脑氧饱和度在临床麻醉中的研究进展

李 栩，韩 超，邵菁菁，张君宜，马浩南

（天津市泰达医院麻醉科，天津 300457）

脑氧饱和度（cerebral oxygen saturation，rScO2）是反映人体脑细胞含氧量的常见指标，其正常值保持在95%～100%，若机体rScO2较低，可引发脑部缺氧，导致脑损伤，严重情况下可出现脑死亡等不良后果，对患者生命安全构成了较大威胁[1，2]。基于此，rScO2现已被公认为临床检测患者生命体征的关键性指标之一，在手术等治疗方案中具有重要应用价值[3]。随着rScO2监测技术的不断发展，该技术在临床手术中获得了广泛应用，除对大脑局部氧饱和度的监测外，现已可测定外周组织的rScO2水平，对外周组织微循环状态具有积极评价作用，有利于患者预后的准确评估[4，5]。在手术麻醉期间，患者生命体征常出现明显波动，其心率降低，可引起组织灌注不足，导致大脑缺氧、缺血及内环境改变，但其动脉血氧饱和浓度及静脉血氧饱和浓度仍可保持一定稳定性，因此rScO2的监测对患者术中体征状态的评估具有重要意义[6]。本文对rScO2监测技术的原理及其在临床麻醉监测中的影响因素、应用情况作一综述，旨在为该指标的临床应用与研究提供可靠参考。

1 rScO2 监测技术的原理

近红外光谱技术（near infrared spectrum instrument，NIRS）是当前唯一应用于临床的rScO2监测技术，其红外光波长范围在650～1100 mm，对人体组织具有良好的穿透作用，能够穿透头皮、颅骨以及脑组织，其在颅内的衰减信号具有提供信息的价值[7，8]。rScO2监测的是大脑局部区域组织的血红蛋白，并不是单独的动脉或者静脉，因此脑血氧饱和度的监测是局部大脑血红蛋白的混合饱和度，其反映的是氧供和消耗之间的变化[9-11]。可见，NIRS 是利用近红外光谱技术对人体大脑rScO2进行监测的方法，可在无创前提下，对患者进行连续性rScO2监测，且具有较高的灵敏性。

2 rScO2 在临床麻醉监测中的影响因素

2.1 低血压 外科全麻后，患者易出现不同程度的低血压状态，可引起组织灌注减少，导致氧供下降，造成大脑缺氧。黄璜等[12]使用近红外组织血氧参数无损检测仪对患者麻醉后低血压进行了监测，结果显示麻醉诱导后低血压患者的局部肌氧饱和度（rSmO2）出现大幅度下降，而rScO2相对稳定，可见麻醉后肌肉组织更早发生缺血、缺氧，但通过机体的自身调节，大脑的氧供平衡仍然能够得到保障。分析认为，神经血管耦合（neurovascular coupling，NVC）是自身调节的另一种方式，通过神经源性调控可直接引起血流动力学改变，从而匹配神经元代谢活动[13]。当患者麻醉后，其脑血流灌注减少，血压明显下降，在神经血管耦合的作用下，其局部脑血流量与脑氧代谢率可保持匹配，即使在氧供降低的情况下，也能够维持血氧饱和度的稳定[14]。由此可见，麻醉引起的低血压对患者rScO2监测并无明显影响。

2.2 血红蛋白 在rScO2监测中，红外光谱的变化可受到血红蛋白含氧量的影响，因此血红蛋白性质及浓度的改变会对其监测值造成影响。当颅内氧饱和度发生变化时，血红蛋白吸收光谱会产生一定的变化，导致穿透的红外光强度发生变化，将血红蛋白氧饱和度与红外光强度进行对比，制成标准曲线，即可对氧饱和度进行监测。苏秀珠等[15]研究显示，中度贫血患者（血红蛋白60～90 g/L）的术后rScO2下降率及脑氧合不良发生率高于正常（血红蛋白＞120 g/L）及轻度贫血者（血红蛋白90～120 g/L），表明血红蛋白水平较低的患者在术中更易出现rScO2下降情况，其血红蛋白水平的降低可导致rScO2监测值的下降。综上可见，血红蛋白是影响rScO2监测结果的重要因素。

2.3 麻醉药品 麻醉药品对人体血管的收缩及舒张存在一定影响，其药品种类的不同亦可导致术中rScO2监测结果的差异。吴双等[16]研究发现，与丙泊酚复合瑞芬太尼麻醉相比，七氟醚复合麻醉患者的术中血流动力学及脑氧代谢更为稳定，表明后者对患者rScO2的影响较小。而在刘秀兰等[17]研究表明，丙泊酚复合依托咪酯麻醉对患者术中血流动力学的影响更为轻微，其rScO2水平高于七氟醚和瑞芬太尼维持麻醉患者。由此可见，麻醉药品种类及联合方案对患者术中rScO2水平具有较大影响，选择合适的麻醉药品至关重要。

2.4 麻醉方式 不同麻醉方式所产生的麻醉效果存在明显差异，如一般情况下腰硬联合麻醉较硬膜外麻醉的起效时间更快，其对患者rScO2水平存在较大影响。王雅婷等[18]研究显示，与蛛网膜下腔阻滞相比，全身麻醉对患者围术期rScO2水平的影响更大。但陈春茹等[19]研究显示，不同麻醉方案下，患者的rScO2数值并不存在明显差异。由此可见，临床关于麻醉方式对术中rScO2水平的影响价值尚无统一共识，其结论有待进一步研究证实。

2.5 二氧化碳气腹 高燕春等[20]研究指出，对患儿使用二氧化碳气腹，可引起rScO2发生明显改变。分析认为，二氧化碳气腹可导致高腹压形成，对邻近器官组织具有一定物理性压迫作用，易引起脑静脉回流受限，造成脑血管扩张，导致脑血流量、颅内压升高等情况，进而影响机体的rScO2水平。除此之外，二氧化碳气腹还可引起一定的高碳酸血症及呼吸性酸中毒风险，对患者脑氧代谢具有较大影响[21]。故，二氧化碳气腹时，患者的rScO2存在一定的下降趋势，随着气腹的结束，其rScO2水平可逐渐恢复。

2.6 体位 仰卧位与俯卧位为外科常用体位，当患者俯卧位时，头部需侧向一边，体位垫摆放体位等使头部位置稍低于躯干，其头部过度伸屈、旋转或倾斜均可引起椎动脉受压，导致大脑血液低灌注等情况，进而引起术中rScO2数值改变[22]。俯卧位时，患者眼压和头部静脉压将升高，两者均可引起眼灌注压降低，尤其在脊柱手术中，其腹部受压，压力通过传导可引起中心静脉压升高，进而引起头部静脉淤血，影响机体rScO2水平[23]。由此可见，体位是影响患者术中rScO2水平的重要因素，其中俯卧位时rScO2较仰卧位时降低。

3 rScO2 在临床麻醉监测中的应用情况

3.1 rScO2监测在老年患者手术麻醉中的应用 老年患者的组织器官功能普遍有所减退，其围术期伴有较高的脑氧失衡概率，易导致术后不良预后风险增加。rScO2能够体现大脑组织含氧量，同时反映脑组织的氧供需平衡状态。基于此，维持患者的rScO2稳定，可有效减少不良预后的发生。王先学等[24]研究表明，监测患者围麻醉期rScO2及脑电双频指数（BIS）可为老年肠梗阻患者提供可靠的麻醉用药管理依据，进一步降低术后谵妄等并发症的发生风险，对其术后恢复具有重要意义。老年患者术后谵妄是一种短暂的器质性脑综合征，通常是由于老年患者出现脑组织低灌注、缺氧导致的手术不良预后，会对老年患者的术后恢复造成严重影响。而rScO2监测对患者的脑保护以及有效的复苏有着重要的作用，因此能够有效的降低老年患者术后谵妄的发生率。且李茜等[25]研究表明，rScO2监测能够有效提高老年患者的术后认知功能。与此同时，将rScO2监测运用于老年下肢骨科手术中，同样可减少术后认知功能障碍的发生率。综上，rScO2监测在老年患者的手术麻醉中具有重要作用，有利于术后不良风险的把控。

3.2 rScO2监测在颅脑手术中的应用 颅脑损伤是神经系统疾病，其病情变化迅速，需及时治疗。通常情况下，为预防颅内压骤降造成脑膨出，重型颅内损伤患者进行手术治疗时，需进行颅内压监控，同时为了防止大脑缺氧，临床还需积极监测患者的围术期rScO2。廖羽等[26]对rScO2监测在重度脑外伤患者中的应用效果进行了探究，结果显示加强rScO2监测管理，可帮助临床掌握患者的脑氧供需平衡及脑血流改变情况，对其麻醉及手术方案的调整均具有良好指导作用。此外，在重型颅脑外伤以后，患者可能出现剧烈持续的应激反应，使交感神经过度兴奋，增加心率和血氧，使耗氧量增加，颅内压升高，从而增加不良预后的风险。因此，积极监测颅脑手术患者的rScO2水平，是提高其手术安全、降低预后风险的重要方式。

3.3 rScO2在手术患儿麻醉中的保护作用 由于儿童机体器官及系统功能发育不完善，其对麻醉与手术的耐力较差，在全身麻醉过程中易出现脑缺氧等状况，且麻醉药物的应用易引起低血压、组织血流灌注减少等反应，对患儿手术安全造成了较大影响[27]。因此，开展rScO2监测，保障患儿的围术期安全，在儿童手术方案中具有重要意义。毛建雄等[28]研究证实了rScO2监控对儿童麻醉中的保护作用。由此可见，rScO2监测对患儿术中安全具有积极改善价值，在手术患儿麻醉中可发挥重要作用。

3.4 rScO2在经导管主动脉瓣植入术患者麻醉中的应用 经导管主动脉瓣置入术（transcatheter aortic valve implantation，TAVI）为心内科常见术式，可通过外周动脉逆行性将新主动脉瓣植入相应位置，但其手术过程可出现主动脉夹层或心室纤颤等并发症，严重威胁患者的生命健康[29]。因此，及时评估患者的机体状态尤为重要。经导管主动脉瓣植入术对麻醉的平稳性要求较高，选择适合患者的麻醉方式对评估手术效果具有重要意义。麻醉和置入手术可能会对患者的中枢神经系统造成损伤，对rScO2的影响较大。中枢神经系统对缺氧十分敏感，轻度缺氧就能引起脑细胞氧化代谢障碍的发生，进而造成神经细胞凋亡、胆碱能神经功能下降，导致与记忆有关海马部位功能受损，最终产生神经认知功能异常[30]。因此，选择合适的麻醉方案及术中持续性rScO2监测，对术中脑缺氧及术后认知障碍的发生具有积极预防作用。苏孟勤等[31]研究中对全身麻醉以及镇静麻醉进行rScO2监测，结果发现两种麻醉都能够使患者的rScO2降低，但是镇静麻醉能够在较短的时间内使rScO2数值接近正常，而患者在术后认知障碍的发生率方面较全身麻醉更低，同时并发症的发生率也较低。因此，在麻醉过程中对患者的rScO2进行监测，能够降低术后认知功能障碍以及并发症的发生率。

4 总结

rScO2监测可有效评估麻醉患者的脑部氧供需情况，为其临床操作提供可靠指导，以保障患者的生命安全，现已广泛应用于多种疾病的临床治疗中。麻醉过程中，临床可根据患者的rScO2参数，对其吸氧及血流灌注量进行及时调整，以减少患者的脑神经损伤，保障其术中安全。近年来，随着rScO2监测技术的不断发展，其在老年手术、颅脑手术、儿童手术及TAVI 麻醉中的应用价值获得临床的广泛认可，关于该技术的更多应用领域值得临床进一步探究。