術(shù)中腦代謝監(jiān)測研究進(jìn)展

周藝蕉(綜述)，角述蘭，趙寧輝(審校)

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院 a.麻醉科,b.神經(jīng)外科,昆明 650101)

術(shù)中腦代謝監(jiān)測研究進(jìn)展

周藝蕉a△(綜述)，角述蘭a※，趙寧輝b(審校)

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院 a.麻醉科,b.神經(jīng)外科,昆明 650101)

摘要：在顱腦損傷致死的人群中，腦缺血缺氧的發(fā)生率高達(dá)90%以上；開顱手術(shù)也存在很多因素影響腦代謝，顱腦損傷后繼發(fā)性腦缺血缺氧的發(fā)生與保護(hù)一直是研究和探討的熱點(diǎn)。腦代謝監(jiān)測對于腦保護(hù)的重要性無論在神經(jīng)外科、麻醉科還是重癥監(jiān)護(hù)室都不容忽視。術(shù)中腦代謝監(jiān)測的研究，可指導(dǎo)顱腦手術(shù)麻醉藥物的使用，了解用藥是否存在差異，避免手術(shù)和麻醉引起腦的損傷，減少術(shù)后并發(fā)癥，更為術(shù)中腦保護(hù)起到監(jiān)測指導(dǎo)作用；選擇個(gè)體化有針對性的監(jiān)測方式，降低費(fèi)用，提高患者后期生命質(zhì)量；為探尋術(shù)中麻醉管理方式，加強(qiáng)麻醉管理質(zhì)量起到了指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：腦代謝；手術(shù)；監(jiān)測

隨著神經(jīng)外科手術(shù)操作精細(xì)，麻醉學(xué)、影像學(xué)的不斷進(jìn)步，監(jiān)測設(shè)備的逐漸完善，術(shù)中腦代謝監(jiān)測越來越受到關(guān)注。術(shù)中腦代謝監(jiān)測為理想的麻醉藥物及麻醉方式的選擇起了導(dǎo)向作用及術(shù)中腦保護(hù)的指導(dǎo)意義。但目前術(shù)中腦代謝監(jiān)測較為不足。為了尋找一種術(shù)中安全、瞬時(shí)、有效、不良反應(yīng)少的監(jiān)測方法，現(xiàn)就近期腦代謝監(jiān)測技術(shù)和方法進(jìn)行綜述。

1神經(jīng)電生理監(jiān)測

神經(jīng)電生理監(jiān)測主要包括體感誘發(fā)電位(somatosensory evoked potential,SEP)、運(yùn)動誘發(fā)電位(motor evoked potentials,MEP)和肌電圖。SEP是一種無創(chuàng)、便捷、有效的術(shù)中監(jiān)測技術(shù)，給予周圍神經(jīng)適當(dāng)?shù)拇碳ず螅窠?jīng)沖動通過感覺神經(jīng)通路傳至大腦感覺皮層區(qū)所記錄到的電位變化。優(yōu)點(diǎn)[1]：①受肌肉松弛劑影響較小；②不受患者意識、睡眠影響；③刺激電壓低；④不干擾手術(shù)操作。局限性：①SEP對脊髓運(yùn)動傳導(dǎo)束功能監(jiān)測是間接的，不能實(shí)時(shí)反映神經(jīng)功能狀態(tài)；②吸入麻醉藥對SEP波幅及潛伏期影響較大。MEP是通過經(jīng)顱電刺激或經(jīng)顱磁刺激激活運(yùn)動皮層的功能區(qū)或脊髓，于相應(yīng)神經(jīng)支配的肌肉記錄到復(fù)合肌肉動作電位。但該技術(shù)難度大，受肌肉松弛藥及吸入烷類麻醉藥的雙重影響，電刺激時(shí)可能引起患者身體抽動，干擾手術(shù)順利進(jìn)行。肌電圖是神經(jīng)纖維受到機(jī)械或電刺激時(shí)所支配的肌肉收縮所產(chǎn)生的電位。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)顯示脊髓、神經(jīng)根運(yùn)動功能情況，避免術(shù)中誤傷，增加手術(shù)操作的安全性。

Li等[2]對200例頸椎手術(shù)監(jiān)測研究顯示，SEP和MEP對神經(jīng)損傷警報(bào)的靈敏度分別為37.5%和62.5%,SEP和MEP結(jié)合使用的靈敏度為100%。Lin等[3]對脊柱手術(shù)監(jiān)測表明，在脊柱手術(shù)中聯(lián)合監(jiān)測SEP、MEP不僅可降低脊髓及神經(jīng)根損傷的風(fēng)險(xiǎn)，它們的高度靈敏性能預(yù)測神經(jīng)損傷，對手術(shù)及麻醉均起到安全管理的作用。李家亮等[4]應(yīng)用神經(jīng)電生理聯(lián)合監(jiān)測性顱內(nèi)動脈瘤手術(shù)表明，神經(jīng)電生理監(jiān)測對術(shù)中腦組織供血情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測可及早發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的腦組織缺血性損害，并及時(shí)采取相應(yīng)干預(yù)措施，從而提高手術(shù)效果。其中，SEP是評估腦組織缺血程度的重要手段，MEP在監(jiān)測后循環(huán)動脈瘤手術(shù)過程中價(jià)值更大。

2頸靜脈球部血氧飽和度監(jiān)測

頸靜脈球部血氧飽和度監(jiān)測(jugular bulb oxygen saturation，SjO2)是利用頸內(nèi)靜脈逆行置管至頸靜脈球部測定腦組織回流靜脈血中氧飽和度的方法。所置入導(dǎo)管端的光導(dǎo)纖維探頭，既直接連續(xù)性測量靜脈血氧飽和度，又可抽取靜脈血進(jìn)行血?dú)夥治觥Ｄ壳把芯科毡檎J(rèn)為SjO2正常低值為 50%～60%,高值為75%[5]。當(dāng)SjO2<50% 提示大腦半球存在缺血性損害風(fēng)險(xiǎn)；SjO2>75%提示存在腦充血或腦代謝降低；SjO2持續(xù)< 50%或>70%均提示腦損害預(yù)后不良[5]。

柳真裕和毛紅燕[5]研究認(rèn)為SjO2可反映大腦半球氧化代謝狀況。許菲璠和劉佰運(yùn)[6]研究顯示,對于腦外傷患者,通過SjO2監(jiān)測可早期明確診斷腦缺血。通過SjO2監(jiān)測優(yōu)化過度通氣治療,可指導(dǎo)補(bǔ)液處理,調(diào)整腦灌注壓以及及時(shí)發(fā)現(xiàn)動靜脈瘺形成。SjO2聯(lián)合使用經(jīng)顱多普勒超聲,還可用于分辨腦充血和血管痙攣。

3腦組織氧分壓技術(shù)

腦組織氧分壓(brain tissue oxygen partial pressure,PbtO2)技術(shù)是隨著電子和光纖技術(shù)發(fā)展起來的有創(chuàng)腦氧監(jiān)測技術(shù)。通過顱骨鉆孔向腦組織置入微傳感器，直接測定腦組織氧分壓,反映所監(jiān)測腦組織氧代謝情況，為早期發(fā)現(xiàn)腦缺血缺氧提供最直接的依據(jù)。優(yōu)點(diǎn)[7]：①操作相對簡單，不需反復(fù)校對；②監(jiān)測探頭有特殊的固定裝置，固定性較好；③對于顱腦外傷患者過度通氣治療的腦氧監(jiān)測，PbtO2可反映不當(dāng)過度通氣造成的氧分壓下降。局限性：①只可反映局部腦組織的氧代謝情況；②探頭置入可能引起微量出血，影響腦氧監(jiān)測的準(zhǔn)確性。一般認(rèn)為PbtO2正常值為15～40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，10～14.9 mmHg為輕度缺氧狀態(tài),5～9.9 mmHg為中度缺氧狀態(tài),<5 mmHg為重度缺氧狀態(tài),維持腦皮質(zhì)功能PbtO2必須大于5 mmHg。

張秋生等[8]對112例重型顱腦損傷患者監(jiān)測預(yù)后顯示，可應(yīng)用PbtO2監(jiān)控對顱內(nèi)壓和腦灌注壓進(jìn)行調(diào)整干預(yù)，甚至在PbtO2正常情況下允許顱內(nèi)壓處于較高水平，PbtO2與預(yù)后呈顯著正相關(guān)。PbtO2對臨床治療有指導(dǎo)意義，可反映患者的預(yù)后，是一種理想的腦氧代謝監(jiān)測手段。

4近紅外光譜技術(shù)及局部腦氧飽和度

近紅外光譜技術(shù)(near infrared reflectance spectroscopy,NIRS)是利用近紅外光在700～900 nm的光譜范圍內(nèi)生物組織具有高散射、低吸收的特性，反映大腦皮質(zhì)激活狀況的血氧代謝變化信息。經(jīng)NIRS的局部腦氧飽和度(regional oxygen saturation,rSO2)測定,是一種安全、無創(chuàng)傷性、操作簡單的監(jiān)測方法，可連續(xù)監(jiān)測rSO2動態(tài)變化規(guī)律，實(shí)時(shí)反映大腦靜脈血氧飽和度及整個(gè)大腦氧代謝的情況。局限性：讀數(shù)的可靠性受到腦外血流的影響。目前認(rèn)為rSO2是反映腦氧供量的良好指標(biāo)。rSO2對腦缺氧非常敏感，即使腦氧變化很小都能引起rSO2值的變化。在常溫靜息條件下，rSO2>75%時(shí)，臨床醫(yī)師不需有創(chuàng)測定顱內(nèi)腦灌注壓也可知道腦灌注壓在正常范圍；rSO2<55%時(shí)，68.2%的時(shí)間腦灌注壓值是<70 mmHg，提示腦灌注不足[9]。

rSO2監(jiān)測有助于早期發(fā)現(xiàn)腦缺血缺氧狀況；具有指導(dǎo)治療的作用，當(dāng)rSO2下降至一定程度時(shí)，積極進(jìn)行手術(shù)、脫水、降低腦代謝等治療，以降低顱內(nèi)壓、提高腦灌注壓。rSO2的變化規(guī)律對顱腦外傷預(yù)后評估有重要意義。Rummel等[10]通過多通道連續(xù)波近紅外光譜監(jiān)測認(rèn)為人類的氧合變化通常發(fā)生在急性腦卒中，該監(jiān)測可作為一個(gè)防止腦缺氧損傷的早期預(yù)測指標(biāo)。

5經(jīng)顱多普勒超聲檢查

經(jīng)顱多普勒超聲檢查(transcranial Doppler,TCD)是目前應(yīng)用最廣泛的方法，其原理基于多普勒效應(yīng)，通過多普勒探針發(fā)出超聲波，經(jīng)過顱骨反映出顱內(nèi)血管中紅細(xì)胞的移動。根據(jù)其血流速度、指標(biāo)及波形，判斷顱內(nèi)血流動力學(xué)變化，為患者術(shù)中是否發(fā)生腦灌注不足提供證據(jù)[11]。局限性：①高度依賴操作人員；②TCD測量局限于較大動脈并只能提供總體指數(shù),而不是局部腦血流速度。正常人大腦中動脈平均血流速度為(65±17) cm/s，重型顱腦傷患者大腦中動脈初始速度通常低于正常水平65 cm/s。蛛網(wǎng)膜下腔出血患者平均血流速度可達(dá)250～300 cm/s，在腦損傷后腦血管痙攣，血流速度增加則不甚顯著，通常為100～200 cm/s。

Helmy 等[12]研究顯示，低血流速度持續(xù)時(shí)間越久,腦損傷越重。高血流速度是腦血管狹窄、大腦中動脈痙攣的反映，合并SjO2增高時(shí)提示腦充血。重度顱腦損傷患者在早期可見腦血流量減少，若恢復(fù)期見腦血流量增加，提示腦損傷康復(fù)可能有利。聯(lián)合應(yīng)用TCD和NIRS測定技術(shù)監(jiān)測可針對腦血流動力學(xué)、術(shù)中栓子以及大腦氧代謝方面進(jìn)行實(shí)時(shí)、同步監(jiān)測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并有效糾正外科、麻醉的臨床操作,減少并防止神經(jīng)系統(tǒng)損害的發(fā)生[13]，具有最佳腦保護(hù)的指導(dǎo)意義。

6微透析技術(shù)

微透析技術(shù)是在腦灌流基礎(chǔ)上發(fā)展起來的較理想、微創(chuàng)、安全、全新的監(jiān)測手段。它是從創(chuàng)傷組織的細(xì)胞外液中通過0.2～0.5 mm的中空探針插入組織液進(jìn)行采樣，可根據(jù)滲透膜濃度梯度發(fā)生改變。微透析技術(shù)獨(dú)有取樣連續(xù)性，為顱腦創(chuàng)傷生物化學(xué)研究和損傷后腦保護(hù)研究提供了新的途徑[14]。優(yōu)點(diǎn)：①探針比其他監(jiān)測儀器小；②滲透膜起到物理屏障的作用，阻止大分子及混雜物進(jìn)入腦組織；③可通過探針注射藥物或其他化合物。局限性：①分辨率有時(shí)間的限制，通常10 min作為收集時(shí)間較好；②仍屬于侵襲技術(shù)，對組織有創(chuàng)傷；③低分子溶質(zhì)在灌流液可能擴(kuò)散到間質(zhì)中，從而干擾細(xì)胞外環(huán)境或穩(wěn)態(tài)平衡。

Bossers等[15]的系統(tǒng)回顧顯示，微透析技術(shù)是迄今為止唯一的抽樣技術(shù)，延長了成分變性時(shí)間。Purins等[16]對創(chuàng)傷性腦損傷患者的研究顯示，微透析技術(shù)監(jiān)測腦組織氧合可作為監(jiān)測的一種補(bǔ)充，而不是替代監(jiān)測。Asgari等[11]對創(chuàng)傷性腦損傷患者用微透析技術(shù)進(jìn)行血管舒張或收縮劑應(yīng)用的監(jiān)測顯示，可作為大腦血管代謝的監(jiān)測管理應(yīng)用。

7腦電雙頻指數(shù)監(jiān)測

腦電雙頻指數(shù)(bispectral index,BIS)監(jiān)測是計(jì)算機(jī)利用雙頻譜分析法，將原始腦電圖信號的時(shí)間與振幅關(guān)系轉(zhuǎn)換成頻率與功率關(guān)系后所得的無量綱指數(shù)。當(dāng)肌電值<40、質(zhì)量信號指數(shù)>80%時(shí)記錄數(shù)據(jù)。伍義[17]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)BIS值持續(xù)>80，患者具有較大可能會清醒；當(dāng)BIS值持續(xù)<20且呈進(jìn)行下降的患者，其存活可能性則大大降低；當(dāng)BIS值持續(xù)穩(wěn)定在40～60，則患者大多呈植物狀態(tài)，表明對心肺復(fù)蘇患者的預(yù)后，BIS值有預(yù)測的價(jià)值。伍義[17]研究表明，BIS值主要反映大腦皮層電活動,尚無證據(jù)表明BIS值能反映腦干電活動。

8核磁共振代謝組學(xué)檢驗(yàn)

核磁共振代謝組學(xué)檢驗(yàn)是利用共振波譜分析的物理原理，原子核通過磁場發(fā)射某種射頻信號，被接收器截獲后編碼信息并處理得到圖像或波譜的一種方法。它不需要進(jìn)行樣品的提取、純化等復(fù)雜的預(yù)處理過程，對創(chuàng)傷患者入院24 h內(nèi)腰椎穿刺進(jìn)行腦脊液樣本采集，經(jīng)過離心、去蛋白、離心等轉(zhuǎn)移至核磁共振管中即可進(jìn)行監(jiān)測[18]。氫質(zhì)子磁共振波譜作為無創(chuàng)探測活體組織化學(xué)特性的方法，敏感性較高。林愛琴等[19]的研究提示可通過提高N-乙酰天門冬氨酸值以達(dá)到早期治療、減輕致殘率和致死率的目的。

9術(shù)中CT

術(shù)中CT是一種簡單易行、成像時(shí)間短、能提供高質(zhì)量圖像的技術(shù)，其不但可明確腦內(nèi)血管開放程度，還可提供腦組織灌注情況。優(yōu)點(diǎn)[20]：①可及時(shí)、準(zhǔn)確提供腦灌注情況；②可明確動脈瘤是否完全夾閉、載瘤動脈及穿支動脈是否通暢；③可明確術(shù)區(qū)有無出血及術(shù)中血腫清除是否滿意。

10PET局部腦氧代謝率測定

PET是一種能無創(chuàng)監(jiān)測機(jī)體任何部位生理、生化過程的技術(shù)，通過靜脈注射由放射正電子核素標(biāo)記的示蹤劑,放射出的正電子與人體內(nèi)的電子相結(jié)合,湮滅后產(chǎn)生的γ射線穿出人體,在體外用PET 進(jìn)行測量正電子產(chǎn)生γ射線的技術(shù)。該技術(shù)目前更多地停留在基礎(chǔ)和臨床研究的層面。

11小結(jié)

目前，術(shù)中腦代謝的監(jiān)測種類多，已有非常大的進(jìn)展。圍術(shù)期、臨床觀察及基礎(chǔ)研究中可利用這些監(jiān)測技術(shù)判斷早期腦缺血缺氧，指導(dǎo)麻醉用藥及手術(shù)操作，評價(jià)顱腦病情、臨床診治及預(yù)后等，從而早期診治，降低致殘率和病死率，起到術(shù)中腦保護(hù)的作用。在今后的研究中，如何合理、有效地運(yùn)用這些監(jiān)測技術(shù)并將其廣泛運(yùn)用到臨床，仍待進(jìn)一步探索。

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Research Progress of Intraoperative Brain Metabolism MonitoringZHOUYi-jiaoa,JIAOShu-lana,ZHAONing-huib.(a.DepartmentofAnesthesiology,b.DepartmentofNeurosurgery,theSecondAffiliatedHospitalofKunmingMedicalUniversity，Kunming650101,China)

Abstract：In craniocerebral injury death population,the incidence of cerebral ischemia and hypoxia is as high as 90%;in craniotomy there are also many factors affecting cerebral metabolism,the occurrence and protection of secondary cerebral ischemia and hypoxia after craniocerebral injury have always been the hot spots of research and discussion.The importance of cerebral metabolic monitoring should not be ignored either in neurosurgery,or anesthesia or intensive care unit.The research on monitoring of intraoperative brain metabolism,can guide neurosurgical anesthesia drug use and understand the drug differences,avoid surgery and anesthesia caused brain damage,reduce the postoperative complications,and provide monitoring guidance for intraoperative cerebral protection;individualized monitoring can reduce the cost,improve the quality of life of the patients for later stage; and explore intraoperative anesthesia management,and strengthen anesthesia quality management.

Key words：Brain metabolism； Operation； Monitoring

收稿日期：2014-10-20修回日期：2014-12-26編輯：相丹峰

基金項(xiàng)目：云南省中青年學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人后備人才資助項(xiàng)目(2009CI034)；云南省衛(wèi)生廳衛(wèi)生系統(tǒng)學(xué)科帶頭人培養(yǎng)計(jì)劃(D-201221)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.17.046

中圖分類號：R651.11

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)17-3196-03