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1、1综述综述局部脑氧饱和度监测在术后认知功能障碍方面的应用局部脑氧饱和度监测在术后认知功能障碍方面的应用林林 蓉蓉 综述，张富军张富军 审校（上海交通大学医学院，瑞金医院麻醉科，上海 200025）摘要：摘要： 术后认知功能障碍是手术麻醉后常见的中枢神经系统并发症，严重影响着患者的生活质量。近红外光谱仪具有使用方法简单、价廉、无创、持续、可床边进行等特性，在术中常规行脑氧饱和度监测能及时对麻醉计划做出调整，从而有效降低术后认知功能障碍的发生。文章就这一技术及其在临床中的应用作一综述。关键词：关键词： 局部脑氧饱和度；近红外光谱仪；术后认知功能障碍；监测The application of mon
2、itoring cerebral oxygen saturation in improvement on postoperative cognitive dysfunctionLIN Rong reviewing，ZHANG Fun-jun checking(Department of Anesthesiology，Ruijin Hospital，Shanghai Jiao Tong University，School of Medicine，Shanghai 200025，China)Abstract：Postoperative cognitive dysfunction(POCD) is
3、a common complication of central nervous system undergoing major surgery with anesthesia，and severely impairs patientsquality of lifeThe main advantages of near infrared spectroscopy(NIRS) include convenience，cheapness，noninvasiveness，continuous and bedside monitoringThe routine monitoring regional
4、cerebral oxygen saturation has the potential for optimizing our anesthesia plan to reduce the incidence of POCDThe aim of the review is to describe the NIRS technology and its clinical applicationKey words：Regional cerebral oxygen saturation；Near infrared spectroscopy；Postoperative cognitive dysfunc
5、tion；Monitoring 0引引 言言术后认知功能障碍（postoperative cognitive dysfunction，POCD）是手术麻醉后常见的中枢神经系统并发症，临床表现为记忆力、注意力、思维反应能力、定向力、学习能力等认知功能的改 基金项目基金项目：上海市卫生局科研课题局级科研项目（项目编号：2006039）作者简介作者简介：林 蓉（1985-） ，女，上海人，硕士研究生，电子信箱：peggy_2变，可干扰术后恢复，延长平均住院周期，加重家庭及社会的负担，严重影响着患者的生活质量。虽然 POCD 多见于心脏手术后的老年患者，然而近年来一些研究显示 POCD 在各年龄段全麻
6、非心脏术后的患者中都有一定的发病率。Monk1等报道 30%-41%的患者出院时都存在认知功能障碍，其中青年组（18-39 岁）为 36.6 ，中年组（40-59 岁）为 30.4%，老年组（60 岁）为 41.4%，显著高于年龄相匹配的对照组。因此 POCD 的早期诊断与预防显得尤为重要。POCD 的发病机制目前仍不清楚，术前应用抗胆碱类药、患者年龄、术前基础疾病、手术类型、麻醉持续时间、受教育程度、第 2 次手术、术后感染、呼吸道并发症等可能与 POCD 的发生有关2。国内的一项研究比较了二异丙酚和七氟醚对老年患者术后认知功能恢复的影响3，结果发现无论是静脉麻醉药还是吸入性麻醉药均会引起老
7、年患者术后早期短暂的认知功能下降。现在学术界开始趋向于将 POCD与阿尔茨海默病（AD）联系起来研究，试图寻找两者之间的关系，而雌激素可能对学习记忆及神经元损伤起到保护作用4，也许对 POCD 的改善也具有指导意义。还有不少研究者猜测 POCD 可能与术中出现脑血流灌注不足、低脑血氧饱和度有关。Casati5等的研究发现，在健康老年人群中每 4 名接受腹部手术的患者就有 1 例在术中出现低脑氧饱和度，而低脑氧饱和度的出现与早期认知水平下降密切相关。以近红外光谱仪（near infrared spectroscopy，NIRS）监测局部脑氧饱和度，能够及早发现脑区的氧供需平衡状况和脑血流变化情况
8、，对脑组织缺血缺氧的程度、脑功能变化等做出判断，及时对麻醉计划做出调整，有助于麻醉管理，从而降低术后认知功能障碍的发生，缩短住院周期，提高患者生活质量。现就近红外光谱仪技术及其在降低 POCD 发生率方面的应用作一综述。1.近红外光频谱仪技术近红外光频谱仪技术1.1 基本原理和方法 近红外光(650nm1100nm)对人体组织有良好的穿透性，可穿透头皮组织和颅骨进入脑组织几厘米深处。组织中的一些特殊物质如血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素 aa3等有依赖于波长的吸收特性，其中血红蛋白是近红外光在颅内衰减的主要色基，当体内氧化状态变化时它的吸收光谱会改变，从而导致穿透生物体的光强度发生变化。目前已在临
9、床上投入使用的近红外光频谱仪 INVOS4100、INVOS5100（Somaneti 公司，美国）采用的是双探测器本体感受器的工作原理，包括一个近红外线的发射器和两个反馈信号探测器，利用监测头颅闭合状态下的氧合血红蛋白(HbO2)与还原血红蛋白(Hb)的混合透射强度，通过 Beer-Lamber 定律：OD= InII0=aCLB+G (OD：光密度；I0：入射光强度；I：反射光强度；a：色基吸收系数；C：色基浓度；L：光线射入和射出组织两点间的实际距离；B：光路径常数，表示光在组织中的散射作用；G：与光通过组织路径几何形状有关的常数)，从而得出局部血红蛋白的氧饱和度(rScO2)的6。rS
10、cO2的实质是局部脑组织混合氧饱和度，由于脑血容量中动静脉血流比为 15：85，所以主要代表3了脑部静脉氧饱和度，完全不受低氧血症、低碳酸血症的影响，较好反映了脑部氧供和氧耗的平衡变化7。1.2 脑氧饱和度监测影响因素及其评价 NIRS 虽然是一种非常灵敏的脑氧监测方法，在使用中却也要受到颅内外不确定因素，如操作技术不稳定，全身病理生理变化等的影响，其可靠性为70%8。Madsen 等9发现吸氧浓度（FiO2） 、血液 pH、脉氧饱和度(SpO2)、PCO 2、血压、体温、颅骨厚度、骨骼肌、探头位置及间距、皮肤色素等都可影响 rSO2。Kishi 等10的研究表明 rSO2值与年龄成负正相关，
11、与血红蛋白浓度成正相关，且探头放置的位置也与之有关，探头置于前额 rSO2值明显高于两侧。此外，rSO2的基础值在个体之间存在很大的差异，因此一些研究者认为不能以rSO2的绝对值来判定预后。Samra 等11对 100 例接受颈动脉内膜剥脱术的患者进行研究发现，若颈内动脉夹闭后的 rSO2值较基础值下降 20%，预示着发生神经并发症的可能性，并指明其敏感性为 80%，特异性为 82%。然而，也有不少研究12证实 rSO2绝对值如在短期内下降至 50 以下者，其认知功能或者神经系统功能的损害加剧，住院时间显著延长。总之，经验告诉我们 rSO2需要动态观察并结合全身情况分析，一次 rSO2检测结果
12、并不能作为评判标准。1.3 与其他脑监测手段的比较 目前临床上运用于脑监测的其他一些技术手段主要有脑电图（EEG） 、体感诱发电位（SSEPs） 、经颅多普勒超声成像技术(TCD)等。EEG 易受到麻醉和低体温等因素的影响，且敏感性差，往往在 rSO2 下降近 2 min 后脑电第一个变化才会出现13。TCD 虽然也具有无创、持续性监测的特点，能即刻发现脑血流的改变，但其易受到操作者技术水平的限制，且重复性差，尤其是在低血流的情况下14。而 NIRS 可以完全不受低温低灌注的影响，即使在深低温停循环（DHCA）手术期间也能提供脑氧代谢和氧耗的连续监测。最近有研究比较了以TCD、NIRS、SSE
13、Ps、颈动脉楔压(SP)分别来评估颈内动脉切除术中脑缺氧发生的精确性15，结果显示，TCD、NIRS、SP 在脑缺氧检出方面的精确性相似，SSEP 监测的精确性相对较低，而 TCD由于其可重复性差，在低血流量时信号无法显示等限制，缺乏实际的可操作性。2. 脑氧饱和度监测在预测术后认知功能障碍方面的应用脑氧饱和度监测在预测术后认知功能障碍方面的应用2.1 rSO2监测的可行性 NIRS 对于脑缺氧非常敏感，且不受动脉搏动的影响，即使在体外循环下也能对 rSO2进行无创、持续性地监测。有报道称 rSO2低于 50%或者较基础值下降 20%以上者预示存在脑缺血的可能，而该结论已通过听觉诱发电位测试得
14、到证实16。此外，有研究显示 rSO2与有创监测颈静脉窦血氧饱和度（SjvO2）间存在较好的相关性17，而通过测定 SjvO2监测大脑氧饱和度是已被美国食品与药品管理局(FDA)所认可的临床监测方法18，可见以 rSO2 值来反映和评估脑氧供需平衡是具有可行性的。 2.2 rSO2监测的有效性 据 Monk 等19所做的一项大型前瞻性调查研究显示，在老年患者中术4后认知功能障碍的发生与术中频繁出现低 rSO2密切相关，且这些患者的住院时间也相对更长。Slater 等20也得出类似的结论，CABG 术中 rSO2下降评分3,000%-秒的患者术后更易出现认知功能减退（p=0.024） ，住院天数
15、延长的危险性增加近 3 倍（p=0.007） 。但 Hong 等21研究发现，心脏瓣膜手术（VHS）的患者术后认知功能障碍不能通过脑氧饱和度监测来预测，有无 POCD 的患者之间术中低脑氧饱和度发生率以及 rSO2值下降持续时间无明显差异，而术中脑氧饱和度降低的患者术后住院时间更长的结论与之前的一些研究结果一致。有研究对 122 名行腹部大手术的老年患者进行随机对照分析22，其中干预组术中予以持续性的 rSO2监测，并根据测得的 rSO2值采取如提高 FiO2、EtCO2及血压等干预措施，使 rSO2值维持在基础值的 75%以上，结果显示干预组与对照组的平均 rSO2值存在显著性差异（P=0.
16、002） 。仅以术中出现低脑氧饱和度的患者为研究对象，对照组术后 7 天 MMSE 评分明显低于干预组(P=0.02)，而在麻醉后监护治疗室（PACU）的复苏时间和住院时间都要显著长于干预组（P=0.01，P=0.007） ，可见通过术中持续性监测脑氧饱和度能及时对麻醉计划作出调整，采取积极主动的干预措施来进行脑保护，防治脑缺氧，可以降低手术后认知障碍的发生率。3. 结语结语NIRS 作为一种持续、无创、简便、灵敏度和特异度高的脑氧监测手段，能实时反映脑氧供氧需变化，对术中麻醉管理具有指导作用。然而，由于个体间 rSO2基础值的差异较大，目前还尚未明确评估神经系统功能损害的 rSO2临界值，另一方面单纯以 MMSE 评分来评价 POCD 也有失妥当，都需要进一步研究修正。但大量的文献及临床经验都表明，尽早采取干预措施，联合多种脑监测手段能够有效降低神经功能损害的发生。参考文献：参考文献：1 Monk T
