单侧颈动脉狭窄患者的脑血流自动调节功能

于丽云，孙立智，王 飞，赵晓燕，韩文勇

北京电力医院麻醉科，北京 100073

颈动脉狭窄是缺血性脑卒中的主要发病原因之一[1]，与脑梗死的发生、发展、复发密切相关。颈动脉狭窄患者做手术，尤其是颈动脉内膜剥脱术，围手术期需要做到脑保护，避免脑供血不足诱发脑梗。大脑血供与外周血压直接相关，常常通过调整血压增加脑血供[2]，但是也有临床试验发现收缩压达到170～190 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)也不能增加脑血供，反而增加心血管事件的风险[3]。理论上，脑血流自动调节功能(cerebral autoregulation，CA)完善时，平均动脉压介于50～150 mmHg范围内脑血流保持相对稳定，脑灌注压和脑血流没有相关性，血压高于正常值上限时脑血流与血压线性相关，可能诱发脑水肿和脑出血[4]；CA受损时，在正常血压范围内脑血流与血压呈正相关[5]。那么对于特定的患者如何调控血压最有益，取决于其自身的CA状态。本研究探讨了单侧颈动脉重度狭窄患者在正常血压范围内的CA状态。

对象和方法

对象及分组2015年1月至2017年2月在北京电力医院行全身麻醉手术的患者30例，分为两组：(1)狭窄组(n=15)：经血管彩超确认单侧颈内动脉颅外段动脉粥样硬化性重度狭窄(70%～99%)，狭窄侧均有侧支循环对缺血区供血，对侧颈动脉狭窄程度<30%；(2)对照组：无颈内动脉狭窄的患者。两组患者的性别和年龄相匹配。排除标准：(1)合并重要脏器生理功能严重障碍；(2)手术中出现过敏等不良事件；(3)心律失常；(4)服用抗抑郁药及其他影响自主神经功能药物；(5)帕金森病患者。本研究获北京电力医院伦理委员会批准，所有患者均知晓本项研究的具体内容并签署知情同意书。

麻醉方法所有患者均选择相同的麻醉方法：(1)麻醉诱导：咪唑安定0.05 mg/kg，舒芬太尼0.3 μg/kg，依托咪酯0.3 mg/kg，罗库溴铵0.8 mg/kg。(2)麻醉维持：丙泊酚 5～8 mg/kg，瑞芬太尼0.1～0.2 μg/(kg·min)；手术麻醉期间，麻醉深度维持在脑电双频指数介于40～50间，呼气末CO2介于35～40 mmHg，体温36～37℃，血压维持在基础血压的±20%之内。麻醉诱导平稳后，手术开始之前，同时连续监测双侧额叶脑组织氧饱和指数(cerebral tissue oxygenation index，TOI)和平均动脉压20 min。

观察指标术中采用桡动脉置管测有创动脉压，数据采集频率为0.1 Hz。采用EGOS-600A脑氧饱和度监测仪(爱琴医疗)持续监测双侧额叶TOI，数据采集频率为0.5 Hz。

统计学处理采用SPSS 18.0统计软件，符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用配对t检验；计数资料以频数表示，组间比较采用χ2检验；计算同一时点的平均动脉压和TOI的Pearson相关系数r，r的正常范围为-1～+1，相关系数的绝对值越接近1代表相关性越强，越接近于0相关性越弱，小于0.1认为没有相关性，0.1～0.3时两变量间的线性关系较弱，大于0.8时两变量间的线性关系较强。本研究采用r的绝对值进行统计分析。采用受试者工作特征(receiver-operating characteristics，ROC)曲线分析r值用于判断CA的敏感性和特异性。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

两组患者一般情况的比较狭窄组15例患者中，男11例，女4例，平均年龄(61.6±10.6)岁(48～78岁)；对照组与狭窄组患者的性别、年龄相匹配。两组患者在体质量指数[(26.35±3.32)kg/m2比(26.04±1.87)kg/m2；t=0.32，P=0.318]，高血压史(66.7%比40.0%；χ2=2.14，P=0.143)、糖尿病史(33.3%比20.0%；χ2=0.68，P=0.409)和吸烟史(26.7%比33.3%；χ2=0.16，P=0.690)方面差异均无统计学意义。狭窄组平均动脉压范围为72.8～99.7 mmHg，对照组平均动脉压范围70.3～95.9 mmHg。

两组患者相关系数的比较狭窄组患者狭窄侧与非狭窄侧的TOI差异无统计学意义(66.52±6.50比65.23±4.50；t=0.93，P=0.368)，狭窄组狭窄侧与对照组同一侧的TOI差异也无统计学意义(66.52±6.50比64.22±3.87；t=1.18，P=0.248)。狭窄组狭窄侧和非狭窄侧的r值分别为0.36±0.12和0.17±0.11，狭窄组狭窄侧和对照组同一侧的r值分别为0.36±0.12和0.13±0.08。

相关系数r值判断CA状态的有效性狭窄组15例患者中，5例术前3个月有短暂性脑缺血发作，2例术前3个月有脑梗死病史。以术前3个月内发生短暂性脑缺血发作或者脑梗死的患者为阳性，其余患者为阴性，以ROC曲线分析r值用于判断CA的有效性，结果显示曲线下面积为0.894(P=0.002)，95%置信区间为0.737～1.000，从统计学角度认为r值用于判断CA状态有效，具有诊断价值。将r值为0.342作为判断点时，其敏感性为0.625，特异性为0.909。

讨 论

生理情况下，随血压波动，脑内阻力血管反应性收缩或舒张以保证脑血流量相对恒定，从而满足大脑代谢需求，此过程称为脑血管压力自动调节，又名CA[6]。目前有很多方法评估CA，但尚没有一种公认的方法和标准[7]。近红外光谱分析技术(near infrared spectroscopy，NIRS)可以无创实时监测局部TOI。NIRS技术的理论基础是近红外光可以穿过并被组织吸收，氧合血红蛋白、氧离血红蛋白对近红外光的吸收谱不同，根据Beer-Lambert定律，测得组织对不同波长的光的吸收程度，可以计算氧和血红蛋白、氧离血红蛋白的相对浓度[8]。TOI代表脑组织的真实氧饱和度，在稳定的动脉氧饱和度、稳定的代谢率和稳定的组织内氧弥散状态下，TOI提供的信息相当于脑血流[9-10]。全身麻醉状态下，当麻醉深度和吸入氧浓度不变时，可以提供一种稳定的环境，即代谢率和动脉血PCO2分压稳定，这时比较血压变化和TOI的变化，相当于比较血压变化时脑血流的变化，计算平均动脉压和TOI的相关系数r可以反映CA，因此本研究采用NIRS技术分析CA状态和判断标准。

CA是指在血压变化时，大脑为了维持足够的脑灌注而具有的内在调节功能[7]。TOI用于监测脑血流调节功能的理论基础是脑氧含量与动脉血氧饱和度、脑血流、脑组织内氧弥散能力成正比，与脑氧代谢率成反比[9]。在稳定的动脉氧饱和度、稳定的代谢率和稳定的组织内氧弥散状态下，TOI提供的信息相当于脑血流[9-10]。稳定的全身麻醉状态可以达到以上条件，从而分析平均动脉压和脑血流的关系。本研究结果显示，在正常血压范围内，对照组的平均动脉压与TOI没有相关性，CA正常，与既往的研究结果相一致。狭窄侧的相关系数与对照组有明显差异，两组患者的性别、年龄、体质量指数、高血压史、糖尿病史和吸烟史都没有显著差异，说明单侧颈动脉狭窄的患者，狭窄侧的CA受损，在正常血压范围内升高血压就可以改善脑供血。此外本研究中，狭窄组的非狭窄侧和对照组相应一侧比较，TOI和相关系数r值都没有统计学差异，表明狭窄组患者非狭窄侧的CA正常。理论上CA完善的正常人，平均动脉压介于50～150 mmHg范围内，脑血流稳定不变，只有平均动脉压高于150 mmHg时才可以增加脑血流，进而诱发脑水肿；颈动脉重度狭窄或闭塞的患者，如果CA也是完善的，那么平均动脉压高于150 mmHg时才可以改善狭窄侧脑血流，同时可能导致非狭窄侧的脑充血。但是，本研究发现，单侧颈动脉重度狭窄的患者，狭窄侧CA受损，血压的波动引起脑供血的变化，非狭窄侧CA同正常人，因而手术麻醉过程中血压维持在正常值的高限既可以增加狭窄侧的血供，又可以避免高血压损伤非狭窄侧脑血管。

为了寻找相关系数r值判断CA的标准，本研究进一步采用ROC曲线分析，结果显示以r值为0.342作为判断点时，其敏感性为0.625，特异性为0.909，曲线下面积是0.894，95%置信区间是0.737～1.000，从统计学角度认为r值可以用于判断CA状态，具有诊断价值。r<0.8表明TOI和血压是弱的相关性。与Steiner等[9]对感染性脑病患者的研究结果一致。正常大脑通过多种机制调节脑血供，例如平均动脉压、心输出量、动脉血CO2分压、大脑皮层活跃度[2]、压力反射敏感性。血压只是影响因素之一。本研究只观察在患者基础血压±20%之内波动时平均动脉压和TOI的Pearson相关系数r值，当血压过高或者过低时，二者的相关性可能会更强，考虑医学伦理学，本试验未做研究。

许多疾病都会损伤CA，如痴呆症、脑卒中、脑创伤，当CA紊乱时，大脑供血依赖体循环血压，血压过低引起脑缺血(低灌注)，血压过高引起脑充血(高灌注)[11]。本研究探讨了单侧颈动脉重度狭窄的患者平均动脉压与TOI的关系，结果发现，在正常血压范围内，即血压在基础血压的±20%之内自发的波动时，狭窄侧平均动脉压与TOI具有相关性。本研究不足之处在于没有研究血压过高或者过低时的CA状态，一方面出于伦理学的原因，两者都不利于患者；另一方面血管活性药物对脑供血的作用是复杂的，例如肾上腺素在升高体循环血压的同时会降低脑循环的血流[12]，因而用血管活性药物控制血压带来新的问题，即药物本身对脑血流的影响。大脑本身的血液循环和调控是极其复杂的，也许应该实时监测血压和TOI的关系，以便提供合理的治疗。

综上，本研究结果显示，单侧颈动脉重度狭窄患者狭窄侧CA异常，非狭窄侧CA正常。对于可能存在CA紊乱的患者，评估平均动脉压和TOI的相关性，可以为患者提供个体化的治疗方案，控制血压，维持最优的脑灌注压，减少继发性脑损伤。