脑卒中患者脑氧饱和度监测与围术期神经认知障碍的研究进展
时间：2023-06-25 13:00:06 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
辜 盼，李丹妮，范 丹,2△
(1.电子科技大学，四川 成都 610002; 2.四川省医学科学院·四川省人民医院麻醉科，四川 成都 610072)
脑卒中是中枢神经系统血管损伤所致的急性、局灶神经功能损伤，分为出血性卒中和缺血性卒中。其中缺血性卒中约占85%，与痴呆发展、认知能力下降、再次中风等神经功能损伤联系更加紧密[1]。围术期合并缺血性卒中患者经历手术带来的二次脑打击后，更容易发生围术期神经认知障碍(perioperative neurocognitive disorders, PND)。PND包括术前和术后12个月内发生的所有围手术期认知功能改变，包括术后谵妄(postoperative delirium, POD)、术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction, POCD)等[2]。PND患者临床表现多变，病情易波动，相关危险因素繁多，且目前缺乏治疗PND的特异性方法，因此，PND的预防非常重要。脑氧饱和度(regional cerebral oxygen saturation, rScO2)作为一种脑功能监测技术，广泛应用于围术期以监测脑血流及脑氧合状态，可警示神经系统不良并发症，有助于及时实施脑保护措施，有望降低PND发生率。因此，本篇综述旨在总结目前合并卒中患者rScO2监测与PND的相关研究进展。
1.1 围术期脑卒中概况围术期脑卒中定义为术中或术后30天内发生的缺血性或出血性脑血管意外，发病率约为0.1%～8%[3]。其中缺血性脑卒中可进一步分为显性卒中和隐匿性卒中。2013年美国心脏协会/美国卒中协会指南将隐匿性卒中单独分类，定义为临床上无神经功能受损症状或神经功能受损与缺血病灶无关，但CT可见局灶低密度区，DWI急性异常表现、T1/FLAIR低信号T2高信号，缺血容积≥3 mm、位置在皮层或皮层下，单发或多发的缺血性脑病灶[4]。随着神经影像学技术的发展，越来越多的隐匿性卒中被发现。而显性卒中诊断则需要神经损伤临床症状持续时间超过24小时[5]。围术期隐匿性卒中较显性卒中发病率更高，且与手术类型密切相关。心血管手术患者围术期显性脑卒中发生率为2.4%，而隐匿性脑卒中发生率高达31%。甚至非心脏、大血管手术中，65岁以上老年患者围术期隐匿性脑卒中发病率也达到了10%[6]。因此可见，围术期隐匿性脑卒中的高发病率不容忽视，加之缺乏明确病史及临床症状，具有极大潜在危害性。
1.2 围术期脑卒中与PND的关系Lewis等共发现，术后隐匿性卒中与心脏手术患者术后1个月认知功能障碍并无显著相关性[7]，但主动脉瓣置换术后卒中患者更易出现术后90天认知能力下降[8]。可以看出，心脏手术研究中，卒中后术后认知能力在不同时间终点仍有差异。PND有长达1年的随访周期，不同时间阶段患者认知功能特点尚有待进一步研究。在非心脏手术方面，一项多中心、前瞻性研究共纳入1116例大于65岁的患者，结果提示围术期隐匿性卒中与POD、术后1年认知功能下降的风险增加相关[9]。然而，针对其他非心脏手术的具体类型，包括腹部手术、胸科手术、骨科手术等预示高PND风险的手术类型，仍有研究意义，但尚缺乏大样本的临床随机对照研究数据。
基于近红外光谱(near-infraredspectroscopy，NIRS)技术的rScO2由于其无创、连续、实时反馈的特点，常用于术中动态监测。近红外光对人体组织具有良好的穿透性，人体组织内氧合血红蛋白和还原血红蛋白能够吸收近红外光，利用两者吸收系数的差异性，计算出脑组织血氧参数。
脑部血氧监测能提示脑氧合状况异常，及时实施治疗。rScO2是大脑氧供平衡后的结果，可以间接反映卒中患者脑功能状态。急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke，AIS)后时域NIRS变化的研究表明，缺血区域脱氧血红蛋白与总血红蛋白含量增加，再通区域组织氧饱和度降低，这可能反映了缺血损伤脑组织的血流动力学补偿及获救脑组织的代谢活动[10]。基于磁共振脑氧代谢成像测量大脑静脉血氧饱和度的方法可作为评价AIS疾病状态和早期预后的重要影像学指标[11]。再者，rScO2可判断血管闭塞取栓再通情况。除了脑卒中的诊断，治疗后风险预测也一直是临床关注重点。新生儿卒中后两侧半球rScO2不同步恢复与认知损伤风险增加相关[12]。动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者出血侧rScO2较基线降低>20%与术后认知功能恢复评分较低相关[13]。
3.1 术前rScO2监测与PND关系正常的rScO2为60%～80%, 心脏病患者可能会低至55%～60%[14]。尽管个体术前rScO2差异较大，但能给予患者生理或病理状态的重要线索。最新研究表明，年龄、性别和基线血红蛋白是基线rScO2的显著预测因素。女性、高龄患者rScO2更低[15]。有学者提出，低rScO2可能提示老年患者术前认知储备较差[16]。系统综述与Meta分析指出，术前低rScO2表现增加POD风险[17]。学者们进一步计算出心脏术后患者术前rScO2小于59.5%是POD的预测值[18]。此外，髋关节骨折术后发生POCD的患者更易存在术前低rScO2[19]。
3.2 术中rScO2监测与PND关系Lim等观察性研究共纳入1439例冠脉旁路移植术非体外循环患者，发现术中rScO2降低与POD风险增加相关[20]。有研究发现单肺通气术中rScO2低于65%持续3 min以上，术后早期(术后3 h之内)认知功能恢复明显减慢，POD(术后3天之内)风险增加3倍[21]。然而，另一项单肺通气研究却认为双侧rScO2最低值均与POD无关[22]。术中rScO2绝对数值与PND关系如何，现有研究未有定论，考虑与以下因素有关：首先，rScO2受解剖与手术因素的双重影响。颅外组织、颅骨和脑脊液的厚度变化等解剖因素[23]，以及随手术进程变化的动态因素，包括动脉血二氧化碳分压、麻醉通气方案调整(吸入氧浓度和/或呼末二氧化碳)、术中血流动力学、体位变化等[24]。其次，测量设备性能对参数也有影响。FORESIGHT以显示rScO2的绝对值读数为主，INVOS主要侧重于给出rScO2变化的趋势[25]。
因此，rScO2相对变化趋势或许是更加重要的指标，持续监测与动态对比能更准确指导临床决策。在接受心脏手术的老年患者中，术中rScO2低于50%基线值与POD相关。单肺通气术中患者在额部测量rScO2，左侧rScO2小于90%基线值(持续15 s以上)和右侧rScO2低于85%基线值(持续15 s以上)与POD具有明显相关性[22]。接受骨科手术的老年患者低脑氧饱和负荷(定义为时间与rScO2变化曲线下的累积面积)低于10%基线、20%低于基线与术后3个月POCD显著相关[14]。然而，Holmgaard等对148例心脏术后患者远期随访，结果证明术中rScO2较基线值降低10%、20%及持续时间与出院时及术后3个月POCD发生均无明显相关[26]。两项研究得出的不同结论，提示手术类型或许是影响rScO2变化的因素之一，未来需要不同手术类型的临床研究来验证结论。此外，学界常以rScO2值≤50%或较基线下降≥20%作为干预值。rScO2变化与PND的关系，将进一步引导我们思考干预rScO2降低措施的必要性与合理性。
3.3 rScO2联合监测与PND关系基于近红外光谱(near infrared spectroscopy, NIRS)技术的衍生监测，注重联合监测，个体化管理血压，减少神经系统并发症[27]。脑血氧饱和度指数(cerebral oximetry index, COX)与脑血流自动调节(cerebral autoregulation, CA)功能密切相关的常用参考方法。CA是一种保护机制，调节脑血管阻力随脑灌注压在一定范围内变化，保持脑血流量稳定，不受血压影响而被动变化[28]。CA受损可能是围术期脑卒中、PND发生的重要机制[29]。简单来说，CO义为计算rScO2与平均动脉压(mean arterial pressure, MAP)的相关系数，范围为-1～1。COX接近1表示CA丧失，零或负相关则CA完好[30]。COX最小值对应的血压代表脑血流变化最小的最佳MAP。既往研究结果发现术前存在神经系统疾病患者接受手术时，术中CA监测可早期预示脑灌注不足[31]。如今rScO2指导下脑保护策略已经逐渐成熟，核心是增加氧供及减少氧耗。增加氧供包括维持心输出量和MAP、输血、维持正常呼末二氧化碳分压；
减少氧耗包括温度管理、镇痛镇静、预防惊厥等[42]。已有研究证明，以COX为目标进行血压管理能够降低PND的发生率[32]。
目前围术期卒中研究集中于术后卒中的预防，但鲜有研究关注术前合并卒中患者的术后认知转归。探索术前卒中与PND的关系，实际上也是术前风险分层，及时识别脑功能脆弱的高危人群，尽早预防、及时干预、规范护理。此外，已有研究提出了过脑氧饱和与POD之间没有相关性[24]。原因可能是术中出现过氧饱和只是研究中观察到的少数情况，仅作个例研究。因此，目前过脑氧饱和的定义未有明确标准。已知高氧治疗能够增加脑细胞氧供应、改善线粒体功能、降低颅内压，但随之而来的氧中毒、肺损伤等并发症也不容忽视。然而，过脑氧饱和是否与脑损伤相关，有待于进一步的观察。
目前大量研究仍集中于术后短期认知功能评估及改善。但远期随访仍面临许多困难，因此，需考虑结合神经成像表现、大脑特异性标志物，同时规避学习效应，综合评估或许是将来需要努力的方向。
综上，对脑卒中患者PND的研究还处于探索阶段，结合rScO2的临床应用，建立完善的预防体系，最终形成可遵循的临床路径，是我们需要进一步实践的方面。
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