魏碧玉，劉永哲，劉晴晴 綜述 高明龍 審校

脈搏血氧飽和度主要感受動(dòng)脈的搏動(dòng)反映呼吸和循環(huán)，在體外循環(huán)下，低灌注、深低溫、心臟停跳無脈搏時(shí)，脈搏血氧飽和度無法有效地體現(xiàn)機(jī)體氧合[1]?；旌响o脈血氧飽和度是目前公認(rèn)的可以準(zhǔn)確反映機(jī)體灌注和氧合信息的指標(biāo)[2]，但是必須有肺動(dòng)脈導(dǎo)管，而且數(shù)據(jù)獲取對(duì)醫(yī)師依賴性大，不能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)也不能及時(shí)反映機(jī)體氧供和氧耗。區(qū)域組織氧飽和度監(jiān)測(cè)主要感受靜脈血中的氧飽和度，受外界環(huán)境影響小，且操作簡(jiǎn)單，可以無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、有效地反映腎、腦等器官的灌注和氧合[3]，在心臟和血管手術(shù)及新生兒監(jiān)測(cè)中有很大的潛力[4]。先天性心臟病占所有出生缺陷的0.8%～1.2%，每1000例新生兒就有5.8個(gè)患有先天性心臟病，患病人數(shù)越來越多[5]，嬰幼兒體外循環(huán)下心臟直視手術(shù)后急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)發(fā)病率28%～51%[6]，體外循環(huán)后小于4歲嬰幼兒更容易發(fā)生腦功能障礙[7]，所以，術(shù)中對(duì)腦、腎氧飽和度連續(xù)監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。

目前，在先天性心臟病嬰幼兒體外循環(huán)中根據(jù)區(qū)域組織氧飽和度數(shù)值進(jìn)行干預(yù)、診斷、治療尚沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，筆者就近年來嬰幼兒體外循環(huán)中氧供需不平衡的原因及腎、腦氧飽和度連續(xù)監(jiān)測(cè)的意義進(jìn)行綜述，通過有效的監(jiān)測(cè)手段為術(shù)中及早干預(yù)進(jìn)行器官保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 易造成氧供需不平衡的因素

1.1 低灌注 體外循環(huán)以人工裝置取代了心臟，實(shí)現(xiàn)了泵和氧合的功能。雖然心臟停跳，但是全身組織仍能保證氧合。在嬰幼兒體外循環(huán)心臟直視手術(shù)中，我們采用非搏動(dòng)性等流量低壓灌注，這種方式不符合生理的搏動(dòng)性灌注，非搏動(dòng)性低壓灌注可增加兒茶酚胺的釋放，可能造成血流中斷、血流分布不均勻，進(jìn)而使組織缺血缺氧[8]。組織缺血缺氧時(shí)，活性氧的產(chǎn)生減少，鈣超載使線粒體受損，三磷酸腺苷(ATP)生成增多，使得組織氧供減少。再灌注后，組織耗氧量增加，活性氧生成進(jìn)一步增多，炎性因子釋放，進(jìn)一步加重線粒體損傷，ATP產(chǎn)生減少，能量供不應(yīng)求[9]。

1.2 血紅蛋白濃度降低 在嬰幼兒體外循環(huán)期間，血細(xì)胞比容維持到25%為宜，低于20%不利于預(yù)后[10]。而先天性心臟病患者多以5個(gè)月以內(nèi)的嬰幼兒為主，體重小，血液量少，體外循環(huán)前管道中醋酸林格液的預(yù)充使患兒血液稀釋，雖然現(xiàn)在已經(jīng)在預(yù)沖液中加了血液及使用了平衡超濾方法在體外循環(huán)中持續(xù)進(jìn)行超濾，濾出多余的水分，但是體外循環(huán)結(jié)束后血細(xì)胞比容可能仍達(dá)不到滿意的效果。除此之外，長(zhǎng)時(shí)間超濾、低溫、負(fù)壓造成紅細(xì)胞破壞、人工管道組織相容性差引起的炎性反應(yīng)破壞紅細(xì)胞、庫存血紅細(xì)胞變形能力下降使紅細(xì)胞溶血[11]。以上多種原因均使攜氧載體血紅蛋白濃度下降，氧氣不能被運(yùn)送到相應(yīng)組織，氧供減少。為了減少體外循環(huán)機(jī)對(duì)紅細(xì)胞的破壞，微型體外循環(huán)機(jī)逐步取代傳統(tǒng)體外循環(huán)機(jī)，研究表明，微型體外循環(huán)可以減少炎性反應(yīng)，減少紅細(xì)胞破壞，有益于圍術(shù)期器官保護(hù)[12]。目前，已經(jīng)有半衰期長(zhǎng)、不易產(chǎn)生腎損傷、受內(nèi)環(huán)境干擾少、能很好地?cái)y帶與釋放氧氣的血紅蛋白替代品攜氧載體在研發(fā)以減少因庫存血的大量使用而造成的溶血，但是由于攜氧載體的氧化副反應(yīng)阻礙其投入臨床正式使用[13]。因此，不管在減少血紅蛋白稀釋還是紅細(xì)胞破壞方面，都將出現(xiàn)前景很好的替代品。

1.3 血液中微血栓形成 在凝血功能方面，兒童不能視為縮小版成人，嬰幼兒本身止血抗凝系統(tǒng)發(fā)育不完善容易發(fā)生凝血功能紊亂[14]，特別是在出生后1～4個(gè)月，嬰幼兒凝血因子Ⅻ、Ⅺ、Ⅹ、Ⅴ、Ⅱ和組織型纖溶酶原激活物(t-PA)水平低[15]。年齡小于1歲的嬰幼兒抗凝血活酶基線值更低，體外循環(huán)中需要更多的肝素抗凝以維持體外回路的通暢[16]。血液與管道生物材料界面發(fā)生的病理生理反應(yīng)尚未被克服，當(dāng)患兒血液暴露于人造回路時(shí)，炎性反應(yīng)、溶血反應(yīng)和凝血系統(tǒng)立即被激活產(chǎn)生微血栓，使組織發(fā)生缺血缺氧，如果術(shù)中管理不精確，腦卒中、急性腎小管壞死等并發(fā)癥可能是災(zāi)難性的[17]。

總之，體外循環(huán)炎性級(jí)聯(lián)反應(yīng)對(duì)線粒體的破壞使ATP生成減少、血液與管道直接接觸后破壞紅細(xì)胞激活機(jī)體凝血系統(tǒng)促進(jìn)微血栓形成、大量抗凝物質(zhì)使用打破凝血平衡，這些因素同時(shí)影響著氧供需平衡，對(duì)各器官的灌注和氧供都是一個(gè)巨大的打擊[18]，因此術(shù)中對(duì)腎、腦等重要器官灌注和氧合持續(xù)監(jiān)測(cè)具有重大意義。

2 腦氧飽和度持續(xù)監(jiān)測(cè)的意義

2.1 腦氧飽和度降低與術(shù)后神經(jīng)并發(fā)癥相關(guān) 新生兒氧儲(chǔ)備較少，尤其是大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位、完全型肺靜脈異位引流、法洛四聯(lián)癥等發(fā)紺型先天性心臟病患兒，術(shù)前便有器官灌注和氧合差[19]。研究表明，嬰幼兒體外循環(huán)期間動(dòng)脈氧分壓過高會(huì)增加腦損傷，增加血清蛋白質(zhì)S100β，神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)[20]。因此，動(dòng)脈氧分壓不能判斷器官功能，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)無法及時(shí)反映術(shù)中不良事件對(duì)腦氧供需平衡的影響。在嬰幼兒體外循環(huán)中，Hu等[7]記錄了1～4歲先心病患兒手術(shù)麻醉誘導(dǎo)前、麻醉誘導(dǎo)后、升主動(dòng)脈夾閉、升主動(dòng)脈夾閉后20 min、升主動(dòng)脈開放、體外循環(huán)結(jié)束時(shí)腦氧飽和度數(shù)值，與誘導(dǎo)后基線值相比，腦氧飽和度在所有時(shí)間點(diǎn)顯著下降且腦氧飽和度與腦灌注壓成線性相關(guān)。Spaeder等[21]在體外循環(huán)術(shù)中和術(shù)后24 h監(jiān)測(cè)新生兒腦氧飽和度，經(jīng)過術(shù)后隨訪檢測(cè)神經(jīng)發(fā)育指數(shù)，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)發(fā)育指數(shù)異常的患兒術(shù)后腦氧飽和度較低。腦氧飽和度降低與術(shù)后腦功能障礙密切相關(guān)，當(dāng)術(shù)中腦氧飽和度明顯低于基線值20%時(shí)可警示臨床醫(yī)師及早采取措施增加腦灌注，改善腦氧合以減少神經(jīng)并發(fā)癥的發(fā)生率。腦氧飽和度降低能否作為腦代謝自動(dòng)調(diào)節(jié)功能受損的替代指標(biāo)還需更大的樣本量進(jìn)行觀察。目前，嬰幼兒尚沒有統(tǒng)一的腦灌注不足的臨界腦氧飽和度及腦氧飽和度的正常范圍。對(duì)于早產(chǎn)兒根據(jù)孕周不同腦氧飽和度的正常范圍也不同，孕周<32周的早產(chǎn)兒入院時(shí)平均腦氧飽和度為65%，孕周每增加1周腦氧飽和度增加1%[22]。

2.2 提高腦氧飽和度具有神經(jīng)保護(hù)作用 當(dāng)術(shù)中腦氧飽和度低于基線值20%時(shí)，應(yīng)尋找原因，及時(shí)采取干預(yù)措施，如調(diào)整探頭的頭部位置、控制平均動(dòng)脈壓波動(dòng)在基線20%以內(nèi)及合適的腦灌注壓、提高血氧飽和度、使呼末二氧化碳維持在正常范圍、監(jiān)測(cè)血細(xì)胞壓積，必要時(shí)輸血等[23]。最新研究發(fā)現(xiàn)，嬰幼兒術(shù)中使用七氟烷麻醉對(duì)體外循環(huán)期間的腦氧平衡有益，并且可能改善認(rèn)知損害，高劑量組(1.5MAC)術(shù)后血清S100β和NSE濃度顯著低于低劑量組(0.5MAC)和對(duì)照組[24]。所以在體外循環(huán)心臟停跳之前可適當(dāng)提高七氟醚的濃度(2MAC以內(nèi))以發(fā)揮腦保護(hù)作用。

在一項(xiàng)小兒心臟手術(shù)回顧性觀察研究中，作者發(fā)現(xiàn)，體外循環(huán)術(shù)后腦氧飽和度低、脫氧血紅蛋白高的患兒，具有住院時(shí)間長(zhǎng)、拔管時(shí)間長(zhǎng)、病死率高等特點(diǎn)[25]。所以，先天性心臟病患兒體外循環(huán)術(shù)后回到重癥監(jiān)護(hù)室，確保大腦充分氧合仍然是重點(diǎn)關(guān)注的問題，特別是術(shù)中或術(shù)后腦氧飽和度45%～50%[26]、術(shù)中發(fā)生過低氧血癥、術(shù)后心輸出量減低的患兒[27]。

3 腎氧飽和度持續(xù)監(jiān)測(cè)的意義

3.1 腎氧飽和度降低與術(shù)后AKI相關(guān) 新生兒腎血流占心輸出量的3%～7%，出生后1周達(dá)到10%，最終達(dá)到成人水平25%，腎血流豐富，只有腎灌注壓維持在正常范圍才能維持正常的腎小球?yàn)V過率，嬰幼兒腎臟發(fā)育不完善，腎小管較短濃縮功能差、腎小球的毛細(xì)血管少、血壓低、濾過功能差，體外循環(huán)中炎性因子攻擊、紅細(xì)胞溶血等因素使體外循環(huán)術(shù)后AKI發(fā)生率達(dá)5%～20%[28]。AKI的診斷標(biāo)準(zhǔn)以血肌酐升高為依據(jù)，但是血肌酐的敏感性和特異性差，不僅受年齡、性別、種族、代謝、藥物及血容量影響，而且只有當(dāng)腎小球?yàn)V過率下降50%時(shí)血肌酐才顯著升高[29]，所以嬰幼兒AKI的診斷標(biāo)準(zhǔn)無法診斷早期AKI；AKI的標(biāo)志物如半胱氨酸蛋白酶抑制劑，由于很少通過胎盤，因此對(duì)嬰幼兒AKI診斷的敏感性和特異度都較高[30]，但在臨床上并不常規(guī)檢測(cè)，因此限制了早期AKI的診斷和治療。

區(qū)域組織氧飽和度可以在術(shù)中持續(xù)監(jiān)測(cè)腎區(qū)灌注和氧合，大量研究表明，術(shù)中腎氧飽和度降低與術(shù)后AKI相關(guān)[31]，在一項(xiàng)前瞻性研究中[32]，59例1歲以內(nèi)接受心臟手術(shù)的患兒，28例術(shù)后發(fā)生AKI；與正?；純合啾?，患兒術(shù)中腎氧飽和度低于55%的時(shí)間顯著延長(zhǎng)，術(shù)后12、24、48 h腎氧飽和度水平顯著降低，乳酸顯著升高，帶管時(shí)間延長(zhǎng)，3例患兒需要腎臟替代療法，2例患兒死亡。雖然術(shù)中腎氧飽和度降低與術(shù)后AKI有關(guān)，但是在這項(xiàng)研究中肌酐仍然做為AKI的診斷依據(jù)，如果選擇敏感的AKI早期標(biāo)志物，研究腎氧飽和度降低與AKI的相關(guān)性，可能會(huì)提高早期AKI的預(yù)防和診斷，這還有待于進(jìn)一步的臨床研究。

3.2 提高腎氧飽和度可發(fā)揮腎保護(hù)作用 先天性心臟病嬰幼兒發(fā)生AKI的獨(dú)立危險(xiǎn)因素很多，包括年齡小于12個(gè)月、體外循環(huán)超過90 min、術(shù)中低血紅蛋白[33]，以及β類酰胺類抗生素、阿片類藥物和非甾體類抗炎藥的使用[34]。體外循環(huán)期間盡量縮短轉(zhuǎn)機(jī)時(shí)間，血細(xì)胞比容維持在25%[10]，最好使用器官保護(hù)藥物，如烏司他丁、果糖、右美托咪定等[35]。術(shù)后盡早拔管，縮短ICU的停留時(shí)間，減少阿片類藥物及抗炎藥。盡管臨床大量研究表明這些保護(hù)措施是有效的，但都是憑經(jīng)驗(yàn)采取的，時(shí)機(jī)不好確定，而腎氧飽和度持續(xù)監(jiān)測(cè)能夠及早發(fā)現(xiàn)有損腎功能的不良事件，便于醫(yī)師恰當(dāng)?shù)丶霸绺深A(yù)，大大有利于患兒的預(yù)后。

綜上所述，先天性心臟病嬰幼兒屬于生理弱勢(shì)群體，各器官發(fā)育不完善，代償功能不健全，所以我們對(duì)疾病診斷、干預(yù)、治療都要區(qū)別于成人。體外循環(huán)對(duì)內(nèi)環(huán)境干擾巨大，術(shù)后腦功能障礙、AKI發(fā)病率居高不下。我們?cè)诓粩喟l(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)因素，尋找預(yù)防的藥物和更敏感的標(biāo)志物，完善術(shù)中監(jiān)測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)一些不利于腦、腎功能的不良事件。區(qū)域氧飽和度監(jiān)測(cè)能實(shí)時(shí)顯示腦、腎的灌注和氧合，腦、腎氧飽和度降低對(duì)術(shù)后腦功能障礙和AKI有預(yù)測(cè)作用。體外循環(huán)下持續(xù)腦、腎氧飽和度監(jiān)測(cè)，使腎腦每時(shí)每刻的氧合和灌注都掌握在醫(yī)師手里，術(shù)中我們不斷干預(yù)使其維持在基線范圍。但是目前區(qū)域氧飽和度監(jiān)測(cè)在嬰幼兒應(yīng)用較少，數(shù)據(jù)不夠全面，尤其是跟孕周有關(guān)的早產(chǎn)兒，但是他們是更需要監(jiān)測(cè)的人群，所以我們還要進(jìn)一步擴(kuò)大和普及區(qū)域組織氧飽和度監(jiān)測(cè)。