作者：閔祥振，賈智勇，郭蕊，王南海，蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院麻醉科

近些年，近紅外光譜學(xué)（near-infrared spectroscopy，NIRS）監(jiān)測患者局部腦氧飽和度（ScO2）技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，但是關(guān)于ScO2指導(dǎo)臨床應(yīng)用的綜述卻鮮有報道。本文就近紅外光譜腦氧飽和度（NIRS-ScO2）監(jiān)測在預(yù)測神經(jīng)功能損傷、術(shù)后認(rèn)知功能障礙（PND）的作用、心肺腦復(fù)蘇（CPCR）中的應(yīng)用以及各種可能對ScO2產(chǎn)生影響的因素等作一綜述，為臨床提供參考。

1、ScO2的作用原理

自1986年首次將NIRS用于術(shù)中監(jiān)測患者的ScO2以來，臨床利用NIRS監(jiān)測患者ScO2的應(yīng)用日益廣泛。ScO2監(jiān)測運(yùn)用了NIRS技術(shù)，其基本工作原理為：固定于左右眉弓上緣的NIRS探頭發(fā)出近紅外光譜依次穿過顱外皮膚顱骨后進(jìn)入腦組織，處于不同氧合狀態(tài)的血紅蛋白吸收光譜的程度有差別，這種差異經(jīng)過數(shù)字化處理就可以得到腦氧飽和度數(shù)值，其實質(zhì)是根據(jù)腦組織血液中氧和血紅蛋白和去氧血紅蛋白比例得出數(shù)值，其測定的基本原理與SpO2的測定原理相同。

NIRS-ScO2具有較高穩(wěn)定性，適用血流動力學(xué)不穩(wěn)定的患者，因為該技術(shù)不依賴于動脈脈搏，具有較高的穩(wěn)定性，對于生命體征不穩(wěn)定的患者（體溫過低，血壓過低，休克，甚至心臟驟停的患者），仍然可以獲得較穩(wěn)定的ScO2數(shù)值。ScO2對腦灌注具有較高的敏感性，對心臟驟停、肝移植等血流動力學(xué)紊亂的患者具有重要意義。

2、ScO2監(jiān)測的影響因素

ScO2的數(shù)值具有很大的個體差異性，這在很大程度上限制了ScO2的應(yīng)用。在臨床應(yīng)用NIRS監(jiān)測ScO2的過程中，臨床醫(yī)師應(yīng)注意有可能會對ScO2數(shù)值產(chǎn)生影響的因素，并區(qū)分其是生理性還是病理性。

皮膚色素、膽紅素及顱骨厚度對ScO2的影響：Sun等通過大樣本的回顧性研究表明，非裔美國人和白種人相比ScO2數(shù)值處于一個較低的水平，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ScO2數(shù)值越低，色素沉著越淺ScO2數(shù)值越大，這也是ScO2數(shù)值個體化差異較大的一個主要原因。臨床醫(yī)師應(yīng)該根據(jù)ScO2數(shù)值偏離基線的程度來判腦部的灌注狀態(tài)，以此來消除個體化差異對ScO2數(shù)值造成的影響。有學(xué)者認(rèn)為血液中的膽紅素會吸收一部分近紅外光譜，這將使ScO2數(shù)值基線偏低。Jun等研究表明，ScO2數(shù)值是和血液中氧供系統(tǒng)聯(lián)系在一起的，例如：血紅蛋白含量、心輸出量、PaCO2、pH等因素有關(guān)，血總膽紅素數(shù)值不會對ScO2數(shù)值相對于基線的變化程度產(chǎn)生影響，所以ScO2可以用于膽紅素較高的肝移植患者。Hirasawa等研究表明，顱外皮膚血流量的變化也可以影響ScO2，而通過改變NIRS探頭至顱骨的距離（15～30mm）并沒有對ScO2的數(shù)值產(chǎn)生明顯的影響。

顱骨厚度對ScO2數(shù)值的影響：ScO2在新生兒中的應(yīng)用已經(jīng)獲得了很大進(jìn)展，然而由于成人顱骨厚度較厚使得近紅外光譜衰減較多，這在早期一定程度上限制了其應(yīng)用。另有研究表明不同儀器設(shè)備亦可對數(shù)值大小產(chǎn)生影響：Schneider等將不同的NIRS-ScO2設(shè)備用于相同的新生兒，結(jié)果顯示，不同廠家生產(chǎn)的NIRS監(jiān)測儀器的測量結(jié)果存在明顯的差異，最大的變異度可以達(dá)到12.66%，這可能是由于不同的廠家處理近紅外光譜數(shù)值的算法和機(jī)器設(shè)備的較準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)不一樣所造成的，所以臨床醫(yī)師應(yīng)該根據(jù)ScO2數(shù)值的變化趨勢來判斷患者的腦灌注狀態(tài)。

不同體位對ScO2的影響：ScO2測定混合了25%的動脈血、75%的靜脈血和5%的毛細(xì)血管血液，體位變化可能會對腦循環(huán)中動靜脈血液的比例變化產(chǎn)生影響，這可能也是體位變化對結(jié)果產(chǎn)生影響的原因。沙灘椅體位下造成的術(shù)后腦損傷已經(jīng)被廣泛報道，ScO2監(jiān)測可以提示腦灌注不足，提高患者在圍手術(shù)期的安全性。患者在由平臥位轉(zhuǎn)變?yōu)樯碁┮挝恢煤罂梢员O(jiān)測到ScO2的一個明顯下降（約10%），這種下降趨勢在10min后達(dá)到最大極限，當(dāng)再次將患者改為平臥位后，ScO2的數(shù)值在第1分鐘內(nèi)就出現(xiàn)了1個明顯的升高。

患者在沙灘椅位置時，ScO2的數(shù)值與MAP的波動具有相關(guān)性，然而在清醒的患者中ScO2的數(shù)值和體位沒有關(guān)系，表明除了麻醉藥物對ScO2的影響，沙灘椅體位也是使ScO2數(shù)值在麻醉過程中降低的一個因素。患者在頭低腳高位置時ScO2的數(shù)值會升高，PEEP10cmH2O頭低腳高位麻醉過程中ScO2的水平會維持在一個比較平穩(wěn)的水平，在俯臥位的患者中當(dāng)用頭架把頭部托起時ScO2的數(shù)值將會有一個小范圍的提升（1%～3%），當(dāng)把頭偏向左側(cè)或者右側(cè)時ScO2的數(shù)值將出現(xiàn)一個明顯的下降（大于5%），說明俯臥位的患者建議頭部保持中立。ScO2測定技術(shù)已經(jīng)被證明在監(jiān)測腦灌注方面效果較好，它可以比較容易的監(jiān)測體位變化中出現(xiàn)的腦供血不足并及時的給予臨床干預(yù)措施，從而降低嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生率。

PaCO2對ScO2的影響：PaCO2的增加將明顯增加ScO2和SjvO2。PaCO2將明顯影響ScO2，這可能與PaCO2的增加將明顯擴(kuò)張腦血管增加腦血流的作用有關(guān)。腔鏡手術(shù)相較于傳統(tǒng)開腹手術(shù)具有損傷小、并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)外的學(xué)者也都把研究重點(diǎn)放在CO2對患者內(nèi)環(huán)境的影響上。Tuna等研究表明，將CO2氣腹壓控制在8～10mmHg時，患者的ScO2并不會產(chǎn)生明顯的變化，這表明將CO2氣腹壓控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)對維持患者內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定至關(guān)重要。

3、ScO2對PND的預(yù)測作用

非心臟手術(shù)患者PND：PND表現(xiàn)為患者手術(shù)前后患者認(rèn)知功能的改變，這種改變主要表現(xiàn)為記憶力的減退，反應(yīng)遲緩，對日常事務(wù)的處理能力下降，這種情況可以持續(xù)數(shù)月或者數(shù)年，有研究表明41%的全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)患者在術(shù)后7d發(fā)生不同程度的認(rèn)知功能障礙，這種情況在老年患者中發(fā)生率較高，研究者通過簡易精神狀態(tài)量表（MMSE）、認(rèn)知功能表來了解患者手術(shù)前后認(rèn)知功能的變化，對于老年患者可以應(yīng)用簡短精神狀態(tài)檢查（ASEM）測試，來判斷患者術(shù)后是否發(fā)生了PND。

持續(xù)ScO2監(jiān)測技術(shù)并且于數(shù)值下降時給予干預(yù)措施，患者PND的發(fā)生率下降，有利于患者的快速康復(fù)并降低了患者住院費(fèi)用。心臟外科患者術(shù)后發(fā)生PND的概率要遠(yuǎn)高于普通手術(shù)，持續(xù)ScO2監(jiān)測可以作為預(yù)測認(rèn)知功能結(jié)果的一個敏感指標(biāo)。持續(xù)的ScO2監(jiān)測亦可以對腦蛛網(wǎng)膜下腔出血做出提前預(yù)判。老齡患者（年齡＞65歲）和肥胖患者（BMI＞30kg/m2）更容易發(fā)生ScO2降低，術(shù)后PND的發(fā)生率亦高于普通患者。ScO2測定具有較大的變異性，臨床醫(yī)師不應(yīng)該僅以ScO2作為參考依據(jù)，臨床醫(yī)師應(yīng)該用ScO2下降的最大百分?jǐn)?shù)作為指導(dǎo)臨床應(yīng)用的指標(biāo)。ScO2下降的最大百分比超過11%，PND發(fā)生的敏感度和特異性分別為86.5%和77.8%，提示如果ScO2下降的最大百分比超過11%，就應(yīng)該采取相應(yīng)的措施來提高ScO2以避免患者發(fā)生腦缺血。

心臟手術(shù)后PND的預(yù)測：心臟外科手術(shù)中如果ScO2下降幅度超過基礎(chǔ)值的30%，患者術(shù)后發(fā)生神經(jīng)認(rèn)知功能損傷的可能性很大。有研究表明，對ScO2有效管理可以降低認(rèn)知功能障礙的發(fā)生率，ScO2對術(shù)中出現(xiàn)低血壓引起的神經(jīng)功能損害顯示出了較好預(yù)測效果。有研究表明，在接受心臟手術(shù)的患兒中有約1/3發(fā)生神經(jīng)功能損傷，并且術(shù)中都出現(xiàn)ScO2降低。ScO2如果低于術(shù)前手術(shù)基礎(chǔ)值的20%，患者則有可能發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)的不良后果，術(shù)后床旁ScO2監(jiān)測在預(yù)測短期或長期神經(jīng)功能損害有較好的效果。

4、ScO2在心肺復(fù)蘇的應(yīng)用

缺血性腦損傷是心臟驟停患者死亡的主要原因，而且心肺復(fù)蘇成功的患者約有50%遺留不同程度神經(jīng)系統(tǒng)的并發(fā)癥。當(dāng)MAP波動于50～150mmHg時，腦可以通過腦血管的自動調(diào)節(jié)機(jī)制使腦血流量保持恒定。美國心臟學(xué)會（AHA）建議維持心臟驟停患者M(jìn)AP＞65mmHg，心臟驟停患者必定存在內(nèi)環(huán)境紊亂，腦血管的自動調(diào)節(jié)能力下降，依靠MAP的水平作為復(fù)蘇效果的指標(biāo)不是唯一指標(biāo)。

Sekhon等研究表明，將MAP和ScO2聯(lián)合起來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可以較好地評估患者的復(fù)蘇效果。MAP增高同時ScO2下降表明腦血管的自動調(diào)節(jié)能力嚴(yán)重受損；MAP升高伴隨ScO2不變提示腦血管的自動調(diào)節(jié)機(jī)制仍然發(fā)揮作用。心肺復(fù)蘇失敗的原因與臨床上缺少實時監(jiān)控腦和其他器官血流灌注的設(shè)備有關(guān)。有研究表明處于一個高水平的ScO2可能和自發(fā)循環(huán)恢復(fù)有關(guān)，ScO2動態(tài)測量在心臟驟停中的應(yīng)用可降低患者的死亡率。在新生兒的復(fù)蘇過程中進(jìn)行ScO2監(jiān)測并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果做出相應(yīng)的干預(yù)措施會減少腦缺氧和腦過度氧合的幾率。有研究已經(jīng)證明，心肺復(fù)蘇過程中自發(fā)循環(huán)恢復(fù)患者的ScO2明顯高于未恢復(fù)的患者，ScO2下降幅度超過基礎(chǔ)值30%的患者發(fā)生自發(fā)循環(huán)恢復(fù)的幾率為0，說明心臟驟停患者ScO2測定可為復(fù)蘇質(zhì)量提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

ScO2的水平可以作為一個強(qiáng)烈預(yù)示患者能否觸發(fā)自發(fā)循環(huán)恢復(fù)的指標(biāo)。在心肺復(fù)蘇后的第1個24h內(nèi)，存活的患者ScO2數(shù)值與死亡的患者有明顯的不同，在復(fù)蘇過程中應(yīng)用ScO2測定可以預(yù)測患者存活的可能性并對患者后期是否會產(chǎn)生神經(jīng)功能的損害進(jìn)行評估。患者心臟驟停后進(jìn)行ScO2測定可以預(yù)測神經(jīng)損傷的程度，具有較高的特異性和較高的預(yù)測價值。Fukuda等的研究表明，可以使用ScO2作為指導(dǎo)心肺復(fù)蘇的指標(biāo)，但是不應(yīng)該單獨(dú)使用ScO2當(dāng)做停止心肺復(fù)蘇的指標(biāo)，臨床醫(yī)師可以將ScO2監(jiān)測技術(shù)聯(lián)合其他監(jiān)測技術(shù)一起綜合評價心肺復(fù)蘇患者的復(fù)蘇效果和復(fù)蘇成功患者的遠(yuǎn)期預(yù)后。

5、ScO2指導(dǎo)麻醉藥物的應(yīng)用

在一些外科手術(shù)的過程中和緊急情況（例如肝脾損傷手術(shù)后的患者發(fā)生術(shù)后缺血性腦病的風(fēng)險較大）中存在許多可以使腦灌注不足的因素，如何保護(hù)患者的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的安全成為麻醉科醫(yī)師的主要任務(wù)。NIRS-ScO2監(jiān)測技術(shù)作為一種無創(chuàng)實時的監(jiān)測技術(shù)可以探測到ScO2的細(xì)微變化，這也就為臨床醫(yī)師在腦保護(hù)中使用不同麻醉藥物提供了技術(shù)支持。

ScO2指導(dǎo)瑞芬太尼的應(yīng)用：Silva等將不同劑量的瑞芬太尼應(yīng)用于豬身上得出腦氧飽和度相較于頸靜脈飽和度在反映腦組織的灌注狀態(tài)更具有優(yōu)勢，正常劑量瑞芬太尼的使用導(dǎo)致ScO2增加說明腦血流量有所增加，大劑量的瑞芬太尼導(dǎo)致ScO2下降說明大劑量瑞芬太尼使腦灌注減少，這可能是由于大劑量瑞芬太尼抑制心肌收縮力，降低心輸出量，進(jìn)一步降低腦灌注壓導(dǎo)致。因此，如果臨床應(yīng)用大劑量瑞芬太尼將使腦灌注不足，從而導(dǎo)致腦損傷。

七氟醚和丙泊酚對ScO2影響：七氟醚和丙泊酚都具有保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用。Valencia等的研究表明，七氟醚麻醉下（≤1.5MAC）ScO2要明顯高于丙泊酚麻醉，可能與七氟醚擴(kuò)張腦血管有關(guān)，可以使腦組織的血流動力學(xué)維持在一個合適的范圍之內(nèi)。但是該研究排除了顱內(nèi)壓增高的患者，在這類患者中丙泊酚麻醉要優(yōu)于七氟醚吸入麻醉更具有優(yōu)勢，因為丙泊酚麻醉可以降低患者的腦耗氧量及顱內(nèi)壓。在使用七氟醚吸入麻醉維持的過程中，患者幾乎無ScO2的下降，提示臨床醫(yī)師七氟醚吸入麻醉可以降低腦損傷事件發(fā)生幾率。

有文獻(xiàn)報道，對于2歲以下的患兒MAP下降的情況下，七氟醚吸入麻醉仍然可以使ScO2升高；對于≤6個月的患兒，維持MAP≥33mmHg，≥6月齡的患兒維持MAP≥44mmHg可以使ScO2維持在一個較平穩(wěn)的狀態(tài)，降低腦損傷事件的發(fā)生率，改善患者的預(yù)后。這些研究表明七氟醚麻醉可以有效地提升腦灌注壓，對于腦灌注壓較低（排除顱內(nèi)壓過高）的患者七氟醚麻醉是一種較優(yōu)的麻醉方法。

6、ScO2在新生兒和小兒中的應(yīng)用

缺血缺氧性腦病（HIE）一直是新生兒死亡的主要原因。有研究表明在大腦局部嚴(yán)重缺血時ScO2成病態(tài)增高趨勢。新生兒出生第1天腦血流量病態(tài)增加可以作為有可能產(chǎn)生不良后果的敏感指標(biāo)。過去由于新生兒的神經(jīng)損傷功能短期內(nèi)難以測量，這限制了ScO2的應(yīng)用。現(xiàn)在血清S100β的測定可以用于測定神經(jīng)功能的損傷，這使得ScO2在新生兒的應(yīng)用增加。ScO2的下降和血清S100β的下降具有一致性。使ScO2保持在基線水平的50%以上可能可以很大程度上避免腦損傷。

Mebius等通過對56例有先天性心臟病的新生兒研究發(fā)現(xiàn)，這些新生兒在出生的第1個72hScO2數(shù)值處于一個比較低的水平；早期的診斷和改善血流動力學(xué)的不穩(wěn)定狀態(tài)將有助于改善合并心臟病變患兒的預(yù)后。NIRS越來越廣泛的應(yīng)用將為臨床醫(yī)師監(jiān)測局部腦灌注提供有效指標(biāo)，使臨床醫(yī)師可以早期發(fā)現(xiàn)潛在的神經(jīng)損傷和血流動力學(xué)的紊亂，早期進(jìn)行干預(yù)改善患者的預(yù)后。

7、小結(jié)

近紅外光譜腦氧飽和度監(jiān)測技術(shù)作為一種無創(chuàng)、可持續(xù)監(jiān)測、簡單的腦氧供需平衡的監(jiān)測技術(shù)，在指導(dǎo)臨床實踐活動中具有重要意義。近紅外光譜腦氧飽和度監(jiān)測技術(shù)經(jīng)過了迅速的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于臨床診療的各個領(lǐng)域，臨床工作中臨床醫(yī)師應(yīng)該充分考慮各種可能對ScO2產(chǎn)生影響的因素鑒別其下降為生理性還是病理性。根據(jù)ScO2數(shù)值做出相應(yīng)的措施，避免嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生。根據(jù)各種藥物對ScO2數(shù)值的影響選擇最優(yōu)的藥物進(jìn)行麻醉操作。近紅外光譜腦氧飽和度監(jiān)測技術(shù)作為一項實時、無創(chuàng)反映腦供需平衡技術(shù)，值得臨床推廣。

來源：閔祥振,賈智勇,郭蕊,王南海.近紅外光譜腦氧飽和度監(jiān)測的臨床應(yīng)用進(jìn)展[J].臨床麻醉學(xué)雜志,2020,36(03)：307-310.