腦氧飽和度監測在臨床中的應用研究進展

管飛杰

（桂林醫學院第二附屬醫院麻醉科，廣西 桂林 541100）

大腦中樞是維持生命和意識的器官，中樞神經系統對缺氧極為敏感，腦質量僅為體質量的2%，而腦血流卻占全身血流量的15%～20%，故在圍手術期保證大腦、心臟等重要臟器的灌注對患者術后康復起著至關重要的作用[1]。目前臨床常用脈搏氧飽和度監測機體氧合狀態，其無法直接靈敏地反映大腦氧飽和度變化，并在早期不易發現腦組織缺氧的情況。腦氧飽和度是近年臨床圍手術期麻醉監測中的一項新技術，依據紅外光譜學方法，對大腦的局部區域混合血液進行氧飽和度的測定，從而評估腦組織代謝情況，且該方法可以持續性地對腦血氧飽和度進行監測，同時腦氧飽和度監測受到溫度、體質量、脈搏波動的影響較小，靈敏度較高，在臨床各個領域均得到廣泛使用，并取得較好的使用效果[2]。基于此，現將對腦氧飽和度監測的工作原理，并在臨床各個領域的應用價值展開綜述，以提升圍術期治療的安全性。

1 腦氧飽和度監測的基本原理

腦氧飽和度監測主要使用朗伯 - 比爾定律，即光線在溶液中通透性與溶液中可吸收分子的密度、濃度及波長之間存在密切的聯系，可通過對通透性的檢測，以判斷腦部是否存在缺氧、缺血[3]。腦氧飽和度監測與脈搏血氧儀原理相似，依照紅外光譜的原理，近紅外光本身在人體的穿透性較強，可到達人體頭皮、顱骨及腦組織，近紅外光被組織中的氧合血紅蛋白、血紅蛋白吸收后，得出入射光和反射光強度之間的差值，通過計算可得出腦氧飽和度。另外，紅外線在進入到顱內之后，與氧合血紅蛋白、血紅蛋白、細胞素等發色基團結合，會出現衰減的情況，而不同的發色基團對紅外線的吸收具有自身的差異性，通過測量組織中發射出的紅外線強度，依照朗伯 - 比爾定律即可獲取腦氧飽和度的數值[4]。腦氧飽和度監測可用于測量局部腦組織、動脈和靜脈血液中的混合血氧飽和度，并且無需動脈的波動信號，而腦血容量中靜脈血流豐富，約占70%，所以主要反映的是腦部靜脈血氧飽和度，該檢測方法可以連續反映腦組織供氧情況，因此在臨床具有較高的應用價值。

2 腦氧飽和度監測在臨床的應用

2.1 骨科 腦組織對于缺氧高度敏感并且耐受性差，在進行骨科手術的操作中，高齡患者血管彈性差，更容易出現腦供血不足。在手術過程中，由于藥物、手術操作等原因會造成一過性低血壓，極易誘發局部腦組織缺血缺氧，引起術后譫妄，因此通過監測腦血流、腦血氧飽和度，可以了解患者腦供氧情況，更有利于骨科手術的進行。已有研究認為，術后譫妄與腦缺血、缺氧損傷密切相關，而近紅外光譜儀可連續無創監測腦血氧飽和度，反映腦氧供給與消耗情況，在老年骨科手術中對術后認知功能狀態的預測價值已得到認可[5]。因此，麻醉期將局部腦氧飽和度維持在合理范圍內，無疑對于減輕腦缺血缺氧損傷和維持腦正常代謝，減少術后譫妄意義重大。李茜等[6]研究中，通過無創監測腦血氧飽和度，可預測高齡骨科下肢手術患者術后譫妄的發生，提示調整術中腦灌注，對減少高齡骨科患者術后譫妄發生有指導意義，印證了術后譫妄與腦缺血、缺氧密切相關的結論。因此可以顯示腦氧飽和度監測在骨科中的應用價值較高，不僅可以在手術中維持各項生命體征的穩定，防止發生腦缺氧、術后譫妄等問題，還可保護腦部各項功能，利于術后恢復。

2.2 兒科 腦氧飽和度監測在兒科也具有較高的應用價值，對于呼吸窘迫綜合征患兒，在進行輔助通氣的過程中，對腦氧飽和度進行監測可更加準確地確定氧流量，并增加內臟氧合；而對早產兒進行腦氧飽和度監測則可更加全面地了解患兒的情況，及時發現疾病，積極實施相應的治療措施[7]。而在小兒手術操作中，因患兒年齡較小，可能出現術后認知功能障礙，對術后康復進程造成影響，腦氧飽和度可反映患兒腦組織供氧和氧耗之間的平衡變化，通過該方法及時判斷患兒腦部氧合情況[8]。研究顯示，高原地區兒童腹腔鏡手術中加入腦氧飽和度監測，術后7 d患兒簡易智力狀態檢查量表（MMSE）評分顯著高于術后3 d，術后3、7 d中樞神經特異性蛋白（S-100β）水平均低于術后1 d，可見對患兒腦氧飽和度監測可起到保護大腦的作用[9]。陸春梅等[10]也指出，新生兒換血術中加入腦氧飽和度監測，整個手術操作過程中可獲取更加完整的腦部氧合狀況，避免出現腦部缺氧的現象。患兒由于年齡較小，病情變化快，機體各項生命體征也會隨著病情發展發生改變，在進行腦氧飽和度監測之后，醫師可更加全面地分析患兒的基本情況，及時應對緊急情況，以提升對疾病的綜合效果干預，同時患兒處于快速發育階段，一旦腦部長期血氧飽和度不足，對后期的生長發育也會造成影響，通過監測可及時發現血氧飽和度方面的問題，實施相應的干預治療，提升疾病治療的安全性。

2.3 神經外科 神經外科手術在操作的過程中會引起機體劇烈的應激反應，使交感神經發生興奮，出現腦組織水腫和顱內壓增加，降低腦組織灌注，如情況較輕會造成術后認知功能障礙，嚴重時還可能引發腦疝，甚至威脅生命，因此需要在圍術期對腦功能進行持續監測。另外，神經外科方面的疾病本身對于顱腦的損傷就較為嚴重，患者自身會發生缺氧和缺血的問題，如果不能及時掌握患者的腦部血氧情況，可能導致搶救不及時的情況發生。而血氧飽和度持續監測，可以幫助醫師更好地掌握血氧情況，安排治療和搶救，提升疾病的整體治療效果。有研究顯示，顱腦損傷的患者腦組織水腫的出現，會導致顱內壓不斷升高，進而發生腦血流減少、腦組織的缺血、缺氧，最終對腦部產生不可逆轉的損傷[11-12]。

重型顱腦損傷則屬于一種對腦部損傷較大的疾病，對于重型顱腦損傷患者在進行腦氧飽和度監測后，可更好地了解腦組織的基本代謝情況，更加全面地了解腦部血流灌注情況，對顱內壓升高是否為腦缺血進行判斷，然后結合實際情況給予患者抗休克、提升動脈血壓及降低顱內壓等對癥支持治療，以維持腦血流灌注[13-14]。王忠等[15]在研究中，將重型顱腦損傷患者分為對照組（神經外科重癥傳統監護治療）與聯合組（神經外科重癥傳統監護治療+動態顱內壓+腦氧飽和度監測），結果發現，與對照組比，聯合組患者在神經外科重癥監護病房住院時間顯著縮短，并發癥發生率、6個月后的死亡率均顯著降低，出院時格拉斯哥昏迷指數（GCS）評分、格拉斯哥預后評分（GOS）評分均得到顯著提升，取得較好的疾病治療效果。而研究也顯示，在前循環急性缺血性腦卒中機械取栓術的治療中，腦氧飽和度監測目標導向治療后，患者腦出血轉化、腦血管再閉塞等發生率及病死率均明顯降低[16]。同時在老年動脈內膜剝脫術中進行腦氧飽和度監測，各血管活性藥物用量和心肌耗氧量減少，可更好地控制患者血壓[17]。

2.4 心外科 心臟手術操作復雜，心臟本身承擔了供血的功能，在手術過程中不可避免地對腦部的血流造成影響，特別是復雜性心臟手術，患者可發生術后譫妄，對預后不利。研究也顯示，術中腦氧飽和度監測會降低患者術后神經系統并發癥、認知功能障礙的發生率，如果在手術過程中對腦氧飽和度進行監測，便于制定更加合理的疾病干預方案[18-19]。而在微創冠脈旁路移植術手術的治療中，腦氧飽和度監測可反映出腦組織血氧供需，通過調控并維持患者圍手術期腦氧飽和度，以減少腦組織灌注障礙、腦氧代謝紊亂等神經方面的并發癥的發生，更加準確、及時地評估患者腦部血供和腦組織氧供情況，以維持血壓和內環境的穩定，必要時及時調整手術方案，保證腦 灌注[20]。

體外心肺復蘇也屬于疾病搶救的一個重要的內容，其中腦氧飽和度可對腦部灌注進行監控，以保證腦部血流灌注正常，經過監控后，患者呼氣末二氧化碳分壓顯著降低，搶救后腦組織局部氧飽和度得到提升，因此腦氧監測能及時發現患者腦區氧供狀況和腦血流變化情況，及早對腦組織缺血、缺氧做出判斷，有利于提升搶救成功率[21]。

2.5 感染性疾病 感染性休克是一種在重癥監護室發生率較高的疾病類型，可能導致患者呼吸困難，會對腦部的供氧造成影響，使腦部發生缺氧和缺血，影響疾病恢復，甚至威脅生命；且在疾病發生之后腦灌注會明顯降低，腦部氧代謝和腦血流量也會降低，導致平均動脈壓降低，而在治療中對組織灌注水平的監控非常關鍵，腦氧飽和度監測可及時掌握可腦部含氧量，進而制定相應的干預措施，提升患者心輸血量和循環血量，確保機體內傷循環的正常。許承斌等[22]在研究中指出，復蘇72 h的感染性休克患者平均動脈壓、中心靜脈壓及中心靜脈血氧飽和度均顯著改善，可提升搶救成功率；袁博[23]在研究中也指出，腦氧飽和度監測指導腦灌注有利于感染性休克患者血流動力學、腦鈉肽的恢復，復蘇48 h后患者平均動脈壓、中心靜脈壓、腦鈉肽、乳酸水平均顯著改善，提升患者組織灌注、氧代謝情況，安全性良好。

膿毒血癥屬于全身性炎癥反應綜合征，因感染調節系統失調，機體內存在大量的促炎因子，在多種介質相互作用下形成細胞因子風暴和瀑布樣炎癥級聯反應，導致機體血液灌注不足，嚴重威脅患者的生命安全。在進行疾病治療的過程中，腦氧飽和度與耗氧量之間存在密切的聯系，可反映腦部氧代謝具體情況，使醫師更加及時地掌握液體復蘇治療的時機，為心律、脈搏等指標的監控起到積極作用[24]。

3 腦氧飽和度監測的影響因素

3.1 技術因素 腦氧飽和度監測過程中因為電極片放置位置不當或者操作不正確會導致信號受到一定程度的影響，導致手術過程中無法獲取準確的數值，并且數據也會受到頭皮和頭骨內血流的影響[25]。而且近紅外線無法穿透探頭和組織之間的氣體和出血層，使硬膜外、硬膜下、腦組織中出血或者顱內積氣時光線受到干擾，使檢測的準確性受到較大的影響。

3.2 患者自身因素 影響腦氧飽和度監測患者自身方面的因素主要包括腦灌注量、腦供氧需求，相關研究顯示，年齡會對腦氧飽和度監測造成一定的影響，隨著年齡增長患者腦供氧量減少，微循環改變，降低了腦氧飽和度[26]。有研究中還指出，體質量、身高、頭部大小、性別等因素不會對腦氧飽和度監測造成影響，但是麻醉深度、手術中通氣方式等會對腦氧飽和度產生一定的影響，特別是麻醉鎮痛藥物、肌松藥物、鎮痛藥物會導致全身血管擴張、體熱散失，血乳酸、血紅蛋白及二氧化碳濃度均發生變化，使腦部供氧量下降；吸入麻醉藥物七氟烷相較于靜脈麻醉藥物可導致腦氧飽和度升高，而左心室射血分數、腎小球濾過率及血細胞比容也會對腦氧飽和度監測結果產生影響，但年齡、性別、體質量指數對其的影響相對較小[27]。可見，腦氧飽和度監測在各個疾病的治療中影響因素均較多，需加強監控，以保證手術或治療的安全。

4 小結與展望

腦氧飽和度反映了腦部氧供和氧需之間的關系，多采用紅外光譜學方法對大腦局部區域混合血液飽和度進行測定，評估腦組織腦代謝具體情況，在監控顱腦損傷、蛛網膜下腔出血后腦灌注受損及指導維持腦灌壓過度通氣方面的治療中具有積極作用；還可及時監測腦血流的動態變化，對腦組織的缺血、缺氧制定全面的干預措施，更好地指導術中麻醉和疾病搶救，降低神經系統并發癥的發生率，因此在骨科、兒科、神經外科、心外科、感染性疾病的治療中發揮重要作用。但是該方法在實際操作中也存在一定局限性，受到技術方面的限制、患者等因素的影響，指標獲取方面存在一定誤差，因此需要多次測量取平均值，以發揮出最大的使用優勢，提升臨床干預效果。