紅細(xì)胞輸注對神經(jīng)外科ICU患者腦組織氧飽和度的影響

張生吉， 陳 毅， 陳才華，蔡 敬，江 川，文唐敏，游閎瑋，王 康

重慶市長壽區(qū)人民醫(yī)院1.輸血科；2.護(hù)理部；3.神經(jīng)外科,重慶 401220

血紅蛋白(Hb)濃度是氧輸送(DO2)的重要影響因素之一，動(dòng)脈血氧飽和度(SaO2)和心輸出量(CO)也是影響DO2的重要因素。貧血會(huì)降低腦DO2，導(dǎo)致腦組織缺氧。研究表明，貧血與蛛網(wǎng)膜下腔出血和創(chuàng)傷性腦損傷患者的神經(jīng)功能惡化有關(guān)[1]。目前關(guān)于紅細(xì)胞輸注治療貧血對改善患者腦DO2的研究較多，但得出的結(jié)論卻并不一致，一些研究表明重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)治療的患者紅細(xì)胞輸注后預(yù)后變差[2-3]。頭部創(chuàng)傷和蛛網(wǎng)膜下腔出血患者接受紅細(xì)胞輸注后也得出同樣的結(jié)論[4]。因此可見，紅細(xì)胞輸注治療貧血存在明顯不良反應(yīng)。DO2和氧消耗(VO2)間的平衡性可以通過監(jiān)測患者中心靜脈血氧飽和度(ScvO2)來評(píng)價(jià)[6]。如果基線ScvO2<70%，則紅細(xì)胞輸注能夠改善患有神經(jīng)疾病患者的ScvO2[7]。通過頸靜脈血氧測定能夠監(jiān)測患者全腦氧合，在腦局部區(qū)域可以使用腦血氧和腦組織氧分壓(PbtO2)檢測評(píng)價(jià)腦氧合，后一種腦血氧測定法是非侵入性的、連續(xù)的，并可以進(jìn)行雙側(cè)大腦測量[8]。多數(shù) ICU實(shí)行限制性輸血，但紅細(xì)胞輸注對腦損傷患者的影響還不清楚[5]。因此，本研究采用前瞻性方法評(píng)價(jià)紅細(xì)胞輸注對神經(jīng)外科ICU患者全身和局部氧合的影響，旨在為紅細(xì)胞輸注合理應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2017年7月至2019年6月在本院神經(jīng)外科ICU治療的患者。共納入38例患者，研究期間所有患者均保持插管治療。其中男20例、女18例，年齡33～58歲、平均(45.98±13.43)歲；單側(cè)顱腦損傷患者26例，顱內(nèi)動(dòng)脈瘤夾閉手術(shù)患者6例，顱內(nèi)腫瘤手術(shù)患者6例。26例單側(cè)顱腦損傷患者中，14例為左側(cè)腦損傷，12例為右側(cè)腦損傷。ICU住院時(shí)間3～8 d，平均(5.47±2.66)d。紅細(xì)胞輸注數(shù)量，29例輸注1 U,9例輸注2 U。

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者在本院神經(jīng)外科ICU進(jìn)行住院治療；(2)年齡≥18歲；(3)格拉斯哥昏迷評(píng)分(GCS)≤8分；(4)患者住院時(shí)間≥72 h。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡≥60歲；(2)合并失血性休克的多發(fā)傷患者；(3)入院前伴有肺部感染、尿路感染、腎功能不全及心肺功能不全的患者；(4)入院24 h內(nèi)死亡患者。本研究經(jīng)過本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意，患者家屬均簽署了知情同意書。

1.2研究方法

1.2.1指標(biāo)收集與檢測 收集患者的基本臨床資料，包括年齡、性別、吸入氧濃度(FIO2)、紅細(xì)胞輸注量、Hb、ICU住院時(shí)間與病因。在紅細(xì)胞輸注前(基線)、輸注結(jié)束時(shí)刻以及輸注結(jié)束后6、12、18和24 h采集患者動(dòng)脈血樣，評(píng)估患者各生理指標(biāo)變化，包括：心率(HR)、收縮壓(SBP)、中心靜脈壓(CVP)、血流灌注指數(shù)(PI)、灌注變異指數(shù)(PVI)、血?dú)夥治鲋笜?biāo)、動(dòng)脈血氧含量(CaO2)、氧提取分?jǐn)?shù)(OE)、腦部氧攝取分?jǐn)?shù)(CFOE)。血?dú)夥治鲋笜?biāo)包括：二氧化碳分壓(PaCO2)、血氧分壓(PaO2)、SaO2、血乳酸、ScvO2、腦氧飽和度(rSO2)、經(jīng)皮指氧飽和度(SpO2)、中心靜脈血氧分壓(PcvO2)、中心靜脈氧含量(CcvO2)。其中：OE=(SaO2-ScvO2)/SaO2；CaO2=(1.34×Hb×SpO2)+(0.003×PaO2)，CcvO2=(1.34×Hb×ScvO2)+(0.003×PcvO2)，CFOE=(SpO2-rSO2)/ SpO2。在紅細(xì)胞輸注結(jié)束前和結(jié)束后24 h，檢測患者Hb值。在輸注前、輸注結(jié)束(開始輸注后2 h)以及輸注后6、12、18和24 h從中心靜脈導(dǎo)管中采集血樣，采用血?dú)夥治鰞x(型號(hào)：ABL800，丹麥雷度米特醫(yī)療設(shè)備有限公司)檢測患者血?dú)夥治鲋笜?biāo)。采用rSO2檢測儀(型號(hào)：5100B，Somanetics公司生產(chǎn))檢測患者rSO2，檢測時(shí)將檢測儀探頭放置在患者左側(cè)或右側(cè)前額部，檢測腦正常側(cè)rSO2與損傷側(cè)rSO2，采用區(qū)域血氧監(jiān)測儀(型號(hào)：EQUANOX TM Model 7600，Plymouth公司生產(chǎn))檢測患者PI、PVI與Hb。rSO2和聯(lián)合血氧測量在基線開始檢測，然后每30 min檢測1次，輸注結(jié)束后每6 h進(jìn)行1次，直至輸注完成后24 h終止。

1.2.2紅細(xì)胞輸注方法 首先防治患者發(fā)生全腦性缺血或區(qū)域性缺血，降低顱內(nèi)壓，改善腦血流和腦灌注壓，根據(jù)手術(shù)指征對患者進(jìn)行手術(shù)治療。當(dāng)患者Hb<10 g/dL時(shí)，由臨床醫(yī)師酌情進(jìn)行紅細(xì)胞輸注。且輸血不作為擴(kuò)容治療的主要方法。紅細(xì)胞制劑為同種異體去白細(xì)胞懸浮紅細(xì)胞，1 U由200 mL全血制備而來，均由重慶市長壽區(qū)中心血庫提供。

2 結(jié) 果

2.1患者紅細(xì)胞輸注前后臨床特征 患者基線Hb為(7.85±0.98)g/dL，輸注后Hb提高至(9.93±0.26)g/dL，較基線期顯著提高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=12.646，P<0.001)。患者FIO2為0.5(0.4，0.5)。

2.2輸注前后患者生理指標(biāo)變化 輸注結(jié)束時(shí)，患者CaO2較基線期顯著提高(t=3.349，P=0.001)；輸注后，患者CaO2仍較基線期顯著提高(F=3.785，P<0.001)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。紅細(xì)胞輸注后，患者CcvO2與ScvO2也較基線期水平升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。紅細(xì)胞輸注24 h后患者OE較基線期顯著降低(t=7.022，P=0.001)。在研究期間，患者系統(tǒng)性血液動(dòng)力學(xué)指標(biāo)如HR和CVP未發(fā)生顯著變化(P>0.05)。而紅細(xì)胞輸注24 h后SBP較基線期顯著提高(P<0.05)?；颊呋€期體溫為(36.61±0.32)℃，輸注24 h后，患者體溫為(36.80±0.27)℃，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.325，P=0.189)。在研究期間，患者PI(F=1.520，P=0.184)、PVI(F=0.611，P=0.695)和血乳酸(F=1.198，P=0.317)沒有發(fā)生顯著變化，在整個(gè)研究期間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

表1 輸注后患者生理指標(biāo)變化情況(n=38)

注：與基線期比較，*P<0.05。

表2 紅細(xì)胞輸注后患者rSO2與CFOE情況

注：與基線期比較，*P<0.05。

2.3紅細(xì)胞輸注后患者rSO2與CFOE情況 紅細(xì)胞輸注6 h后，患者腦損傷側(cè)(t=3.145，P=0.002)與腦正常側(cè)rSO2(t=2.633，P=0.010)均較基線期顯著提高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在紅細(xì)胞輸注24 h后，患者腦損傷側(cè)(t=3.975，P<0.001)與腦正常側(cè)rSO2(t=2.505，P=0.015)仍顯著高于基線值。紅細(xì)胞輸注24 h后，患者腦損傷側(cè)(t=2.292，P=0.025)與腦正常側(cè)CFOE(t=2.272，P=0.023)均較基線期顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2。與接受2 U輸注的患者相比，接受1 U輸注的患者腦損傷側(cè)(t=2.313，P=0.024)和腦正常側(cè)(t=2.940，P=0.004)rSO2值顯著提高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表3。

表3 腦區(qū)域rSO2變化與紅細(xì)胞輸注量的關(guān)系

3 討 論

紅細(xì)胞是最常見的血液輸注成分，紅細(xì)胞輸注能夠增加患者體循環(huán)紅細(xì)胞水平，進(jìn)而改善組織供氧并提高攜氧能力。組織供氧的影響因素較多，包括CO、Hb、氧飽和度、CaO2和毛細(xì)血管流量。但在臨床實(shí)踐中，患者是否需要紅細(xì)胞輸注目前僅依靠Hb指標(biāo)進(jìn)行判斷。但僅通過紅細(xì)胞輸注改善Hb可能無法達(dá)到預(yù)期，還會(huì)引發(fā)并發(fā)癥。因此臨床醫(yī)師嘗試結(jié)合其他生理參數(shù)如ScvO2來判斷是否應(yīng)對患者進(jìn)行紅細(xì)胞輸注[9-10]。DHAR等[11]的前瞻性研究采用正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描評(píng)價(jià)了42例1 U紅細(xì)胞輸注的蛛網(wǎng)膜下腔出血患者的腦血流和腦代謝，患者的基線Hb值為7～13 g/dL，隨著大腦受傷害區(qū)域的變化，所有患者的大腦供氧和CFOE均有所改善。這一研究表明，紅細(xì)胞輸注改善了DO2和OE，該變化與基線Hb無關(guān)。在急性腦損傷患者中，貧血和腦血管痙攣等繼發(fā)性損傷可導(dǎo)致患者腦缺血并使神經(jīng)功能受損。因此，將限制性紅細(xì)胞輸注的概念推廣到神經(jīng)ICU患者是不合理的。本研究嘗試通過腦血氧測量法測量rSO2來評(píng)價(jià)紅細(xì)胞輸注對有貧血性缺氧風(fēng)險(xiǎn)患者腦組織的影響。

本研究評(píng)價(jià)了紅細(xì)胞輸注對神經(jīng)外科ICU住院患者腦組織rSO2影響。由于腦氧儲(chǔ)備較低，大腦尤其是受傷大腦是最早受到氧輸送不良影響的器官。在現(xiàn)有檢測方法中，本研究選擇腦血氧測定來監(jiān)測腦區(qū)域rSO2，該方法是非侵入性的，可以進(jìn)行連續(xù)測量，也可以獨(dú)立監(jiān)測大腦的兩側(cè)半球。觀察腦氧合的另一種方法是測量局部腦組織氧分壓(PbtO2)，但這一檢測方法具有局部性和侵入性局限[12]。雖然通過腦血氧測定法測量的rSO2反映了DO2/VO2平衡，PbtO2反映了患者腦組織氧擴(kuò)散情況。研究表明，僅有57%紅細(xì)胞輸注患者輸注1 h后PbtO2值增加[13]。另一項(xiàng)研究則顯示，75%紅細(xì)胞輸注患者PbtO2增加，25%的患者PbtO2無變化甚至降低[14]。以上研究表明紅細(xì)胞輸注不能改善所有患者的腦局部氧合作用，其機(jī)制目前還不清楚，因此在紅細(xì)胞輸注前無法預(yù)測患者腦局部氧合結(jié)果。

rSO2是一個(gè)由腦血流和新陳代謝決定的復(fù)雜變量，可以反映組織的氧提取能力。由于rSO2是腦組織監(jiān)測指標(biāo)，測量值來自小動(dòng)脈、毛細(xì)血管、小靜脈和腦組織。rSO2的專有算法是假設(shè)動(dòng)脈、靜脈橫截面積的比例為16∶84，但患者這一比例不盡相同，尤其是腦損傷患者動(dòng)靜脈橫截面積比例變化更大。頭部損傷和其他類型腦損傷的患者可能出現(xiàn)局部組織水腫和動(dòng)靜脈分流，從而改變腦血氧測量法測量的組織成分組成，因此紅細(xì)胞輸注后rSO2的變化方向可能無法預(yù)測[15]。

本研究發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞輸注后大腦兩側(cè)rSO2均顯著增加。紅細(xì)胞輸注1 U患者rSO2較輸注2 U患者顯著提高。rSO2檢測缺氧的閾值為60%，在近期一項(xiàng)神經(jīng)ICU患者的隨機(jī)對照試驗(yàn)中，以rSO2值小于60%作為紅細(xì)胞輸注的閾值，結(jié)果表明與采用Hb標(biāo)準(zhǔn)組相比，采用rSO2標(biāo)準(zhǔn)組輸血量更低[(1.0±0.1) Uvs. (1.5±0.4) U，P<0.05]；兩組患者臨床預(yù)后比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)[16]。本研究顯示患者基線rSO2在正常范圍內(nèi)并且大腦兩側(cè)半球rSO2值無明顯差別，患者基線值rSO2大于腦缺血閾值的60%。輸注后所有患者rSO2均增加，同時(shí)伴隨OE降低。OE降低意味著更好的氧供應(yīng)和氧債消除。這表明即使基線rSO2值大于60%，神經(jīng)ICU患者也可從紅細(xì)胞輸注治療中獲益。

由于rSO2值可能受腦血流量(CBF)的影響，特別是在自我調(diào)節(jié)受損的情況下，評(píng)價(jià)rSO2的變化應(yīng)將影響CBF的因素考慮在內(nèi)。二氧化碳、心輸出量、體液狀態(tài)、體溫和組織灌注狀態(tài)可能影響rSO2值。本研究使用PI和PVI作為相關(guān)性指標(biāo)，PI和PVI指標(biāo)反映了患者身體體液和CO狀態(tài)。PI和PVI在整個(gè)研究期間沒有顯著變化，提示患者體液和CO狀態(tài)保持穩(wěn)定。自我調(diào)節(jié)是解釋本研究結(jié)果時(shí)需要考慮的一個(gè)重要因素。腦自我調(diào)節(jié)是一種在血壓變化時(shí)維持恒定CBF的生理機(jī)制，受動(dòng)脈二氧化碳濃度、神經(jīng)激活和大腦代謝率等因素的影響。如果受傷的大腦失去了自我調(diào)節(jié)，近紅外光譜檢測指標(biāo)很有可能會(huì)被動(dòng)地反映紅細(xì)胞輸注后氧承載能力的增加。無論是預(yù)先存在的還是由輸注觸發(fā)的自我調(diào)節(jié)受損，都可能由DO2增加而導(dǎo)致rSO2增加[17]。本研究發(fā)現(xiàn)SBP顯著升高，這可能會(huì)增加自我調(diào)節(jié)受損患者的CBF，但紅細(xì)胞輸注后受傷側(cè)的rSO2增加值是正常側(cè)的2倍，這一結(jié)果的出現(xiàn)很可能是由于損傷側(cè)大腦的自我調(diào)節(jié)受損。一項(xiàng)針對頭部損傷患者的研究表明，增加FIO2只會(huì)增加大腦受傷側(cè)的rSO2值[18]。在頭部損傷中，盡管一側(cè)有手術(shù)損傷，但損傷是完全異質(zhì)的。在蛛網(wǎng)膜下腔出血患者中，腦血管痙攣和遲發(fā)性缺血性神經(jīng)功能缺損不僅限于動(dòng)脈瘤相關(guān)血管，而且還波及遠(yuǎn)處血管。此外，急性腦損傷，無論病因如何，都會(huì)導(dǎo)致自我調(diào)節(jié)受損。這可能是本研究觀察到的損傷側(cè)和正常側(cè)rSO2發(fā)生不同變化的原因。

綜上所述，本研究表明，紅細(xì)胞輸注能夠增加神經(jīng)ICU住院患者腦組織氧飽和度。神經(jīng)外科和輸血科臨床醫(yī)師應(yīng)當(dāng)根據(jù)患者rSO2變化情況，對神經(jīng)外科ICU患者進(jìn)行更加合理和有效的紅細(xì)胞輸注治療。