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

姚德貞 王麗杰

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院兒科重癥監(jiān)護病房，遼寧沈陽 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展緩慢。膿毒癥是兒科重癥監(jiān)護病房（pediatric intensive care unit，PICU）最常見的危重疾病，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78.8%，病死率高達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［4］，以臨床表現(xiàn)為主，缺少客觀的診斷指標(biāo)，臨床上常由于沒有及時發(fā)現(xiàn)胃腸功能障礙而錯過最佳治療時期，導(dǎo)致胃腸功能衰竭，甚至死亡。因此，尋找能夠?qū)ξ改c功能動態(tài)監(jiān)測的指標(biāo)對目前臨床工作進展及改善患兒預(yù)后至關(guān)重要。

近紅外光譜 （near-infrared spectroscopy，NIRS）是一種無創(chuàng)、實時地監(jiān)測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度由HbO2與HbR的比值決定，通過二者在組織中的平均值計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NIRS監(jiān)測rSO2是近年來廣泛應(yīng)用的評估組織氧合狀態(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，通過監(jiān)測腸系膜上動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 研究對象

前瞻性納入2021年1～12月入住中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院PICU所有診斷為膿毒癥的患兒，同時選取兒童保健科健康體檢兒童為健康對照組，年齡范圍1月齡至14歲。排除合并先天性心臟病（如動脈導(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)測到腸系膜血氧飽和度）的患兒。本研究已通過醫(yī)院倫理委員會批準（2021PS037K）。

1.2 診斷標(biāo)準

膿毒癥診斷標(biāo)準采用2005年國際兒童膿毒癥診斷共識中的標(biāo)準［7］。胃腸功能障礙采用1995年第四屆小兒急救醫(yī)學(xué)研討會制定的診斷標(biāo)準：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)入院時或PICU住院期間有無胃腸功能障礙發(fā)生分為胃腸功能障礙組及無胃腸功能障礙組；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)入院時或PICU住院期間有無胃腸功能障礙發(fā)生分為胃腸功能障礙亞組和無胃腸功能障礙亞組。

1.4 胃腸道rSO2監(jiān)測方法

本研究統(tǒng)一選取餐后1 h測量腸系膜rSO2，避免腸道蠕動及喂養(yǎng)狀態(tài)對rSO2的影響。所有入院時或住院期間診斷膿毒癥的患兒，每天上午9～12點，下午2～4點（餐后1 h），應(yīng)用NIRS儀器（RDS-7，Masimo）連續(xù)測量3～5 min的腹部rSO2，上下波動不超過2%為腹部血氧飽和度值。傳感器2個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始監(jiān)測rSO2直至診斷后48 h。無胃腸功能障礙組監(jiān)測rSO2到出院/死亡。健康對照組在取得家長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)測曲線對應(yīng)的rSO2平均值進行分析。

1.5 觀察指標(biāo)

對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評分（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），住院期間是否輸血、是否使用兒茶酚胺類藥物、血培養(yǎng)是否陽性、感染灶、機械通氣時間、PICU住院時間、住院費用、28 d病死率。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析

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

2 結(jié)果

2.1 研究對象的基本資料

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，見表1。健康對照組40例，年齡為36（8，60）個月；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、無胃腸功能障礙組患兒與健康對照組兒童的性別構(gòu)成（χ2=2.033，P=0.991）、年齡（H=2.370，P=0.306）、BMI（H=2.186，P=0.335）差異無統(tǒng)計學(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例入院時即存在胃腸功能障礙，余9例胃腸功能障礙中位發(fā)生時間為入住PICU后15（5，100）h。與無胃腸功能障礙組比較，胃腸功能障礙組rSO2、白蛋白低，機械通氣時間長，PRISMⅢ評分、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）。見表2。

表2 胃腸功能障礙組與無胃腸功能障礙組臨床資料比較

2.3 胃腸功能障礙組、無胃腸功能障礙組與健康對照組rSO2比較

胃腸功能障礙組rSO2［64%（60%，67%）］、無胃腸功能障礙組rSO2［72%（70%，78%）］、健康對照組rSO2［78%（76%，84%）］比較，差異有統(tǒng)計學(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低于無胃腸功能障礙組及健康對照組，無胃腸功能障礙組rSO2低于健康對照組（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病死率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表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)后包括機械通氣時間延長、28 d病死率增高。這與國外近期研究結(jié)果一致，Padar等［8］研究表明胃腸功能衰竭患者機械通氣時間更長，ICU住院時間更長，30 d和90 d病死率更高。2008年Reintam等［9］將胃腸功能衰竭評分整合到序貫器官衰竭評分系統(tǒng)后，可以更好地預(yù)測ICU病死率，并且是病死率的獨立預(yù)測因子（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，膿毒癥患兒會出現(xiàn)不同程度的血流動力學(xué)紊亂，此時優(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)險評分可以提高預(yù)測價值。

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。從采樣時間角度，本研究納入診斷膿毒癥患兒24 h內(nèi)化驗結(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達到峰值，故CRP在兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。大量研究表明PCT對膿毒癥病情嚴重程度及預(yù)后判斷更具特異性和敏感性，因此，臨床上對高度疑似細菌感染引起的膿毒癥，不能單純應(yīng)用CRP水平判斷是否是細菌感染及病情嚴重程度，需聯(lián)合多種生物標(biāo)志物綜合判斷，或動態(tài)監(jiān)測生物標(biāo)志物［10］。膿毒癥多種發(fā)病機制均可引起腸道功能破壞，毛細血管通透性增加，出現(xiàn)嚴重毛細血管滲漏，短時間即可出現(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重程度的評估，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、胃泌素和胃動素、白細胞介素10和分泌性免疫球蛋白A、血清成纖維細胞生長因子19等［16-19］，但目前多局限于實驗室階段。

NIRS適用于評估不同器官的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)后血運恢復(fù)的評估［20-23］，但對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重影響，而rSO2為能夠早期檢測的指標(biāo)［25］。本研究嘗試通過床旁rSO2實時監(jiān)測胃腸道的灌注情況，發(fā)現(xiàn)胃腸功能障礙組rSO2明顯低于無胃腸功能障礙組及健康對照組，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重。為確認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導(dǎo)致rSO2的下降，故進行了細化的研究。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仍較無胃腸功能障礙亞組明顯降低，進一步證實了NIRS對胃腸功能障礙的監(jiān)測意義。

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缺血患者rSO2范圍分別為15%～29%和45%～93%，差異具有統(tǒng)計學(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)險顯著增加獨立相關(guān)（優(yōu)勢比14.1，P=0.01）。Kaufman等［29］將腹部rSO2聯(lián)合胃pH值監(jiān)測、全身混合靜脈血氧飽和度和血乳酸進行對比，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)計學(xué)結(jié)果。本研究大多數(shù)患兒入院時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，未來連續(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rSO2的特異性可能需要進一步研究，本研究所得的rSO2數(shù)值可能無法在不同的NIRS傳感器之間通用［25］。然而，作為一項單中心研究，我們相信該結(jié)果為進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作為一種無創(chuàng)、實時、連續(xù)、可床邊操作的工具，有希望用于對胃腸功能的多模態(tài)監(jiān)測，尤其可以用于研究膿毒癥患兒胃腸道血流動力學(xué)，為兒童胃腸功能障礙提供早期預(yù)警資料。