局部氧飽和度及其衍生參數(shù)預(yù)測(cè)膿毒癥相關(guān)性腦病的價(jià)值

張曉曉, 周曉雨, 白龍, 劉雅

河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院麻醉科ICU(河北石家莊 050000)

膿毒癥是宿主對(duì)感染的反應(yīng)失調(diào)而導(dǎo)致的危及生命的器官功能障礙[1]。外科膿毒癥患者常需要手術(shù)清除感染源。膿毒癥患者病情進(jìn)展迅速，循環(huán)、呼吸功能不全及臟器損傷致使圍術(shù)期病生理過(guò)程更為復(fù)雜。麻醉重癥監(jiān)護(hù)病房(AICU)麻醉重癥醫(yī)生經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)的麻醉學(xué)規(guī)范化培訓(xùn)，具有扎實(shí)的圍術(shù)期患者管理經(jīng)驗(yàn)，有利于為膿毒癥患者創(chuàng)造更安全的麻醉與手術(shù)條件，最大程度降低風(fēng)險(xiǎn)、減少并發(fā)癥，改善患者預(yù)后。膿毒癥相關(guān)性腦病(SAE)是由膿毒癥所導(dǎo)致的腦功能障礙，是膿毒癥所致的全身性炎癥反應(yīng)的結(jié)果。其特征是彌漫性腦功能障礙[2]，臨床主要表現(xiàn)為精神活動(dòng)改變、注意力下降、定向障礙、譫妄或昏迷。據(jù)報(bào)道，SAE的發(fā)病率在9%～71%之間[2-5]。此外，與沒(méi)有SAE的膿毒癥患者相比，SAE患者有更高的住院病死率[6]，給家庭和社會(huì)帶來(lái)極大的負(fù)擔(dān)。腦病幸存者可能出現(xiàn)永久性或不可逆轉(zhuǎn)的認(rèn)知障礙，導(dǎo)致行為改變，生活質(zhì)量惡化。然而由于SAE發(fā)病機(jī)制尚未完全闡清，可能涉及中樞炎癥反應(yīng)、血流調(diào)節(jié)異常、神經(jīng)遞質(zhì)失調(diào)等[7]；同時(shí)膿毒腦診斷尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，主要依靠排除法[8]；因此目前尚無(wú)早期預(yù)測(cè)其發(fā)生的可靠指標(biāo)。研究表明與膿毒癥未合并腦病的患者相比，SAE患者大腦中動(dòng)脈的血流速度減低，遠(yuǎn)端血管阻力加大，SAE的發(fā)病和腦灌注異常有關(guān)[9]。近紅外光譜技術(shù)監(jiān)測(cè)局部氧飽和度(rSO2)反映局部組織氧供和氧耗之間的平衡，是評(píng)估組織、器官灌注的有效指標(biāo)[10]。本研究擬通過(guò)評(píng)價(jià)rSO2及其衍生參數(shù)早期預(yù)測(cè)AICU SAE的價(jià)值，探討其與SAE的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究已經(jīng)獲得河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(2020-R384)，經(jīng)患方知情同意。選擇2019年7月至2020年1月本院AICU的膿毒癥患者。膿毒癥診斷標(biāo)準(zhǔn)采用2016年美國(guó)重癥醫(yī)學(xué)會(huì)與歐洲重癥醫(yī)學(xué)會(huì)聯(lián)合發(fā)布的膿毒癥3.0定義及診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]。SAE的診斷標(biāo)準(zhǔn)采用CAM-ICU評(píng)估量表?；颊呙刻旖邮蹸AM-ICU篩查評(píng)估意識(shí)水平。根據(jù)住院期間CAM-ICU結(jié)果分為兩組：CAM-ICU陽(yáng)性的為膿毒癥合并腦病組(SAE組)，陰性的為膿毒癥未合并腦病組(NE組)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：年齡<18歲，無(wú)法完成相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)的患者，心肺腦復(fù)蘇術(shù)后，原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病(腦血管意外、顱內(nèi)占位、顱內(nèi)感染)、腦外傷、代謝性腦病。

樣本量估算：本研究采用PASS15估算樣本量，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，該研究的ROC曲線下面積(AUC)為0.78，α=0.05，1-β=0.8，患病率P=55%，該研究需要樣本量為31例，SAE組17例，NE組14例。

1.2 方法

1.2.1 數(shù)據(jù)采集 入住24 h內(nèi)記錄患者的年齡、性別、急性生理與慢性健康狀況評(píng)分Ⅱ(APACHEⅡ)、序貫器官衰竭評(píng)分(SOFA)、格拉斯哥昏迷評(píng)分(GCS)。入住24 h內(nèi)對(duì)患者行橈動(dòng)脈穿刺置管、頸內(nèi)靜脈穿刺置管，行動(dòng)脈血?dú)夥治?、中心靜脈血?dú)夥治?，獲取相應(yīng)指標(biāo)，包括pH值、血紅蛋白濃度(Hb)、動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)、動(dòng)脈血二氧化碳分壓(PaCO2)、動(dòng)脈血氧飽和度(SaO2)、中心靜脈血氧飽和度(ScvO2)、中心靜脈血二氧化碳分壓(PcvCO2)、血乳酸(Lac)，計(jì)算中心靜脈-動(dòng)脈血二氧化碳分壓差(Pcv-aCO2)。

1.2.2 實(shí)施過(guò)程 入住24 h內(nèi)完成腦氧飽和度(ScO2)、魚際肌氧飽和度(SmO2)監(jiān)測(cè)，具體方法如下：患者取平臥位，使用酒精紗布涂擦患者前額部位、雙手大魚際處，待皮膚干燥后，將左右兩個(gè)電極片貼于患者前額眉弓上，探頭邊緣旁開(kāi)額中線1 cm，連接監(jiān)測(cè)儀及電腦，觀察患者腦組織氧飽和度監(jiān)測(cè)結(jié)果，固定電極片。再將左右兩個(gè)電極片貼于患者雙手魚際肌處，觀察患者局部氧飽和度監(jiān)測(cè)結(jié)果，固定電極片?；€穩(wěn)定狀態(tài)下記錄左右側(cè)ScO2、SmO2，計(jì)算左右側(cè)的平均值，并計(jì)算肌-腦組織氧飽和度梯度(Sm-cO2)(Sm-cO2=SmO2-ScO2)。ScO2、SmO2采用近紅外組織血氧參數(shù)無(wú)損監(jiān)測(cè)儀/腦氧監(jiān)測(cè)儀(EGOS-600A監(jiān)測(cè)儀，中國(guó)蘇州愛(ài)琴生物電子醫(yī)療有限公司)監(jiān)測(cè)。

1.2.3 臨床治療 納入的膿毒癥患者按照膿毒癥救治指南進(jìn)行臨床處理。均采用相同的血流動(dòng)力學(xué)治療方案：根據(jù)早期目標(biāo)導(dǎo)向治療EGDT策略，液體復(fù)蘇維持中心靜脈壓(CVP)8～12 mmHg，應(yīng)用去甲腎上腺素維持MAP≥65 mmHg，如ScvO2<70%，輸注紅細(xì)胞維持血細(xì)胞比積≥30%，加用正性肌力藥物。根據(jù)容量反應(yīng)性原則滴定式調(diào)整循環(huán)容量，以組織灌注改善為目標(biāo)指導(dǎo)尋找合適的壓力及流量。

2 結(jié)果

2.1 一般臨床情況 研究納入32例膿毒癥患者，SAE組18例，NE組14例，SAE的發(fā)病率為56%，28 d病死率為56%。兩組患者性別、年齡、SBP、DBP、MAP、HR、PaO2、PaCO2、Pcv-aCO2、SaO2、ScvO2、pH、Hb差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。SAE組的APACHEⅡ、SOFA、Lac較高，GCS較低，28 d病死率增加。見(jiàn)表1。

表1 兩組的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和臨床特征的比較

2.2 兩組ScO2、SmO2、Sm-cO2的比較 SAE組SmO2、Sm-cO2水平較NE組升高(P<0.05)。兩組間ScO2差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 兩組ScO2、SmO2、Sm-cO2水平的比較

2.3 SmO2、Sm-cO2預(yù)測(cè)SAE的價(jià)值 SmO2、Sm-cO2預(yù)測(cè)SAE的準(zhǔn)確性較高，AUC>0.7。SmO2預(yù)測(cè)SAE的敏感度和特異度均較高，Sm-cO2預(yù)測(cè)SAE的特異度較高，敏感度較低。見(jiàn)表3、圖1。

圖1 SmO2和Sm-cO2預(yù)測(cè)膿毒癥相關(guān)性腦病的ROC曲線

表3 膿毒癥患者SmO2和Sm-cO2預(yù)測(cè)SAE的相對(duì)表現(xiàn)

3 討論

Zhang等[11]的研究表明SAE的發(fā)病率為50.88%，病死率為65.52%。本研究SAE的發(fā)病率為56%，28 d病死率為56%，與上述研究結(jié)果類似。APACHE Ⅱ升高、SOFA升高、GCS降低、乳酸性酸中毒等指標(biāo)是SAE發(fā)生和死亡的危險(xiǎn)因素[5，12]。APACHEⅡ評(píng)分系統(tǒng)被廣泛認(rèn)為是疾病嚴(yán)重程度的非特異性指標(biāo)。SOFA評(píng)分目前廣泛應(yīng)用于膿毒癥多臟器功能衰竭患者器官功能的動(dòng)態(tài)評(píng)估，反映器官功能衰竭程度。GCS為臨床評(píng)估意識(shí)障礙提供了一種實(shí)用的方法。本研究顯示，SAE患者的APACHE Ⅱ評(píng)分、SOFA評(píng)分高于NE患者，GCS評(píng)分低于NE患者，說(shuō)明SAE與疾病的嚴(yán)重程度、器官功能障礙程度有關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn)SAE組的動(dòng)脈Lac水平高于NE組。因此，筆者團(tuán)隊(duì)推測(cè)全身灌注的早期改善可能降低SAE的發(fā)生率，改善SAE的臨床療效。

ScO2是局部腦氧飽和度，反映了區(qū)域腦組織氧輸送和消耗之間的平衡。ScO2降低常常提示區(qū)域腦組織氧供減少或氧耗增加，局部腦組織缺氧，腦灌注不足。此時(shí)需要改善循環(huán)，降低氧耗，增加氧供，改善腦灌注，調(diào)節(jié)腦氧供和代謝的平衡。在本研究中，與NE組相比，SAE組ScO2無(wú)明顯差異。大腦作為高耗氧器官，具有一套精密的局部自我調(diào)節(jié)機(jī)制[13]，ScO2無(wú)明顯差異可能是自我調(diào)節(jié)后的結(jié)果，因此ScO2可能不適合作為SAE的早期預(yù)測(cè)指標(biāo)。

SmO2是局部肌組織氧飽和度，本研究中代表手掌魚際肌局部氧飽和度，反映肢體遠(yuǎn)端末梢灌注。SmO2越低，說(shuō)明肢體末梢灌注不足；反之，SmO2越高，說(shuō)明肢體末梢氧攝取較差，氧利用較低。本研究顯示，發(fā)生腦病的膿毒癥患者較非腦病組膿毒癥患者SmO2明顯升高，說(shuō)明SAE組患者肢體末梢氧攝取較差，局部微循環(huán)障礙。這可能與膿毒癥患者血管反應(yīng)性改變有關(guān)。膿毒癥時(shí)，機(jī)體受到感染性侵襲，引發(fā)炎癥反應(yīng)。細(xì)菌或毒素激活巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞，釋放大量的炎癥介質(zhì)，其中白細(xì)胞介素-1和腫瘤壞死因子是最早釋放的炎癥介質(zhì)，并進(jìn)一步激活機(jī)體其他炎癥細(xì)胞，釋放更多炎癥介質(zhì)，形成瀑布樣連鎖反應(yīng)。炎癥性細(xì)胞因子可引起廣泛血管舒張效應(yīng)，血管舒張效應(yīng)在靜脈尤其明顯。炎癥性細(xì)胞因子也可使毛細(xì)血管通透性增強(qiáng)，造成間質(zhì)水腫。肌肉組織的血管處于擴(kuò)張狀態(tài)，間質(zhì)水腫，彌散障礙，共同導(dǎo)致SmO2升高。

Sm-cO2是局部肌-腦組織氧飽和度的差值，反映肌、腦組織代謝率的相對(duì)差異。通常，腦循環(huán)在局部自我調(diào)節(jié)機(jī)制的驅(qū)動(dòng)下具有緊密的血流-代謝耦合，而體循環(huán)具有交感調(diào)節(jié)的阻力，這些阻力隨著自主傳出神經(jīng)的改變而迅速改變[14]。同時(shí)評(píng)估腦氧飽和度和肌組織氧飽和度，這種包括大腦和非大腦組織、器官的監(jiān)測(cè)策略可以評(píng)估由不同的神經(jīng)激素機(jī)制調(diào)節(jié)的灌注器官的供氧情況，從而揭示血流分布的變化和患者狀態(tài)的變化[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，SAE組患者Sm-cO2較NE組顯著升高。當(dāng)兩組的ScO2無(wú)明顯差異時(shí)，SAE患者Sm-cO2、SmO2增大，可能是由于機(jī)體為了保證腦灌注，造成的肌組織的微循環(huán)障礙，氧攝取減低。

本研究選取的膿毒癥患者均來(lái)自我院AICU，81%患者為外科來(lái)源，手術(shù)、麻醉及其他操作等應(yīng)激使膿毒癥本身的病生理更復(fù)雜。在膿毒癥患者的管理中，需要完善的鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜，來(lái)降低應(yīng)激對(duì)臟器的影響，保護(hù)臟器功能，麻醉重癥醫(yī)師有豐富的全身麻醉管理經(jīng)驗(yàn)，使用鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜藥物更加科學(xué)化和個(gè)性化。同時(shí)，麻醉醫(yī)生所擅長(zhǎng)的循環(huán)管理、氣道管理、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)調(diào)控及急救復(fù)蘇等，也利于膿毒癥器官功能的維護(hù)，為治愈原發(fā)病提供時(shí)機(jī)。

本研究采用經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法ROC曲線評(píng)價(jià)了SmO2、Sm-cO2在預(yù)測(cè)SAE中的價(jià)值。由于監(jiān)測(cè)的局部氧飽和度及其衍生參數(shù)是入AICU 24 h內(nèi)的指標(biāo)，所以本研究認(rèn)為SmO2、Sm-cO2可用于早期預(yù)測(cè)膿毒癥相關(guān)性腦病的發(fā)生。

本研究的局限性在于其為小樣本單中心研究，僅初步評(píng)價(jià)了近紅外光譜技術(shù)預(yù)測(cè)SAE的可行性，未來(lái)需要增加研究中心擴(kuò)大樣本量行進(jìn)一步驗(yàn)證。

綜上所述，局部氧飽和度及其衍生參數(shù)可用于預(yù)測(cè)SAE。建議臨床上對(duì)膿毒癥患者，早期監(jiān)測(cè)其局部氧飽和度，這對(duì)預(yù)測(cè)SAE的發(fā)生，早期進(jìn)行干預(yù)具有一定的臨床價(jià)值。

利益相關(guān)聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)說(shuō)明：張曉曉是本研究的設(shè)計(jì)者和研究的執(zhí)行者，完成數(shù)據(jù)分析，論文初稿的寫作；周曉雨、白龍參與數(shù)據(jù)收集、整理、分析；劉雅是研究的構(gòu)思者及負(fù)責(zé)人，指導(dǎo)研究設(shè)計(jì)、論文修改。