馬駿 顧志偉 陳鍔峰 周君 錢輝 駱明

●綜 述

腦組織氧代謝指標(biāo)在繼發(fā)性腦損傷中的研究進(jìn)展

馬駿 顧志偉 陳鍔峰 周君 錢輝 駱明

顱腦外傷和高血壓腦出血后引起的繼發(fā)性腦損害，多由損傷后機體應(yīng)激反應(yīng)或一系列代謝紊亂所致，目前認(rèn)為腦組織氧代謝異常是發(fā)生繼發(fā)性腦損傷的重要原因。Stiefel等[1]發(fā)現(xiàn)即使顱內(nèi)壓（ICP）和腦灌注壓（CPP）正常的重型顱腦損傷患者，其腦組織缺氧仍時常發(fā)生。對顱腦外傷死亡患者進(jìn)行尸檢，發(fā)現(xiàn)腦組織缺血、缺氧發(fā)生率高達(dá)90%以上。近年來，復(fù)合監(jiān)測顱腦外傷患者的腦組織氧代謝指標(biāo)已成為診斷與治療繼發(fā)性腦缺血、缺氧的突破點[2]。本文對臨床常用的頸靜脈血氧飽和度（SjvO2）、腦氧代謝率（CMRO2）、局部腦組織氧分壓（PbtO2）等腦組織氧代謝指標(biāo)研究進(jìn)展作一綜述。

1 SjvO2

SjvO2是臨床上最早且較常采用的腦組織氧代謝指標(biāo)之一。流經(jīng)頸內(nèi)靜脈球部的血液大部分來源于腦，僅3%～7%的血液來自于腦外的顱骨、腦膜和內(nèi)耳等。因此，利用頸內(nèi)靜脈逆向插管、導(dǎo)管末端置于頸內(nèi)靜脈球部采集混合腦靜脈血并作血氧分析，可反映整個大腦半球腦組織氧代謝狀況。SjvO2監(jiān)測可分為持續(xù)監(jiān)測（在頸內(nèi)靜脈球部置入光纖探頭進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測）和間斷監(jiān)測（通過頸內(nèi)靜脈逆向穿刺、導(dǎo)管末端置于頸內(nèi)靜脈球部，反復(fù)間斷采血分析）。國外相關(guān)研究認(rèn)為SjvO2正常值約為60%[3]，SjvO2持續(xù)＜50%或＞75%均提示患者預(yù)后不良[4]。若SjvO2＜50%提示氧合不良、腦組織攝氧增加，腦血流灌注降低和腦組織代謝耗氧或腦灌注增加，機體供氧不能滿足腦組織代謝需求，大腦半球存在缺血、缺氧性損傷的危險；SjvO2＞75%提示腦過度灌注、腦組織攝氧減少，可能存在腦充血或腦組織代謝降低。劉振林等[5]研究36例重型顱腦損傷患者發(fā)現(xiàn)SjvO2降低者的預(yù)后比SjvO2正常者差，SjvO2增高者的預(yù)后比SjvO2降低者差，提示腦損傷后早期SjvO2異常提示患者預(yù)后不良，尤其是SjvO2異常增高者預(yù)后更差，故認(rèn)為SjvO2能反映大腦半球氧代謝狀況，對指導(dǎo)治療與判斷預(yù)后具有重要意義。但是，SjvO2的應(yīng)用也存在不足與局限性，如SjvO2監(jiān)測的導(dǎo)管探頭易移動、光敏度弱、自發(fā)波和探頭需多次重復(fù)校準(zhǔn)、連續(xù)監(jiān)測的時間短、易混入顱外靜脈回流的靜脈血等，均會影響結(jié)果的可靠性；其次，SjvO2的變化不能反映局灶性腦組織缺血、缺氧情況，只能反映全腦的氧合程度；最后，SjvO2監(jiān)測需行頸內(nèi)靜脈逆向穿刺、導(dǎo)管末端置于頸內(nèi)靜脈球部，可能引起頸內(nèi)動脈、頸部神經(jīng)損傷，血腫或血栓形成，感染等并發(fā)癥。目前，SjvO2作為顱腦損傷患者氧代謝監(jiān)測指標(biāo)尚存爭議[6]。

2 CMRO2

CMRO2是指腦組織在單位時間內(nèi)所消耗氧的量。根據(jù)Fick公式：CMRO2=AJDO2×CBF/100，單位：ml/（100g· min），其中AJDO2是頸內(nèi)動脈-頸內(nèi)靜脈血氧含量差，CBF是腦血流量。AJDO2與腦組織對氧的攝取量（CEO2）密切相關(guān)，公式為 AJDO2=Hb×1.34×CEO2+0.003×（PjaO2-PjvO2），CEO2=SjaO2-SjvO2，PjaO2是頸動脈血氧分壓，PjvO2是頸靜脈血氧分壓，SjaO2是頸動脈血氧飽和度。由于全身動脈血的血氧飽和度（SaO2）、PaO2基本完全相同，臨床上常用橈動脈或股動脈的SaO2、PaO2來代表SjaO2、PjaO2。根據(jù)公式，只要測出SjvO2、PjvO2，再結(jié)合Hb含量、橈動脈或股動脈血的SaO2和PaO2就能計算出AJDO2。正常情況下，AJDO2與平均的局部CBF相對恒定；CMRO2亦相對恒定，正常值 3.2～3.3ml/（100g·min）。在CMRO2相對恒定的情況下，若CBF減少，則腦組織通過增加攝氧來代償氧供不足，表現(xiàn)為AJDO2增加；若CBF下降到一定程度 [＜18ml/（100g· min）]而失代償，則出現(xiàn)腦缺氧[7]。由于腦組織的能量儲備有限，當(dāng)腦組織缺氧發(fā)生后，三磷酸腺苷、磷酸肌酸在數(shù)分鐘內(nèi)迅速耗竭，腦細(xì)胞代謝轉(zhuǎn)為無氧代謝，導(dǎo)致腦細(xì)胞乳酸生成增加。CMRO2能反映腦組織對氧的利用與供給是否正常，顱腦損傷后CMRO2下降提示腦組織存在缺血、缺氧。Soustiel等[8]對顱腦損傷患者行開顱減壓術(shù)后的CBF、CMRO2變化與預(yù)后進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)良好的預(yù)后與維持正常CMRO2顯著相關(guān)，與正常CBF未見相關(guān)性。Martin等[9]研究發(fā)現(xiàn)重型顱腦外傷患者存在3個不同的時期，見表1。CMRO2包含CBF對SjaO2的影響因素，更能準(zhǔn)確反映腦組織氧代謝情況。

表1 重型顱腦外傷的循環(huán)分期

3 PbtO2

PbtO2指氧從毛細(xì)血管克服彌散阻力到達(dá)線粒體彌散通路上物理性溶解的氧的壓力，與腦組織細(xì)胞水平的氧利用有關(guān)，而細(xì)胞水平的氧利用由局部組織氧供給與氧消耗之間的平衡關(guān)系決定。PbtO2通過插入腦組織中的傳感器直接測量所得，能反映早期腦組織的病理、生理變化，是目前腦氧監(jiān)測最直接、最可靠的方法之一，被學(xué)者認(rèn)為是評價療效的金標(biāo)準(zhǔn)[10]。一般認(rèn)為PbtO2正常值為 2.66～5.32kPa，＜0.665kPa為重度缺氧，0.665～1.197kPa為中度缺氧，1.330～1.995kPa為輕度缺氧；維持腦皮質(zhì)功能的PbtO2必須＞0.665kPa。連續(xù)監(jiān)測PbtO2對防治腦組織繼發(fā)性損傷具有重要作用[11]。Narotam等[12]發(fā)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)測顱腦損傷患者的PbtO2并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果指導(dǎo)治療，可有效降低患者病死率和傷殘率，療效優(yōu)于傳統(tǒng)ICP/CPP治療標(biāo)準(zhǔn)；Figaji等[13]研究26例重型顱腦損傷患兒預(yù)后與持續(xù)監(jiān)測PbtO2的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)PbtO2＜1.330kPa者的持續(xù)時間、每6h PbtO2最低值均與不良預(yù)后相關(guān)，logistic回歸分析顯示低PbtO2與不良預(yù)后存在獨立相關(guān)性。PbtO2監(jiān)測能直接反映腦組織供需氧是否平衡，且該測量值無明顯漂移，無需經(jīng)常校正，靈敏度高于SjvO2。Smith等[14]認(rèn)為當(dāng)PbtO2為0且持續(xù)超過30min時，可診斷為腦死亡，建議把PbtO2作為判斷腦死亡的床邊輔助監(jiān)測指標(biāo)。但是，PbtO2監(jiān)測也存在一定的局限性，如直接測定范圍小、監(jiān)測所得數(shù)據(jù)可能不可靠、有創(chuàng)性等[15-16]。近年來，插入腦組織中傳感器的技術(shù)不斷發(fā)展，PbtO2監(jiān)測設(shè)備還能同時監(jiān)測腦組織二氧化碳分壓、腦組織pH等。Clausen等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在保證PaO2穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，損傷后6h內(nèi)入院，預(yù)后不良者PbtCO2明顯高于預(yù)后良好者。最近一項前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，與顱內(nèi)壓指導(dǎo)的治療相比，PbtO2指導(dǎo)的治療可明顯提高中重度顱腦外傷患者3、6個月預(yù)后[18]。故PbtO2監(jiān)測具有安全、準(zhǔn)確、微創(chuàng)的特點，適宜臨床長期、動態(tài)監(jiān)測，有助于了解腦組織氧代謝情況。

4 聯(lián)合監(jiān)測

腦組織氧代謝監(jiān)測對正確評估腦損傷情況具有重要意義，但目前臨床常用的幾種監(jiān)測方法尚存不足：只能監(jiān)測局部腦組織氧合狀態(tài)或整個大腦半球腦組織氧合狀態(tài)，測量值易受其他因素影響而出現(xiàn)誤差，有的方法尚缺標(biāo)準(zhǔn)值，有的監(jiān)測存在有創(chuàng)性等。目前有學(xué)者開始采用聯(lián)合監(jiān)測：Hlatky等[19]對57例重型顱腦損傷患者進(jìn)行PbtO2與微透析探針的聯(lián)合監(jiān)測，結(jié)果顯示PbtO2＜1.33kPa時乳酸濃度明顯升高，部分患者丙酮酸濃度升高；谷氨酸濃度只在PbtO2下降到極低水平時才明顯升高；葡萄糖濃度隨著PbtO2變化而變化。可見PbtO2指標(biāo)能反映早期腦組織缺血、缺氧現(xiàn)象，結(jié)合微透析技術(shù)更能體現(xiàn)出低氧分壓引起的腦組織代謝變化信息，可能有助于重型顱腦損傷患者的治療。Helbok等[20]認(rèn)為聯(lián)合監(jiān)測能早期預(yù)示動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者的病理、生理變化，為早期腦損傷的預(yù)防性治療提供依據(jù)。盡管聯(lián)合監(jiān)測前景廣闊，但所得數(shù)據(jù)如何整合等問題尚未解決；當(dāng)務(wù)之急是提供I類證據(jù)來證明其改善患者預(yù)后的能力[21]。

5 小結(jié)

我國高血壓腦出血患者占全部中風(fēng)患者的21%～48%，病死率和致殘率居各類卒中首位，關(guān)于高血壓腦出血后的繼發(fā)性腦損害大致有血腫的占位效應(yīng)、腦血流量下降、腦水腫進(jìn)展、血腫分泌的毒性物質(zhì)和激活炎癥反應(yīng)、血腦屏障破壞等，以上因素相互作用引起腦組織氧、能量代謝障礙。本文闡述的SjvO2、CMRO2、PbtO2等腦組織氧代謝指標(biāo)均應(yīng)用于顱腦外傷患者，目前就高血壓腦出血患者腦組織氧代謝指標(biāo)的研究鮮有報道。筆者對本院收治的格拉斯哥昏迷評分5～8分的高血壓腦出血患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：（1）早期腦組織糖氧代謝變化能反映發(fā)病初期整體腦組織機能狀況；（2）以下危險閾值與死亡密切相關(guān)：SjvO2＜52%，AVDO2＞83%；（3）若及時干預(yù)如加強供氧、早期氣管切開、改善血供、亞低溫治療或行微創(chuàng)血腫清除術(shù)等[22-23]，可阻止病情惡性發(fā)展，改善預(yù)后。

綜上所述，腦組織氧代謝指標(biāo)監(jiān)測對重型顱腦損傷患者和高血壓腦出血患者而言，是一種安全、實用的新方法，能連續(xù)監(jiān)測顱腦損傷或高血壓腦出血后的繼發(fā)性腦損害，為臨床救治提供指導(dǎo)，從而改善預(yù)后。但作為一門新興的技術(shù)，也有許多問題尚待進(jìn)一步探討。但是我們也應(yīng)認(rèn)識到腦組織氧代謝指標(biāo)并不能完全滿足對患者救治的需要。Maas等[24]認(rèn)為控制顱內(nèi)壓增高、維持正常的腦灌注壓、正常的腦組織氧代謝狀態(tài)是顱腦損傷救治的3個重點，故監(jiān)測以上3個方面內(nèi)容非常必要。Wartenberg等[25]認(rèn)為應(yīng)用經(jīng)顱多普勒、神經(jīng)影像、腦血流監(jiān)測、顱內(nèi)壓監(jiān)測、腦灌注壓監(jiān)測、腦組織氧分壓監(jiān)測、微量透析技術(shù)和誘發(fā)電位等新技術(shù)聯(lián)合監(jiān)測，可提高對腦組織結(jié)構(gòu)、腦灌注和腦組織氧代謝等狀況的綜合評估，為顱腦損傷患者提供準(zhǔn)確診斷與治療[26]。

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2015-07-03）

（本文編輯：陳丹）

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