腦氧飽和度監(jiān)測在小兒麻醉中的應(yīng)用進展

侯嬌艷，徐 勇，曠 昕 (南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院麻醉科,湖南衡陽421001)

0 引言

小兒與成人在心理、生理、藥理學(xué)上均存在差異,其各器官系統(tǒng)功能尚未發(fā)育成熟。因此,在小兒麻醉管理期間應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施。小兒麻醉作為臨床麻醉學(xué)的一個亞學(xué)科,越來越受到關(guān)注。接受手術(shù)和重癥監(jiān)護的新生兒仍有顯著的發(fā)病率和死亡率,常與缺氧/缺血性事件有關(guān)［1］。嬰幼兒機體代謝旺盛,對氧的需求比成人高得多,麻醉中極易產(chǎn)生低氧血癥及組織缺氧［2］,缺氧時腦細胞的生物氧化過程可發(fā)生障礙,導(dǎo)致神經(jīng)元急性壞死和凋亡,給小兒留下終生殘疾。因此,在小兒麻醉過程中監(jiān)測腦部氧供與氧耗平衡非常重要。腦組織局部腦氧飽和度(regional cerebral oxygen saturation,rSO2)的下降與腦缺氧幾乎同時發(fā)生［3］。腦氧飽和度監(jiān)測主要采用近紅外線光譜(near infrared spectroscopy,NIRS)技術(shù),其可提供無創(chuàng)、在體、實時的監(jiān)測組織氧合。在區(qū)域組織氧合檢測的近紅外光譜的變化可以反映氧供需之間的動態(tài)平衡［4］。目前有許多關(guān)于rSO2監(jiān)測在小兒麻醉中的應(yīng)用研究。本文擬對rSO2監(jiān)測在小兒麻醉中應(yīng)用的研究進展作一綜述,以期為rSO2監(jiān)測的相關(guān)研究和臨床應(yīng)用提供參考。

2 腦氧飽和度監(jiān)測

2.1 rSO2的基本原理1977年,J?bsis首次提出使用近紅外光無創(chuàng)檢測生物組織氧合的思路［5］。rSO2監(jiān)測主要應(yīng)用的是NIRS技術(shù),即在顱骨閉合狀態(tài)下通過近紅外光譜法直接測量rSO2。近紅外光譜法測量血氧飽和度以改良朗伯·比爾定律(the Lambert-Beer Law)［6］(［x］＝△A/Lxε(［x］:吸收 NIRS 的物質(zhì)濃度,△A:NIRS的衰減量,L:NIRS的穿透路徑長度,ε:NIRS的衰減系數(shù)))和光散射理論為基礎(chǔ),利用還原血紅蛋白和氧合血紅蛋白的光吸收系數(shù)差別,通過計算吸收譜比值,從而得出局部血紅蛋白的氧飽和度［7］。由于大腦組織中動靜脈交錯,靜脈約占75%,動脈約占20%,毛細血管約占5%,所以,NIRS監(jiān)測的腦氧飽和度反映的是局部大腦氧飽和度,主要代表靜脈部分。因此,在低血壓、動脈搏動較弱、深低溫、體外循環(huán)、循環(huán)停止等條件下使用不受限。

2.2 rSO2的影響因素rSO2監(jiān)測作為一種新型的監(jiān)測手段能夠直觀反映腦部供需平衡的變化,具有無創(chuàng),操作簡單、反應(yīng)靈敏、迅速、實時監(jiān)測等特點,為臨床工作提供了極大的方便［8］。但臨床使用過程中還是會遇到一些影響監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確性的因素,例如技術(shù)人員操作的熟練程度,患者全身病理生理變化等。Kishi等［9］研究結(jié)果顯示,rSO2與患者的年齡呈負相關(guān),與血紅蛋白濃度呈正相關(guān),而與患者的身高、體質(zhì)量及頭圍無明顯相關(guān)性,此外監(jiān)測探頭放置的位置也會對rSO2的數(shù)值產(chǎn)生影響。王錦權(quán)等［10］研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)rSO2與給氧濃度呈負相關(guān),與體溫、動脈血堿剩余(BE)呈正相關(guān),此外,全身的氧供情況及大腦的有效灌注壓也會對rSO2的數(shù)值產(chǎn)生影響。Fuchs等［11］研究發(fā)現(xiàn)體位也會對rSO2的數(shù)值產(chǎn)生影響,麻醉狀態(tài)下坐位時rSO2明顯降低,而清醒狀態(tài)下的健康志愿者rSO2隨體位變化不明顯。此外,血氧飽和度、動脈血氣指標(biāo)、血壓等因素也不同程度地影響rSO2。因此,應(yīng)該在考慮以上諸多影響rSO2結(jié)果因素的前提下,綜合評價rSO2數(shù)值變化的臨床意義。

3 rSO2監(jiān)測在小兒麻醉中的應(yīng)用

3.1 rSO2監(jiān)測在小兒神經(jīng)外科手術(shù)麻醉中的應(yīng)用

神經(jīng)外科手術(shù)中小兒麻醉安全是一項重要的工作,涉及到手術(shù)各個環(huán)節(jié)。小兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育尚不完善,且呼吸系統(tǒng)對藥物敏感,極易引起術(shù)后蘇醒延遲和呼吸困難等并發(fā)癥,神經(jīng)外科手術(shù)的質(zhì)量和預(yù)后在一定程度上與手術(shù)前后的麻醉管理有關(guān)。rSO2監(jiān)測主要利用的是NIRS,其可以連續(xù)無創(chuàng)地測量反映組織氧合情況:氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白和細胞色素aa3的濃度變化,再根據(jù)改良朗伯·比爾定律就可以計算出氧飽和度。Macnab等［12］研究表明NIRS傳感器可以位于棘突或椎板上,可快速監(jiān)測脊髓氧合狀態(tài),從而能夠在術(shù)中預(yù)警即將發(fā)生的血管損害的脊髓。然而rSO2監(jiān)測在神經(jīng)外科手術(shù)中的應(yīng)用還有一定的局限性。Büchner等［13］在一項研究中表明,近紅外光譜儀無法檢測嚴(yán)重腦損傷患者的腦氧飽和度。該研究對31例嚴(yán)重腦損傷(蛛網(wǎng)膜下腔出血或嚴(yán)重腦外傷)的患者使用了近紅外光譜儀監(jiān)測腦氧飽和度,并同時進行有創(chuàng)顱內(nèi)壓和腦灌注壓監(jiān)測。研究發(fā)現(xiàn),近紅外光譜儀對嚴(yán)重腦損傷患者監(jiān)測失敗率高。而有創(chuàng)監(jiān)測顯示出100%監(jiān)測成功率和良好的數(shù)據(jù)質(zhì)量。唐羚珊等［14］認為,近紅外光譜儀監(jiān)測成功率低,主要是因為:①傳感器和皮膚之間存在潮濕的空間；②顱骨瓣下血腫；③開顱手術(shù)后硬膜下存在空氣。與成人相比,小兒大腦耗氧量相對較大,更不易耐受缺氧。雖然rSO2對缺氧非常敏感,但應(yīng)根據(jù)患者具體情況來合理使用rSO2監(jiān)測措施,從而在臨床工作中做出正確的干預(yù)。

3.2 rSO2監(jiān)測在小兒心臟手術(shù)麻醉中的應(yīng)用腦血氧飽和度已廣泛應(yīng)用于接受心臟手術(shù)的新生兒管理中［4］。先天性心臟病手術(shù)神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生率的相關(guān)報道為2%～25%［15］。由于小兒心臟手術(shù),尤其是復(fù)雜性先天性心臟病手術(shù),術(shù)后大多仍需較長時間呼吸及循環(huán)支持,早期神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的表現(xiàn)多易被鎮(zhèn)靜、肌肉松馳等情況所掩蓋,所以圍術(shù)期的腦功能監(jiān)測非常重要。在體外循環(huán)中,低溫、血液稀釋等會干擾正常的腦氧供需平衡,常規(guī)方法難以監(jiān)測這方面的變化。而rSO2的抗干擾性能強,能夠準(zhǔn)確地反映患者腦組織氧合狀態(tài)的變化［16］,對于保證圍術(shù)期大腦灌注,優(yōu)化麻醉手術(shù)方案等具有重要指導(dǎo)意義。Gottlieb等［15］通過研究雙向監(jiān)控腦氧飽和度的結(jié)果在小兒先天性心臟病中主動脈插管錯位識別的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)在心臟外科手術(shù)中NIRS可以監(jiān)測局部腦氧飽和度指數(shù)的變化,如果局部腦氧飽和度指數(shù)明顯降低,可通過恢復(fù)rSO2到基線值來避免潛在的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。局部腦氧飽和指數(shù)降低意味著腦氧供需之間的失衡。因此快速識別局部腦氧飽和度指數(shù)的不良變化并及時的干預(yù)可能有助于預(yù)防小兒心臟手術(shù)后的神經(jīng)損傷。該研究結(jié)果還表明,用NIRS監(jiān)測雙向rSO2指數(shù)可及時識別主動脈插管錯位、在不同時機調(diào)整套管的定位,并且可以避免在體外循環(huán)期間由于腦血流低灌注導(dǎo)致的不良預(yù)后。Cetin等［17］通過比較研究右美托咪定和異丙酚鎮(zhèn)靜在兒科心臟導(dǎo)管插入術(shù)期間的腦氧合,發(fā)現(xiàn)腦組織氧飽和度低于基線值15%～20%時被建議作為預(yù)測腦缺血的最佳閾值；腦組織氧飽和度下降至基線值50%以下時,即使是很短一段時間,也會導(dǎo)致明顯的認知功能障礙或神經(jīng)損傷,增加發(fā)病率和住院費用。黃志勇等［18］選擇2個月～3歲心臟病患兒81例,術(shù)中連續(xù)監(jiān)測rSO2變化,其研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)rSO2能較準(zhǔn)確反映此類手術(shù)中的腦氧合狀態(tài),降溫階段rSO2較高,不宜過度灌注；復(fù)溫階段,腦耗量增加,同時腦血流速度加快,rSO2降低,故應(yīng)避免復(fù)溫過快,并適時增加流量,適當(dāng)提高腦灌注壓。然而Gottlieb等［19］研究發(fā)現(xiàn)在紫紺型先天性心臟病的小兒患者中利用NIRS監(jiān)測rSO2有一定的局限性,慢性紫紺患者中利用NIRS并不能監(jiān)測rSO2?？偠灾?這些研究表明術(shù)中持續(xù)監(jiān)測rSO2以預(yù)測腦缺血是有價值的,可以使臨床麻醉醫(yī)生及時發(fā)現(xiàn)小兒患者術(shù)中腦缺血/缺氧的發(fā)生,并及時做出藥物或生理干預(yù),以減少術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。

3.3 rSO2監(jiān)測在小兒椎管內(nèi)麻醉中的應(yīng)用小兒椎管麻醉在國內(nèi)應(yīng)用較多,對5歲以上小兒下腹及下肢手術(shù)可以應(yīng)用腰麻或硬膜外麻醉［20］。馬守菁等［21］研究發(fā)現(xiàn)在硬膜外麻醉后15～20 min,MAP逐漸下降,但對rSO2影響不大。當(dāng)麻醉平面過高時,由于小兒的解剖生理特點,很少能代償呼吸負荷,尤其是1歲以下的小兒在基礎(chǔ)麻醉和連硬外麻醉下,術(shù)中牽拉胸、腹腔神經(jīng)反射及血容量不足等均會造成rSO2下降?；純涸隗w位變換時(側(cè)臥位)rSO2下降明顯,提示側(cè)臥位手術(shù)最好應(yīng)選用氣管內(nèi)插管全麻,以策安全。以上研究結(jié)果表明,在小兒硬膜外麻醉時持續(xù)監(jiān)測rSO2是有價值的。術(shù)中血壓、體位等可不同程度地影響rSO2,而rSO2可敏感地測定腦氧運輸或消耗上的改變,連續(xù)反映腦氧供需情況,可以讓臨床麻醉醫(yī)生根據(jù)情況及時做出干預(yù),以減少術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。

3.4 rSO2監(jiān)測在小兒腹腔鏡手術(shù)麻醉中的應(yīng)用與傳統(tǒng)的開放手術(shù)相比,腹腔鏡已成為一種流行的手術(shù)工具。在小兒外科領(lǐng)域,腹腔鏡手術(shù)更是隨著腔鏡器械、錄影設(shè)備的微型化而日益拓展其手術(shù)范疇。與傳統(tǒng)的外科手術(shù)相比,腹腔鏡手術(shù)有減少傷口疼痛、瘢痕形成,相對創(chuàng)傷小、失血失液少,以及利于患者術(shù)后早期恢復(fù)活動而減少肺部并發(fā)癥等優(yōu)點。Tuna等［22］對40例行闌尾切除術(shù)的小兒患者進行研究,隨機均分為腹腔鏡手術(shù)組和開放手術(shù)組,分別記錄兩組不同時間階段rSO2的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)小兒腹腔鏡手術(shù)下二氧化碳氣腹不影響腦氧合。雖然有關(guān)小兒術(shù)中腦氧合是否受氣腹影響的數(shù)據(jù)有限,但Tuna等的研究結(jié)果可以給臨床工作一些提示,我們也可以深入研究小兒腹腔鏡手術(shù)中rSO2的變化,以便給患者選擇更恰當(dāng)?shù)氖中g(shù)方式和麻醉方案。

3.5 rSO2監(jiān)測在小兒吸入全身麻醉中的應(yīng)用在臨床麻醉中小兒患者屬于特殊群體,其心理、生理等方面均與成人有較大差異,尤其是嬰幼兒心智方面尚不夠成熟,對父母親人有強烈的依賴性,入手術(shù)室后容易焦慮不安或產(chǎn)生哭鬧、拒絕醫(yī)務(wù)人員各種操作等行為,進而影響手術(shù)進程。而吸入麻醉藥因其具有可控性強、無創(chuàng)、刺激性小、誘導(dǎo)迅速、術(shù)后蘇醒快等特點,在小兒麻醉中的應(yīng)用越來越廣泛。而rSO2監(jiān)測在吸入麻醉藥既能達到適當(dāng)?shù)穆樽砩疃?又可降低腦缺血缺氧事件的發(fā)生率。Rhondali等［23］通過研究在小于2歲的兒童中七氟醚對局部腦氧飽和度的影響發(fā)現(xiàn),吸入1 MAC的七氟醚誘導(dǎo)后,rSO2明顯增加。該實驗通過研究95名兒童的案例發(fā)現(xiàn),采用七氟醚吸入麻醉誘導(dǎo)后,盡管平均動脈壓降低,rSO2卻顯著增加,但是小于6個月的嬰兒增加的幅度比大于6個月的嬰兒低(≤6月:rSO2c＝+13%,＞6月:rSO2c＝+22%；P＜0.0001)。 Lee 等［24］通過研究麻醉恢復(fù)程度的臨床相關(guān)參數(shù)與局部腦氧飽和度之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn),在應(yīng)用七氟醚和地氟醚的小兒普通全麻恢復(fù)期間,rSO2明顯降低,其降低可能與麻醉恢復(fù)和七氟醚的使用程度有關(guān)?？梢娫谖肴砺樽碇袘?yīng)用rSO2監(jiān)測對我們臨床麻醉的工作具有一定的指導(dǎo)意義。

4 rSO2監(jiān)測在小兒麻醉中的應(yīng)用展望

多年來,在臨床工作中,機體的氧合狀況始終是倍受關(guān)注的生命監(jiān)測指標(biāo)之一,但目前廣泛應(yīng)用的血氣分析和經(jīng)皮氧飽和度監(jiān)測所得到的結(jié)果僅是血液中的氧分壓和肢端搏動的小動脈血氧飽和度,而不是腦組織的含氧情況［25］。而rSO2應(yīng)用NIRS技術(shù)作為一種新型的監(jiān)測手段,能夠直觀反映腦部供需平衡的變化。嬰幼兒機體代謝旺盛,對氧的需求量較大,與成人相比,小兒大腦耗氧量相對較大,更不易耐受缺氧。因此,在小兒患者圍術(shù)期麻醉管理中利用rSO2監(jiān)測腦氧合狀態(tài)是非常有意義的。目前,NIRS腦氧監(jiān)測技術(shù)正處于從科學(xué)研究轉(zhuǎn)向臨床應(yīng)用的階段,歐美等發(fā)達國家已在某些臨床領(lǐng)域(如嬰幼兒心臟外科及神經(jīng)外科手術(shù)等)中廣泛應(yīng)用,國內(nèi)研究也日益增多。未來該監(jiān)測技術(shù)在小兒患者中應(yīng)用的發(fā)展方向包括以下幾個方面。(1)拓展研究rSO2監(jiān)測技術(shù)在新生兒及早產(chǎn)兒腦組織氧供需平衡監(jiān)測中的應(yīng)用。(2)深入研究腦氧飽和度監(jiān)測在小兒患者其他臨床領(lǐng)域(如小兒胸外科及腹腔鏡術(shù)中麻醉監(jiān)測等)的應(yīng)用。(3)深入研究rSO2與顱內(nèi)壓、灌注壓、頸靜脈血氧飽和度、腦組織氧分壓等參數(shù)的相關(guān)性,與這些腦氧檢測技術(shù)進行多模態(tài)聯(lián)合監(jiān)測,全面反映和評估小兒患者腦氧代謝和血流動力學(xué)情況。

5 結(jié)論與展望

局部腦氧飽和度監(jiān)測利用NIRS技術(shù)能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確、無創(chuàng)地反映腦組織的氧合情況及腦血流動力學(xué)的變化,利于及時發(fā)現(xiàn)小兒患者術(shù)中腦部缺血/缺氧事件,有助于麻醉計劃的調(diào)整,對術(shù)中麻醉管理具有指導(dǎo)作用,對減少圍手術(shù)期中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥,提高患者的生存質(zhì)量有重大意義。然而,由于個體間rSO2基礎(chǔ)值的差異較大,且rSO2會受到一些因素的影響,不能單純地以rSO2絕對值來判定預(yù)后,要綜合考慮其影響因素后才可做出相對正確的臨床分析。因此,需要進一步研究rSO2監(jiān)測在小兒患者中的應(yīng)用價值,以期為小兒患者圍術(shù)期麻醉管理提供幫助。大量的文獻及臨床經(jīng)驗都表明,NIRS監(jiān)測rSO2分析技術(shù)聯(lián)合多種腦監(jiān)測手段的臨床應(yīng)用具有廣泛前景。

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