應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)監(jiān)測(cè)膿毒癥患兒胃腸功能障礙的前瞻性研究

姚德貞 王麗杰

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院兒科重癥監(jiān)護(hù)病房，遼寧沈陽(yáng) 110004）

胃腸功能障礙可并發(fā)于各種危急重癥，發(fā)生率高，與患者預(yù)后息息相關(guān)［1］，但關(guān)于胃腸道的研究偏少且進(jìn)展緩慢。膿毒癥是兒科重癥監(jiān)護(hù)病房（pediatric intensive care unit，PICU）最常見(jiàn)的危重疾病，可引起多器官功能障礙，而胃腸道是多器官功能障礙綜合征的樞紐器官。臨床研究表明，膿毒癥患者胃腸功能障礙發(fā)生率高達(dá)78.8%，病死率高達(dá)61.7%［2］。早期綜合治療可以有效改善患兒癥狀，降低病死率［3］。但直到目前，兒童胃腸功能障礙仍采用1995年診斷標(biāo)準(zhǔn)［4］，以臨床表現(xiàn)為主，缺少客觀的診斷指標(biāo)，臨床上常由于沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)胃腸功能障礙而錯(cuò)過(guò)最佳治療時(shí)期，導(dǎo)致胃腸功能衰竭，甚至死亡。因此，尋找能夠?qū)ξ改c功能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的指標(biāo)對(duì)目前臨床工作進(jìn)展及改善患兒預(yù)后至關(guān)重要。

近紅外光譜 （near-infrared spectroscopy，NIRS）是一種無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)局部組織灌注的技術(shù)［5］。NIRS的原理是由于氧合血紅蛋白（oxygenated hemoglobin，HbO2）和脫氧血紅蛋白（deoxyhemoglobin，HbR）吸收光譜不同，接收探頭所收集的反射光強(qiáng)度由HbO2與HbR的比值決定，通過(guò)二者在組織中的平均值計(jì)算局部組織氧飽和度（regional oxygen saturation，rSO2）=HbO2/（HbO2+HbR）［6］。組織灌注和氧合是人體生理功能的重要指標(biāo)，通過(guò)NIRS監(jiān)測(cè)rSO2是近年來(lái)廣泛應(yīng)用的評(píng)估組織氧合狀態(tài)的方法，在危重患兒群體中有很大的潛力，但很少有研究將其與胃腸功能障礙相關(guān)聯(lián)。本研究將NIRS應(yīng)用于腸系膜局部組織血氧飽和度監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)腸系膜上動(dòng)脈的缺血缺氧為兒童膿毒癥導(dǎo)致的胃腸功能障礙提供早期預(yù)警資料。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

前瞻性納入2021年1～12月入住中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院PICU所有診斷為膿毒癥的患兒，同時(shí)選取兒童保健科健康體檢兒童為健康對(duì)照組，年齡范圍1月齡至14歲。排除合并先天性心臟?。ㄈ鐒?dòng)脈導(dǎo)管未閉影響患兒腸道血流）、腹壁損傷、先天性膈疝（臍下不能監(jiān)測(cè)到腸系膜血氧飽和度）的患兒。本研究已通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2021PS037K）。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

膿毒癥診斷標(biāo)準(zhǔn)采用2005年國(guó)際兒童膿毒癥診斷共識(shí)中的標(biāo)準(zhǔn)［7］。胃腸功能障礙采用1995年第四屆小兒急救醫(yī)學(xué)研討會(huì)制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)：腹脹、腸鳴音減弱或消失、嘔吐咖啡樣物［4］。

1.3 分組

所有納入的膿毒癥患兒，根據(jù)入院時(shí)或PICU住院期間有無(wú)胃腸功能障礙發(fā)生分為胃腸功能障礙組及無(wú)胃腸功能障礙組；根據(jù)原發(fā)感染病灶分為腸源性感染組和非腸源性感染組。

將非腸源性感染組根據(jù)入院時(shí)或PICU住院期間有無(wú)胃腸功能障礙發(fā)生分為胃腸功能障礙亞組和無(wú)胃腸功能障礙亞組。

1.4 胃腸道rSO2監(jiān)測(cè)方法

本研究統(tǒng)一選取餐后1 h測(cè)量腸系膜rSO2，避免腸道蠕動(dòng)及喂養(yǎng)狀態(tài)對(duì)rSO2的影響。所有入院時(shí)或住院期間診斷膿毒癥的患兒，每天上午9～12點(diǎn)，下午2～4點(diǎn)（餐后1 h），應(yīng)用NIRS儀器（RDS-7，Masimo）連續(xù)測(cè)量3～5 min的腹部rSO2，上下波動(dòng)不超過(guò)2%為腹部血氧飽和度值。傳感器2個(gè)探頭放置在腹壁左下及右下象限（臍周2 cm）。胃腸功能障礙組在診斷胃腸功能障礙后開(kāi)始監(jiān)測(cè)rSO2直至診斷后48 h。無(wú)胃腸功能障礙組監(jiān)測(cè)rSO2到出院/死亡。健康對(duì)照組在取得家長(zhǎng)知情同意后于門診當(dāng)日完成3～5 min rSO2曲線描記。取各組監(jiān)測(cè)曲線對(duì)應(yīng)的rSO2平均值進(jìn)行分析。

1.5 觀察指標(biāo)

對(duì)所有入組患兒記錄入院基本情況，包括月齡、性別、身高、體重、第三代小兒死亡危險(xiǎn)評(píng)分（Pediatric Risk of MortalityⅢ，PRISMⅢ）等，診斷膿毒癥24 h內(nèi)血乳酸、空腹葡萄糖、C反應(yīng)蛋白（C-reaction protein，CRP）、白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）、降鈣素原（procalcitonin，PCT）、肝功能、腎功能最異常值（部分患兒在診斷膿毒癥24 h內(nèi)根據(jù)病情需要多次檢驗(yàn)），住院期間是否輸血、是否使用兒茶酚胺類藥物、血培養(yǎng)是否陽(yáng)性、感染灶、機(jī)械通氣時(shí)間、PICU住院時(shí)間、住院費(fèi)用、28 d病死率。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。非正態(tài)分布計(jì)量資料以中位數(shù)（四分位數(shù)間距）［M（P25，P75）］表示，兩組比較用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，多組比較用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，當(dāng)P＜0.05后采用Bonferroni校正法進(jìn)行多重比較。計(jì)數(shù)資料用例數(shù)和百分率（%）表示，率的比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究對(duì)象的基本資料

研究期間共診斷膿毒癥患兒86例，7例因轉(zhuǎn)科、死亡及手術(shù)等原因造成信息不完整未能納入，納入研究共79例，見(jiàn)表1。健康對(duì)照組40例，年齡為36（8，60）個(gè)月；男23例（58%），女17例（42%）；中位體重指數(shù)（body mass index，BMI）為18.0（16.2，21.0）kg/m2，胃腸功能障礙組、無(wú)胃腸功能障礙組患兒與健康對(duì)照組兒童的性別構(gòu)成（χ2=2.033，P=0.991）、年齡（H=2.370，P=0.306）、BMI（H=2.186，P=0.335）差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 79例膿毒癥患兒基本資料

2.2 胃腸功能障礙組及無(wú)胃腸功能障礙組臨床資料比較

79例膿毒癥患兒中，胃腸功能障礙組39例，其中30例入院時(shí)即存在胃腸功能障礙，余9例胃腸功能障礙中位發(fā)生時(shí)間為入住PICU后15（5，100）h。與無(wú)胃腸功能障礙組比較，胃腸功能障礙組rSO2、白蛋白低，機(jī)械通氣時(shí)間長(zhǎng)，PRISMⅢ評(píng)分、兒茶酚胺藥物使用率、輸血率、28 d病死率、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、血乳酸、PCT及IL-6高（P＜0.05）。見(jiàn)表2。

表2 胃腸功能障礙組與無(wú)胃腸功能障礙組臨床資料比較

2.3 胃腸功能障礙組、無(wú)胃腸功能障礙組與健康對(duì)照組rSO2比較

胃腸功能障礙組rSO2［64%（60%，67%）］、無(wú)胃腸功能障礙組rSO2［72%（70%，78%）］、健康對(duì)照組rSO2［78%（76%，84%）］比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（H=63.674，P＜0.001）。組間兩兩比較結(jié)果顯示，胃腸功能障礙組rSO2低于無(wú)胃腸功能障礙組及健康對(duì)照組，無(wú)胃腸功能障礙組rSO2低于健康對(duì)照組（P＜0.05）。

2.4 腸源性感染組與非腸源性感染組胃腸功能障礙發(fā)生率、rSO2及病死率比較

15例腸源性感染患兒包括腸梗阻8例，闌尾炎3例，壞死性小腸結(jié)腸炎1例，腹腔膿腫1例，胰腺炎1例，腸穿孔1例。腸源性感染組胃腸功能障礙發(fā)生率高于非腸源性感染組（P＜0.05），且腸源性感染合并胃腸功能障礙患兒rSO2低于非腸源性感染合并胃腸功能障礙患兒（P＜0.05）。腸源性感染組和非腸源性感染組28 d病死率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表3。

表3 腸源性感染組與非腸源性感染組比較

2.5 胃腸功能障礙亞組與無(wú)胃腸功能障礙亞組rSO2比較

非腸源性感染患兒中，胃腸功能障礙亞組rSO2低于無(wú)胃腸功能障礙亞組［65%（61%，70%）vs 72%（70%，78%），Z=3.981，P＜0.001］。

表2（續(xù)）

3 討論

本研究膿毒癥患兒胃腸功能障礙發(fā)生率49%，膿毒癥患兒總病死率14%（11/79），死亡患兒中高達(dá)91%合并胃腸功能障礙。胃腸功能障礙患兒病死率26%，提示危重患兒胃腸功能障礙發(fā)生率及病死率高，需引起臨床工作者重視。本研究不良預(yù)后包括機(jī)械通氣時(shí)間延長(zhǎng)、28 d病死率增高。這與國(guó)外近期研究結(jié)果一致，Padar等［8］研究表明胃腸功能衰竭患者機(jī)械通氣時(shí)間更長(zhǎng)，ICU住院時(shí)間更長(zhǎng)，30 d和90 d病死率更高。2008年Reintam等［9］將胃腸功能衰竭評(píng)分整合到序貫器官衰竭評(píng)分系統(tǒng)后，可以更好地預(yù)測(cè)ICU病死率，并且是病死率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子（OR=1.49，95%CI=1.28～1.74，P＜0.001）。

本研究發(fā)現(xiàn)胃腸功能障礙組PRISMⅢ評(píng)分、兒茶酚胺藥物使用率及輸血率更高。分析原因，膿毒癥患兒會(huì)出現(xiàn)不同程度的血流動(dòng)力學(xué)紊亂，此時(shí)優(yōu)先供應(yīng)重要器官如腦、心臟的血流，而犧牲其他器官（包括胃腸道）的血流和氧供，胃腸道往往是第一個(gè)遭受缺血缺氧損傷的器官，故合并胃腸功能障礙患兒往往病情更重，需要更多血液制品及血管活性藥物，死亡風(fēng)險(xiǎn)更大。這也佐證了前面敘述的將胃腸功能障礙納入死亡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分可以提高預(yù)測(cè)價(jià)值。

本研究還發(fā)現(xiàn)胃腸功能障礙患兒血乳酸及PCT、IL-6、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶水平更高，白蛋白水平更低。從采樣時(shí)間角度，本研究納入診斷膿毒癥患兒24 h內(nèi)化驗(yàn)結(jié)果，PCT和IL-6在感染早期1～2 h即可升高，而CRP升高晚于PCT和IL-6，在24～48 h達(dá)到峰值，故CRP在兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。大量研究表明PCT對(duì)膿毒癥病情嚴(yán)重程度及預(yù)后判斷更具特異性和敏感性，因此，臨床上對(duì)高度疑似細(xì)菌感染引起的膿毒癥，不能單純應(yīng)用CRP水平判斷是否是細(xì)菌感染及病情嚴(yán)重程度，需聯(lián)合多種生物標(biāo)志物綜合判斷，或動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)生物標(biāo)志物［10］。膿毒癥多種發(fā)病機(jī)制均可引起腸道功能破壞，毛細(xì)血管通透性增加，出現(xiàn)嚴(yán)重毛細(xì)血管滲漏，短時(shí)間即可出現(xiàn)低蛋白血癥［11-12］。乳酸水平升高提示組織、器官缺血缺氧、灌注不足，因此乳酸已被應(yīng)用于多種胃腸道疾病嚴(yán)重程度的評(píng)估，如壞死性小腸結(jié)腸炎、闌尾炎及急腹癥患者腸缺血等［13-15］。近期國(guó)內(nèi)外還有很多關(guān)于胃腸功能障礙標(biāo)志物的研究：血清瓜氨酸聯(lián)合乳酸、胃泌素和胃動(dòng)素、白細(xì)胞介素10和分泌性免疫球蛋白A、血清成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子19等［16-19］，但目前多局限于實(shí)驗(yàn)室階段。

NIRS適用于評(píng)估不同器官的rSO2，反映氧供及氧耗之間的平衡，反映組織灌注情況［6］，最初應(yīng)用于腦部，近期也有研究將其應(yīng)用于肝臟、腎臟及肌肉、術(shù)后血運(yùn)恢復(fù)的評(píng)估［20-23］，但對(duì)于胃腸道功能的研究較少［24］。而胃腸道的循環(huán)障礙通常是導(dǎo)致多器官功能衰竭的第一步，即使心率、血壓和脈搏血氧飽和度等參數(shù)在正常范圍，胃腸道組織的氧合也可能受到嚴(yán)重影響，而rSO2為能夠早期檢測(cè)的指標(biāo)［25］。本研究嘗試通過(guò)床旁rSO2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)胃腸道的灌注情況，發(fā)現(xiàn)胃腸功能障礙組rSO2明顯低于無(wú)胃腸功能障礙組及健康對(duì)照組，提示rSO2的降低與胃腸道灌注不足導(dǎo)致的胃腸功能障礙相關(guān)。

當(dāng)胃腸道黏膜屏障在各種內(nèi)因或外因（燒傷、創(chuàng)傷、大手術(shù)、感染、休克）的影響下遭到破壞后，腸道內(nèi)的細(xì)菌及內(nèi)毒素突破腸黏膜屏障侵犯到腸外組織，可引起腸源性感染［26］。本研究發(fā)現(xiàn)腸源性感染更易合并胃腸功能障礙，且合并胃腸功能障礙患兒的rSO2水平更低，表示腸源性感染造成的腸道黏膜屏障功能受損、胃腸道灌注不足更加嚴(yán)重。為確認(rèn)rSO2水平與胃腸功能障礙發(fā)生之間的關(guān)系，我們思考是否只有腸源性感染會(huì)導(dǎo)致rSO2的下降，故進(jìn)行了細(xì)化的研究。我們將所有腸源性感染患兒排除在外，數(shù)據(jù)分析顯示其他病灶引起膿毒癥的胃腸功能障礙亞組rSO2仍較無(wú)胃腸功能障礙亞組明顯降低，進(jìn)一步證實(shí)了NIRS對(duì)胃腸功能障礙的監(jiān)測(cè)意義。

本研究嘗試將rSO2與胃腸功能障礙相關(guān)聯(lián)，分析胃腸功能障礙患兒rSO2水平的差異，這一結(jié)果與之前NIRS應(yīng)用于胃腸道的研究類似。Stienstra等［27］發(fā)現(xiàn)臨床確診為腸缺血和腸無(wú)缺血患者rSO2范圍分別為15%～29%和45%～93%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Patel等［28］發(fā)現(xiàn)腸道rSO2≤56%與新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎風(fēng)險(xiǎn)顯著增加獨(dú)立相關(guān)（優(yōu)勢(shì)比14.1，P=0.01）。Kaufman等［29］將腹部rSO2聯(lián)合胃pH值監(jiān)測(cè)、全身混合靜脈血氧飽和度和血乳酸進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示腹部rSO2與全身混合靜脈血氧飽和度（r=0.89，P＜0.001）、胃pH值（r=0.79，P＜0.001）和血乳酸（r=0.77，P＜0.001）之間存在明顯相關(guān)性，為利用腹部rSO2監(jiān)測(cè)胃腸功能提供了依據(jù)。

本研究存在一定局限性，患兒數(shù)量較少，特別是發(fā)生胃腸功能障礙的人數(shù)少，有可能影響統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果。本研究大多數(shù)患兒入院時(shí)即存在胃腸功能障礙癥狀，但rSO2可能在此之前已經(jīng)呈下降趨勢(shì)，未來(lái)連續(xù)性的大樣本研究將可能發(fā)現(xiàn)胃腸功能障礙的rSO2臨界值。NIRS監(jiān)測(cè)rSO2的特異性可能需要進(jìn)一步研究，本研究所得的rSO2數(shù)值可能無(wú)法在不同的NIRS傳感器之間通用［25］。然而，作為一項(xiàng)單中心研究，我們相信該結(jié)果為進(jìn)一步研究提供了良好的臨床依據(jù)。

膿毒癥患兒胃腸功能障礙發(fā)生率和病死率高，影響預(yù)后，rSO2降低與胃腸功能障礙密切相關(guān)。胃腸道NIRS作為一種無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)、連續(xù)、可床邊操作的工具，有希望用于對(duì)胃腸功能的多模態(tài)監(jiān)測(cè)，尤其可以用于研究膿毒癥患兒胃腸道血流動(dòng)力學(xué)，為兒童胃腸功能障礙提供早期預(yù)警資料。