作者：閔祥振，賈智勇，郭蕊，王南海，蚌埠醫學(xué)院第一附屬醫院麻醉科

近些年，近紅外光譜學(xué)（near-infrared spectroscopy，NIRS）監測患者局部腦氧飽和度（ScO2）技術(shù)應用越來(lái)越廣泛，但是關(guān)于ScO2指導臨床應用的綜述卻鮮有報道。本文就近紅外光譜腦氧飽和度（NIRS-ScO2）監測在預測神經(jīng)功能損傷、術(shù)后認知功能障礙（PND）的作用、心肺腦復蘇（CPCR）中的應用以及各種可能對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)中監測患者的ScO2以來(lái)，臨床利用NIRS監測患者ScO2的應用日益廣泛。ScO2監測運用了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(guò)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(guò)數字化處理就可以得到腦氧飽和度數值，其實(shí)質(zhì)是根據腦組織血液中氧和血紅蛋白和去氧血紅蛋白比例得出數值，其測定的基本原理與SpO2的測定原理相同。

NIRS-ScO2具有較高穩定性，適用血流動(dòng)力學(xué)不穩定的患者，因為該技術(shù)不依賴(lài)于動(dòng)脈脈搏，具有較高的穩定性，對于生命體征不穩定的患者（體溫過(guò)低，血壓過(guò)低，休克，甚至心臟驟停的患者），仍然可以獲得較穩定的ScO2數值。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(dòng)力學(xué)紊亂的患者具有重要意義。

2、ScO2監測的影響因素

ScO2的數值具有很大的個(gè)體差異性，這在很大程度上限制了ScO2的應用。在臨床應用NIRS監測ScO2的過(guò)程中，臨床醫師應注意有可能會(huì )對ScO2數值產(chǎn)生影響的因素，并區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(guò)大樣本的回顧性研究表明，非裔美國人和白種人相比ScO2數值處于一個(gè)較低的水平，這與皮膚色素吸收了部分近紅外光譜有關(guān)，表現為色素沉著(zhù)越深ScO2數值越低，色素沉著(zhù)越淺ScO2數值越大，這也是ScO2數值個(gè)體化差異較大的一個(gè)主要原因。臨床醫師應該根據ScO2數值偏離基線(xiàn)的程度來(lái)判腦部的灌注狀態(tài)，以此來(lái)消除個(gè)體化差異對ScO2數值造成的影響。有學(xué)者認為血液中的膽紅素會(huì )吸收一部分近紅外光譜，這將使ScO2數值基線(xiàn)偏低。Jun等研究表明，ScO2數值是和血液中氧供系統聯(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)，血總膽紅素數值不會(huì )對ScO2數值相對于基線(xiàn)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(guò)改變NIRS探頭至顱骨的距離（15～30mm）并沒(méi)有對ScO2的數值產(chǎn)生明顯的影響。

顱骨厚度對ScO2數值的影響：ScO2在新生兒中的應用已經(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用。另有研究表明不同儀器設備亦可對數值大小產(chǎn)生影響：Schneider等將不同的NIRS-ScO2設備用于相同的新生兒，結果顯示，不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的NIRS監測儀器的測量結果存在明顯的差異，最大的變異度可以達到12.66%，這可能是由于不同的廠(chǎng)家處理近紅外光譜數值的算法和機器設備的較準標準不一樣所造成的，所以臨床醫師應該根據ScO2數值的變化趨勢來(lái)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(dòng)脈血、75%的靜脈血和5%的毛細血管血液，體位變化可能會(huì )對腦循環(huán)中動(dòng)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監測可以提示腦灌注不足，提高患者在圍手術(shù)期的安全性?；颊咴谟善脚P位轉變?yōu)樯碁┮挝恢煤罂梢员O測到ScO2的一個(gè)明顯下降（約10%），這種下降趨勢在10min后達到最大極限，當再次將患者改為平臥位后，ScO2的數值在第1分鐘內就出現了1個(gè)明顯的升高。

患者在沙灘椅位置時(shí)，ScO2的數值與MAP的波動(dòng)具有相關(guān)性，然而在清醒的患者中ScO2的數值和體位沒(méi)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數值在麻醉過(guò)程中降低的一個(gè)因素?；颊咴陬^低腳高位置時(shí)ScO2的數值會(huì )升高，PEEP10cmH2O頭低腳高位麻醉過(guò)程中ScO2的水平會(huì )維持在一個(gè)比較平穩的水平，在俯臥位的患者中當用頭架把頭部托起時(shí)ScO2的數值將會(huì )有一個(gè)小范圍的提升（1%～3%），當把頭偏向左側或者右側時(shí)ScO2的數值將出現一個(gè)明顯的下降（大于5%），說(shuō)明俯臥位的患者建議頭部保持中立。ScO2測定技術(shù)已經(jīng)被證明在監測腦灌注方面效果較好，它可以比較容易的監測體位變化中出現的腦供血不足并及時(shí)的給予臨床干預措施，從而降低嚴重并發(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)相較于傳統開(kāi)腹手術(shù)具有損傷小、并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)。國內外的學(xué)者也都把研究重點(diǎn)放在CO2對患者內環(huán)境的影響上。Tuna等研究表明，將CO2氣腹壓控制在8～10mmHg時(shí)，患者的ScO2并不會(huì )產(chǎn)生明顯的變化，這表明將CO2氣腹壓控制在適當的范圍內對維持患者內環(huán)境的穩定至關(guān)重要。

3、ScO2對PND的預測作用

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

持續ScO2監測技術(shù)并且于數值下降時(shí)給予干預措施，患者PND的發(fā)生率下降，有利于患者的快速康復并降低了患者住院費用。心臟外科患者術(shù)后發(fā)生PND的概率要遠高于普通手術(shù)，持續ScO2監測可以作為預測認知功能結果的一個(gè)敏感指標。持續的ScO2監測亦可以對腦蛛網(wǎng)膜下腔出血做出提前預判。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，臨床醫師不應該僅以ScO2作為參考依據，臨床醫師應該用ScO2下降的最大百分數作為指導臨床應用的指標。ScO2下降的最大百分比超過(guò)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(guò)11%，就應該采取相應的措施來(lái)提高ScO2以避免患者發(fā)生腦缺血。

心臟手術(shù)后PND的預測：心臟外科手術(shù)中如果ScO2下降幅度超過(guò)基礎值的30%，患者術(shù)后發(fā)生神經(jīng)認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知功能障礙的發(fā)生率，ScO2對術(shù)中出現低血壓引起的神經(jīng)功能損害顯示出了較好預測效果。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ScO2降低。ScO2如果低于術(shù)前手術(shù)基礎值的20%，患者則有可能發(fā)生神經(jīng)系統的不良后果，術(shù)后床旁ScO2監測在預測短期或長(cháng)期神經(jīng)功能損害有較好的效果。

4、ScO2在心肺復蘇的應用

缺血性腦損傷是心臟驟?；颊咚劳龅闹饕?，而且心肺復蘇成功的患者約有50%遺留不同程度神經(jīng)系統的并發(fā)癥。當MAP波動(dòng)于50～150mmHg時(shí)，腦可以通過(guò)腦血管的自動(dòng)調節機制使腦血流量保持恒定。美國心臟學(xué)會(huì )（AHA）建議維持心臟驟?；颊進(jìn)AP＞65mmHg，心臟驟?；颊弑囟ù嬖趦拳h(huán)境紊亂，腦血管的自動(dòng)調節能力下降，依靠MAP的水平作為復蘇效果的指標不是唯一指標。

Sekhon等研究表明，將MAP和ScO2聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行數據分析可以較好地評估患者的復蘇效果。MAP增高同時(shí)ScO2下降表明腦血管的自動(dòng)調節能力嚴重受損；MAP升高伴隨ScO2不變提示腦血管的自動(dòng)調節機制仍然發(fā)揮作用。心肺復蘇失敗的原因與臨床上缺少實(shí)時(shí)監控腦和其他器官血流灌注的設備有關(guān)。有研究表明處于一個(gè)高水平的ScO2可能和自發(fā)循環(huán)恢復有關(guān)，ScO2動(dòng)態(tài)測量在心臟驟停中的應用可降低患者的死亡率。在新生兒的復蘇過(guò)程中進(jìn)行ScO2監測并根據監測結果做出相應的干預措施會(huì )減少腦缺氧和腦過(guò)度氧合的幾率。有研究已經(jīng)證明，心肺復蘇過(guò)程中自發(fā)循環(huán)恢復患者的ScO2明顯高于未恢復的患者，ScO2下降幅度超過(guò)基礎值30%的患者發(fā)生自發(fā)循環(huán)恢復的幾率為0，說(shuō)明心臟驟?；颊逽cO2測定可為復蘇質(zhì)量提供相應的數據。

ScO2的水平可以作為一個(gè)強烈預示患者能否觸發(fā)自發(fā)循環(huán)恢復的指標。在心肺復蘇后的第1個(gè)24h內，存活的患者ScO2數值與死亡的患者有明顯的不同，在復蘇過(guò)程中應用ScO2測定可以預測患者存活的可能性并對患者后期是否會(huì )產(chǎn)生神經(jīng)功能的損害進(jìn)行評估?；颊咝呐K驟停后進(jìn)行ScO2測定可以預測神經(jīng)損傷的程度，具有較高的特異性和較高的預測價(jià)值。Fukuda等的研究表明，可以使用ScO2作為指導心肺復蘇的指標，但是不應該單獨使用ScO2當做停止心肺復蘇的指標，臨床醫師可以將ScO2監測技術(shù)聯(lián)合其他監測技術(shù)一起綜合評價(jià)心肺復蘇患者的復蘇效果和復蘇成功患者的遠期預后。

5、ScO2指導麻醉藥物的應用

在一些外科手術(shù)的過(guò)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，如何保護患者的中樞神經(jīng)系統的安全成為麻醉科醫師的主要任務(wù)。NIRS-ScO2監測技術(shù)作為一種無(wú)創(chuàng )實(shí)時(shí)的監測技術(shù)可以探測到ScO2的細微變化，這也就為臨床醫師在腦保護中使用不同麻醉藥物提供了技術(shù)支持。

ScO2指導瑞芬太尼的應用：Silva等將不同劑量的瑞芬太尼應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致ScO2增加說(shuō)明腦血流量有所增加，大劑量的瑞芬太尼導致ScO2下降說(shuō)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致。因此，如果臨床應用大劑量瑞芬太尼將使腦灌注不足，從而導致腦損傷。

七氟醚和丙泊酚對ScO2影響：七氟醚和丙泊酚都具有保護中樞神經(jīng)系統的作用。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，可能與七氟醚擴張腦血管有關(guān)，可以使腦組織的血流動(dòng)力學(xué)維持在一個(gè)合適的范圍之內。但是該研究排除了顱內壓增高的患者，在這類(lèi)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壓。在使用七氟醚吸入麻醉維持的過(guò)程中，患者幾乎無(wú)ScO2的下降，提示臨床醫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(gè)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(gè)較平穩的狀態(tài)，降低腦損傷事件的發(fā)生率，改善患者的預后。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（排除顱內壓過(guò)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用

缺血缺氧性腦?。℉IE）一直是新生兒死亡的主要原因。有研究表明在大腦局部嚴重缺血時(shí)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。過(guò)去由于新生兒的神經(jīng)損傷功能短期內難以測量，這限制了ScO2的應用?，F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(xiàn)水平的50%以上可能可以很大程度上避免腦損傷。

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

7、小結

近紅外光譜腦氧飽和度監測技術(shù)作為一種無(wú)創(chuàng )、可持續監測、簡(jiǎn)單的腦氧供需平衡的監測技術(shù)，在指導臨床實(shí)踐活動(dòng)中具有重要意義。近紅外光譜腦氧飽和度監測技術(shù)經(jīng)過(guò)了迅速的發(fā)展，現在已經(jīng)廣泛的應用于臨床診療的各個(gè)領(lǐng)域，臨床工作中臨床醫師應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ScO2數值做出相應的措施，避免嚴重并發(fā)癥的發(fā)生。根據各種藥物對ScO2數值的影響選擇最優(yōu)的藥物進(jìn)行麻醉操作。近紅外光譜腦氧飽和度監測技術(shù)作為一項實(shí)時(shí)、無(wú)創(chuàng )反映腦供需平衡技術(shù)，值得臨床推廣。

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