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通过优化氧供来维持脑功能的完整性是围手术期麻醉管理的『关键目标』之一。围术期血供、氧供或代谢底物的不足都可能导致大脑功能受损，而目目前围术期对脑的监测仍然很少。
越来越多的证据表明围术期脑氧饱和度下降发生率较高，因此脑灌注状态的监测对于早期发现和纠正围术期氧供或代谢需求比的改变，避免各种神经系统后遗症是很有价值的。
那么目前监测脑灌注和氧合状态的方法有哪些呢?本文将介绍目前普遍应用的三种方法：颈静脉球氧饱和度监测（SjO2），近红外光谱（NIRS）脑氧饱和度监测，经颅多普勒超声监测（TCD）。
一、颈静脉球氧饱和度监测
01 基本原理
颈静脉球氧饱和度可以对脑氧总体供需平衡进行非定量评估，可以作为评估脑灌注是否充足的临床指标。任何增加脑氧耗或降低脑氧供的因素，都可能引起颈静脉氧饱和度的下降。
大脑半球的静脉血引流主要通过同侧颈内静脉进行，因此或许可以考虑通过监测局灶性脑损伤同侧颈静脉球的氧合状态来评估脑氧状态。但脑静脉引流个体间变异性极高，因此不能准确判断特定脑区的静脉引流是经过哪个颈静脉球。
所以对于局灶性脑损伤患者，不能准确判断颈静脉球置管的侧别。因此，颈静脉球氧饱和度不能准确监测脑局部关键部位的缺血。
而考虑到在正常大脑中获得的颈静脉球氧饱和度值代表了大脑所有区域的静脉引流，而不仅仅是同侧区域的引流，在没有颅内病变的个体中，两侧的SjO2都可以评估整体大脑氧合状态。相反，在大脑处于病理状态下，局部血供与代谢需求不匹配，双侧SjO2值不一致。
SjO2监测可通过超声引导下经颈内静脉逆行置管至颈静脉球，导管尖端应位于『第二颈椎上方』，且距颈静脉球上缘小于2cm。而SjO2的测定可以通过间歇采血或使用纤维导管连续监测来完成。
02 数据解读
SjO2的正常值目前仍有争议的，虽然有研究将57.1%作为脑氧合正常状态的平均估计值，但由于相关研究之间的『高变异性』，很难定义正常SjO2值的下限。
一般来说，在『SjO2低于55%』时可以推测全脑灌注不足。另一方面，SjO2升高也是一种异质性状态，『SjO2读数大于75%』是严重神经损伤的警告信号。
通常，高SjO2值与动静脉分流或CBF和供氧量相对于脑代谢需求不成比例的过度增加有关。建议在临床应用中，对某个患者的SjO2值进行解读时，要将其绝对值和趋势结合起来一起解读。
03 临床应用
在围手术期中，SjO2监测在一些术后神经系统风险增加的手术中已被用于优化大脑氧供，如胸外科或心脏手术。但心脏手术中颈静脉球氧饱和度降低与术后神经或神经认知后遗症之间的关系，以及SjO2指导的脑供与代谢需求比优化对神经系统预后的可能影响尚缺乏强有力的证据证明。
此外，关于使用SjO2在颈动脉内膜剥脱术(CEA)、大型腹部手术或沙滩椅体位手术中应用的数据很少，因而SjO2监测在非心脏手术中的作用不能明确。
SjO2监测的特点是『灵敏度较低』，记录不到脑氧饱和度降低的风险更高，且为『有创性监测』，但其具有『高特异度』，间歇性采样也是一种低成本的监测方式。
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二、近红外光谱脑氧饱和度监测
01 监测原理
使用NIRS技术监测脑氧饱和度可以『无创』的方式『持续监测』局部脑氧饱和度(rScO2)。
基于修正的Beer-Lambert定律，近红外光谱脑氧饱和度监测通过依赖近红外光通过组织的透射和吸收来量化目标组织内的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的相对浓度，从而可以对脑氧供需之间的平衡进行估计。
当NIRS设备的两个传感器贴在两侧前额时，rScO2值代表着大脑一个容易发生低氧血症区域的脑氧供需情况，即由大脑前动脉（ACA）和大脑中动脉（MCA）供血的一个区域——额叶皮层的分水岭区域。
02 数据解读
正常的rScO2值在58%-82%之间（70%±6%）。研究显示，rScO2由『基线下降大于20%』可能导致严重脑灌注不足引起的意识丧失。而围手术期rScO2『绝对值低于50-60%』与不良的神经系统预后和死亡率增加有关。
然而，由于个体间基线的变异性和读数的动态误差，NIRS脑氧饱和度监测更适合监测脑血氧状态的趋势变化。临床上建议根据诱导前基线值、患者特异性、疾病的特定特征以及生理变量的改变解释围术期的脑氧饱和度测量值。
03 临床应用
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心脏手术：
心脏手术会增加术后神经系统后遗症的风险，引起的症状或轻微，或严重，甚至死亡。术前低rScO2与死亡率增高或术后谵妄有关，因而rScO2可以用于术前风险分层。
尽管NIRS技术和基于NIRS的算法已经被世界各地的心脏外科中心采用，但其应用对脑部并发症和远期预后的影响目前仍不明确。
基于现有证据，对于实施术中脑血氧饱和度监测指导下干预来逆转术中急性脑灌注不足，减少在心脏外科监护室的停留时间只是弱推荐。然而，建议在接受主动脉弓手术的成人患者和儿童心脏手术中使用该监测。
在主动脉弓手术中，术中脑氧去饱和度高于基线值的80%是术后神经功能障碍的主要决定因素，而脑氧饱和度是主要并发症的重要预测因子。
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颈动脉内膜剥脱术（CEA）：
文献证据表明，NIRS技术可能在CEA手术脑缺血监测中发挥作用，从而作为『金标准技术』——TCD和脑电图(EEG)监测的有效辅助工具。
在全身麻醉下解释脑电图的异常是有困难的，而临床中也并不推荐常规使用脑电图降低术中卒中的发生率。
在一项NIRS和TCD与脑电图用于评估全麻CEA中脑灌注不足的有效性比较的大型队列研究中，rScO2下降16%和脑血流速度(CBFV)下降48%预测CEA中脑缺血时，阳性预测值中等，但阴性预测值很高。
因此，这些结果表明，NIRS和TCD可以独立用于降低不必要的转流率。但TCD并不能提供关于脑氧合的数据，而且无法用于大约15%-20%的颞窗透声较差的患者。
这进一步强调了发展NIRS技术的重要性，该技术最终可以成为一种单一的监测选项来监测血管手术中的脑氧饱和度下降事件。
在预后方面，一项涉及466例全身麻醉下CEA患者的队列研究显示颈内动脉临时夹闭期间rScO2下降20%以上时，缺血性脑卒中和术后认知功能障碍(POCD)的风险分别『增加10倍和8倍』。此外，基线rScO2值低于50%时，术后早期发生缺血性脑卒中的可能性『增加了6倍』。
但目前还没有足够有力的研究确定脑NIRS和脑卒中之间的关系，而在目前的临床实践中，术中是否转流取决于外科医生的决定。
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高风险非心脏手术：
研究发现，在接受大型腹部手术或关节置换术的老年患者中，脑氧饱和度的变化与术后认知功能障碍显著相关，而NIRS指导的干预能够改善神经预后。
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三、经颅多普勒超声检查
01 监测原理
脑超声已被广泛应用于临床实践约40年，以实时、连续和无创的方式用于脑实质和大脑血流动力学的床旁评估。
这种监测方式可以通过M型经颅多普勒（TCD）超声或B型经颅彩色多普勒(TCCD)超声技术，通过4个主要声窗(经颞窗、枕窗、下颌窗、眼窗)监测。
颞窗是最常用的检测颅底主要动脉（如大脑中动脉，大脑前动脉，和大脑后动脉）的路径。『大脑中动脉』负责一个大脑半球约75%的脑血流，是持续TCD监测的合适选择。
TCD采用2MHz超声波，根据动脉深度、动脉血流方向、波形分析等，通过监测红细胞移动引起的多普勒顿移，来确定脑部大血管的血流速度。
为了提高所获得信息的有效性，目前已产生了几个TCD衍生的指标。其中『搏动指数』（PI），通过收缩期和舒张期流速之差除以平均流速来计算，可以有效反应远端脑血管阻力。另一个有用的参数是『阻力指数』（RI），通过收缩期与舒张期流速之差除以收缩期流速来计算，反应超声部位远测的血管阻力。
02 数据解读
一些生理因素，如年龄、红细胞压积、性别、发热、代谢因素、怀孕、月经、运动和脑活动可能会影响脑血流速度（CBFV）。女性、贫血、高血压和高碳酸血症会增加CBFV，而高龄（>60岁）或妊娠晚期会降低CBFV。
在正常情况下，大脑中动脉的平均流速值最高，其次是大脑前动脉和大脑后动脉。CBFV与基线相比『下降超过60%』与灌注不足有关，而血流量下降超过80%会增加围手术期卒中的风险。PI值大于1.5代表高阻力血流，而RI值大于0.8则表明下游血管阻力增加。
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TCD波形分析的局限性：
（1）在20%以上的监测下，连续监测可能被探头移位造成的伪影所干扰
（2）在8%到20%的TCD检查中会发生由于通过颞窗时的超声衰减导致不能正确评价颅内血流动力学变化。
03 临床应用
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心脏手术：
『脑超声』可在心脏手术的多模式神经监测中发挥作用。TCD技术可以准确监测心脏骤停、低流量血液透析、不停跳冠脉搭桥术期间的脑灌注，并检测到置管或主动脉弓阻断不当。通常来说，TCD显示有大量的短暂性高强度信号（HITSs），提示血液透析期间释放了栓子，这可能与神经系统病变有关。
确保足够的脑灌注压力是主动脉弓手术的首要任务，手术的成功与否取决于在低温停循环期间选择性脑灌注的有效性。在主动脉弓手术中使用脑超声监测除了能发现大脑微栓子，还能够确保选择性脑灌注的有效性以及在脑灌注不足时及时干预。
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颈动脉内膜剥脱术：
与心脏手术一样，CEA通常并发围术期神经系统功能障碍，这是由于颈动脉阻断后脑灌注不足或术中动脉粥样硬化斑块破裂后引起的栓塞。栓塞是术中缺血事件的『主要诱发因素』（80%），而血流动力学因素对脑灌注的影响占20%，这两种情况都可以通过TCD检测到。
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高风险非心脏手术：
在严重头低位下进行的外科手术和需要建立气腹的腹腔镜手术可能会要求减少静脉回流及避免颅内压升高。现有研究证实在这些情况下可以使用术中TCD来监测脑血流变化。
TCD在手术或麻醉过程中能够可靠地监测脑血流的变化及其导致的脑高灌注或低灌注和栓塞风险的增加。然而，TCD的常规使用受到操作者的经验水平和数据解读需求的限制。
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总 结
考虑到脑功能和血流动力学的复杂性，综合脑灌注、脑氧合和脑代谢状态的监测可以减少围手术期神经损伤。
结合反映脑灌注状态不同方面的各种监测方式，如NIRS监测脑氧饱和度、颈静脉球氧饱和度和TCD监测，可能对缺氧/缺血性神经元损伤的预防、早期发现和及时干预更有帮助，从而改善神经预后，这样将最大限度地减少单一监测方式固有限制的影响，可将各种监测方式相互补充，从而提高所获得信息的准确性。
尽管如此，目前的文献未能证明这些监测对预后改善有任何明确的临床益处，或验证目标导向治疗方案的有效性。技术的进步有利于多模式术中监测的发展，目前迫切需要进一步研究建立目标导向的管理方案。
参考文献：
Tsaousi, G., et al., Cerebral Perfusion and Brain Oxygen Saturation Monitoring with. Anesthesiology Clinics, 2021. 39(3): p. 507-523.
内容 | 王小艺
审核 | 李笑笑
编辑 | 舍 予
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