術中腦代謝監測研究進展

周藝蕉(綜述)，角述蘭，趙寧輝(審校)

(昆明醫科大學第二附屬醫院 a.麻醉科,b.神經外科,昆明 650101)

術中腦代謝監測研究進展

周藝蕉a△(綜述)，角述蘭a※，趙寧輝b(審校)

(昆明醫科大學第二附屬醫院 a.麻醉科,b.神經外科,昆明 650101)

摘要：在顱腦損傷致死的人群中，腦缺血缺氧的發生率高達90%以上；開顱手術也存在很多因素影響腦代謝，顱腦損傷后繼發性腦缺血缺氧的發生與保護一直是研究和探討的熱點。腦代謝監測對于腦保護的重要性無論在神經外科、麻醉科還是重癥監護室都不容忽視。術中腦代謝監測的研究，可指導顱腦手術麻醉藥物的使用，了解用藥是否存在差異，避免手術和麻醉引起腦的損傷，減少術后并發癥，更為術中腦保護起到監測指導作用；選擇個體化有針對性的監測方式，降低費用，提高患者后期生命質量；為探尋術中麻醉管理方式，加強麻醉管理質量起到了指導意義。

關鍵詞：腦代謝；手術；監測

隨著神經外科手術操作精細，麻醉學、影像學的不斷進步，監測設備的逐漸完善，術中腦代謝監測越來越受到關注。術中腦代謝監測為理想的麻醉藥物及麻醉方式的選擇起了導向作用及術中腦保護的指導意義。但目前術中腦代謝監測較為不足。為了尋找一種術中安全、瞬時、有效、不良反應少的監測方法，現就近期腦代謝監測技術和方法進行綜述。

1神經電生理監測

神經電生理監測主要包括體感誘發電位(somatosensory evoked potential,SEP)、運動誘發電位(motor evoked potentials,MEP)和肌電圖。SEP是一種無創、便捷、有效的術中監測技術，給予周圍神經適當的刺激后，神經沖動通過感覺神經通路傳至大腦感覺皮層區所記錄到的電位變化。優點[1]：①受肌肉松弛劑影響較小；②不受患者意識、睡眠影響；③刺激電壓低；④不干擾手術操作。局限性：①SEP對脊髓運動傳導束功能監測是間接的，不能實時反映神經功能狀態；②吸入麻醉藥對SEP波幅及潛伏期影響較大。MEP是通過經顱電刺激或經顱磁刺激激活運動皮層的功能區或脊髓，于相應神經支配的肌肉記錄到復合肌肉動作電位。但該技術難度大，受肌肉松弛藥及吸入烷類麻醉藥的雙重影響，電刺激時可能引起患者身體抽動，干擾手術順利進行。肌電圖是神經纖維受到機械或電刺激時所支配的肌肉收縮所產生的電位。優點：實時顯示脊髓、神經根運動功能情況，避免術中誤傷，增加手術操作的安全性。

Li等[2]對200例頸椎手術監測研究顯示，SEP和MEP對神經損傷警報的靈敏度分別為37.5%和62.5%,SEP和MEP結合使用的靈敏度為100%。Lin等[3]對脊柱手術監測表明，在脊柱手術中聯合監測SEP、MEP不僅可降低脊髓及神經根損傷的風險，它們的高度靈敏性能預測神經損傷，對手術及麻醉均起到安全管理的作用。李家亮等[4]應用神經電生理聯合監測性顱內動脈瘤手術表明，神經電生理監測對術中腦組織供血情況進行實時監測可及早發現可能發生的腦組織缺血性損害，并及時采取相應干預措施，從而提高手術效果。其中，SEP是評估腦組織缺血程度的重要手段，MEP在監測后循環動脈瘤手術過程中價值更大。

2頸靜脈球部血氧飽和度監測

頸靜脈球部血氧飽和度監測(jugular bulb oxygen saturation，SjO2)是利用頸內靜脈逆行置管至頸靜脈球部測定腦組織回流靜脈血中氧飽和度的方法。所置入導管端的光導纖維探頭，既直接連續性測量靜脈血氧飽和度，又可抽取靜脈血進行血氣分析。目前研究普遍認為SjO2正常低值為 50%～60%,高值為75%[5]。當SjO2<50% 提示大腦半球存在缺血性損害風險；SjO2>75%提示存在腦充血或腦代謝降低；SjO2持續< 50%或>70%均提示腦損害預后不良[5]。

柳真裕和毛紅燕[5]研究認為SjO2可反映大腦半球氧化代謝狀況。許菲璠和劉佰運[6]研究顯示,對于腦外傷患者,通過SjO2監測可早期明確診斷腦缺血。通過SjO2監測優化過度通氣治療,可指導補液處理,調整腦灌注壓以及及時發現動靜脈瘺形成。SjO2聯合使用經顱多普勒超聲,還可用于分辨腦充血和血管痙攣。

3腦組織氧分壓技術

腦組織氧分壓(brain tissue oxygen partial pressure,PbtO2)技術是隨著電子和光纖技術發展起來的有創腦氧監測技術。通過顱骨鉆孔向腦組織置入微傳感器，直接測定腦組織氧分壓,反映所監測腦組織氧代謝情況，為早期發現腦缺血缺氧提供最直接的依據。優點[7]：①操作相對簡單，不需反復校對；②監測探頭有特殊的固定裝置，固定性較好；③對于顱腦外傷患者過度通氣治療的腦氧監測，PbtO2可反映不當過度通氣造成的氧分壓下降。局限性：①只可反映局部腦組織的氧代謝情況；②探頭置入可能引起微量出血，影響腦氧監測的準確性。一般認為PbtO2正常值為15～40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，10～14.9 mmHg為輕度缺氧狀態,5～9.9 mmHg為中度缺氧狀態,<5 mmHg為重度缺氧狀態,維持腦皮質功能PbtO2必須大于5 mmHg。

張秋生等[8]對112例重型顱腦損傷患者監測預后顯示，可應用PbtO2監控對顱內壓和腦灌注壓進行調整干預，甚至在PbtO2正常情況下允許顱內壓處于較高水平，PbtO2與預后呈顯著正相關。PbtO2對臨床治療有指導意義，可反映患者的預后，是一種理想的腦氧代謝監測手段。

4近紅外光譜技術及局部腦氧飽和度

近紅外光譜技術(near infrared reflectance spectroscopy,NIRS)是利用近紅外光在700～900 nm的光譜范圍內生物組織具有高散射、低吸收的特性，反映大腦皮質激活狀況的血氧代謝變化信息。經NIRS的局部腦氧飽和度(regional oxygen saturation,rSO2)測定,是一種安全、無創傷性、操作簡單的監測方法，可連續監測rSO2動態變化規律，實時反映大腦靜脈血氧飽和度及整個大腦氧代謝的情況。局限性：讀數的可靠性受到腦外血流的影響。目前認為rSO2是反映腦氧供量的良好指標。rSO2對腦缺氧非常敏感，即使腦氧變化很小都能引起rSO2值的變化。在常溫靜息條件下，rSO2>75%時，臨床醫師不需有創測定顱內腦灌注壓也可知道腦灌注壓在正常范圍；rSO2<55%時，68.2%的時間腦灌注壓值是<70 mmHg，提示腦灌注不足[9]。

rSO2監測有助于早期發現腦缺血缺氧狀況；具有指導治療的作用，當rSO2下降至一定程度時，積極進行手術、脫水、降低腦代謝等治療，以降低顱內壓、提高腦灌注壓。rSO2的變化規律對顱腦外傷預后評估有重要意義。Rummel等[10]通過多通道連續波近紅外光譜監測認為人類的氧合變化通常發生在急性腦卒中，該監測可作為一個防止腦缺氧損傷的早期預測指標。

5經顱多普勒超聲檢查

經顱多普勒超聲檢查(transcranial Doppler,TCD)是目前應用最廣泛的方法，其原理基于多普勒效應，通過多普勒探針發出超聲波，經過顱骨反映出顱內血管中紅細胞的移動。根據其血流速度、指標及波形，判斷顱內血流動力學變化，為患者術中是否發生腦灌注不足提供證據[11]。局限性：①高度依賴操作人員；②TCD測量局限于較大動脈并只能提供總體指數,而不是局部腦血流速度。正常人大腦中動脈平均血流速度為(65±17) cm/s，重型顱腦傷患者大腦中動脈初始速度通常低于正常水平65 cm/s。蛛網膜下腔出血患者平均血流速度可達250～300 cm/s，在腦損傷后腦血管痙攣，血流速度增加則不甚顯著，通常為100～200 cm/s。

Helmy 等[12]研究顯示，低血流速度持續時間越久,腦損傷越重。高血流速度是腦血管狹窄、大腦中動脈痙攣的反映，合并SjO2增高時提示腦充血。重度顱腦損傷患者在早期可見腦血流量減少，若恢復期見腦血流量增加，提示腦損傷康復可能有利。聯合應用TCD和NIRS測定技術監測可針對腦血流動力學、術中栓子以及大腦氧代謝方面進行實時、同步監測,及時發現并有效糾正外科、麻醉的臨床操作,減少并防止神經系統損害的發生[13]，具有最佳腦保護的指導意義。

6微透析技術

微透析技術是在腦灌流基礎上發展起來的較理想、微創、安全、全新的監測手段。它是從創傷組織的細胞外液中通過0.2～0.5 mm的中空探針插入組織液進行采樣，可根據滲透膜濃度梯度發生改變。微透析技術獨有取樣連續性，為顱腦創傷生物化學研究和損傷后腦保護研究提供了新的途徑[14]。優點：①探針比其他監測儀器小；②滲透膜起到物理屏障的作用，阻止大分子及混雜物進入腦組織；③可通過探針注射藥物或其他化合物。局限性：①分辨率有時間的限制，通常10 min作為收集時間較好；②仍屬于侵襲技術，對組織有創傷；③低分子溶質在灌流液可能擴散到間質中，從而干擾細胞外環境或穩態平衡。

Bossers等[15]的系統回顧顯示，微透析技術是迄今為止唯一的抽樣技術，延長了成分變性時間。Purins等[16]對創傷性腦損傷患者的研究顯示，微透析技術監測腦組織氧合可作為監測的一種補充，而不是替代監測。Asgari等[11]對創傷性腦損傷患者用微透析技術進行血管舒張或收縮劑應用的監測顯示，可作為大腦血管代謝的監測管理應用。

7腦電雙頻指數監測

腦電雙頻指數(bispectral index,BIS)監測是計算機利用雙頻譜分析法，將原始腦電圖信號的時間與振幅關系轉換成頻率與功率關系后所得的無量綱指數。當肌電值<40、質量信號指數>80%時記錄數據。伍義[17]研究發現，當BIS值持續>80，患者具有較大可能會清醒；當BIS值持續<20且呈進行下降的患者，其存活可能性則大大降低；當BIS值持續穩定在40～60，則患者大多呈植物狀態，表明對心肺復蘇患者的預后，BIS值有預測的價值。伍義[17]研究表明，BIS值主要反映大腦皮層電活動,尚無證據表明BIS值能反映腦干電活動。

8核磁共振代謝組學檢驗

核磁共振代謝組學檢驗是利用共振波譜分析的物理原理，原子核通過磁場發射某種射頻信號，被接收器截獲后編碼信息并處理得到圖像或波譜的一種方法。它不需要進行樣品的提取、純化等復雜的預處理過程，對創傷患者入院24 h內腰椎穿刺進行腦脊液樣本采集，經過離心、去蛋白、離心等轉移至核磁共振管中即可進行監測[18]。氫質子磁共振波譜作為無創探測活體組織化學特性的方法，敏感性較高。林愛琴等[19]的研究提示可通過提高N-乙酰天門冬氨酸值以達到早期治療、減輕致殘率和致死率的目的。

9術中CT

術中CT是一種簡單易行、成像時間短、能提供高質量圖像的技術，其不但可明確腦內血管開放程度，還可提供腦組織灌注情況。優點[20]：①可及時、準確提供腦灌注情況；②可明確動脈瘤是否完全夾閉、載瘤動脈及穿支動脈是否通暢；③可明確術區有無出血及術中血腫清除是否滿意。

10PET局部腦氧代謝率測定

PET是一種能無創監測機體任何部位生理、生化過程的技術，通過靜脈注射由放射正電子核素標記的示蹤劑,放射出的正電子與人體內的電子相結合,湮滅后產生的γ射線穿出人體,在體外用PET 進行測量正電子產生γ射線的技術。該技術目前更多地停留在基礎和臨床研究的層面。

11小結

目前，術中腦代謝的監測種類多，已有非常大的進展。圍術期、臨床觀察及基礎研究中可利用這些監測技術判斷早期腦缺血缺氧，指導麻醉用藥及手術操作，評價顱腦病情、臨床診治及預后等，從而早期診治，降低致殘率和病死率，起到術中腦保護的作用。在今后的研究中，如何合理、有效地運用這些監測技術并將其廣泛運用到臨床，仍待進一步探索。

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Research Progress of Intraoperative Brain Metabolism MonitoringZHOUYi-jiaoa,JIAOShu-lana,ZHAONing-huib.(a.DepartmentofAnesthesiology,b.DepartmentofNeurosurgery,theSecondAffiliatedHospitalofKunmingMedicalUniversity，Kunming650101,China)

Abstract：In craniocerebral injury death population,the incidence of cerebral ischemia and hypoxia is as high as 90%;in craniotomy there are also many factors affecting cerebral metabolism,the occurrence and protection of secondary cerebral ischemia and hypoxia after craniocerebral injury have always been the hot spots of research and discussion.The importance of cerebral metabolic monitoring should not be ignored either in neurosurgery,or anesthesia or intensive care unit.The research on monitoring of intraoperative brain metabolism,can guide neurosurgical anesthesia drug use and understand the drug differences,avoid surgery and anesthesia caused brain damage,reduce the postoperative complications,and provide monitoring guidance for intraoperative cerebral protection;individualized monitoring can reduce the cost,improve the quality of life of the patients for later stage; and explore intraoperative anesthesia management,and strengthen anesthesia quality management.

Key words：Brain metabolism； Operation； Monitoring

收稿日期：2014-10-20修回日期：2014-12-26編輯：相丹峰

基金項目：云南省中青年學術技術帶頭人后備人才資助項目(2009CI034)；云南省衛生廳衛生系統學科帶頭人培養計劃(D-201221)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.17.046

中圖分類號：R651.11

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)17-3196-03