先天性心臟病患兒腦組織血氧飽和度與動脈血氧飽和度的相關(guān)性分析

， ， ，，

目前，先天性心臟病(CHD)患兒治療已顯著降低疾病死亡率，然而術(shù)后并發(fā)癥神經(jīng)系統(tǒng)損傷及功能障礙成為關(guān)注焦點[1-2]，高達(dá)25%幸存患兒存在認(rèn)知功能下降、發(fā)育遲緩、注意力缺陷多動癥、癲癇、腦癱等[3]。越來越多研究證據(jù)表明，較多神經(jīng)系統(tǒng)異常起因于手術(shù)[4-5]，這些異常多數(shù)情況下表現(xiàn)為腦氧傳遞異常。腦組織血氧飽和度(ScO2)檢測方法存在困難。神經(jīng)學(xué)檢查、腦電圖、頸靜脈血氧飽和度檢查及磁共振成像(MRI)均是非特異性檢測方式，且對危重患兒存在風(fēng)險。近紅外光譜(NIRS)是一種非侵入性光學(xué)技術(shù)，是目前臨床上用于評估腦組織血氧飽和度的技術(shù)[6]。有研究證實，NIRS可描述新生兒、嬰兒和接受心血管手術(shù)兒童ScO2變化[7-8]。另有研究發(fā)現(xiàn)，在低流量心肺轉(zhuǎn)流術(shù)(CPB)和深低溫停循環(huán)(DHCA)期間，ScO2降低，表明外科手術(shù)的某些階段可在腦部產(chǎn)生缺氧缺血損傷的風(fēng)險[9]。本研究檢測CHD患兒ScO2和動脈血氧飽和度(SaO2)并進(jìn)行相關(guān)性分析，評估ScO2在CHD患兒腦損傷早期預(yù)測中的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 本研究經(jīng)醫(yī)院臨床倫理委員會批準(zhǔn)。

以先天性心臟病患兒100例作為研究組(CHD組)進(jìn)行回顧性分析。排除標(biāo)準(zhǔn)：患兒有肺部疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病或顱面部疾病；患兒有出生窒息史；患兒存在與腦畸形相關(guān)的遺傳異常。另選同期于本院體檢的健康兒童20名作為對照組。

1.2 研究方法 采用NIRS(NIRO-200)監(jiān)測ScO2。受試者仰臥保持平靜，自主呼吸，乙醇溶液擦拭前額，將光探針置于發(fā)際線下方的前額兩側(cè)眉骨上方1～2 cm，連續(xù)監(jiān)測記錄ScO25 min。同時應(yīng)用血氣分析儀(PerkinElmer)記錄SaO2和動脈壓，并從Intellivue X2 (PHILIPS)監(jiān)護(hù)儀上記錄其他數(shù)據(jù)，如術(shù)前血紅蛋白(Hb)濃度等。根據(jù)SaO2和ScO2差值評估腦氧提取(CEO2)。CHD組術(shù)后3 d以“有利”或“不利”記錄患兒結(jié)果，“不利”即不良結(jié)局，定義為患兒臨床癲癇發(fā)作、腦卒中、昏迷或死亡。

2 結(jié) 果

2.1 兩組受試者臨床資料比較(見表1)

表1 兩組受試者臨床資料比較 例(%)

注：兩組各項比較，P>0.05

2.2 所有受試者術(shù)前應(yīng)用藥物情況 在CHD組中，39例(39%)患兒接受強(qiáng)心藥物，13例(13%)患兒接受血管擴(kuò)張藥物，12例(12%)患兒進(jìn)行機(jī)械通氣，17例(17%)患兒接受補(bǔ)充氧氣。診斷未動脈導(dǎo)管未閉(PDA)患兒中3例早產(chǎn)兒(37周妊娠)，大動脈轉(zhuǎn)位(TGA)患兒包括9例室間隔完整患兒，另外4例患兒伴有室間隔缺陷(VSD)。單心室伴肺動脈分流(APS)患兒包括出生1～7個月行Norwood手術(shù)患兒(8例)，出生13～29個月行Blalock-Taussig分流手術(shù)的患兒(4例)。單心室伴雙向Glenn分流(BDG)患兒于本研究前6～30個月行分流術(shù)。Fontan患兒于研究前8～34個月行Fontan手術(shù)。詳見表2。

表2 所有受試者術(shù)前應(yīng)用藥物情況 例

2.3 所有受試者SaO2、ScO2和CEO2比較 與對照組比較，診斷出VSD、TOF、TGA、肺閉鎖、單心室伴APS、單心室伴BDG、Fontan等CHD患兒，表現(xiàn)為顯著低水平ScO2，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；PDA和主動脈縮窄患兒ScO2與對照組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。其中，16例CHD患兒ScO2較低(<38%)。與對照組比較，VSD患兒CEO2顯著增加，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表3。

表3 所有受試者SaO2、ScO2和CEO2比較(±s) %

與對照組比較，1)P<0.05

2.4 ScO2相關(guān)因素分析 ScO2與SaO2呈正相關(guān)(P<0.05)，提示SaO2對ScO2的具有一定的預(yù)測價值，且與Hb呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。詳見表4。

表4 ScO2相關(guān)性分析

2.5 術(shù)后結(jié)局 在CHD組100例患兒中，術(shù)后結(jié)果90例為“有利”，10例為“不良結(jié)局”。不良結(jié)局中，癲癇4例，昏迷3例，由于心血管功能衰竭而死亡3例。10例“不良結(jié)局”患兒6例表現(xiàn)為SaO2<90%，4例表現(xiàn)為SaO2>90%。ScO2(<38%)的16例患兒，9例出現(xiàn)不良結(jié)局；ScO2>38%的84例患兒中，1例發(fā)生不良結(jié)局。

3 討 論

神經(jīng)系統(tǒng)問題在CHD中常見，與手術(shù)前、手術(shù)期間或手術(shù)后的腦缺氧、全身缺血、栓塞、血栓形成或遺傳缺陷有關(guān)[10]。ScO2變化可作為腦氧平衡評估的有效指標(biāo)，然而檢測方法存在困難。有研究應(yīng)用NIRS描述心臟手術(shù)期間腦氧合的變化[11]，低流量CPB和DHCA期間，腦氧合減少，表明外科手術(shù)的某些階段存在引起腦缺氧缺血性損傷的風(fēng)險。CPB血細(xì)胞比容及pH值影響腦氧合，表明這些因素可能降低手術(shù)風(fēng)險。本研究利用NIRS檢測術(shù)前CHD患兒ScO2并與SaO2進(jìn)行相關(guān)性分析，評估ScO2在CHD患兒腦損傷早期預(yù)測中的價值。

腦組織氧含量主要來源于微循環(huán)系統(tǒng)血氧飽和度，ScO2作為腦組織血氧飽和度的測量方式，反映腦組織氧含量，且受到腦組織氧輸送、氧消耗和動脈/靜脈血容量比率的影響。已有研究證實，動脈/靜脈血容量比率在CHD病變中無差異[12]，因此ScO2降低主要由改變的大腦氧輸送和/或氧消耗引起。腦氧輸送由SaO2、腦血流量和Hb濃度定義。SaO2是血流中結(jié)合的Hb百分?jǐn)?shù)，CHD患兒SaO2降低是由于血氧含量降低所致，低血氧刺激肝、腎促使紅細(xì)胞生成素增加，促進(jìn)紅系祖細(xì)胞分化、增殖，從而使血紅蛋白含量逐漸升高。本研究結(jié)果可見，ScO2與SaO2呈顯著正相關(guān)，ScO2與血紅蛋白濃度呈顯著負(fù)相關(guān)，推測降低的SaO2是CHD中ScO2降低的因素之一。

導(dǎo)致腦缺氧傳遞異常的ScO2閾值尚不確定。相關(guān)研究表明，正常體溫下，ScO2閾值為30%左右，由于這種ScO2與降低的腦能量水平、腦電活動及減少的細(xì)胞色素氧化酶有關(guān)，生理變化必然導(dǎo)致神經(jīng)元壞死[13-14]。然而，在較長時間內(nèi)，輕度腦缺氧發(fā)生神經(jīng)損傷[15]。本研究結(jié)果觀察可見，16例患兒的ScO2<38%(發(fā)生率為13%)，其中9例患兒出現(xiàn)不良結(jié)局。

在健康兒童、成年人和動物中，CEO2為25%～40%[16-17]。本研究觀察到大多數(shù)CHD患兒CEO2在此范圍。腦血液量、血紅蛋白-O2結(jié)合親和力(P50)和腦代謝率均影響CEO2。本研究VSD患兒中CEO2顯著增加，這可能與舒張期“徑流”引起的腦血流量減少有關(guān)。

CHD神經(jīng)系統(tǒng)問題與多種因素有關(guān)。大量研究表明，CPB和DHCA是引起神經(jīng)損傷的主要原因。然而，神經(jīng)損傷與CPB和DHCA持續(xù)時間之間相關(guān)性較弱。動物研究中發(fā)現(xiàn)，DHCA延長至60 min發(fā)生腦損傷，且這個時間已超出常規(guī)臨床手術(shù)范圍[18]，除CPB和DHCA以外的因素在神經(jīng)損傷中起重要作用。近年來大量研究表明，許多神經(jīng)病變出現(xiàn)在手術(shù)前，這些病變可能是先天性的，也可能是獲得改正的，且大多數(shù)獲得性神經(jīng)病變與全腦缺氧缺血損傷一致。在動脈切換手術(shù)后的新生兒發(fā)現(xiàn)，23%的患兒出現(xiàn)MRI異常，其中獲得性病變占21%，先天性病變占2%，先天性神經(jīng)病變發(fā)生率較低，而術(shù)前性病變的發(fā)病率尚不完全確定，15%～20%的CHD嬰兒中，術(shù)前超聲檢查發(fā)現(xiàn)性腦損傷。神經(jīng)行為異常是CHD術(shù)前常見現(xiàn)象，許多CHD患兒術(shù)前已存在腦缺氧[19-20]。本研究結(jié)果表明，大多數(shù)CHD患兒術(shù)前檢測結(jié)果顯示ScO2顯著降低，與之前研究一致。

本研究于同一時間測量腦氧合，ScO2和SaO2可能隨時間及患兒活動發(fā)生變化，通過將光學(xué)探針放置于額頭上一個易產(chǎn)生缺氧缺血性損傷的區(qū)域——額葉皮質(zhì)檢查，而腦氧合可能在另一個區(qū)域有所不同，因此時間、位置采樣的偏差導(dǎo)致本研究存在一定局限性。因此，不同時間點及多個位置進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測可能增加腦缺氧的檢測，對CHD患兒腦損傷評估可能更準(zhǔn)確。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)，多數(shù)CHD患兒的ScO2較低，且少數(shù)CHD患兒ScO2較低，可能代表腦缺氧。且ScO2與SaO2呈顯著正相關(guān)。CHD患兒中，CEO2結(jié)果影響ScO2與SaO2的差異，ScO2對CHD患兒預(yù)后有一定的預(yù)測價值。提示，ScO2可能用于術(shù)前識別腦缺氧，以指導(dǎo)重癥監(jiān)護(hù)護(hù)理和手術(shù)的時間安排。