脑氧饱和度监测在单肺通气中的应用进展

沈心怡 余建明

局部脑氧饱和度监测利用了近红外光谱技术，通过连续无创的监测来反映脑组织的氧供需状态。局部脑氧饱和度监测在临床上被广泛用于心脏手术及神经外科、胸科、腹部等非心脏手术[1]。尤其在胸科手术中，需要在全身麻醉下行单肺通气。由于单肺通气会影响正常生理机制，引起一系列生理病理变化，导致通气/血流比失衡，产生肺内分流，引起低氧血症等严重并发症，与术后认知功能障碍的发生也有一定相关性。使用局部脑氧饱和度监测能针对性的间接反映脑组织的氧供与氧耗，有助于术中麻醉管理，降低术后并发症发生率，从而改善预后。

1 脑氧饱和度监测概况

1.1 近红外光谱技术原理 近红外光谱技术是根据人体组织对近红外光谱的吸收不同从而实现对局部氧饱和度进行连续无创的监测[2]。局部脑氧饱和度监测仪通过持续发射波长在700～1100nm的近红外光[3]，穿透皮肤、骨骼及脑组织深处，被氧合血红蛋白和去氧血红蛋白分别吸收，根据两者的吸收光谱不同加以区分，根据朗伯比尔定律（Lambert-Beer law），计算出组织中两者的相对浓度，进而得出局部氧饱和度。

1.2 近红外光谱技术优点 近红外光谱技术测得的脑氧饱和度是脑组织混合氧饱和度，由30%的动脉血和70%的静脉血加权后得出[4]，对脑缺氧较敏感，且不受动脉搏动、低血压、无血流的影响，可对局部脑氧饱和度进行无创、连续的监测，反映脑组织氧供和氧耗的平衡情况。

1.3 影响因素 影响脑氧饱和度的因素有年龄、血红蛋白浓度、指脉氧饱和度、呼末二氧化碳、体温、探头放置位置、术中体位等。脑氧饱和度的绝对数值在人群中的波动范围较大，一项对健康志愿者的研究中测得正常范围在（71.2±3.9）%[5]。Kobayashi等[6]认为，脑氧饱和度较基础值下降20%或绝对值低至50%时可能存在脑缺氧。因此，应动态监测术中脑氧饱和度的变化，关注其在基线水平的波动比绝对值更有临床意义[7]。

2 脑氧饱和度监测在单肺通气中的应用

2.1 单肺通气的影响 单肺通气是指利用双腔支气管导管只对一侧肺通气的方法，广泛应用于胸科手术，主要目的是隔离患侧肺，减少肺活动，减少手术操作对膨胀肺的损伤等，是胸科手术的必要条件，同时也影响了正常生理机制[8]。

单肺通气时，非通气侧的肺泡萎陷，肺泡通气量减少，肺血流灌注良好，造成通气/血流（V/Q）比降低[9]；通气侧的气道压升高，增大了血管阻力，引起肺内分流增加。通气/血流比失衡和肺内分流增加，会导致氧合下降，甚至发生低氧血症，发生率为9%～27%[10]。这种氧合下降大多数患者未表现出明显的低氧血症，可能与缺氧性肺血管收缩（HPV）[11]有关。缺氧性肺血管收缩是肺循环对缺氧产生的代偿性保护机制，当肺泡氧分压低于60mmHg时，肺血管迅速收缩，从而减少肺内分流，改善通气/血流比失衡，缓解低氧血症的发生。缺氧性肺血管收缩受到手术、患者情况、麻醉药物等多方面因素影响。其中，吸入性麻醉药物被证实会抑制缺氧性肺血管收缩，从而加重机体的缺氧。

2.2 单肺通气与脑氧饱和度的关系 由于单肺通气时特殊的病理生理变化，容易引起机体缺氧，导致脑组织氧供需失衡，影响患者术后脑功能。研究表明，在单肺通气期间，大部分患者的脑氧饱和度有不同程度的下降，并与术后认知功能有一定相关性[12]。

Kazan等[13]发现在单肺通气期间，脑氧饱和度会显著降低，同时行血气分析发现，动脉氧分压显著低于基线值，然而指脉氧饱和度无明显变化。Johnson等[14]研究了单肺通气对脑氧饱和度的影响，测得脑氧饱和度基线值为54～76%，单肺通气时有24%的患者低于基线值的80%，14%的患者低于基线值的75%；并且当低脑氧饱和度发生时，测得的心率、血压、指脉氧饱和度、呼末二氧化碳等常规监测指标均在正常范围内。Hermerling等[15]对20例行单肺通气的患者进行脑氧饱和度监测，发现所有患者均出现脑氧饱和度下降且低于基础值的85%，其中70%的患者低于基础值的80%，并与常规监测指标无关。国内也有学者得出类似结论，丁超等[16]发现老年食管癌患者单肺通气期间，均发生脑氧饱和度降低，70%的患者降幅超过基础值的20%，30%的患者降幅超过25%，并与体位、常规临床监测指标无相关性。

Bluteau等[15]研究了单肺通气对脑氧饱和度影响的因素，发现单肺通气期间，在缺氧性肺血管收缩代偿性保护的同时，仍不能完全避免肺内分流的发生，出现局部低脑氧饱和度。虽然这一变化能维持机体整体氧合，但局部低脑氧饱和度造成的脑缺氧及其术后预后，有待进一步的研究。

Nagata等[17]比较了丙泊酚静脉麻醉和七氟醚吸入麻醉两种麻醉维持方式对单肺通气期间脑氧饱和度的影响，发现均出现了脑氧饱和度下降，但两者之间无明显差异。然而，国内学者的研究得出了不同的结论。倪剑武等[18]比较了丙泊酚和七氟醚对单肺通气时肺内分流的影响，发现丙泊酚和低浓度七氟醚在单肺通气期间均导致肺内分流增加，七氟醚更明显。刘卓等[19]同样比较了丙泊酚和七氟醚对脑氧饱和度的影响，发现七氟醚吸入维持麻醉的患者脑氧饱和度较丙泊酚维持麻醉较高，推测可能丙泊酚对缺氧性肺血管收缩的抑制较七氟醚明显。

龚亚红等[20]研究了单肺通气期间患者脑氧饱和度降低的相关影响因素，结果提示，单肺通气期间的气道峰压可能与脑氧饱和度降低有一定相关性，气道峰压对静脉回流的影响可能导致脑血流灌注、心输出量的减少，从而进一步使脑氧供需失衡，导致局部脑氧饱和度降低，而术中收缩压、呼末二氧化碳、血红蛋白不是影响脑氧饱和度的相关因素。

2.3 低脑氧饱和度与认知功能障碍 术中脑组织的氧供需情况会对术后的神经功能产生一定影响，然而当脑组织出现局部的氧供需失衡导致脑缺氧时，常规的术中监测如心率、血压、指脉氧饱和度、血气分析等并不能直观、实时地反映。脑氧饱和度监测能有效无创连续监测脑组织的氧供需平衡状态，预防低脑氧饱和度，减少术后认知障碍的发生率。

Tang等[21]对76例行单肺通气患者的研究显示，术中脑氧饱和度低于基础值65%持续5min即出现术后认知功能改变；有约1/3的患者在术后早期（3h）发生认知障碍，其中90%在术后24h恢复；术中均有不同程度的脑氧饱和度下降，这一变化使术后早期脑缺氧的发生率增加一倍。

Fischer等[22]研究了单肺通气期间脑氧饱和度低于65%与术后并发症发生率的相关性，发现术后认知障碍的发生率与脑氧饱和度降低程度、持续的时间均相关。脑氧饱和度小于65%超过5min，术后认知功能障碍的发生率增加一倍；脑氧饱和度小于60%超过30min，术后认知功能障碍的发生率增加十倍。

Li等[23]研究发现，单肺通气期间，脑氧饱和度降低程度大于基线值的10%时，就可能出现术后认知水平的下降，从而提出局部脑氧饱和度可作为术后认知功能障碍发病的重要预测因子。Suehiro和Okutai等[24]研究发现，单肺通气期间，出现低脑氧饱和度患者的术后简易智力状态检查量表（MMSE）评分显著低于脑氧饱和度正常的患者，且降低持续时间越长，评分下降程度越大。丁超等[16]研究发现，脑氧饱和度低于50%与发生术后认知功能障碍有显著相关性。

3 小结及展望

脑氧饱和度监测利用了近红外光谱技术，由于其操作简便，反应灵敏，能无创实时地获得连续的局部脑氧饱和度数值，已被广泛用于术中麻醉监测管理。在单肺通气期间进行脑氧饱和度监测，可以早期发现脑组织氧供需失衡状态。

单肺通气是胸科手术得以顺利进行的关键麻醉技术保障，但会引起通气/血流比例失衡、肺内分流、缺氧性肺血管收缩等改变，导致机体氧合下降，脑氧饱和度降低，目前已有较多研究证实了在单肺通气期间低脑氧饱和度与部分术后认知功能障碍之间具有相关性，且与术中脑氧饱和度的下降程度和持续时间呈正相关。因此，在单肺通气术中进行脑氧饱和度监测是很有必要的，可以早期发现脑组织氧供状态，减少术后并发症，改善患者预后，提高生存质量，值得推广。

由于脑氧饱和度值在个体间的差异较大，目前对低脑氧饱和度还未有一个统一规范的定义，对于脑氧饱和度降低到何种程度需要临床干预、采用何种措施干预尚无明确的文献报道。对于单肺通气导致的低脑氧饱和度引起除术后认知功能障碍以外的术后并发症及对术后远期预后的影响有待进一步研究。