腦氧飽和度監(jiān)測用于預(yù)測術(shù)后認(rèn)知功能障礙的研究進(jìn)展

劉 晨，徐 晴，孫剛強(qiáng)，郭文俊

(皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院麻醉科，安徽 蕪湖 241000)

POCD是老年人圍術(shù)期常見的并發(fā)癥之一。它除了有焦慮、人格改變、記憶障礙、認(rèn)知能力惡化、處理信息能力減弱等表現(xiàn)外，還會影響患者術(shù)后恢復(fù)、降低生活質(zhì)量，為患者的經(jīng)濟(jì)生活帶來重大負(fù)擔(dān)[1]。rSO2監(jiān)測作為一種可以實時反映組織氧供需平衡的無創(chuàng)監(jiān)測技術(shù)，正被廣泛應(yīng)用于臨床實踐，對圍術(shù)期的麻醉管理具有重要作用。目前，越來越多的研究將rSO2監(jiān)測應(yīng)用于POCD的早期診斷和預(yù)防，但二者之間的關(guān)系尚無明確結(jié)論，因而本文就rSO2監(jiān)測在不同類型手術(shù)中對圍術(shù)期認(rèn)知障礙的的預(yù)測價值進(jìn)行綜述。

1 rSO2監(jiān)測技術(shù)概述

rSO2監(jiān)測技術(shù)由Jobsis在1977年首次提出，原理主要是利用人體組織對不同波長近紅外光吸收所具有的差異性。其測量方法是在額部放置無創(chuàng)電極片，通過光譜儀發(fā)射器發(fā)出不同波長的紅外光，激光進(jìn)入大腦后被腦內(nèi)還原血紅蛋白、氧合血紅蛋白及細(xì)胞色素aa3吸收，未被吸收的紅外光則經(jīng)近紅外光譜接收器捕獲后通過Beer-Lambert定律計算出局部腦氧飽和度。rSO2監(jiān)測主要用來反映機(jī)體組織在低血壓、低血容量、栓塞、休克引起缺血、內(nèi)環(huán)境改變等情況下發(fā)生的氧合變化，由于其具有實效、準(zhǔn)確性高，對機(jī)體無創(chuàng)且不受溫度影響等優(yōu)點，臨床應(yīng)用日趨增多[2]。

2 POCD概念的更新及影響因素

相關(guān)研究顯示，POCD作為一種圍術(shù)期常見的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，60歲以上的老年患者術(shù)后1周出現(xiàn)POCD的發(fā)生率為25.8%，術(shù)后3個月發(fā)生率為9.9%[3]。在以往的研究中，POCD經(jīng)常發(fā)生于心臟等大手術(shù)術(shù)后，它僅被廣義地定義為患者術(shù)后的認(rèn)知能力較術(shù)前出現(xiàn)了一定程度的損害。然而目前最新的研究中，國內(nèi)外專家對圍術(shù)期發(fā)生的認(rèn)知功能改變進(jìn)行了規(guī)范命名，建議將“圍手術(shù)期神經(jīng)認(rèn)知障礙(perioperative neurocognitive disorders，PND)”作為術(shù)前或術(shù)后神經(jīng)認(rèn)知障礙(neurocognitive disorders，NCD)的總稱[4]。內(nèi)容包括(1)術(shù)前即存在神經(jīng)認(rèn)知障礙(pre-existing NCD)：術(shù)前已診斷的認(rèn)知功能受損；(2)術(shù)后譫妄(postoperative delirium)：發(fā)生在術(shù)后一周內(nèi)或出院前且癥狀符合精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊(diagnostic and statistical manual of mental disorders-5，DSM-5)對譫妄的評價標(biāo)準(zhǔn)；(3)延遲性神經(jīng)認(rèn)知恢復(fù)(delayed neurocognitive recovery)：術(shù)后30d內(nèi)診斷存在的認(rèn)知能力下降；(4)術(shù)后神經(jīng)認(rèn)知障礙(postoperative NCD)：從術(shù)后30d到術(shù)后12個月內(nèi)，患者較術(shù)前相比診斷存在認(rèn)知功能減退。

目前POCD的發(fā)病機(jī)制并不明確，近年來部分學(xué)者發(fā)現(xiàn)其可能與炎癥及免疫激活、阿爾茨海默病表達(dá)相關(guān)的β淀粉樣蛋白(Aβ)沉積以及白細(xì)胞介素-1β介導(dǎo)的海馬神經(jīng)炎癥等相關(guān)[3,5]，其認(rèn)為在手術(shù)和麻醉時人體內(nèi)會釋放出一些全身性炎癥因子，損害血腦屏障的完整性進(jìn)而促使更多炎癥因子和巨噬細(xì)胞滲入大腦內(nèi)造成腦功能受損。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)POCD的危險因素包括麻醉及手術(shù)時間長、既往有過手術(shù)治療史、存在其他器官系統(tǒng)性疾病、合并有呼吸道感染、攜帶APOE4基因型，酗酒等[6]。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)POCD的其他潛在危險因素還包括高齡、胰島素抵抗、術(shù)前血小板計數(shù)低、患者受教育時間短、術(shù)中止血時間延長等[7]。

3 rSO2監(jiān)測在不同類型手術(shù)中的應(yīng)用價值

3.1 心臟外科手術(shù)一項前瞻性研究對61例行冠狀動脈旁路移植術(shù)(coronary artery bypass grafting，CABG)老年患者術(shù)中進(jìn)行連續(xù)rSO2監(jiān)測[8]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)手術(shù)期間rSO2絕對值下降到50%以下的患者術(shù)后4～7d POCD的發(fā)生率明顯增高，且術(shù)中rSO2下降超過基線下30%的患者與術(shù)后1個月POCD發(fā)生率也存在一定關(guān)聯(lián)，即術(shù)中rSO2的降低與CABG患者早期及晚期POCD的發(fā)生都存在著相關(guān)性。Fudickar等人對35例體外循環(huán)患者術(shù)中采用近紅外光譜法連續(xù)監(jiān)測術(shù)中rSO2，手術(shù)麻醉期間(包括心肺轉(zhuǎn)流術(shù))維持rSO2在基線水平的80%或者絕對值在55%以上，術(shù)前和術(shù)后5d分別進(jìn)行認(rèn)知功能評估。該研究中POCD被定義在兩個或兩個以上的測試中評分下降超過術(shù)前水平的20%，結(jié)果顯示納入研究的患者POCD發(fā)生率與術(shù)中rSO2的最低值具有一定相關(guān)性[9]。Zeljko等人納入200例心臟手術(shù)患者，根據(jù)術(shù)中是否有rSO2監(jiān)測將患者分為干預(yù)組和對照組，干預(yù)組采取消除腦血流機(jī)械性阻塞、調(diào)節(jié)FiO2、增加麻醉深度、降低體溫等措施降低腦氧耗，使rSO2維持在基線水平的80%或者絕對值大于50%。所有患者在術(shù)前和術(shù)后7d均進(jìn)行認(rèn)知功能評估，評估方法包括簡易智能精神狀態(tài)檢查表(MMSE)、色彩連線試驗和釘板試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)干預(yù)組術(shù)后7天認(rèn)知功能下降的發(fā)生率顯著低于對照組，術(shù)中對rSO2的調(diào)節(jié)可能降低了患者POCD的發(fā)生率[10]。Momeni等人同樣在接受心臟介入治療的患者中發(fā)現(xiàn)rSO2較低的個體圍術(shù)期POCD發(fā)生率較高，二者之間存在一定的相關(guān)性[11]。然而，除了Fudickar、Zeljko等人證明術(shù)中rSO2可能對POCD有預(yù)測作用，尚有其他學(xué)者對此提出不同看法。Hong等人對100例擇期心臟手術(shù)患者進(jìn)行研究，在術(shù)前1d及術(shù)后7d對患者進(jìn)行神經(jīng)認(rèn)知功能測試，記錄術(shù)中rSO2出現(xiàn)如下幾種情況的發(fā)生率及持續(xù)時間：(1)rSO2絕對值降至50%以下；(2)rSO2絕對值降至40%以下；(3)rSO2下降超過了基線值的20%。該研究中POCD被定義為三個試驗中一個或多個試驗認(rèn)知功能評分降低。結(jié)果發(fā)現(xiàn)rSO2并不能預(yù)測心臟手術(shù)患者POCD的發(fā)生率，僅僅提示術(shù)中rSO2較低的患者可能需要更長的術(shù)后住院時間[12]。同樣，Holmgaar等人對153例術(shù)中行rSO2監(jiān)測的心臟手術(shù)患者出院時和手術(shù)后3個月進(jìn)行認(rèn)知功能評估，結(jié)果也顯示rSO2值與患者POCD無顯著相關(guān)性[13]。然而對比Fudickar、Hong等人的研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)果出現(xiàn)不一致的原因可能是術(shù)中對于低rSO2值的定義的不一致。Fudickar將rSO2維持在基線水平的80%或者絕對值的55%以上，而Hong所納入研究的標(biāo)準(zhǔn)是術(shù)中出現(xiàn)rSO2絕對值降至50%以下甚至40%以下，因此這種術(shù)中rSO2控制范圍的不同可能會影響了最終結(jié)果的分析，從而得出不同的結(jié)論。由此可見，關(guān)于心臟手術(shù)中低rSO2和POCD的確切關(guān)系目前仍需要進(jìn)一步的研究。

3.2 普胸外科手術(shù)非心臟普胸外科手術(shù)由于其手術(shù)操作的需要，麻醉方式常選擇雙腔支氣管插管下單肺通氣(one lung ventilation，OLV)。OLV不僅可以防止血液或分泌物由患側(cè)肺流向健側(cè)肺，還為肺、縱隔、食管等手術(shù)提供了更好的手術(shù)暴露野。然而，單肺通氣作為一種非生理性通氣方式，雖然存在缺氧性肺血管收縮(HPV)等有效的保護(hù)機(jī)制，但麻醉期間仍可能由于通氣血流比值(VA/Q)失調(diào)、肺內(nèi)分流增加、通氣側(cè)肺功能殘氣量減少等因素導(dǎo)致肺靜脈血摻雜從而發(fā)生低氧血癥。老年患者由于血管內(nèi)膜等因素致使血壓腦血管灌注曲線明顯右移，血管舒縮功能及自身調(diào)節(jié)能力下降，腦組織氧供需失衡，從而更容易導(dǎo)致術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生。常規(guī)的臨床監(jiān)測如血壓、心電圖、血氧飽和度等雖然有助于監(jiān)測患者麻醉期間機(jī)體整體的穩(wěn)態(tài)，卻不足以具體反映心、腦等重要器官的功能狀態(tài)。因此rSO2利用可以對腦血流灌注及腦組織的氧供平衡狀態(tài)進(jìn)行實時無創(chuàng)監(jiān)測的優(yōu)勢，目前已被廣泛的應(yīng)用于不同種類的胸外科手術(shù)。有學(xué)者為了評估了OLV期間rSO2的變化與圍手術(shù)期認(rèn)知功能改變的相關(guān)性，納入69例行胸腔鏡下肺葉切除術(shù)且術(shù)中OLV>1h的老年患者，使用MMSE量表術(shù)于前1d及術(shù)后4d評估患者認(rèn)知功能狀態(tài)。該研究中將“腦去飽和事件”定義為OLV期間rSO2低于基線值的80%。17例術(shù)中出現(xiàn)去飽合事件患者設(shè)為去飽合組(D組)，其余52例為非去飽合組(N組)。結(jié)果顯示，雖然兩組術(shù)前MMSE評分與術(shù)后4d評分無顯著性差異，但D組術(shù)中rSO2出現(xiàn)的最低值較N組更低，且D組MMSE評分的下降幅度明顯高于N組(P<0.05)[14]。該研究提示rSO2降低是術(shù)后發(fā)生認(rèn)知障礙的危險因素，臨床上可以通過干預(yù)rSO2降低來預(yù)防患者圍術(shù)期認(rèn)知功能障礙的發(fā)生。Tang等人對76例接受胸外科手術(shù)且術(shù)中單肺通氣持續(xù)時間>45min的患者采用MMSE量表評估其術(shù)前及術(shù)后24h的認(rèn)知功能，術(shù)后評分較基線下降2分則定義為POCD。研究使用Spearman相關(guān)分析檢驗rSO2和POCD之間的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)中rSO2絕對值降低至65%以下的患者與術(shù)后早期POCD的發(fā)生率呈正相關(guān)，且POCD發(fā)生程度與rSO2降低程度及低rSO2持續(xù)時間相關(guān)[15]。另一項研究中，XiMing等人記錄50例行胸外科手術(shù)患者麻醉誘導(dǎo)前、OLV過程中、手術(shù)結(jié)束時的各個時間點rSO2值，計算手術(shù)中rSO2平均值、rSO2最小值及rSO2與基線值相比減少的最大百分比。所有患者均在術(shù)前1d和術(shù)后7d評估并記錄其認(rèn)知功能評分。結(jié)果顯示OLV患者術(shù)后第7dMMSE和數(shù)字廣度測驗評分均明顯低于術(shù)前(P<0.05)，MMSE和語言流暢性評分POCD組顯著低于非POCD組(P<0.05)，并且當(dāng)rSO2值與基線值相比減少的最大百分比大于10%時，可作為認(rèn)知功能變化的預(yù)警指標(biāo)。該研究同樣提示了OLV患者POCD的發(fā)生可能與術(shù)中rSO2下降存在一定相關(guān)性[16]。

3.3 胃腸外科手術(shù)圍術(shù)期麻醉藥物會對患者的心血管系統(tǒng)產(chǎn)生抑制作用，而這種作用對于老年人可能更加明顯，從而影響患者術(shù)中腦灌注誘發(fā)認(rèn)知功能的下降。盡管如此，腦功能的狀態(tài)在臨床實踐中卻很少受到監(jiān)控，因此，可以通過利用rSO2監(jiān)測來最大限度地了解術(shù)中腦氧供需狀態(tài)，盡可能減少大腦暴露在潛在的缺氧環(huán)境中時間。Casati等人研究了122例老年腹部大手術(shù)(包括腹腔鏡胃切除、結(jié)腸切除、肝切除和十二指腸胰頭切除術(shù))患者術(shù)中rSO2與圍術(shù)期認(rèn)知功能的關(guān)系。該項前瞻性、雙盲、隨機(jī)對照實驗中，患者被隨機(jī)分為干預(yù)組(手術(shù)過程中腦氧監(jiān)視儀可見，采用干預(yù)措施使rSO2保持在基線值75%以上)和對照組(術(shù)中腦氧監(jiān)視儀不可見)?；€rSO2定義為全身麻醉誘導(dǎo)前1min內(nèi)的平均值。使用MMSE量表于手術(shù)前1d及術(shù)后第7d測試評定患者的認(rèn)知功能，MMSE評分比基線降低2分及以上被認(rèn)為存在認(rèn)知功能的下降。結(jié)果顯示干預(yù)組術(shù)后第7dMMSE評分下降低于對照組，且術(shù)中出現(xiàn)rSO2曲線下面積<75%基線值的患者與術(shù)前MMSE評分下降顯著相關(guān)，術(shù)中rSO2值與患者認(rèn)知功能的降低存在一定關(guān)聯(lián)[17]。另有研究對168例胃次全切除術(shù)的老年患者術(shù)中進(jìn)行rSO2連續(xù)監(jiān)測，所有患者于手術(shù)前1d、術(shù)后第2天及第9天進(jìn)行MMSE檢查和蒙特利爾認(rèn)知評定來判斷患者是否發(fā)生POCD。結(jié)果顯示術(shù)后出現(xiàn)POCD的患者其rSO2水平明顯低于對照組，rSO2可以作為POCD的臨床診斷和預(yù)防指標(biāo)[18]。但也有學(xué)者提出不一樣的看法，?zgüna等人對50名腹腔鏡下子宮切除術(shù)及前列腺切除術(shù)中rSO2與患者術(shù)后不良反應(yīng)的相關(guān)性進(jìn)行研究，所有患者術(shù)前及術(shù)后1h均進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化MMSE檢查。在這兩種類型的手術(shù)中，雖然術(shù)中Trendelenburg體位及CO2氣腹會對患者的顱內(nèi)壓、腦血流量及腦氧供需平衡產(chǎn)生影響，但結(jié)果顯示患者認(rèn)知功能的下降與術(shù)中rSO2值的關(guān)系并不顯著[19]。以上學(xué)者得出研究結(jié)論的不同，可能由于缺乏對患者的遠(yuǎn)期認(rèn)知功能狀態(tài)的跟蹤隨訪和相關(guān)性分析，也有可能與不同研究中對POCD的評價標(biāo)準(zhǔn)及使用不同的評價量表有關(guān)。因此，對于腹部手術(shù)中rSO2與POCD的相關(guān)性仍需要更多的實驗研究和臨床證據(jù)進(jìn)行評價。

3.4 骨科手術(shù)Salazar等對125名65歲以上蛛網(wǎng)膜下腔阻滯麻醉下行全膝關(guān)節(jié)置換的患者術(shù)中rSO2與術(shù)后認(rèn)知功能進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后21例(16.8%)患者記憶力下降，3例(2.4%)患者韋式記憶量表評分下降，33例(26.4%)患者出現(xiàn)心理癥狀，而其中記憶力減退患者的左、右rSO2值出現(xiàn)不對稱現(xiàn)象[20]。Trafidlo等將43例行俯臥位腰椎手術(shù)(包括椎板切除，半椎板切除和腰椎內(nèi)椎間盤切除術(shù))患者進(jìn)行隨機(jī)分組，一組術(shù)中實時rSO2監(jiān)測并在數(shù)值出現(xiàn)波動時采用干預(yù)措施(n=13，30.2%)，另一組不進(jìn)行rSO2監(jiān)測(n=30，69.8%)。所有患者術(shù)后7d和1個月均進(jìn)行神經(jīng)認(rèn)知測試，包括N-back測試、連線測試、色詞測試、語言流利性測試、數(shù)字廣度測試以及MMSE評價，評分下降20%被認(rèn)為出現(xiàn)認(rèn)知功能受損。結(jié)果顯示監(jiān)測組POCD發(fā)生率更低，術(shù)中rSO2監(jiān)測有助于減少俯臥位腰椎手術(shù)患者術(shù)后認(rèn)知功能下降的發(fā)生[21]。Lin等則發(fā)現(xiàn)在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中rSO2最大下降百分比可作為POCD的重要預(yù)測指標(biāo)，且rSO2最大下降百分比超過11%可作為出現(xiàn)神經(jīng)認(rèn)知損傷的潛在預(yù)測因子[22]。然而也有學(xué)者提出不同的觀點，Salazar等對50例沙灘椅位置進(jìn)行肩關(guān)節(jié)手術(shù)患者術(shù)中連續(xù)監(jiān)測rSO2并與術(shù)后認(rèn)知功能改變進(jìn)行相關(guān)性分析。該研究中，每位患者均于手術(shù)當(dāng)天、出院前第1天、出院后第3天接受神經(jīng)心理狀態(tài)評估，內(nèi)容包括即時記憶、視覺、空間構(gòu)造、語言、注意力和延遲記憶的測定。將術(shù)中任意時間rSO2降低20%或更高被定義為腦去飽和事件。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，盡管手術(shù)過程中沙灘椅位置可能會造成腦灌注不足且有18%的患者術(shù)中出現(xiàn)腦去飽和，但術(shù)中腦去飽和與POCD的發(fā)生無統(tǒng)計學(xué)意義[23]。對于Salazar得出不同結(jié)論的原因，可能與術(shù)中早期發(fā)現(xiàn)腦去飽和后及時快速采取相關(guān)措施干預(yù)來逆轉(zhuǎn)腦去飽和有關(guān)，且由于對患者術(shù)后認(rèn)知功能的評定僅追蹤到出院后第3d，因此對于術(shù)中rSO2是否會對遠(yuǎn)期認(rèn)知功能產(chǎn)生影響仍有待進(jìn)一步的研究確認(rèn)。

4 小結(jié)與展望

rSO2監(jiān)測作為一種有效評估腦氧供需平衡狀況和腦血流變化的無創(chuàng)性監(jiān)測方式，對于患者的圍術(shù)期不良反應(yīng)的診斷和預(yù)防具有重要的臨床價值。由于rSO2監(jiān)測的是混合動靜脈血氧飽和度，且不同患者同一區(qū)域動靜脈構(gòu)成比可能存在差異，所以目前臨床上沒有公認(rèn)的rSO2干預(yù)標(biāo)準(zhǔn)[24]，通常將rSO2控制在絕對值高于50%或者在基線水平的80%以上。雖然術(shù)中rSO2監(jiān)測與術(shù)后認(rèn)知功能的相關(guān)性沒有得到完全的肯定，但以往的研究仍然表明兩者之間確實存在著一定的關(guān)聯(lián)，只是需要更大規(guī)模以及更多的臨床試驗來進(jìn)一步定性兩者的關(guān)系。目前大量的研究中仍使用POCD來命名術(shù)后認(rèn)知功能障礙，而隨著POCD概念的更新及新概念PND中對術(shù)后隨訪時間的要求發(fā)生改變，rSO2監(jiān)測能否對圍術(shù)期認(rèn)知障礙進(jìn)行全面預(yù)測及改善，尚需進(jìn)一步驗證。