脑氧监测在围术期的应用

宣威市中医医院麻醉科 王兴耀

脑组织是机体最大的耗氧器官，对缺氧敏感，且脑氧代谢异常所引起的并发症严重，所以围术期对患者的脑功能监测显得十分必要。围术期脑功能监测主要从脑的血流动力学、脑氧合、脑代谢三方面来监测，影响脑血流动力学的参数有直接动脉压、颅内压、脑灌注压、脑血流量以及脑自动调节指数，监测脑氧合的指标有动脉氧饱和度、颈静脉球氧饱和度、脑组织氧张力、脑微透析监测和近红外光谱脑氧监测，脑代谢的监测指标主要是脑电图。

脑氧饱和度多用于围术期患者大脑缺氧状态的监测，其参数可反映脑细胞的含氧量，为临床手术提供可靠依据，有助于术中吸氧浓度的及时调整，进而预防脑损伤的发生。因此，积极监测患者的围术期脑氧饱和度，是避免术中大脑缺氧的有效方式。

局部脑氧饱和度（regional cerebral saturation oxygenation，rScO2）是反映人体脑细胞含氧量的常见指标，若机体rScO2较低，可引发脑部缺氧，导致脑损伤，严重情况下可出现脑死亡等不良后果。近红外光谱技术（near-infrared spectroscopy，NIRS）其红外光波长范围在700～850 nm，能够穿透包括骨质在内的人体组织，同时可最大程度区分氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白两者的含量。

通过发射近红外光射入脑额叶组织，然后探头检测出近红外光在相应光谱上的吸收衰减，再利用改良的比尔-朗伯定律和空间分辨率来估计，就可以计算出组织中氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的相对浓度，进而算出rScO2值。

NIRS-rScO2的主要发展历程为：1977年，由Frans Jobsis首次报道NIRS无创方法使心肌和脑组织氧合实时监测成为可能；1985年，由Ferrari等首次将NIRS用于人类脑氧合研究，在1993年FDA批准可以销售商用脑氧饱和度设备。而NIRS-rScO2由于其具有实时、无创、连续、可床边监测的优点，使其在临床诊疗各个领域的应用越来越广泛。rScO2监测的是大脑局部区域组织的血红蛋白，并不是单独的动脉或者静脉，因此脑血氧饱和度的监测是局部大脑血红蛋白的混合饱和度，其反映的是脑组织氧耗和氧供之间的平衡。rScO2正常值为55%～75%（吸空气时），由于其绝对数值在人群中变化较大，所以相对变化更有临床意义，可以反映大脑氧供需平衡的变化趋势。

近红外光谱脑氧饱和度监测（NIRS-rScO2)示意图:

血管手术围术期中枢神经系统并发症发生率明显高于其他手术，导致患者的住院时间延长，医疗费用增加，对患者家庭和社会经济造成极大负担，其预防和治疗更具有挑战性,所以近年来近红外光谱脑氧饱和度监测（NIRS-rScO2)在颈动脉内膜剥脱术(CEA)、大动脉手术和心脏手术的应用越来越广泛。

下图是近红外光谱脑氧饱和度监测（NIRS-rScO2)在颈动脉内膜剥脱术(CEA)、大动脉手术和心脏手术临床应用的数值解读：

rScO2的数值具有很大的个体差异性，这在很大程度上限制了rScO2的应用。所以，在围术期应用NIRS监测rScO2的过程中，麻醉医师应注意有可能会对rScO2数值产生影响的因素，并区分出其是生理性还是病理性。

在临床中影响近红外光谱脑氧饱和度监测（NIRS-rScO2)准确性的主要因素有以下几点：

1.患者术前的病理生理状态：一些影响氧供的病理生理因素将对静态脑氧饱和度值造成影响。

2.体循环动脉压；当患者的脑血管自动调节能力降低或缺失时，即使血压在脑血管自动调节范围内发生很小的降低也会引起脑氧饱和度的下降。

3.外周动脉血氧饱和度：脑氧供在某种程度上依赖外周动脉血的氧合血红蛋白的浓度。患者氧供不足时，将引起动脉血氧饱和度的降低。

4.动脉血二氧化碳分压和pH:正常情况下，每改变1mmHg的CO₂,脑氧饱和度将会改变1%左右。由于升高或降低二氧化碳能够显著的影响具有正常反应性的脑动脉，所以呼气末二氧化碳分压或动脉血二氧化碳分压的变化显著影响脑氧饱和度。

5.脑血流：在行颈动脉内膜剥脱术时，机械性阻塞颈动脉，此时如果没有完善的代偿灌注，可能会引起局部CBF降低，产生局灶性缺血，脑氧饱和度也会降低。

6.体温：在一些需要停循环的手术中，通常会应用降低体温的方法进行神经功能保护。在体温降低期间，脑氧饱和度升高表明：此期间即使脑血流降低，脑的氧供却超过了代谢的需求。所以，在停循环的手术中，监测脑氧供需平衡更有助于选择最适宜的体温下降幅度。

7.麻醉药物：一些麻醉药物能够抑制脑皮质间的突触联系，降低大脑皮质脑氧代谢率，从而影响脑氧饱和度的变化。比如卤代类挥发性麻醉药、丙泊酚及巴比妥类催眠药能够消除神经元间的信号传导，从而导致脑氧饱和度会较基础值升高。

小结：近红外光谱脑氧饱和度监测技术作为一种无创、可持续监测、简单的脑氧供需平衡的监测技术，应用于围术期具有重要意义。围术期麻醉医师应该充分考虑各种可能对rScO2产生影响的因素鉴别其下降为生理性还是病理性。根据rScO2数值做出相应的措施，避免严重并发症的发生。同时在平时的临床工作中需要我们多角度评估脑功能，由于其变化意义大于数值，所以要多关注变化的趋势。另外，未来研究还需要关注rScO2过高对机体的影响，肌肉血氧饱和度是否更敏感预测机体缺血情况，以及术后患者的预后指标。