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(dòng)態(tài)變化趨勢，以實(shí)時(shí)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(shí)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(jìn)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是一種無創(chuàng)實(shí)時(shí)監(jiān)測組織血紅蛋白氧合的方法，現(xiàn)廣泛用于評(píng)估區(qū)域腦氧合。該技術(shù)基于波長為650~1100nm的近紅外光波對人體組織有較好的穿透性，而波長為700~850mm的近紅外光波能較大程度區(qū)分氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白。通過發(fā)射近紅外光穿透腦額葉組織，探頭檢測近紅外光在相應(yīng)光譜上的吸收衰減，再利用改良比爾-朗伯定律和漫反射修正，計(jì)算組織氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白的相對含量，進(jìn)而計(jì)算rSO2[3]。rSO2是局部腦組織的混合血氧飽和度，反映局部大腦的氧供需平衡[4]
研究表明，術(shù)前低B-rSO2可預(yù)測心臟手術(shù)患者的短期和長期預(yù)后，是不良預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[1]。Heringlake等[2]依據(jù)麻醉方式將306例經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜置換術(shù)患者分為全身麻醉組(n=155)與清醒鎮(zhèn)靜下局部麻醉組(n=151)，評(píng)估B-rSO2與術(shù)后1年病死率的相關(guān)性，結(jié)果顯示B-rS02小于54%是術(shù)后1年死亡的獨(dú)立預(yù)測因子，且與麻醉類型無關(guān)。對心臟手術(shù)的研究顯示，多數(shù)B-rS02較低的患者術(shù)前風(fēng)險(xiǎn)分層增高，因此，較低的B-rSO2可能是危險(xiǎn)預(yù)測因素之一。相較于rSO2術(shù)中變化趨勢，B-rSO2預(yù)測術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)不良結(jié)局潛力可能更大。Schoen等研究發(fā)現(xiàn)B-rSO2低于59.9%是心臟手術(shù)患者術(shù)后譫妄的獨(dú)立預(yù)測因素，且術(shù)后譫安的高發(fā)生率與術(shù)中rSO2變化無關(guān)。Lei等[6]研究發(fā)現(xiàn)，B-rSO2低于50%的患者術(shù)后譫妄發(fā)生率是基線值較高組的4倍，較高的B-rSO2對術(shù)后譫妄有保護(hù)作用，恢復(fù)術(shù)中rSO2(不低于B-rSO2的75%)不能降低心臟手術(shù)后譫妄的發(fā)生率。
B-rSO2為吸人空氣狀態(tài)的平均rSO2，而B-rSO2較低的患者對吸氧的反應(yīng)能力也成為研究主題之一。有研究選擇B-rSO2小于51%的患者，發(fā)現(xiàn)對吸氧無反應(yīng)的患者術(shù)后死亡風(fēng)險(xiǎn)及并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著增高，吸氧后rSO2上升的患者預(yù)后較好[1]。Seppelt等[7]研究也得到類似結(jié)論，認(rèn)為對吸氧無反應(yīng)的低B-rSO2與手術(shù)后1年生存率和住院時(shí)長呈負(fù)相關(guān)，可作為心肺功能受損的替代指標(biāo)。因此如果將B-rSO2用于危險(xiǎn)分層，吸氧期間rSO2的變化值得考慮及探索。
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(diǎn)認(rèn)為老年人B-rSO降低。老年患者B-rSO降低的可能機(jī)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(rèn)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(yàn)中進(jìn)一步評(píng)估。
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]。 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?jǐn)?shù)(LVEF)等衡量心血管功能指標(biāo)存在相關(guān)性，B-rS02小于50%是術(shù)后1年死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Skhirtladze等[7]對計(jì)劃接受除顫器轉(zhuǎn)復(fù)律患者的研究發(fā)現(xiàn),LVEF嚴(yán)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(jìn)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(biāo)提供了理論參考。 心血管疾病影響B(tài)-rS02的可能機(jī)制:①心功能不全導(dǎo)致心排血量減少,使腦血管平均動(dòng)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(huì)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(dòng)-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。
2.神經(jīng)系統(tǒng)疾病與B-rS02
研究發(fā)現(xiàn)認(rèn)知功能狀態(tài)與B-rS02具有一定相關(guān)性。Murayama 等[21]納入認(rèn)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(píng)估休息時(shí)前額葉皮質(zhì)腦氧飽和度與認(rèn)知功能的關(guān)系,認(rèn)知受損者B-rS02明顯小于認(rèn)知正常者,B-rS02與認(rèn)知功能呈正相關(guān)。Hallacoglu等[22]測量了飲食誘導(dǎo)的血管性認(rèn)知障礙大鼠模型麻醉狀態(tài)下的腦血流動(dòng)力學(xué)參數(shù),與健康對照組相比,認(rèn)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(dòng)脈血氧飽和度相同,且血紅蛋白含量及紅細(xì)胞數(shù)量并無差異,說明認(rèn)知障礙早期即存在NIRS技術(shù)可識(shí)別的腦缺氧,且 B-rS02的下降與紅細(xì)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(jī)制之一。阿爾茨海默病(AD)是導(dǎo)致老年人認(rèn)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(jìn)行,AD患者認(rèn)知功能得以改善的同時(shí)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(bào)道,未來還需進(jìn)一步研究。 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(dòng)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(píng)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(jìn)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(yán)重程度還需進(jìn)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(jìn)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。 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(rèn)知缺陷隨著CKD的嚴(yán)重程度而進(jìn)展，最終可導(dǎo)致癡呆、中風(fēng)等嚴(yán)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(qiáng)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(dú)立相關(guān)。pH值通過改變腦動(dòng)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(jī)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(jìn)一步研究。Shindo等[43]研究發(fā)現(xiàn)，短暫壓迫動(dòng)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(dòng)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(yuǎn)期影響還需要進(jìn)一步研究。
5.肝臟疾病與B-rSO2
早期研究認(rèn)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(huì)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。 呼吸系統(tǒng)疾病多合并低氧血癥與C02蓄積,對腦血流動(dòng)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(kuò)張腦血管增加腦血流量產(chǎn)生的保護(hù)作用可能會(huì)隨著持續(xù)低氧暴露而逐漸減弱,遠(yuǎn)期可能發(fā)生一定程度的腦缺氧,可能表現(xiàn)為rS02降低[47]。
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(dá)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(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(shí)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(shí)時(shí)、簡便的腦氧供需平衡監(jiān)測指標(biāo),在指導(dǎo)臨床實(shí)踐中具有重要意義。B-rS02不僅是術(shù)中rS02動(dòng)態(tài)變化的參照標(biāo)準(zhǔn),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(yán)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(jìn)行手術(shù)患者預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)分層指導(dǎo)嚴(yán)重并發(fā)癥的防治。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(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測腦氧飽和度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)腦缺氧等問題，幫助醫(yī)務(wù)人員進(jìn)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(zhǔn)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(hù)等場景，不僅保障了患者生命健康，同時(shí)還提升了醫(yī)院的安全質(zhì)量和醫(yī)療水平。
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