腦卒中患者腦氧飽和度監(jiān)測與圍術(shù)期神經(jīng)認知障礙的研究進展

辜 盼，李丹妮，范 丹,2△

(1.電子科技大學(xué)，四川 成都 610002; 2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院麻醉科，四川 成都 610072)

腦卒中是中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管損傷所致的急性、局灶神經(jīng)功能損傷，分為出血性卒中和缺血性卒中。其中缺血性卒中約占85%，與癡呆發(fā)展、認知能力下降、再次中風(fēng)等神經(jīng)功能損傷聯(lián)系更加緊密[1]。圍術(shù)期合并缺血性卒中患者經(jīng)歷手術(shù)帶來的二次腦打擊后，更容易發(fā)生圍術(shù)期神經(jīng)認知障礙(perioperative neurocognitive disorders, PND)。PND包括術(shù)前和術(shù)后12個月內(nèi)發(fā)生的所有圍手術(shù)期認知功能改變，包括術(shù)后譫妄(postoperative delirium, POD)、術(shù)后認知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction, POCD)等[2]。PND患者臨床表現(xiàn)多變，病情易波動，相關(guān)危險因素繁多，且目前缺乏治療PND的特異性方法，因此，PND的預(yù)防非常重要。腦氧飽和度(regional cerebral oxygen saturation, rScO2)作為一種腦功能監(jiān)測技術(shù)，廣泛應(yīng)用于圍術(shù)期以監(jiān)測腦血流及腦氧合狀態(tài)，可警示神經(jīng)系統(tǒng)不良并發(fā)癥，有助于及時實施腦保護措施，有望降低PND發(fā)生率。因此，本篇綜述旨在總結(jié)目前合并卒中患者rScO2監(jiān)測與PND的相關(guān)研究進展。

1 圍術(shù)期腦卒中與PND關(guān)系

1.1 圍術(shù)期腦卒中概況圍術(shù)期腦卒中定義為術(shù)中或術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生的缺血性或出血性腦血管意外，發(fā)病率約為0.1%～8%[3]。其中缺血性腦卒中可進一步分為顯性卒中和隱匿性卒中。2013年美國心臟協(xié)會/美國卒中協(xié)會指南將隱匿性卒中單獨分類，定義為臨床上無神經(jīng)功能受損癥狀或神經(jīng)功能受損與缺血病灶無關(guān)，但CT可見局灶低密度區(qū)，DWI急性異常表現(xiàn)、T1/FLAIR低信號T2高信號，缺血容積≥3 mm、位置在皮層或皮層下，單發(fā)或多發(fā)的缺血性腦病灶[4]。隨著神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的隱匿性卒中被發(fā)現(xiàn)。而顯性卒中診斷則需要神經(jīng)損傷臨床癥狀持續(xù)時間超過24小時[5]。圍術(shù)期隱匿性卒中較顯性卒中發(fā)病率更高，且與手術(shù)類型密切相關(guān)。心血管手術(shù)患者圍術(shù)期顯性腦卒中發(fā)生率為2.4%，而隱匿性腦卒中發(fā)生率高達31%。甚至非心臟、大血管手術(shù)中，65歲以上老年患者圍術(shù)期隱匿性腦卒中發(fā)病率也達到了10%[6]。因此可見，圍術(shù)期隱匿性腦卒中的高發(fā)病率不容忽視，加之缺乏明確病史及臨床癥狀，具有極大潛在危害性。

1.2 圍術(shù)期腦卒中與PND的關(guān)系Lewis等共發(fā)現(xiàn)，術(shù)后隱匿性卒中與心臟手術(shù)患者術(shù)后1個月認知功能障礙并無顯著相關(guān)性[7]，但主動脈瓣置換術(shù)后卒中患者更易出現(xiàn)術(shù)后90天認知能力下降[8]?？梢钥闯觯呐K手術(shù)研究中，卒中后術(shù)后認知能力在不同時間終點仍有差異。PND有長達1年的隨訪周期，不同時間階段患者認知功能特點尚有待進一步研究。在非心臟手術(shù)方面，一項多中心、前瞻性研究共納入1116例大于65歲的患者，結(jié)果提示圍術(shù)期隱匿性卒中與POD、術(shù)后1年認知功能下降的風(fēng)險增加相關(guān)[9]。然而，針對其他非心臟手術(shù)的具體類型，包括腹部手術(shù)、胸科手術(shù)、骨科手術(shù)等預(yù)示高PND風(fēng)險的手術(shù)類型，仍有研究意義，但尚缺乏大樣本的臨床隨機對照研究數(shù)據(jù)。

2 rScO2監(jiān)測在腦卒中患者的應(yīng)用

基于近紅外光譜(near-infraredspectroscopy，NIRS)技術(shù)的rScO2由于其無創(chuàng)、連續(xù)、實時反饋的特點，常用于術(shù)中動態(tài)監(jiān)測。近紅外光對人體組織具有良好的穿透性，人體組織內(nèi)氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白能夠吸收近紅外光，利用兩者吸收系數(shù)的差異性，計算出腦組織血氧參數(shù)。

腦部血氧監(jiān)測能提示腦氧合狀況異常，及時實施治療。rScO2是大腦氧供平衡后的結(jié)果，可以間接反映卒中患者腦功能狀態(tài)。急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke，AIS)后時域NIRS變化的研究表明，缺血區(qū)域脫氧血紅蛋白與總血紅蛋白含量增加，再通區(qū)域組織氧飽和度降低，這可能反映了缺血損傷腦組織的血流動力學(xué)補償及獲救腦組織的代謝活動[10]?；诖殴舱衲X氧代謝成像測量大腦靜脈血氧飽和度的方法可作為評價AIS疾病狀態(tài)和早期預(yù)后的重要影像學(xué)指標(biāo)[11]。再者，rScO2可判斷血管閉塞取栓再通情況。除了腦卒中的診斷，治療后風(fēng)險預(yù)測也一直是臨床關(guān)注重點。新生兒卒中后兩側(cè)半球rScO2不同步恢復(fù)與認知損傷風(fēng)險增加相關(guān)[12]。動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者出血側(cè)rScO2較基線降低>20%與術(shù)后認知功能恢復(fù)評分較低相關(guān)[13]。

3 圍術(shù)期rScO2監(jiān)測與PND關(guān)系

3.1 術(shù)前rScO2監(jiān)測與PND關(guān)系正常的rScO2為60%～80%, 心臟病患者可能會低至55%～60%[14]。盡管個體術(shù)前rScO2差異較大，但能給予患者生理或病理狀態(tài)的重要線索。最新研究表明，年齡、性別和基線血紅蛋白是基線rScO2的顯著預(yù)測因素。女性、高齡患者rScO2更低[15]。有學(xué)者提出，低rScO2可能提示老年患者術(shù)前認知儲備較差[16]。系統(tǒng)綜述與Meta分析指出，術(shù)前低rScO2表現(xiàn)增加POD風(fēng)險[17]。學(xué)者們進一步計算出心臟術(shù)后患者術(shù)前rScO2小于59.5%是POD的預(yù)測值[18]。此外，髖關(guān)節(jié)骨折術(shù)后發(fā)生POCD的患者更易存在術(shù)前低rScO2[19]。

3.2 術(shù)中rScO2監(jiān)測與PND關(guān)系Lim等觀察性研究共納入1439例冠脈旁路移植術(shù)非體外循環(huán)患者，發(fā)現(xiàn)術(shù)中rScO2降低與POD風(fēng)險增加相關(guān)[20]。有研究發(fā)現(xiàn)單肺通氣術(shù)中rScO2低于65%持續(xù)3 min以上，術(shù)后早期(術(shù)后3 h之內(nèi))認知功能恢復(fù)明顯減慢，POD(術(shù)后3天之內(nèi))風(fēng)險增加3倍[21]。然而，另一項單肺通氣研究卻認為雙側(cè)rScO2最低值均與POD無關(guān)[22]。術(shù)中rScO2絕對數(shù)值與PND關(guān)系如何，現(xiàn)有研究未有定論，考慮與以下因素有關(guān)：首先，rScO2受解剖與手術(shù)因素的雙重影響。顱外組織、顱骨和腦脊液的厚度變化等解剖因素[23]，以及隨手術(shù)進程變化的動態(tài)因素，包括動脈血二氧化碳分壓、麻醉通氣方案調(diào)整(吸入氧濃度和/或呼末二氧化碳)、術(shù)中血流動力學(xué)、體位變化等[24]。其次，測量設(shè)備性能對參數(shù)也有影響。FORESIGHT以顯示rScO2的絕對值讀數(shù)為主，INVOS主要側(cè)重于給出rScO2變化的趨勢[25]。

因此，rScO2相對變化趨勢或許是更加重要的指標(biāo)，持續(xù)監(jiān)測與動態(tài)對比能更準(zhǔn)確指導(dǎo)臨床決策。在接受心臟手術(shù)的老年患者中，術(shù)中rScO2低于50%基線值與POD相關(guān)。單肺通氣術(shù)中患者在額部測量rScO2，左側(cè)rScO2小于90%基線值(持續(xù)15 s以上)和右側(cè)rScO2低于85%基線值(持續(xù)15 s以上)與POD具有明顯相關(guān)性[22]。接受骨科手術(shù)的老年患者低腦氧飽和負荷(定義為時間與rScO2變化曲線下的累積面積)低于10%基線、20%低于基線與術(shù)后3個月POCD顯著相關(guān)[14]。然而，Holmgaard等對148例心臟術(shù)后患者遠期隨訪，結(jié)果證明術(shù)中rScO2較基線值降低10%、20%及持續(xù)時間與出院時及術(shù)后3個月POCD發(fā)生均無明顯相關(guān)[26]。兩項研究得出的不同結(jié)論，提示手術(shù)類型或許是影響rScO2變化的因素之一，未來需要不同手術(shù)類型的臨床研究來驗證結(jié)論。此外，學(xué)界常以rScO2值≤50%或較基線下降≥20%作為干預(yù)值。rScO2變化與PND的關(guān)系，將進一步引導(dǎo)我們思考干預(yù)rScO2降低措施的必要性與合理性。

3.3 rScO2聯(lián)合監(jiān)測與PND關(guān)系基于近紅外光譜(near infrared spectroscopy, NIRS)技術(shù)的衍生監(jiān)測，注重聯(lián)合監(jiān)測，個體化管理血壓，減少神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥[27]。腦血氧飽和度指數(shù)(cerebral oximetry index, COX)與腦血流自動調(diào)節(jié)(cerebral autoregulation, CA)功能密切相關(guān)的常用參考方法。CA是一種保護機制，調(diào)節(jié)腦血管阻力隨腦灌注壓在一定范圍內(nèi)變化，保持腦血流量穩(wěn)定，不受血壓影響而被動變化[28]。CA受損可能是圍術(shù)期腦卒中、PND發(fā)生的重要機制[29]。簡單來說，CO義為計算rScO2與平均動脈壓(mean arterial pressure, MAP)的相關(guān)系數(shù)，范圍為-1～1。COX接近1表示CA喪失，零或負相關(guān)則CA完好[30]。COX最小值對應(yīng)的血壓代表腦血流變化最小的最佳MAP。既往研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)前存在神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者接受手術(shù)時，術(shù)中CA監(jiān)測可早期預(yù)示腦灌注不足[31]。如今rScO2指導(dǎo)下腦保護策略已經(jīng)逐漸成熟，核心是增加氧供及減少氧耗。增加氧供包括維持心輸出量和MAP、輸血、維持正常呼末二氧化碳分壓；減少氧耗包括溫度管理、鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜、預(yù)防驚厥等[42]。已有研究證明，以COX為目標(biāo)進行血壓管理能夠降低PND的發(fā)生率[32]。

4 總結(jié)與展望

目前圍術(shù)期卒中研究集中于術(shù)后卒中的預(yù)防，但鮮有研究關(guān)注術(shù)前合并卒中患者的術(shù)后認知轉(zhuǎn)歸。探索術(shù)前卒中與PND的關(guān)系，實際上也是術(shù)前風(fēng)險分層，及時識別腦功能脆弱的高危人群，盡早預(yù)防、及時干預(yù)、規(guī)范護理。此外，已有研究提出了過腦氧飽和與POD之間沒有相關(guān)性[24]。原因可能是術(shù)中出現(xiàn)過氧飽和只是研究中觀察到的少數(shù)情況，僅作個例研究。因此，目前過腦氧飽和的定義未有明確標(biāo)準(zhǔn)。已知高氧治療能夠增加腦細胞氧供應(yīng)、改善線粒體功能、降低顱內(nèi)壓，但隨之而來的氧中毒、肺損傷等并發(fā)癥也不容忽視。然而，過腦氧飽和是否與腦損傷相關(guān)，有待于進一步的觀察。

目前大量研究仍集中于術(shù)后短期認知功能評估及改善。但遠期隨訪仍面臨許多困難，因此，需考慮結(jié)合神經(jīng)成像表現(xiàn)、大腦特異性標(biāo)志物，同時規(guī)避學(xué)習(xí)效應(yīng)，綜合評估或許是將來需要努力的方向。

綜上，對腦卒中患者PND的研究還處于探索階段，結(jié)合rScO2的臨床應(yīng)用，建立完善的預(yù)防體系，最終形成可遵循的臨床路徑，是我們需要進一步實踐的方面。