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局部腦氧飽和度基線值的臨床應(yīng)用及其影響因素

閱讀：156 發(fā)布時間：2024-11-21

采用近紅外光譜(NIRS)技術(shù)監(jiān)測術(shù)中患者局部腦氧飽和度(rSO2)在臨床越來越普及。既往研究多關(guān)注rSO2的動態(tài)變化趨勢，以實時反映腦氧供需狀態(tài)。近來研究發(fā)現(xiàn)rSO2基線值(B-rSO2)常以患者清醒狀態(tài)下吸入空氣時平均rSO2作為(B-rSO2)不僅是定義腦氧去飽和的閾值，還可反映患者術(shù)前心肺功能狀態(tài)[1]，且有可能成為不良預(yù)后的有力預(yù)測因子[2]。本文將從B-rSO2的臨床應(yīng)用及其影響因素進行綜述，為臨床提供參考。

*注釋：博聯(lián)眾科 MOC 系列腦組織氧飽和度監(jiān)測參數(shù)“BL”等同于文中 B-rso2。

NIRS監(jiān)測rSO2的基本原理

COMPANY INFORMATION

一

生理性因素

1.年齡

Lian等[9]納入120例年齡≤80歲的擇期手術(shù)患者，依據(jù)年齡分為嬰幼兒組、學(xué)步幼兒組、學(xué)齡前組、學(xué)齡組、成人組和老年組，rS02分別為(70.41+4.66)%、(72.43+3.81)%(70.77+3.27)%,(70.62+2.20)%,(69.76+6.02)%(62.69+3.14)%。

結(jié)果顯示，與其余5組相比，老年組B-rSO2較低其余5組B-rS02比較無明顯差異。在1616例心臟手術(shù)患者中觀察到B-rS02隨著年齡增長而逐漸降低[8]。關(guān)于年齡與B-rS02的研究較多，普遍觀點認為老年人B-rSO降低。老年患者B-rSO降低的可能機制：①腦血容量、腦血流量、腦代謝率及中樞興奮引起的腦組織血紅蛋白氧合反應(yīng)均呈年齡相關(guān)性下降；老年人腦萎逐漸加重，并伴有腦血管變性，從而使B-rSO2偏低。②中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘隨年齡逐漸延長，顱內(nèi)近紅外光路延長，能量衰減增加，導(dǎo)致rS02測定值下降。這可能是導(dǎo)致老年人B-rS02偏低的主要因素；③隨著年齡的增長，血紅蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，氧合血紅蛋白量減少，去氧血紅蛋白量逐漸增加，大腦血紅蛋白攜氧能力下降，從而降低B-rSO2。

2.性別

性別對B-S02的影響尚存在爭議，但主流研究認為女性B-S02較低。Su等[11]在針對心臟手術(shù)患者的大型回顧性研究中，觀察到女性患者B-rS02低于男性患者。Robu等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在消除血紅蛋白等混雜因素后，女性患者B-rS02仍顯著較低。在針對健康志愿者的不同研究中，性別引起B(yǎng)-rS02變化的結(jié)論并不全一致，這些差異是否由于激素或其他因素影響，需要在未來的試驗中進一步評估。

3.人種因素

人種對B-rS02的影響與皮膚色素有關(guān)。大樣本的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，非裔美國人B-rS02低于白種人，這與皮膚色素吸收了部分近紅外光譜有關(guān)，表現(xiàn)為色素沉著越深B-rSO越低，色素沉著越淺B-rS02越大[11]。

局部腦氧飽和度基線值的臨床應(yīng)用及其影響因素

二

疾病因素

1.心血管疾病與B-rS02

研究發(fā)現(xiàn),腦氧飽和度變化與心功能的改變呈現(xiàn)一定相關(guān)性。且B-rS02是反映總體心血管功能障礙的有效參數(shù)之一[16]。Heringlake等[2]測定了1178例擬行體外循環(huán)心臟搭橋術(shù)患者的B-rS02,發(fā)現(xiàn)其與N末端腦鈉肽前體(NTprBNP)、高敏肌鈣蛋白T左室射血分數(shù)(LVEF)等衡量心血管功能指標存在相關(guān)性，B-rS02小于50%是術(shù)后1年死亡的獨立危險因素。Skhirtladze等[7]對計劃接受除顫器轉(zhuǎn)復(fù)律患者的研究發(fā)現(xiàn),LVEF嚴重降低的患者，rS02顯著降低；隨著電復(fù)律成功，心功能改善，rS02顯著升高。回顧性研究表明，心臟手術(shù)患者術(shù)前LVEF與麻醉誘導(dǎo)前B-rS02顯著相關(guān)[18]。Kharraziha等[19]研究表明，與正常心功能患者相比，心力衰竭患者B-rS02較低；而隨著治療的進行，B-rS02隨著心功能的改善明顯升高[20]。這些研究為B-rS02成為指導(dǎo)心力衰竭患者治療的無創(chuàng)監(jiān)測指標提供了理論參考。

心血管疾病影響B(tài)-rS02的可能機制:①心功能不全導(dǎo)致心排血量減少,使腦血管平均動脈壓降低。②水鈉潴留致體循環(huán)靜脈壓升高,尤其是上腔靜脈壓升高會引起顱內(nèi)靜脈壓升高,從而使顱內(nèi)壓升高。兩因素綜合作用使腦組織動-靜脈壓差降低,導(dǎo)致腦組織有效灌注壓與腦血流量減少B-rS02顯著降低。

局部腦氧飽和度基線值的臨床應(yīng)用及其影響因素

2.神經(jīng)系統(tǒng)疾病與B-rS02

研究發(fā)現(xiàn)認知功能狀態(tài)與B-rS02具有一定相關(guān)性。Murayama 等[21]納入認知狀態(tài)介于正常與癡呆范圍內(nèi)的113名成年受試者[年齡(72.3±12.0)歲],評估休息時前額葉皮質(zhì)腦氧飽和度與認知功能的關(guān)系,認知受損者B-rS02明顯小于認知正常者,B-rS02與認知功能呈正相關(guān)。Hallacoglu等[22]測量了飲食誘導(dǎo)的血管性認知障礙大鼠模型麻醉狀態(tài)下的腦血流動力學(xué)參數(shù),與健康對照組相比,認知障礙大鼠喂養(yǎng)10周后 B-rS02已明顯降低[(51±4)%vs(62+2)%]相比之下,2組動脈血氧飽和度相同,且血紅蛋白含量及紅細胞數(shù)量并無差異,說明認知障礙早期即存在NIRS技術(shù)可識別的腦缺氧,且 B-rS02的下降與紅細胞攜氧能力無關(guān),腦微血管病變所致供氧減少可能是主要機制之一。阿爾茨海默病(AD)是導(dǎo)致老年人認知功能障礙和殘疾的最常見疾病,早期AD 患者即顯示B-rSO2降低[23] 。而Viola等[24]研究表明隨著高壓氧治療的進行,AD患者認知功能得以改善的同時B-rS02亦明顯升高。以上臨床研究為B-rS0在AD患者的輔助診療中提供了新思路。rS02在癲癇的診治中已引起廣泛的關(guān)注[25]。目前研究表明,癲癇發(fā)作前、發(fā)作期和發(fā)作后rS02均有不同程度的改變[26-27]但癲癇對 B-rS02的影響尚未見報道,未來還需進一步研究。

3.糖尿病與B-rSO2

糖尿病隨著病情遷延可能并存腦內(nèi)微血管結(jié)構(gòu)和功能改變。研究發(fā)現(xiàn)糖尿病可引起顱內(nèi)小動脈狹窄及收縮、舒張功能受損[28],腦血管自主調(diào)節(jié)功能降低[29]。腦血管結(jié)構(gòu)受損、腦血流穩(wěn)定性被破壞,導(dǎo)致微循環(huán)灌注不足,可能表現(xiàn)為rS02降低[30]。

早期研究多使用中心靜脈血氧飽和度(Scv02)來評估糖尿病患者的腦氧合狀態(tài)。然而,Scv02主要反映整體氧平衡[31]。Sudy等[33]將139例心臟手術(shù)患者依據(jù)有無糖尿病史進行分組，研究Scv02與B-rS02的相關(guān)性，結(jié)果顯示麻醉誘導(dǎo)前糖尿病患者Scv02在正常范圍內(nèi),而B-rS02顯著降低[(60.4+8.1)%vs(67.2±7.9)%,P<0.05];非糖尿病患者Scv02與B-rS02存在較好相關(guān)性(r=0.52，P<0.001),而糖尿病可導(dǎo)致B-rS02與SevO2相關(guān)性不顯著。與Scv02相比，B-rS02有利于早期發(fā)現(xiàn)糖尿病患者腦灌注不足。陳卓婭等[4]的研究觀察到糖尿病患者前額葉左右兩側(cè)B-rS02均降低,且與病程、并發(fā)癥的發(fā)生顯著相關(guān)。B-rS02能否反映糖尿病的嚴重程度還需進一步研究。而劉偉平等[35]的研究在老年患者中并未觀察到糖尿病對B-rS02的影響,提示還需要大樣本前瞻性對照研究進一步探討糖尿病對B-rS02的影響，也支持了B-rS02的研究可能受年齡及基礎(chǔ)疾病較多等混雜因素影響。

4.腎臟疾病與B-rSO2

研究發(fā)現(xiàn)，在慢性腎臟疾病(CKD)早期即可觀察到大腦結(jié)構(gòu)和功能的變化，且腦異常和認知缺陷隨著CKD的嚴重程度而進展，最終可導(dǎo)致癡呆、中風(fēng)等嚴重中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，且多見于血液透析(HD)患者[36]。

研究表明，HD患者B-rS02較健康人群顯著下降，HD患者的 B-rS02甚至低于腹膜透析患者[37]，這可能與HD患者腎臟功能更差外，血液透析本身對中樞神經(jīng)系統(tǒng)也有影響有關(guān)。透析中發(fā)生的急性血容量丟失與液體轉(zhuǎn)移可能引起腦水腫，影響腦灌注[38]；HD患者常出現(xiàn)代謝性酸中毒，使血紅蛋白與氧的親和度降低，導(dǎo)致微循環(huán)缺氧[39]；此外HD患者常發(fā)生腦萎[40]，腦脊液增多，使rS02探測器接收近紅外光強度降低。這可能都改變了HD患者腦灌注，影響rS02的監(jiān)測。0okawara等[41]研究發(fā)現(xiàn)，低B-rSO2與HD患者pH值、病程、血清白蛋白和血紅蛋白濃度獨立相關(guān)。pH值通過改變腦動脈舒縮狀態(tài)影響腦血流，因此B-rS02與pH值之間的關(guān)聯(lián)可以用氧供的變化來解釋。血清白蛋白改善腦氧合的確切機制尚不明確，有學(xué)者觀察到血清白蛋白與肝硬化患者局部腦血流量呈正相關(guān)[42]，但仍需進一步研究。Shindo等[43]研究發(fā)現(xiàn)，短暫壓迫動靜脈瘺可觀察到rS02升高，醫(yī)源性改變血管生理結(jié)構(gòu)及外周血流動力學(xué)，可能是HD患者B-rS02受損的原因之一，瘺管閉合對B-rS02的遠期影響還需要進一步研究。

局部腦氧飽和度基線值的臨床應(yīng)用及其影響因素

5.肝臟疾病與B-rSO2

早期研究認為NIRS監(jiān)測rSO2不適用于肝膽手術(shù)患者因高膽紅素血癥對近紅外光的吸收可能會在不損害腦氧合的情況下導(dǎo)致虛假的低rS02測定值[44]，而Murphy 等[45]的研究測定了胰腺手術(shù)患者B-rS02及術(shù)中變化趨勢，發(fā)現(xiàn)高膽紅素水平影響B(tài)-rS02測定值，但不影響麻醉誘導(dǎo)和手術(shù)中rS02變化趨勢的監(jiān)測。

6.呼吸系統(tǒng)疾病與B-rSO2

呼吸系統(tǒng)疾病多合并低氧血癥與C02蓄積,對腦血流動力學(xué)影響復(fù)雜。慢性低氧血癥導(dǎo)致腦血管反應(yīng)性受損[46],影響腦灌注。高碳酸血癥通過擴張腦血管增加腦血流量產(chǎn)生的保護作用可能會隨著持續(xù)低氧暴露而逐漸減弱,遠期可能發(fā)生一定程度的腦缺氧,可能表現(xiàn)為rS02降低[47]。

三

監(jiān)測設(shè)備、監(jiān)測位置等因素

Schneider 等[4]將不同廠家生產(chǎn)的NIRS-rSO2設(shè)備用于相同的新生兒,結(jié)果顯示,不同rS02監(jiān)測儀器的測量結(jié)果存在明顯差異,最大變異度可達到12.66%,這可能是由于不同廠家采用的處理算法和儀器校準標準不一樣所致。Hirasawa等[49]研究發(fā)現(xiàn),前額皮膚的血流量變化也可以影響 B-rSO2且不受光源與探測器距離(15~30mm)的影響。另有研究發(fā)現(xiàn)監(jiān)測電極放置于前額下部時B-rS02明顯高于電極置于前額上部[50]。此外,其他研究觀察到熱應(yīng)激引發(fā)的過度通氣和低碳酸血癥可導(dǎo)致腦血流量降低,同時增加了腦代謝率,B-rS02可能受到損害[51-52]

綜上所述rS02作為一種無創(chuàng)、實時、簡便的腦氧供需平衡監(jiān)測指標,在指導(dǎo)臨床實踐中具有重要意義。B-rS02不僅是術(shù)中rS02動態(tài)變化的參照標準,而且包含了心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、糖尿病、腎臟疾病、肝臟疾病、呼吸系統(tǒng)疾病等多種疾病及嚴重程度的相關(guān)信息。臨床醫(yī)師應(yīng)該充分考慮B-rS02的影響因素,鑒別生理、病理及設(shè)備因素引起的rS02降低,應(yīng)用rS02輔助進行手術(shù)患者預(yù)后風(fēng)險分層指導(dǎo)嚴重并發(fā)癥的防治。

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博聯(lián)眾科MOC系列腦組織氧飽和度監(jiān)測儀通過非侵入性、實時連續(xù)監(jiān)測腦氧飽和度，及時發(fā)現(xiàn)腦缺氧等問題，幫助醫(yī)務(wù)人員進行早期干預(yù)，優(yōu)化治療方案。其高靈敏度和特異性確保了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，減少術(shù)中和術(shù)后并發(fā)癥，提高患者安全性。廣泛應(yīng)用于心臟手術(shù)、腦外科手術(shù)、重癥監(jiān)護等場景，不僅保障了患者生命健康，同時還提升了醫(yī)院的安全質(zhì)量和醫(yī)療水平。

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