頸內靜脈球血氧飽和度監(jiān)測在心臟外科手術中的臨床應用進展

謝亭亭，馬 鶴，姜 葳，劉 宇，潘振祥

(吉林大學第二醫(yī)院 麻醉科，吉林 長春130041)

在心臟外科手術中，臨床常通過體外循環(huán)(CPB)時的血壓，血氧飽和度等監(jiān)測來判斷患者腦部供血是否充足，但是效果不甚理想。近年來出現了頸靜脈球血氧飽和度(SjvO2)這一檢測項目，通過大量臨床試驗表明體外循環(huán)期間監(jiān)測SjvO2能夠降低患者腦部缺氧發(fā)生的風險，可以對臨床工作提供一些參考。

1 理論基礎

血液從腦靜脈竇流入頸內靜脈球。頸靜脈球是頸內靜脈起源的擴張孔。從乙狀竇排出到頸內靜脈的血液很少與大腦外的血液混合。由于該處的血液不受外部血液污染，因此SjvO2可以準確反映腦氧供應與耗氧量之間的關系.SjvO2的正常基線值為54%至75%[1]。如果它的值大于75%表明腦供氧超過腦氧消耗。當值低于50%意味著腦氧供應量低于腦氧消耗量。如果腦灌注(CBF)不能滿足腦氧代謝的需要，可能會引起低灌注相關性缺氧。當SjvO2低于40%時，可能會發(fā)生腦缺氧。

正常情況下腦血流每分鐘750-1 000 ml，并且腦血流分布不均，平均約為54 ml(100 g.min)，臨界腦血流的概念是以腦喪失電活動和代謝功能為界線的，腦電活動衰竭的腦血流閾值一般認為是16-17 ml(100 g.min).腦的代謝需要豐富而穩(wěn)定的能量供應，因此，局部腦血流，腦代謝的動態(tài)平衡決定了腦功能是否良好。實驗室監(jiān)測腦血流的方法主要有Xe清除法，正電子發(fā)射斷層，阻抗法，經顱多普勒，近光紅外線法和激光多普勒法。然而在臨床工作中監(jiān)測腦血流，無法通過上述方法實現，因此，通過便捷的間接方法監(jiān)測腦血流以預防腦組織因缺血缺氧而產生損害的方法應運而生--頸內靜脈氧飽和度監(jiān)測。

頸內靜脈飽和度監(jiān)測是通過監(jiān)測腦靜脈血的血氧飽和度，反映腦氧供和氧需求之間的關系，間接反映腦血流情況。

2 相關臨床試驗進展

有兩個關于兒童心臟手術進行體外循環(huán)的臨床研究發(fā)現兒童發(fā)生灌注不足的幾率更高。其中，Zhiyong Hu[2]等人認為與麻醉誘導后的測量結果相比，CPB開始時、夾閉升主動脈時、CPB開始后20分鐘、冠狀動脈再灌注和CPB結束后SjvO2顯著降低。這與Tomoko Goto2[3]等人臨床對比試驗的觀點是一致的。

圍手術期和術后中樞神經系統(tǒng)的損傷是CPB下兒童心臟手術中最嚴重的并發(fā)癥之一，盡管腦損傷的詳細機制尚不清楚，但由腦灌注不足或腦栓塞形成引起的腦氧供需失衡是腦損傷的主要原因.。此外，Zhiyong Hu等人認為小于4歲的孩子更有可能在心臟手術過程中因低血壓而造成腦缺血。在Hayashida M1[4]等人發(fā)表的一篇臨床研究中也提到納入觀察的病人中有38名患者發(fā)生了共計72次腦缺血事件。其中CPB期間有63例缺血事件發(fā)生。老年患者腦缺血發(fā)生率較低，而4歲以下兒童腦缺血發(fā)生率更高。他們認為小于4歲的兒童在心臟手術期間更可能發(fā)生由低血壓引起的腦缺血，這可能與CPB期間腦血流自動調節(jié)失效和血液稀釋有關。

CPB 復溫期間能夠預測神經功能損害的 SjvO2值域尚不清楚，但我們可以肯定的是頸靜脈血氧飽和度下降預示著認知能力下降。而在低溫前或者低溫期間 SjvO2超過75%者,也是認知能力下降的一個征兆[5]。 近期一項研究中，研究人員利用特定廠家的儀器在體外循環(huán)期間實施了對SjvO2可靠的連續(xù)監(jiān)測，包括低體溫以及血液稀釋的整個過程，其中低體溫和血液稀 釋被認為是全腦低灌注風險最大的時期[6]。腦損傷是心臟手術后引起死亡最常見原因[7]，發(fā)病確切的病因尚未闡明，但大部分研究人員認為微栓子的形成和腦低灌注是多種致病因素中重要的一環(huán)?，F已有研究證明大腦血流量短期內的增加，大于大腦代謝需求(充血)，會增加微栓子的形成幾率，而大腦灌注量不足亦會造成難以預計的后果。因此大腦供需之間的平衡是CPB過程中很重要的部分。SjvO2的連續(xù)測定反映了兩者之間的平衡，具有平衡調控腦血流量和代謝( CMR )的重要指導意義，可用于治療大腦功能損傷，臨床上亦應用于CPB下心臟手術期間腦部功能監(jiān)測。低溫體外循環(huán)的目的是保持大腦供需平衡。然而，在CPB復溫期間，平衡被打破，重新活躍起來的大腦對氧氣和新陳代謝的需求增加，大腦供需失衡在復溫過程中開始出現。血液的稀釋進一步降低了動脈氧含量，尤其是在快速復溫期間，固定泵流速可能無法滿足大腦代謝所需求的氧氣，失衡將更加明顯。雖然我們的數據尚不充足，但研究者的發(fā)現或許可以提供一些緩解心臟手術后大腦功能受損的方法。術前和術中大腦功能的改善，術中連續(xù)的監(jiān)測SjvO2和即時的干預，如增加灌注壓和血紅蛋白濃度，或在復溫之前給予進一步的腦保護，這些或許可以改善復溫結果[6]。另外一個引起SjvO2下降的原因,可能是非搏動性灌注，非搏動性灌注導致的反應性腦部血管收縮和腦血管微血栓栓塞,引起腦血流自動調節(jié)功能受限,使機體無法對腦氧耗的增加做出適宜的補償性反應。

3 SjvO2監(jiān)測準確性的影響因素

一般我們進行SjvO2監(jiān)測需要將光纖血氧計導管用改良的seldinger技術插入右側頸內靜脈，直到頸靜脈球。遇到阻力后將導管抽回距離遭遇阻力的部位約3-5毫米，一般利用射線照片定位頸靜脈球導管尖端。正確定位的導管尖端應該位于顱側的一條直線上。導管連接入一個分析系統(tǒng)，在體內進行校準后，從導管中抽取血樣以進行分析。

對測量結果影響最大的是腦靜脈竇的不對稱性。Beards SC1等人選取25名健康者，對其進行腦部核磁定位，并進行SjvO2監(jiān)測，他們的研究結果與前人的結論相符，揭示了硬腦膜靜脈竇的不對稱性，并提出了腦部各區(qū)域血流量的近似值。同時他們也強調了血流的不對稱性主要表現在大腦的幕上，這是臨床上最常遇見的情況。橫向竇旁是腦靜脈飽和度變化的最敏感的位置，通常我們可以通過顱底采用頸靜脈閉塞試驗或導管插入前的超聲來評估導管的最佳放置位置。如果上述方法無法施行，導管放在右邊較為合適，因為多數人的右側橫竇較大。我們必須認識到，在高達35 %的患者中顯著存在腦部血流的不對稱，這些患者最大橫向竇在左側[6]。此外，當我們測量幕下間隔的SjvO2時，導管放置在較小的橫竇可能更加敏感。

其次，試驗表明，在控制其他變量的情況下sjvb 2的測量數值取決于抽取血液的速度，抽取血液的速度越快SjvO2的測量值也會越高。過快的血液提取速度可能會增加顱外供血靜脈的血液混合，從而導致SjvO2水平的升高?？傊瑥念i靜脈球(JVBC)中抽取血液的速度會影響SjvO2和CBF值。為了避免高估SjvO2和CBF，血液樣本應該以大約2 ml/min的速度緩慢抽取。盡管如此，但有很好的證據表明，除了一小部分(3-7%)頸靜脈球血外，所有的腦部血都流出了大腦半球[5][10]。然而，在頸靜脈球下方，頸內靜脈亦接收面部和下頜后靜脈血液，導致大量顱外血液混合，進而導致SjvO2值不準確。杰克布森等人已經表明，如果JVBC尖端放置在離頸靜脈球> 2厘米的地方，可能會發(fā)生嚴重的大腦外污染[8][11]。

4 什么類型的患者更適合應用SjvO2監(jiān)測

一項病例對照研究表明，在常溫體外循環(huán)期間，先前存在糖尿病或中風的患者可以觀察到SjvO2值降低更為頻繁。糖尿病患者數量眾多，是一個重要的亞群。接受心臟手術的糖尿病患者，與非糖尿病患者相比，他們的病態(tài)事件發(fā)生率更高，例如神經系統(tǒng)并發(fā)癥，術后神經功能缺損。糖尿病患者腦血管循環(huán)受損，血管舒張儲備功能降低，高血糖導致內皮細胞損害，血管功能受損。在CPB期間，糖尿病患者腦血流與新陳代謝的正常耦合失衡。糖尿病患者SjvO2更容易出現大腦去飽和(SjvO2< 50 % )[8]。有腦血管疾病的患者亦有可能在常溫旁路手術期間腦循環(huán)發(fā)生改變[9]。在另一項研究中[10]，研究人員選取了19名年齡相仿的對照患者，10名糖尿病患者和9名已存在中風的患者將4.0法國光纖血氧飽和度導管插入右側頸靜脈球監(jiān)視內部SjvO2。選取了7個時間點測量血液動力學參數，分別是：在麻醉誘導后和開始手術前、剛開始體外循環(huán)時、體外循環(huán)開始后20分鐘、旁路開始后40分鐘、旁路開始后60分鐘、旁路停止后、操作結束時。結果發(fā)現，在開始手術后20分鐘和40分鐘時，糖尿病和腦卒中組的SjvO2值與開始手術前相比下降。研究表明術前MRI顯示腦部異?；蛴猩窠浌δ墚惓５幕颊?，先前存在腦缺血性疾病 (CID)的患者,如小型腦梗塞和頸動脈狹窄，在行CABG時風險較高。因此對于這種患者，術中監(jiān)測SjvO2顯得比較重要。總之，我們認為對于高齡，術前有冠狀動脈硬化以及腦血管疾病的患者應當關注SjvO2，及時發(fā)現腦灌注不足。即使是小片的腦梗死病史也會是極大的危險因素。

Ohnishi Y1[11]等人在文章中亦明確提出SjvO2和NIRS都是用于體外循環(huán)期間持續(xù)評估腦氧代謝的有用監(jiān)測系統(tǒng)。 Andrews PJD[6]等人的臨床研究中也證實Oximetrix 3型計算機和Opticath 40 cm導管可在體外循環(huán)期間提供可靠和準確的SjvO2連續(xù)監(jiān)測，尤其是低溫血液稀釋和復溫時期，全腦低灌注最大風險期。另外，有研究人員[12]在頸動脈內膜剝脫術的患者術中進行連續(xù)SjvO2的監(jiān)測，并得出結論，認為連續(xù)SjvO2監(jiān)測或許可以代替間斷抽血的檢測方法對患者進行腦部損傷的預防。

基于腦損傷是心血管手術術后致死原因中重要的因素之一，因此有條件的醫(yī)院可以在術后對患者進行SjvO2的監(jiān)測。在腦梗死發(fā)生 24 h 內[13]，腦血流量表現為代償性減慢，以便腦組織可以在較慢的血流中攝取更多的氧氣，從而代償腦氧需求量的增加,故而表現為SjvO2明顯的降低,甚至部分患者可低于 50%，但多僅表現為一過性低值。 24 h后,機體自身代償機制開始建立,如此時SjvO2仍持續(xù)<50%,則表示腦氧需求不足,腦組織損害較明顯;但若持續(xù) >70%，則表示腦攝氧功能降低，此種情況下亦說明腦損傷明顯。重癥腦梗死患者[14]，腦半球氧供需失衡,表現為明顯供大于需求,這與腦血流-代謝耦聯機制有關。梗死部位的腦血管閉塞，當閉塞血管面積超過腦攝氧所能代償的范圍后,缺血腦組織水腫壞死,這種損傷在24 h 后達高峰,重癥腦梗死患者正常腦組織大量壞死,氧供相對過剩而機體腦血管自動調節(jié)機制已經破壞,繼而表現為SjvO2持續(xù)>70 %。故而術后SjvO2保持在正常范圍內的患者預后相對較好，而SjvO2高于正常值高限或者低于正常值底限均為預后不良的提示，這對于我們術后的管理具有重要意義。

5 SjvO2監(jiān)測并發(fā)癥與禁忌癥

頸部脊髓損傷[17]、患者有出血性疾病、局部軟組織感染或損傷為監(jiān)測絕對禁忌癥。已行氣管造口術、腦靜脈血回流受阻的病人是監(jiān)測的相對禁忌癥。對于顱內壓增高或脊柱損傷的病人來說，放置導管時的一些常規(guī)做法比如Trendelenbergs位或頭旋轉時要慎重權衡利弊后再實施。放置導管可引起的并發(fā)癥[18]包括穿刺時損傷動脈，引起局部血腫，損傷胸膜造成氣胸、神經損傷、感染等。關于留置導管可能引發(fā)的靜脈回流受阻和顱內壓增高目前還未見報導。

6 結論

雖然有研究表明[15]SjvO2是一個粗略性的診斷指標，只有在腦缺氧范圍大于13%時才會下降<50%，其敏感性為3.3%，特異度97.7%，假陰性率96.7%，假陽性率2.3%。但總體來講，大多數學者認為SjvO2用于體外循環(huán)中可以提供一個早期診斷有無腦部缺氧的指標，它還可以幫助我們區(qū)別腦缺氧和腦血管痙攣。因此，我們有理由認為在體外循環(huán)的患者，特別是兒童(<4歲)，有血管硬化，糖尿病，以及顱外大血管異常和中風表現的病人中使用是極有必要的。當然，雖有文獻[19]認為SjvO2與腦的局部氧飽和度(rSO2)的相關性不明確,但有學者[20]認為這由于骨骼結構和皮膚厚度不同，皮膚循環(huán)狀態(tài)不同所導致，因而SvjO2相對于rSO2能夠更加準確地反映腦組織的真實氧供狀態(tài)。并且，我們認為，在監(jiān)測SjvO2時血流量在2 ml/min時，是最佳的[14，16]。同時，為避免病人解剖上不對稱的干擾[21]，放置導管前后應有影像學檢查。