腦卒中患者腦氧飽和度監測與圍術期神經認知障礙的研究進展

辜 盼，李丹妮，范 丹,2△

(1.電子科技大學，四川 成都 610002; 2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院麻醉科，四川 成都 610072)

腦卒中是中樞神經系統血管損傷所致的急性、局灶神經功能損傷，分為出血性卒中和缺血性卒中。其中缺血性卒中約占85%，與癡呆發展、認知能力下降、再次中風等神經功能損傷聯系更加緊密[1]。圍術期合并缺血性卒中患者經歷手術帶來的二次腦打擊后，更容易發生圍術期神經認知障礙(perioperative neurocognitive disorders, PND)。PND包括術前和術后12個月內發生的所有圍手術期認知功能改變，包括術后譫妄(postoperative delirium, POD)、術后認知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction, POCD)等[2]。PND患者臨床表現多變，病情易波動，相關危險因素繁多，且目前缺乏治療PND的特異性方法，因此，PND的預防非常重要。腦氧飽和度(regional cerebral oxygen saturation, rScO2)作為一種腦功能監測技術，廣泛應用于圍術期以監測腦血流及腦氧合狀態，可警示神經系統不良并發癥，有助于及時實施腦保護措施，有望降低PND發生率。因此，本篇綜述旨在總結目前合并卒中患者rScO2監測與PND的相關研究進展。

1 圍術期腦卒中與PND關系

1.1 圍術期腦卒中概況圍術期腦卒中定義為術中或術后30天內發生的缺血性或出血性腦血管意外，發病率約為0.1%～8%[3]。其中缺血性腦卒中可進一步分為顯性卒中和隱匿性卒中。2013年美國心臟協會/美國卒中協會指南將隱匿性卒中單獨分類，定義為臨床上無神經功能受損癥狀或神經功能受損與缺血病灶無關，但CT可見局灶低密度區，DWI急性異常表現、T1/FLAIR低信號T2高信號，缺血容積≥3 mm、位置在皮層或皮層下，單發或多發的缺血性腦病灶[4]。隨著神經影像學技術的發展，越來越多的隱匿性卒中被發現。而顯性卒中診斷則需要神經損傷臨床癥狀持續時間超過24小時[5]。圍術期隱匿性卒中較顯性卒中發病率更高，且與手術類型密切相關。心血管手術患者圍術期顯性腦卒中發生率為2.4%，而隱匿性腦卒中發生率高達31%。甚至非心臟、大血管手術中，65歲以上老年患者圍術期隱匿性腦卒中發病率也達到了10%[6]。因此可見，圍術期隱匿性腦卒中的高發病率不容忽視，加之缺乏明確病史及臨床癥狀，具有極大潛在危害性。

1.2 圍術期腦卒中與PND的關系Lewis等共發現，術后隱匿性卒中與心臟手術患者術后1個月認知功能障礙并無顯著相關性[7]，但主動脈瓣置換術后卒中患者更易出現術后90天認知能力下降[8]。可以看出，心臟手術研究中，卒中后術后認知能力在不同時間終點仍有差異。PND有長達1年的隨訪周期，不同時間階段患者認知功能特點尚有待進一步研究。在非心臟手術方面，一項多中心、前瞻性研究共納入1116例大于65歲的患者，結果提示圍術期隱匿性卒中與POD、術后1年認知功能下降的風險增加相關[9]。然而，針對其他非心臟手術的具體類型，包括腹部手術、胸科手術、骨科手術等預示高PND風險的手術類型，仍有研究意義，但尚缺乏大樣本的臨床隨機對照研究數據。

2 rScO2監測在腦卒中患者的應用

基于近紅外光譜(near-infraredspectroscopy，NIRS)技術的rScO2由于其無創、連續、實時反饋的特點，常用于術中動態監測。近紅外光對人體組織具有良好的穿透性，人體組織內氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白能夠吸收近紅外光，利用兩者吸收系數的差異性，計算出腦組織血氧參數。

腦部血氧監測能提示腦氧合狀況異常，及時實施治療。rScO2是大腦氧供平衡后的結果，可以間接反映卒中患者腦功能狀態。急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke，AIS)后時域NIRS變化的研究表明，缺血區域脫氧血紅蛋白與總血紅蛋白含量增加，再通區域組織氧飽和度降低，這可能反映了缺血損傷腦組織的血流動力學補償及獲救腦組織的代謝活動[10]。基于磁共振腦氧代謝成像測量大腦靜脈血氧飽和度的方法可作為評價AIS疾病狀態和早期預后的重要影像學指標[11]。再者，rScO2可判斷血管閉塞取栓再通情況。除了腦卒中的診斷，治療后風險預測也一直是臨床關注重點。新生兒卒中后兩側半球rScO2不同步恢復與認知損傷風險增加相關[12]。動脈瘤性蛛網膜下腔出血患者出血側rScO2較基線降低>20%與術后認知功能恢復評分較低相關[13]。

3 圍術期rScO2監測與PND關系

3.1 術前rScO2監測與PND關系正常的rScO2為60%～80%, 心臟病患者可能會低至55%～60%[14]。盡管個體術前rScO2差異較大，但能給予患者生理或病理狀態的重要線索。最新研究表明，年齡、性別和基線血紅蛋白是基線rScO2的顯著預測因素。女性、高齡患者rScO2更低[15]。有學者提出，低rScO2可能提示老年患者術前認知儲備較差[16]。系統綜述與Meta分析指出，術前低rScO2表現增加POD風險[17]。學者們進一步計算出心臟術后患者術前rScO2小于59.5%是POD的預測值[18]。此外，髖關節骨折術后發生POCD的患者更易存在術前低rScO2[19]。

3.2 術中rScO2監測與PND關系Lim等觀察性研究共納入1439例冠脈旁路移植術非體外循環患者，發現術中rScO2降低與POD風險增加相關[20]。有研究發現單肺通氣術中rScO2低于65%持續3 min以上，術后早期(術后3 h之內)認知功能恢復明顯減慢，POD(術后3天之內)風險增加3倍[21]。然而，另一項單肺通氣研究卻認為雙側rScO2最低值均與POD無關[22]。術中rScO2絕對數值與PND關系如何，現有研究未有定論，考慮與以下因素有關：首先，rScO2受解剖與手術因素的雙重影響。顱外組織、顱骨和腦脊液的厚度變化等解剖因素[23]，以及隨手術進程變化的動態因素，包括動脈血二氧化碳分壓、麻醉通氣方案調整(吸入氧濃度和/或呼末二氧化碳)、術中血流動力學、體位變化等[24]。其次，測量設備性能對參數也有影響。FORESIGHT以顯示rScO2的絕對值讀數為主，INVOS主要側重于給出rScO2變化的趨勢[25]。

因此，rScO2相對變化趨勢或許是更加重要的指標，持續監測與動態對比能更準確指導臨床決策。在接受心臟手術的老年患者中，術中rScO2低于50%基線值與POD相關。單肺通氣術中患者在額部測量rScO2，左側rScO2小于90%基線值(持續15 s以上)和右側rScO2低于85%基線值(持續15 s以上)與POD具有明顯相關性[22]。接受骨科手術的老年患者低腦氧飽和負荷(定義為時間與rScO2變化曲線下的累積面積)低于10%基線、20%低于基線與術后3個月POCD顯著相關[14]。然而，Holmgaard等對148例心臟術后患者遠期隨訪，結果證明術中rScO2較基線值降低10%、20%及持續時間與出院時及術后3個月POCD發生均無明顯相關[26]。兩項研究得出的不同結論，提示手術類型或許是影響rScO2變化的因素之一，未來需要不同手術類型的臨床研究來驗證結論。此外，學界常以rScO2值≤50%或較基線下降≥20%作為干預值。rScO2變化與PND的關系，將進一步引導我們思考干預rScO2降低措施的必要性與合理性。

3.3 rScO2聯合監測與PND關系基于近紅外光譜(near infrared spectroscopy, NIRS)技術的衍生監測，注重聯合監測，個體化管理血壓，減少神經系統并發癥[27]。腦血氧飽和度指數(cerebral oximetry index, COX)與腦血流自動調節(cerebral autoregulation, CA)功能密切相關的常用參考方法。CA是一種保護機制，調節腦血管阻力隨腦灌注壓在一定范圍內變化，保持腦血流量穩定，不受血壓影響而被動變化[28]。CA受損可能是圍術期腦卒中、PND發生的重要機制[29]。簡單來說，CO義為計算rScO2與平均動脈壓(mean arterial pressure, MAP)的相關系數，范圍為-1～1。COX接近1表示CA喪失，零或負相關則CA完好[30]。COX最小值對應的血壓代表腦血流變化最小的最佳MAP。既往研究結果發現術前存在神經系統疾病患者接受手術時，術中CA監測可早期預示腦灌注不足[31]。如今rScO2指導下腦保護策略已經逐漸成熟，核心是增加氧供及減少氧耗。增加氧供包括維持心輸出量和MAP、輸血、維持正常呼末二氧化碳分壓；減少氧耗包括溫度管理、鎮痛鎮靜、預防驚厥等[42]。已有研究證明，以COX為目標進行血壓管理能夠降低PND的發生率[32]。

4 總結與展望

目前圍術期卒中研究集中于術后卒中的預防，但鮮有研究關注術前合并卒中患者的術后認知轉歸。探索術前卒中與PND的關系，實際上也是術前風險分層，及時識別腦功能脆弱的高危人群，盡早預防、及時干預、規范護理。此外，已有研究提出了過腦氧飽和與POD之間沒有相關性[24]。原因可能是術中出現過氧飽和只是研究中觀察到的少數情況，僅作個例研究。因此，目前過腦氧飽和的定義未有明確標準。已知高氧治療能夠增加腦細胞氧供應、改善線粒體功能、降低顱內壓，但隨之而來的氧中毒、肺損傷等并發癥也不容忽視。然而，過腦氧飽和是否與腦損傷相關，有待于進一步的觀察。

目前大量研究仍集中于術后短期認知功能評估及改善。但遠期隨訪仍面臨許多困難，因此，需考慮結合神經成像表現、大腦特異性標志物，同時規避學習效應，綜合評估或許是將來需要努力的方向。

綜上，對腦卒中患者PND的研究還處于探索階段，結合rScO2的臨床應用，建立完善的預防體系，最終形成可遵循的臨床路徑，是我們需要進一步實踐的方面。