颈内静脉球血氧饱和度监测在心脏外科手术中的临床应用进展

谢亭亭，马 鹤，姜 葳，刘 宇，潘振祥

(吉林大学第二医院 麻醉科，吉林 长春130041)

在心脏外科手术中，临床常通过体外循环(CPB)时的血压，血氧饱和度等监测来判断患者脑部供血是否充足，但是效果不甚理想。近年来出现了颈静脉球血氧饱和度(SjvO2)这一检测项目，通过大量临床试验表明体外循环期间监测SjvO2能够降低患者脑部缺氧发生的风险，可以对临床工作提供一些参考。

1 理论基础

血液从脑静脉窦流入颈内静脉球。颈静脉球是颈内静脉起源的扩张孔。从乙状窦排出到颈内静脉的血液很少与大脑外的血液混合。由于该处的血液不受外部血液污染，因此SjvO2可以准确反映脑氧供应与耗氧量之间的关系.SjvO2的正常基线值为54%至75%[1]。如果它的值大于75%表明脑供氧超过脑氧消耗。当值低于50%意味着脑氧供应量低于脑氧消耗量。如果脑灌注(CBF)不能满足脑氧代谢的需要，可能会引起低灌注相关性缺氧。当SjvO2低于40%时，可能会发生脑缺氧。

正常情况下脑血流每分钟750-1 000 ml，并且脑血流分布不均，平均约为54 ml(100 g.min)，临界脑血流的概念是以脑丧失电活动和代谢功能为界线的，脑电活动衰竭的脑血流阈值一般认为是16-17 ml(100 g.min).脑的代谢需要丰富而稳定的能量供应，因此，局部脑血流，脑代谢的动态平衡决定了脑功能是否良好。实验室监测脑血流的方法主要有Xe清除法，正电子发射断层，阻抗法，经颅多普勒，近光红外线法和激光多普勒法。然而在临床工作中监测脑血流，无法通过上述方法实现，因此，通过便捷的间接方法监测脑血流以预防脑组织因缺血缺氧而产生损害的方法应运而生--颈内静脉氧饱和度监测。

颈内静脉饱和度监测是通过监测脑静脉血的血氧饱和度，反映脑氧供和氧需求之间的关系，间接反映脑血流情况。

2 相关临床试验进展

有两个关于儿童心脏手术进行体外循环的临床研究发现儿童发生灌注不足的几率更高。其中，Zhiyong Hu[2]等人认为与麻醉诱导后的测量结果相比，CPB开始时、夹闭升主动脉时、CPB开始后20分钟、冠状动脉再灌注和CPB结束后SjvO2显著降低。这与Tomoko Goto2[3]等人临床对比试验的观点是一致的。

围手术期和术后中枢神经系统的损伤是CPB下儿童心脏手术中最严重的并发症之一，尽管脑损伤的详细机制尚不清楚，但由脑灌注不足或脑栓塞形成引起的脑氧供需失衡是脑损伤的主要原因.。此外，Zhiyong Hu等人认为小于4岁的孩子更有可能在心脏手术过程中因低血压而造成脑缺血。在Hayashida M1[4]等人发表的一篇临床研究中也提到纳入观察的病人中有38名患者发生了共计72次脑缺血事件。其中CPB期间有63例缺血事件发生。老年患者脑缺血发生率较低，而4岁以下儿童脑缺血发生率更高。他们认为小于4岁的儿童在心脏手术期间更可能发生由低血压引起的脑缺血，这可能与CPB期间脑血流自动调节失效和血液稀释有关。

CPB 复温期间能够预测神经功能损害的 SjvO2值域尚不清楚，但我们可以肯定的是颈静脉血氧饱和度下降预示着认知能力下降。而在低温前或者低温期间 SjvO2超过75%者,也是认知能力下降的一个征兆[5]。 近期一项研究中，研究人员利用特定厂家的仪器在体外循环期间实施了对SjvO2可靠的连续监测，包括低体温以及血液稀释的整个过程，其中低体温和血液稀 释被认为是全脑低灌注风险最大的时期[6]。脑损伤是心脏手术后引起死亡最常见原因[7]，发病确切的病因尚未阐明，但大部分研究人员认为微栓子的形成和脑低灌注是多种致病因素中重要的一环。现已有研究证明大脑血流量短期内的增加，大于大脑代谢需求(充血)，会增加微栓子的形成几率，而大脑灌注量不足亦会造成难以预计的后果。因此大脑供需之间的平衡是CPB过程中很重要的部分。SjvO2的连续测定反映了两者之间的平衡，具有平衡调控脑血流量和代谢( CMR )的重要指导意义，可用于治疗大脑功能损伤，临床上亦应用于CPB下心脏手术期间脑部功能监测。低温体外循环的目的是保持大脑供需平衡。然而，在CPB复温期间，平衡被打破，重新活跃起来的大脑对氧气和新陈代谢的需求增加，大脑供需失衡在复温过程中开始出现。血液的稀释进一步降低了动脉氧含量，尤其是在快速复温期间，固定泵流速可能无法满足大脑代谢所需求的氧气，失衡将更加明显。虽然我们的数据尚不充足，但研究者的发现或许可以提供一些缓解心脏手术后大脑功能受损的方法。术前和术中大脑功能的改善，术中连续的监测SjvO2和即时的干预，如增加灌注压和血红蛋白浓度，或在复温之前给予进一步的脑保护，这些或许可以改善复温结果[6]。另外一个引起SjvO2下降的原因,可能是非搏动性灌注，非搏动性灌注导致的反应性脑部血管收缩和脑血管微血栓栓塞,引起脑血流自动调节功能受限,使机体无法对脑氧耗的增加做出适宜的补偿性反应。

3 SjvO2监测准确性的影响因素

一般我们进行SjvO2监测需要将光纤血氧计导管用改良的seldinger技术插入右侧颈内静脉，直到颈静脉球。遇到阻力后将导管抽回距离遭遇阻力的部位约3-5毫米，一般利用射线照片定位颈静脉球导管尖端。正确定位的导管尖端应该位于颅侧的一条直线上。导管连接入一个分析系统，在体内进行校准后，从导管中抽取血样以进行分析。

对测量结果影响最大的是脑静脉窦的不对称性。Beards SC1等人选取25名健康者，对其进行脑部核磁定位，并进行SjvO2监测，他们的研究结果与前人的结论相符，揭示了硬脑膜静脉窦的不对称性，并提出了脑部各区域血流量的近似值。同时他们也强调了血流的不对称性主要表现在大脑的幕上，这是临床上最常遇见的情况。横向窦旁是脑静脉饱和度变化的最敏感的位置，通常我们可以通过颅底采用颈静脉闭塞试验或导管插入前的超声来评估导管的最佳放置位置。如果上述方法无法施行，导管放在右边较为合适，因为多数人的右侧横窦较大。我们必须认识到，在高达35 %的患者中显著存在脑部血流的不对称，这些患者最大横向窦在左侧[6]。此外，当我们测量幕下间隔的SjvO2时，导管放置在较小的横窦可能更加敏感。

其次，试验表明，在控制其他变量的情况下sjvb 2的测量数值取决于抽取血液的速度，抽取血液的速度越快SjvO2的测量值也会越高。过快的血液提取速度可能会增加颅外供血静脉的血液混合，从而导致SjvO2水平的升高。总之，从颈静脉球(JVBC)中抽取血液的速度会影响SjvO2和CBF值。为了避免高估SjvO2和CBF，血液样本应该以大约2 ml/min的速度缓慢抽取。尽管如此，但有很好的证据表明，除了一小部分(3-7%)颈静脉球血外，所有的脑部血都流出了大脑半球[5][10]。然而，在颈静脉球下方，颈内静脉亦接收面部和下颌后静脉血液，导致大量颅外血液混合，进而导致SjvO2值不准确。杰克布森等人已经表明，如果JVBC尖端放置在离颈静脉球> 2厘米的地方，可能会发生严重的大脑外污染[8][11]。

4 什么类型的患者更适合应用SjvO2监测

一项病例对照研究表明，在常温体外循环期间，先前存在糖尿病或中风的患者可以观察到SjvO2值降低更为频繁。糖尿病患者数量众多，是一个重要的亚群。接受心脏手术的糖尿病患者，与非糖尿病患者相比，他们的病态事件发生率更高，例如神经系统并发症，术后神经功能缺损。糖尿病患者脑血管循环受损，血管舒张储备功能降低，高血糖导致内皮细胞损害，血管功能受损。在CPB期间，糖尿病患者脑血流与新陈代谢的正常耦合失衡。糖尿病患者SjvO2更容易出现大脑去饱和(SjvO2< 50 % )[8]。有脑血管疾病的患者亦有可能在常温旁路手术期间脑循环发生改变[9]。在另一项研究中[10]，研究人员选取了19名年龄相仿的对照患者，10名糖尿病患者和9名已存在中风的患者将4.0法国光纤血氧饱和度导管插入右侧颈静脉球监视内部SjvO2。选取了7个时间点测量血液动力学参数，分别是：在麻醉诱导后和开始手术前、刚开始体外循环时、体外循环开始后20分钟、旁路开始后40分钟、旁路开始后60分钟、旁路停止后、操作结束时。结果发现，在开始手术后20分钟和40分钟时，糖尿病和脑卒中组的SjvO2值与开始手术前相比下降。研究表明术前MRI显示脑部异常或有神经功能异常的患者，先前存在脑缺血性疾病 (CID)的患者,如小型脑梗塞和颈动脉狭窄，在行CABG时风险较高。因此对于这种患者，术中监测SjvO2显得比较重要。总之，我们认为对于高龄，术前有冠状动脉硬化以及脑血管疾病的患者应当关注SjvO2，及时发现脑灌注不足。即使是小片的脑梗死病史也会是极大的危险因素。

Ohnishi Y1[11]等人在文章中亦明确提出SjvO2和NIRS都是用于体外循环期间持续评估脑氧代谢的有用监测系统。 Andrews PJD[6]等人的临床研究中也证实Oximetrix 3型计算机和Opticath 40 cm导管可在体外循环期间提供可靠和准确的SjvO2连续监测，尤其是低温血液稀释和复温时期，全脑低灌注最大风险期。另外，有研究人员[12]在颈动脉内膜剥脱术的患者术中进行连续SjvO2的监测，并得出结论，认为连续SjvO2监测或许可以代替间断抽血的检测方法对患者进行脑部损伤的预防。

基于脑损伤是心血管手术术后致死原因中重要的因素之一，因此有条件的医院可以在术后对患者进行SjvO2的监测。在脑梗死发生 24 h 内[13]，脑血流量表现为代偿性减慢，以便脑组织可以在较慢的血流中摄取更多的氧气，从而代偿脑氧需求量的增加,故而表现为SjvO2明显的降低,甚至部分患者可低于 50%，但多仅表现为一过性低值。 24 h后,机体自身代偿机制开始建立,如此时SjvO2仍持续<50%,则表示脑氧需求不足,脑组织损害较明显;但若持续 >70%，则表示脑摄氧功能降低，此种情况下亦说明脑损伤明显。重症脑梗死患者[14]，脑半球氧供需失衡,表现为明显供大于需求,这与脑血流-代谢耦联机制有关。梗死部位的脑血管闭塞，当闭塞血管面积超过脑摄氧所能代偿的范围后,缺血脑组织水肿坏死,这种损伤在24 h 后达高峰,重症脑梗死患者正常脑组织大量坏死,氧供相对过剩而机体脑血管自动调节机制已经破坏,继而表现为SjvO2持续>70 %。故而术后SjvO2保持在正常范围内的患者预后相对较好，而SjvO2高于正常值高限或者低于正常值底限均为预后不良的提示，这对于我们术后的管理具有重要意义。

5 SjvO2监测并发症与禁忌症

颈部脊髓损伤[17]、患者有出血性疾病、局部软组织感染或损伤为监测绝对禁忌症。已行气管造口术、脑静脉血回流受阻的病人是监测的相对禁忌症。对于颅内压增高或脊柱损伤的病人来说，放置导管时的一些常规做法比如Trendelenbergs位或头旋转时要慎重权衡利弊后再实施。放置导管可引起的并发症[18]包括穿刺时损伤动脉，引起局部血肿，损伤胸膜造成气胸、神经损伤、感染等。关于留置导管可能引发的静脉回流受阻和颅内压增高目前还未见报导。

6 结论

虽然有研究表明[15]SjvO2是一个粗略性的诊断指标，只有在脑缺氧范围大于13%时才会下降<50%，其敏感性为3.3%，特异度97.7%，假阴性率96.7%，假阳性率2.3%。但总体来讲，大多数学者认为SjvO2用于体外循环中可以提供一个早期诊断有无脑部缺氧的指标，它还可以帮助我们区别脑缺氧和脑血管痉挛。因此，我们有理由认为在体外循环的患者，特别是儿童(<4岁)，有血管硬化，糖尿病，以及颅外大血管异常和中风表现的病人中使用是极有必要的。当然，虽有文献[19]认为SjvO2与脑的局部氧饱和度(rSO2)的相关性不明确,但有学者[20]认为这由于骨骼结构和皮肤厚度不同，皮肤循环状态不同所导致，因而SvjO2相对于rSO2能够更加准确地反映脑组织的真实氧供状态。并且，我们认为，在监测SjvO2时血流量在2 ml/min时，是最佳的[14，16]。同时，为避免病人解剖上不对称的干扰[21]，放置导管前后应有影像学检查。