zz25脑氧饱和度监测在临床的应用进展

zz25脑氧饱和度监测在临床的应用进展 脑氧饱和度监测在临床的应用进展 解放军总医院麻醉科 (100853) 贾宝森 张宏 米卫东 一.脑氧饱和度监测在儿科患者中的应用 由于儿童自身的生理特点不耐受缺氧，麻醉状态下更应保障儿童在围术期不发生缺氧以免发生神经损害，因此在儿童患者当中监测脑氧饱和度尤其必要。 [1]Dullenkopf A 等人研究正常年龄3个月-6岁儿童麻醉下的脑氧饱和度数值为 [2]59%-95%，为临床监测提供了准确的儿童脑区正常氧供需状况指标。Hoffman GM 等人的研究证实脑氧饱和度监测可以为我们做好脑保护提供依据,其研究明在采用深低温停循环的方法进行脑保护时，应注意在深低温体外循环前脑氧的水平维持依靠局部脑区灌注。然而，在体外循环复温和停机以后，与体外循环前相比，脉搏氧的数值相比脑氧数值要低。这些结果表明在深低温体外循环后脑血管的阻力增加，即使在持续的脑区灌注下，也会使脑部循环处于手术后危险的状况，提示我们应采用药物降低脑血管阻力，减少脑部循环发生危险性的可能性。笔者曾在深低温停循环下参加巨大动脉瘤手术，在手术中也有同样的发现。 [3]Abdul-Khaliq H等人采用经典的颈静脉球饱和度( SjVO )来比较研究脑氧饱2 和度rSO,的准确性，研究发现颈静脉球氧饱和度SjVO正常值为31%-83%, 脑22 氧饱和度rSO, 与颈静脉球氧饱和度SjVO有明显的线性相关关系(r = 0.93, p 22 < 0.001). 脑氧饱和度rSO,与动脉氧饱和度或脉搏氧饱和度无明显的相关关2 系。 脑氧饱和度rSO, (脑的额叶区域的氧合血红蛋白)与颈静脉球氧饱和度2 SjvO(监测全脑的氧合状态)数量的相关性意味着近红外光谱测量的脑氧饱和度2 1 rSO,能反映儿童组患儿颅内的氧合状况,生理状态下可以认为反映了全脑的氧2 合状态。使用近红外光谱的脑氧饱和度rSO,监测能为紫绀和非紫绀先天性充血2 性心脏病的患儿提供无创的、实时的、可靠的、实际的监测脑血红蛋白氧合变化的手段。 二.脑氧饱和度监测在神经外科患者中的应用 脑氧饱和度监测用于神经外科的围手术期监测，可以有效地发现颈部血管在围手术期因手术操作而诱发的脑区血供和氧供的变化。在颈动脉内膜剥脱手术中应用广泛，能有效地防止颈动脉内膜手术相关的围术期死亡与引起残废的重要诱 [4]因,中风的发生。Cuadra SA 等人的研究发现夹闭患侧的颈内动脉后，导致同 rSO侧的脑氧饱和度 ,下降12.3% ( p < 0.001 ) 同侧动脉建立分流以后rSO,22又将增加10.9% ( p < 0.001).对侧的脑氧饱和度 rSO ,变化不大。夹闭动脉2 后伴有术前神经症状的患者脑氧饱和度下降18.4% ，而不伴有术前神经症状的患者下降10.4%。研究表明夹闭动脉与建立动脉分流脑氧饱和度变化有显著差 [5]异。伴有神经症状的患者术中会发生更大的脑氧饱和度下降。Samra SK等人的研究同样发现在颈动脉夹闭时，伴有神经症状组的患者脑氧饱和度(从63.2,?8.4%下降到51.0,?11.6% )要比没有神经症状组的患者脑氧饱和度(从65.8,?8.5%到61.0,? 9.3% )下降的要多。统计分析表明，与动脉夹闭前脑氧饱和度数值基础值相比，夹闭后脑氧饱和度值下降20,，预示着发生神经并发症的可能性，其敏感度为80%及特异性为82.2%，提示建立分流对于提高脑氧饱和度意义重大。另外，在围术期应注意引起脑氧饱和度变化的手术诱因，及时提醒术 [6]者防止发生脑区缺血。Shmigel'skii AV 等人的探究证实了这一点，在围术期 2 有多种因素影响脑氧饱和度rSO%的变化: 在控制容量和其它原因引起的动脉压2 下降减少，插入的自动牵引器装置，临时性的夹闭脑动脉与脑动脉血栓，脑血管痉挛，动脉瘤破裂， 动静脉畸形破裂等等任何原因使术中脑氧饱和度rSO%下降，2低于正常的脑氧饱和度rSO%(55,,75,)，表明脑部发生缺血的可能性很大。2 在脑部创伤的患者中能否正常地使用脑氧饱和度监测仪存在争议。有学者认为在急性，亚急性和慢性的中风阶段脑氧饱和度值有显著差异( p < 0.05 )。这些脑氧饱和度值与glascow昏迷评分显示正性相关，但是结果没有统计学意义。 在中风急性期脑氧饱和度rSO%值 ( p= 0.0034 )在非损伤侧比损伤侧的数值要高，2 数值的差异性在亚急性期和慢性期消失。结论认为脑氧饱和度可以作为在缺血性中风的不同阶段评价脑部的氧合的方法。它有一种潜力,能发现脑部氧供不平 [7]衡，是判断缺血性中风治疗有效性的。Dunham Cm et al 等人的研究也证实了这一点，在重症监护病房中推荐监测脑灌注压CPP。然而，颅内压的测量常因有创的方式而受限。经颅脑氧饱和度监测是利用近红外技术来间接地测量脑部氧饱和度(rSO% )的一种无创的监测方法。在这项前瞻性研究中，脑氧饱和度监2 测rSO%在相当大的程度上与颅内灌注压CPP相关。 当脑氧饱和度rSO% ? 7522意味着CPP是充分的，当脑氧饱和度rSO%< 55意味着颅内灌注压CPP不充分。2 虽然这些结果应该在更多的样本的研究中被确认，但是rSO%可能作为一种无创2 地测量脑损伤患者的脑部灌注的方法;或者一种用于监控颅内压ICP变化的敏感 [8]指标。也有学者提出反对。Muellner T 等人研究认为采用脑氧饱和度监测无法监测伴有颅内压升高患者的脑氧饱和度变化，由于颅内压升高影响了近红 [9]外光谱的正常工作。Buchner K 等学者的研究也支持这一点，认为由于脑氧饱和度监测失败率高和灵敏性有限，采用近红外光谱学原理的脑氧饱和度监测在急 3 性脑损伤之后不适合临床作为神经功能监测的一部分，主要的原因是: (1)传感器和皮肤之间潮湿的空间，( 2 )在颅骨瓣切开之后有瓣下血肿或者( 3 ) 硬膜下有空气。我们认为脑氧饱和度监测是一种新型的监测仪，应增加样本数量进一步研究才能得出结论。脑氧饱和度监测在监测脑缺血的过程中显示出一定优势。 [10] Karavaev Bi 等学者进行颈动脉头臂段围术期脑缺血的监测的过程中发现:在目前所有的监测方法当中(体感诱发电位、经颅超声多普勒、脑电图、经打孔监测颅内压力)并非所有这些方法能充分、可靠、和安全地提供大量信息， [11]只有脑氧饱和度监测简单、实用、可靠。在颈动脉内膜剥脱手术中使用脑氧饱和度监测与体感诱发电位监测比较发现:发现脑区血流灌注的再通时:脑氧饱和度(rSO%)要比体感诱发电位(N)和血液动力学参数变化明显，有利于围术235 期观察脑区的血供再通情况，指导麻醉药物的使用，为颈内动脉手术围术期提供了有效简单的监测手段。 三.脑氧饱和度监测在心外科患者中的应用 脑氧饱和度监测应用于心外科患者用于监测围术期神经功能变化、体外循环方式对脑的影响。采用近红外光谱学原理的脑氧饱和度监测(rSO% )被用于冠状2动脉架桥术后认知功能的评价。调查早期的手术后认知功能变化和术中脑氧饱和度监测之间的相互关系。研究结果发现十六名患者( 34% )显示手术后的认识的 [12]机能障碍。 脑氧饱和度监测在15名患者中数值低于于40% 的时间为17.2 ?6.5分钟，其中一名患者脑氧饱和度数值低于基线数值25%的时间为52.7 ? 7.8分钟。得出结论:脑氧饱和度监测rSO%可以作为冠状动脉架桥术后的患者发生2 术后认知功能变化的预测指标。在体外循环中选择何种方式进行脑保护更加有 4 [13]益。研究发现采用脑氧饱和度监测了14名接受主动脉弓重建手术的患者，围术期接受逆行性脑灌注( RCP )和选择性脑灌注( SCP )后的脑氧变化。结论认为选择性脑灌注( SCP )脑保护更加有益于体外循环下的脑保护。儿童心外手术以后的神经并发症是困扰手术医师的常见问题。采用脑氧饱和度监测可能会对儿童 [14]心外手术围术期发生神经损害提供指示。Daubeney PE等人的研究表明体外循环开始以前，患者局部脑氧饱和度下降不少于15,，患者最低脑氧饱和度达35%。 最普通的原因是在腔静脉置管前后处理和分离心脏的结果。体外循环期间，局部脑氧饱和度以平均18%增加到平均的最大限度75%。在停循环后，局部脑氧饱和度下降率与停循环的温度有关( 0.25%/min < 20?; 2%/min > 20? )。 恢复灌注后脑氧饱和度上升复温后又再次下降。这些观察提示体外循环前与体外循环后早期脑部氧供易受影响的时期。 采用近红外光谱原理进行脑氧饱和度监测是在体外循环停止期间监测氧供和氧耗变化的有效手段，及时地提醒术者注意手术操作，同时体外循环后早期适当加大流量增加脑区的灌注，提高脑氧饱和度以减少神经功能损害。体外循环下的搏动血流方式是否会对脑产生保护存在争议。 [15]Kawahara F 等人的研究发现常温下通过使用经动脉内气囊反搏产生的搏动血流没有对颈静脉氧饱和度和脑氧饱和度产生任何有益的影响，对于脑保护意义不大。 四.脑氧饱和度监测在监测外周肌肉组织的氧供情况 传统的监测外周组织的氧供情况可以通过脉搏氧饱和度监测及所在区域的动脉搏动情况，静脉回流状况来体现，判断起来比较复杂。尤其是临床在对外周组织进行手术治疗以后，需要观察手术治疗区域的末梢循环情况，特别是氧合状 [16]况。Muellner T 等人的研究发现在应用近红外光谱的脑氧饱和度监测方法研 5 究手术治疗后的外周组织氧合状况时，如果外周组织的动脉供应区闭塞后脑氧饱和度监测数值要比回流区的静脉闭塞后数值下降得多，而且动脉和静脉的闭塞后的脑氧饱和度监测数值之间存在明显的区别，说明脑氧饱和度监测可以用于监测外周组织的氧合状况，为外周组织的氧供状态提供指导依据。 五.脑氧饱和度在监测血容量变化中的应用 在围术期为了改善患者的氧合时状态及循环稳定给预患者输注同型的压积红细胞，输注以后对于血色素的监测往往要通过循环参数的变化、动脉氧饱和度、血气分析才能得出结论。对于血容量变化大的患者以上的参数可以提示明显的变化，以上的参数可能就会变化不大了。采用近红外光谱的脑氧饱和度监测方法可 [17]以获得输血以后的血色素及氧饱和度方面的变化。Torella F 等人的研究证实输血以后(对于血容量变化不大的患者)，平均动脉的压力，动脉氧饱和度和呼末二氧化碳分压在输血期间仍然保持稳定，而脑氧饱和度rSO%平均增加4.2% 2 ( 3.2%-5.2%; P = 0.001 )和外周氧饱和度SPO平均增加1.6% ( 0.3%-2.8%; 2 P = 0.016 )。 在脑氧饱和度rSO%中的升高与血色素( r = 0.59，P < 0.001 )2 和容量增加( r = 0.58，P < 0.001 )相关良好。外周氧饱和度SPO与容量增加2相关良好( r = 0.35，P = 0.019 )但是并非与血色素增加( r = 0.08，P = 0.47 )相关良好。 其研究认为近红外光谱能发现组织氧饱和度在输血后明显增加，特别是脑氧饱和度监测rSO可能被发展成为一种监测血液损失的指标。其与学者2 的研究也证实了上述的观点，认为近红外光谱的脑氧饱和度和血液损失之间有良好的相关性。近红外光谱的脑氧饱和度是监控血液损失的一种有用的指标。 6 六.影响因素 尽管脑氧饱和度的应用范围很广，不受温度和搏动血流影响，在临床应用过 [18]程中仍要注意其影响因素。Kishi K 等人的研究发现患者的年龄、血红蛋白浓度、脑氧饱和度监测电极放置的位置会对脑氧饱和度的数值产生影响。王锦权等人的研究表明影响rSO%监测结果的因素很多,如SPO、动脉血pH、PCO、BE、血222 [19]压、体温和吸氧浓度。Gottfried Fuchs等人的研究发现患者的手术的体位也会对脑氧饱和度的数值产生影响。结合笔者在临床应用的体会我们认为影响脑氧饱和度监测结果的数值主要集中于患者的年龄、血红蛋白浓度、PCO、血压的变2化。 脑氧饱和度监测为我们提供了一种监测脑区氧合状态的方法，让我们可以直观地来认识脑去的氧供需平衡情况，了解其中内含的脑血流变化情况。通过脑氧饱和度监测我们可以发现围术期的神经功能状况，为减少围术期的神经功能损害提供帮助。 7 参 考 文 献 1. Dullenkopf A, Frey B, Baenziger O et al. Measurement of cerebral oxygenation state in anaesthetized children using the INVOS 5100 cerebral oximeter. Paediatr Anaesth. 2003, Jun; 13(5): 384-391. 2. Hoffman GM, Stuth EA, Jaquiss RD et al.Changes in cerebral and somatic oxygenation during stage 1 palliation of hypoplastic left heart syndrome using continuous regional cerebral perfusion. J Thorac Cardiovasc Surg. 2004 Jan; 127(1): 223-233. 3.Abdul-Khaliq H, Troitzsch D, Berger F et al. Regional transcranial oximetry with near infrared spectroscopy (NIRS) in comparison with measuring oxygen saturation in the jugular bulb in infants and children for monitoring cerebral oxygenation. Biomed Tech (Berl). 2000 Nov; 45(11): 328-332. 4. Cuadra SA, Zwerling JS, Feuerman M et al. Cerebral oximetry monitoring during carotid endarterectomy: effect of carotid clamping and shunting. Vasc Endovascular Surg. 2003 Dec; 37(6): 407-413. 5. Samra SK, Dy EA, Welch K et al. Evaluation of a cerebral oximeter as a monitor of cerebral ischemia during carotid endarterectomy. Anesthesiology. 2000 Oct; 93(4): 964-970. 6. Shmigel'skii AV, Lubnin AIu, Sazonova OB. Cerebral oximetry in neurosurgical patients with cerebrovascular diseases. I. Analysis of causes of intraoperative changes in rSO2 values and its prognostic significance. Anesteziol Reanimatol. 2000, Jul-Aug;(4): 11-9. 7. Dunham CM, Sosnowski C, Porter JM et al. Correlation of noninvasive cerebral oximetry with 8 cerebral perfusion in the severe head injured patient: a pilot study. J Trauma. 2002 Jan; 52(1): 40-46. 8. Muellner T, Schramm W, Kwasny O et al. Patients with increased intracranial pressure cannot be monitored using near infrared spectroscopy. Br J Neurosurg. 1998 Apr; 12(2): 136-139. 9. Buchner K, Meixensberger J, Dings J et al Near-infrared spectroscopy--not useful to monitor cerebral oxygenation after severe brain injury. Zentralbl Neurochir. 2000; 61(2): 69-73. 10. Karavaev BI, Gavrilenko AV, Zolicheva Niu et al. The perioperative diagnosis of cerebral ischemia during reconstructive operations on the carotid arteries (initial experience in using transcranial oximetry) Anesteziol Reanimatol. 1999 Sep-Oct;(5): 71-74. 11. Beese U, Langer H, Lang W et al. Comparison of near-infrared spectroscopy and somatosensory evoked potentials for the detection of cerebral ischemia during carotid endarterectomy. Stroke. 1998 Oct; 29(10): 2032-2037. 12. Reents W, Muellges W, Franke D et al. Cerebral oxygen saturation assessed by near-infrared spectroscopy during coronary artery bypass grafting and early postoperative cognitive function. Ann Thorac Surg. 2002 Jul; 74(1): 109-114. 13. Higami T, Kozawa S, Asada T et al. A comparison of changes of cerebrovascular oxygen saturation in retrograde and selective cerebral perfusion during aortic arch surgery. Nippon Kyobu Geka Gakkai Zasshi. 1995 Dec; 43(12): 1919-1923. 14. Daubeney PE, Smith DC, Pilkington SN et al. Cerebral oxygenation during paediatric cardiac surgery: identification of vulnerable periods using near infrared spectroscopy. Eur J Cardiothorac Surg. 1998 Apr; 13(4): 370-377. 15. Kawahara F, Kadoi Y, Saito S et al.Balloon pump-induced pulsatile perfusion during 9 cardiopulmonary bypass does not improve brain oxygenation. J Thorac Cardiovasc Surg. 1999 Aug; 118(2): 361-366. 16. Muellner T, Nikolic A, Schramm W et al. New instrument that uses near-infrared spectroscopy for the monitoring of human muscle oxygenation. J Trauma. 1999 Jun;46(6):1082-1084. 17. Torella F, Haynes SL, McCollum CN.Cerebral and peripheral oxygen saturation during red cell transfusion.J Surg Res. 2003 Mar;110(1):217-221. 18. Kishi K, Kawaguchi M, Yoshitani K et al.Influence of patient variables and sensor location on regional cerebral oxygen saturation measured by INVOS 4100 near-infrared spectrophotometers. J Neurosurg Anesthesiol. 2003 Oct; 15(4): 302-306. 19.Gottfried Fuchs, Gerhard Schwarz, Alexander Kulier et al The influence of Positioning on Spectroscopic Measurements of Brain Oxygenation. J Neurosurg Anesthesiol.2000 Jul: 12(2): 75-80. 10