemoglobina (Hb) e mioglobina, e também sofre grande dispersão, limitando sua penetração em profundidade no tecido. Já na região do IV-próximo (entre 700-1300 nm), a luz possui maior penetração no tecido. Quando irradiada, penetra na pele, no subcutâneo e no músculo subjacente ou em outro qualquer tecido de interesse. Uma vez que a luz atravessa o tecido, ela é absorvida por componentes teciduais (cromóforos), reduzindo a intensidade da luz incidente. A relação entre a absorção e a concentração de um cromóforo é dada pela equação de Berr-Lambert:

onde A é a absorbância medida, I₀ é a intensidade da luz incidente a um dado comprimento de onda, I é a intensidade transmitida pela amostra, d é o caminho óptico pela amostra (distância que a luz percorreu por ela), ε é o coeficiente de extinção (também conhecido como absorbtividade molar), e c é a concentração da substância. A lei de Beer-Lambert estipula que, quando uma luz com comprimento de onda conhecido atravessa uma solução com uma substância de concentração desconhecida, é possível determinar a concentração dessa substância com base no coeficiente de extinção e na distância que a luz percorre na amostra. Assim, o coeficiente de extinção (que varia, dependendo da substância) estabelece as características ópticas de absorbância de determinado componente para um comprimento de onda particular. Essa característica é válida somente para soluções, e não para tecidos, uma vez que, no tecido, a luz não atravessa em uma linha reta, pois é absorvida ou refletida em vários graus pelos componentes teciduais. Isso faz com que a luz incidente do emissor não atravesse diretamente para o receptor, normalmente posicionado paralelamente ao emissor. O caminho que a luz percorre pelo tecido (conhecido como "optical pathlength" - PF) adquire uma forma curva ("banana shape") e a distância percorrida pela luz é maior do que a distância entre o emissor e o receptor. Uma modificação da lei de Beer-Lambert foi necessária para corrigir essas diferenças, a saber:⁽⁹⁾

A = Σε.c.d.DPF

Nessa equação, d é a distância entre as fontes emissora e receptora de luz, e o DPF é o diferencial do PF. O conhecimento do DPF torna-se essencial para as medidas quantitativas realizadas pela NIRS, e é um dos principais atributos incluídos no algoritmo instrumental dos diferentes métodos da NIRS. O poder de penetração do IV-próximo no tecido depende basicamente da d. A maioria dos sensores possui uma d de 2,5 a 3 cm, conferindo um poder de penetração da luz no tecido de aproximadamente 2,0 a 2,5 cm (Figura 1). Deste modo, a luz IV-próximo atravessa a pele, subcutâneo, músculo e tecido ósseo, sendo os tecidos cerebral e muscular os dois órgãos de mais fácil acesso para a NIRS.

    POSTADO:POR DANIELA VINHAS.