NOL: indice multiparametrico per la misura del dolore

Medico chirurgo, Anestesista, Rianimatore

Aprile 30, 2022

NOL: un indice multiparametrico per la misura del dolore

La misurazione del dolore intraoperatorio

La stima della nocicezione nella fase intraoperatoria di un intervento chirurgico viene classicamente valutata attraverso lo stretto monitoraggio di parametri emodinamici, come la variabilità della frequenza cardiaca e della pressione sanguigna.

Ad oggi, non vi sono standard per valutare la nocicezione intraoperatoria in modo quantitativo ma sono in corso molti studi e varie diverse aziende stanno elaborando dei sistemi per la sua valutazione quantitativa.

Alcuni tra i vari metodi per la valutazione quantitativa del dolore sono visibili in questa tabella. Tra essi, oggi ci occupiamo del NOL, un indice multiparametrico che sta fornendo risultati incoraggianti.

Cos’è l’indice NOL?

Il NOL, acronimo che sta per NOciception Level Index, è un indice di nocicezione combinato su più parametri, rilevato da un monitor non invasivo, noto come PMD200™, elaborato e messo a punto dall’azienda israeliana Medasens Biometrics Ltd.

Questo dispositivo è in grado di integrare molteplici parametri fisiologici, tra cui:

la frequenza cardiaca,
l’ampiezza dell’onda del fotopletismogramma,
le fluttuazioni della conduttanza cutanea

che sono integrati in un unico parametro con il fine di calcolare un indice di nocicezione in tempo reale, definito, per l’appunto, NOL.

Un monitor visualizza il NOL espresso come indice, con i dati che vengono raccolti da un’unica sonda (non invasiva) posizionata sul secondo o terzo dito della mano. L’indice varia da 0 a 100: un NOL uguale a 0 indica un’attivazione simpatica molto bassa, mentre un NOL di 100 suggerisce un’attivazione simpatica massiva. [1]

Utilità del NOL

Il NOL è un indice di nocicezione che restituisce il grado di attivazione del sistema nervoso simpatico di un soggetto in un determinato momento, stimandone il dolore percepito. Per questo motivo, in quanto metodo oggettivo e confrontabile, può essere utilizzato ogni qual volta venga richiesta la quantificazione di un evento dolorifico.

In particolar modo questa tecnologia risulta particolarmente utile nei Reparti di Terapia Intensiva (ICU), dove i pazienti sono in genere non comunicativi, e non possono esprimere spontaneamente il grado di dolore che percepiscono.

Sebbene siano disponibili studi sulle risposte comportamentali e sulla variazione di parametri emodinamici, ad ora non è ancora stata messa a punto una misura del dolore oggettiva; in questo caso il NOL potrebbe rappresentare un’ottima alternativa. [2],[3]

I vantaggi del NOL

Secondo l’azienda produttrice Medasense, i maggiori vantaggi apportati dall’implementazione della tecnologia NOL nell’impiego intraoperatorio anestesiologico consisterebbero nel:

Controllare il dolore, misurandolo oggettivamente e adattando il dosaggio dell’analgesia alle esigenze di ciascun paziente;
Evitare il sovradosaggio, migliorando la sicurezza del paziente nella risposta agli oppioidi;
Eliminare eventuali dubbi sulla nocicezione. Il monitoraggio NOL consente infatti una valutazione sicura dell’adeguatezza del trattamento del dolore. [1]

Introduzione alla metodica NOL: Nocicezione e Dolore

Secondo la definizione storica fornita dalla IASP (International Association for the Study of Pain), il dolore è un’esperienza sensoriale ed emotiva spiacevole, associata a un danno tissutale reale o potenziale.

Il dolore si riferisce dunque a input nocivi e potenzialmente dannosi per l’organismo che, viaggiando attraverso i nervi periferici, giungono a livello centrale, dove vengono modulati e integrati, con l’esperienza e la personalità del soggetto.

Quale sarebbe perciò la differenza tra dolore e nocicezione?

Il dolore è una percezione consapevole: il termine descrive infatti un’esperienza cosciente ed emotiva, originata da un’ampia varietà di eventi.

La nocicezione indica invece il meccanismo neurale attraverso il quale viene trasferita la presenza di uno stimolo potenzialmente dannoso ai tessuti. Non ci sono implicazioni tali perché si abbia cognizione e consapevolezza dello stimolo evocato.

È importante notare che la nocicezione può verificarsi anche in assenza di dolore: durante l’anestesia generale, infatti, l’esperienza cosciente del dolore è inibita.

Tecnologia NOL di Medasense e razionale d’uso

La nocicezione attiva il sistema nervoso simpatico (Sympatic Nervous System) ed è associato alla risposta di “fight or flight”, che, come conseguenza, produce una miriade di risposte fisiologiche.

Riconoscendo la natura assai complessa del dolore, Medasense utilizza un approccio unico, basato su più parametri, per rilevare e quantificare la nocicezione e misurare l’effetto antalgico.

Infatti pare che gli approcci multi-variabili sembrano essere predittori superiori dell’intensità del dolore e della nocicezione intraoperatoria, rispetto a qualsiasi altro parametro.

Cambiamenti fisiologici innescati dal Sistema Nervoso Simpatico

La branca simpatica del Sistema Nervoso Autonomo è in grado di innescare una larga serie di eventi fisiologici, potenzialmente misurabili.

La gran parte di questi effetti è riassunta nell’immagine seguente:

Il razionale d’uso della metodica NOL si basa dunque, sulla rilevazione di alcuni effetti fisiologici misurabili, dopo l’attivazione del Sistema Nervoso Simpatico.

Principali famiglie di parametri rilevate dall’indice NOL

L’indice NOL, il cui acronimo sta per NOciception Level, è una metodica multiparametrica che valuta, simultaneamente, diversi parametri, al fine di stimare i livelli di nocicezione.

Tra questi parametri figurano:

La frequenza cardiaca e la sua variabilità;
La conduttanza cutanea e le fluttuazioni della conduttanza cutanea;
Ampiezza dell’onda del fotopletismografo;
La temperatura periferica;
La frequenza di picco della risposta galvanica della pelle;
Il movimento, tramite accelerometro.

Su cosa si basa, dunque, la tecnologia NOL?

La tecnologia NOL va a quantificare un pattern specifico di nocicezione: più in dettaglio, il NOL:

Non si riferisce a un solo parametro;
Non è una combinazione lineare di parametri;
Si concentra sulla risposta fisiologica integrata a stimoli dolorosi/nocicettivi, piuttosto che a un singolo indicatore o al dolore individuale.

Algoritmo NOL: Random Forest

L’indice NOL è strettamente calibrato e normalizzato per ciascun paziente.

Durante il monitoraggio, infatti, l’algoritmo si basa su centinaia di alberi decisionali per fornire un valore, visualizzato come indice NOL, su una scala da 0 (assenza di risposta nocicettiva) fino a -100 (risposta estrema). Sulla base di quanto detto, il NOL è dunque un riflesso delle risposte fornite dall’insieme degli alberi decisionali.

Per avviare la calibrazione, ogni monitoraggio inizia con una lettura di base che viene confrontata con i dati precaricati sulla popolazione.

Successivamente, il NOL viene regolato in base alla fisiologia di ciascun paziente (90 secondi): si tratta dunque di una procedura personalizzata, derivata dai dati accumulati sul paziente.

Man mano che il monitoraggio procede, il NOL calcola una finestra mobile di informazioni che si concentra sui cambiamenti recenti, considerando però anche i valori di base e iniziali.

Ecco come funziona l’intuizione mediante alberi decisionali del NOL:

A seconda della maggioranza, l’algoritmo NOL indicherà il grado di nocicezione.
L’indice NOL ripete continuamente questa domanda/processo e aggiorna il valore ogni 5 secondi.

Quantificazione della risposta fisiologica integrata agli stimoli

L’acquisizione dei vari parametri fisiologici avviene per mezzo di una sonda a dito non invasiva, che consta di quattro sensori; tali sensori catturano tutti i dati e i valori derivati relativi alla nocicezione.

Più nello specifico:

Gli algoritmi avanzati identificano il modello correlato al dolore;
L’indice Nociception Level (NOL) è presentato su una scala da 0 (assenza di risposta nocicettiva) a 100 (estrema risposta nocicettiva);
La soglia per nocicezione clinicamente significativa è di NOL>25, sostenuta per un periodo superiore a 2 minuti;
Un indice NOL<10, sostenuto per un periodo superiore a 2 minuti, sotto stimolazione chirurgica, può essere indice di un’analgesia eccessiva.

Tramite il monitor è possibile constatare come il NOL reagisca agli stimoli dolorosi e ai farmaci analgesici, come il remifentanil, un potente µ-oppioide sintetico.