腦氧飽和度監測在單肺通氣中的應用進展

沈心怡 余建明

局部腦氧飽和度監測利用了近紅外光譜技術，通過連續無創的監測來反映腦組織的氧供需狀態。局部腦氧飽和度監測在臨床上被廣泛用于心臟手術及神經外科、胸科、腹部等非心臟手術[1]。尤其在胸科手術中，需要在全身麻醉下行單肺通氣。由于單肺通氣會影響正常生理機制，引起一系列生理病理變化，導致通氣/血流比失衡，產生肺內分流，引起低氧血癥等嚴重并發癥，與術后認知功能障礙的發生也有一定相關性。使用局部腦氧飽和度監測能針對性的間接反映腦組織的氧供與氧耗，有助于術中麻醉管理，降低術后并發癥發生率，從而改善預后。

1 腦氧飽和度監測概況

1.1 近紅外光譜技術原理 近紅外光譜技術是根據人體組織對近紅外光譜的吸收不同從而實現對局部氧飽和度進行連續無創的監測[2]。局部腦氧飽和度監測儀通過持續發射波長在700～1100nm的近紅外光[3]，穿透皮膚、骨骼及腦組織深處，被氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白分別吸收，根據兩者的吸收光譜不同加以區分，根據朗伯比爾定律（Lambert-Beer law），計算出組織中兩者的相對濃度，進而得出局部氧飽和度。

1.2 近紅外光譜技術優點 近紅外光譜技術測得的腦氧飽和度是腦組織混合氧飽和度，由30%的動脈血和70%的靜脈血加權后得出[4]，對腦缺氧較敏感，且不受動脈搏動、低血壓、無血流的影響，可對局部腦氧飽和度進行無創、連續的監測，反映腦組織氧供和氧耗的平衡情況。

1.3 影響因素 影響腦氧飽和度的因素有年齡、血紅蛋白濃度、指脈氧飽和度、呼末二氧化碳、體溫、探頭放置位置、術中體位等。腦氧飽和度的絕對數值在人群中的波動范圍較大，一項對健康志愿者的研究中測得正常范圍在（71.2±3.9）%[5]。Kobayashi等[6]認為，腦氧飽和度較基礎值下降20%或絕對值低至50%時可能存在腦缺氧。因此，應動態監測術中腦氧飽和度的變化，關注其在基線水平的波動比絕對值更有臨床意義[7]。

2 腦氧飽和度監測在單肺通氣中的應用

2.1 單肺通氣的影響 單肺通氣是指利用雙腔支氣管導管只對一側肺通氣的方法，廣泛應用于胸科手術，主要目的是隔離患側肺，減少肺活動，減少手術操作對膨脹肺的損傷等，是胸科手術的必要條件，同時也影響了正常生理機制[8]。

單肺通氣時，非通氣側的肺泡萎陷，肺泡通氣量減少，肺血流灌注良好，造成通氣/血流（V/Q）比降低[9]；通氣側的氣道壓升高，增大了血管阻力，引起肺內分流增加。通氣/血流比失衡和肺內分流增加，會導致氧合下降，甚至發生低氧血癥，發生率為9%～27%[10]。這種氧合下降大多數患者未表現出明顯的低氧血癥，可能與缺氧性肺血管收縮（HPV）[11]有關。缺氧性肺血管收縮是肺循環對缺氧產生的代償性保護機制，當肺泡氧分壓低于60mmHg時，肺血管迅速收縮，從而減少肺內分流，改善通氣/血流比失衡，緩解低氧血癥的發生。缺氧性肺血管收縮受到手術、患者情況、麻醉藥物等多方面因素影響。其中，吸入性麻醉藥物被證實會抑制缺氧性肺血管收縮，從而加重機體的缺氧。

2.2 單肺通氣與腦氧飽和度的關系 由于單肺通氣時特殊的病理生理變化，容易引起機體缺氧，導致腦組織氧供需失衡，影響患者術后腦功能。研究表明，在單肺通氣期間，大部分患者的腦氧飽和度有不同程度的下降，并與術后認知功能有一定相關性[12]。

Kazan等[13]發現在單肺通氣期間，腦氧飽和度會顯著降低，同時行血氣分析發現，動脈氧分壓顯著低于基線值，然而指脈氧飽和度無明顯變化。Johnson等[14]研究了單肺通氣對腦氧飽和度的影響，測得腦氧飽和度基線值為54～76%，單肺通氣時有24%的患者低于基線值的80%，14%的患者低于基線值的75%；并且當低腦氧飽和度發生時，測得的心率、血壓、指脈氧飽和度、呼末二氧化碳等常規監測指標均在正常范圍內。Hermerling等[15]對20例行單肺通氣的患者進行腦氧飽和度監測，發現所有患者均出現腦氧飽和度下降且低于基礎值的85%，其中70%的患者低于基礎值的80%，并與常規監測指標無關。國內也有學者得出類似結論，丁超等[16]發現老年食管癌患者單肺通氣期間，均發生腦氧飽和度降低，70%的患者降幅超過基礎值的20%，30%的患者降幅超過25%，并與體位、常規臨床監測指標無相關性。

Bluteau等[15]研究了單肺通氣對腦氧飽和度影響的因素，發現單肺通氣期間，在缺氧性肺血管收縮代償性保護的同時，仍不能完全避免肺內分流的發生，出現局部低腦氧飽和度。雖然這一變化能維持機體整體氧合，但局部低腦氧飽和度造成的腦缺氧及其術后預后，有待進一步的研究。

Nagata等[17]比較了丙泊酚靜脈麻醉和七氟醚吸入麻醉兩種麻醉維持方式對單肺通氣期間腦氧飽和度的影響，發現均出現了腦氧飽和度下降，但兩者之間無明顯差異。然而，國內學者的研究得出了不同的結論。倪劍武等[18]比較了丙泊酚和七氟醚對單肺通氣時肺內分流的影響，發現丙泊酚和低濃度七氟醚在單肺通氣期間均導致肺內分流增加，七氟醚更明顯。劉卓等[19]同樣比較了丙泊酚和七氟醚對腦氧飽和度的影響，發現七氟醚吸入維持麻醉的患者腦氧飽和度較丙泊酚維持麻醉較高，推測可能丙泊酚對缺氧性肺血管收縮的抑制較七氟醚明顯。

龔亞紅等[20]研究了單肺通氣期間患者腦氧飽和度降低的相關影響因素，結果提示，單肺通氣期間的氣道峰壓可能與腦氧飽和度降低有一定相關性，氣道峰壓對靜脈回流的影響可能導致腦血流灌注、心輸出量的減少，從而進一步使腦氧供需失衡，導致局部腦氧飽和度降低，而術中收縮壓、呼末二氧化碳、血紅蛋白不是影響腦氧飽和度的相關因素。

2.3 低腦氧飽和度與認知功能障礙 術中腦組織的氧供需情況會對術后的神經功能產生一定影響，然而當腦組織出現局部的氧供需失衡導致腦缺氧時，常規的術中監測如心率、血壓、指脈氧飽和度、血氣分析等并不能直觀、實時地反映。腦氧飽和度監測能有效無創連續監測腦組織的氧供需平衡狀態，預防低腦氧飽和度，減少術后認知障礙的發生率。

Tang等[21]對76例行單肺通氣患者的研究顯示，術中腦氧飽和度低于基礎值65%持續5min即出現術后認知功能改變；有約1/3的患者在術后早期（3h）發生認知障礙，其中90%在術后24h恢復；術中均有不同程度的腦氧飽和度下降，這一變化使術后早期腦缺氧的發生率增加一倍。

Fischer等[22]研究了單肺通氣期間腦氧飽和度低于65%與術后并發癥發生率的相關性，發現術后認知障礙的發生率與腦氧飽和度降低程度、持續的時間均相關。腦氧飽和度小于65%超過5min，術后認知功能障礙的發生率增加一倍；腦氧飽和度小于60%超過30min，術后認知功能障礙的發生率增加十倍。

Li等[23]研究發現，單肺通氣期間，腦氧飽和度降低程度大于基線值的10%時，就可能出現術后認知水平的下降，從而提出局部腦氧飽和度可作為術后認知功能障礙發病的重要預測因子。Suehiro和Okutai等[24]研究發現，單肺通氣期間，出現低腦氧飽和度患者的術后簡易智力狀態檢查量表（MMSE）評分顯著低于腦氧飽和度正常的患者，且降低持續時間越長，評分下降程度越大。丁超等[16]研究發現，腦氧飽和度低于50%與發生術后認知功能障礙有顯著相關性。

3 小結及展望

腦氧飽和度監測利用了近紅外光譜技術，由于其操作簡便，反應靈敏，能無創實時地獲得連續的局部腦氧飽和度數值，已被廣泛用于術中麻醉監測管理。在單肺通氣期間進行腦氧飽和度監測，可以早期發現腦組織氧供需失衡狀態。

單肺通氣是胸科手術得以順利進行的關鍵麻醉技術保障，但會引起通氣/血流比例失衡、肺內分流、缺氧性肺血管收縮等改變，導致機體氧合下降，腦氧飽和度降低，目前已有較多研究證實了在單肺通氣期間低腦氧飽和度與部分術后認知功能障礙之間具有相關性，且與術中腦氧飽和度的下降程度和持續時間呈正相關。因此，在單肺通氣術中進行腦氧飽和度監測是很有必要的，可以早期發現腦組織氧供狀態，減少術后并發癥，改善患者預后，提高生存質量，值得推廣。

由于腦氧飽和度值在個體間的差異較大，目前對低腦氧飽和度還未有一個統一規范的定義，對于腦氧飽和度降低到何種程度需要臨床干預、采用何種措施干預尚無明確的文獻報道。對于單肺通氣導致的低腦氧飽和度引起除術后認知功能障礙以外的術后并發癥及對術后遠期預后的影響有待進一步研究。