李國(guó)歌，楊中華，史一君，錢玲燁，Rasha Alsamani Osman，楊 波，張長(zhǎng)青，劉麗萍，張國(guó)軍△

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院：1.實(shí)驗(yàn)診斷中心；2.神經(jīng)重癥醫(yī)學(xué)科，北京 100070

腦卒中是一種常見的高發(fā)病率、高致殘率和高病死率的腦部疾病[1]。缺氧已被證明是卒中后癡呆的獨(dú)立臨床危險(xiǎn)因素[2]，因此密切監(jiān)測(cè)腦卒中患者的血氧狀態(tài)，維持其血氧平衡對(duì)腦卒中患者至關(guān)重要。血氧分壓(PaO2)及血氧飽和度(SaO2)的下降是臨床醫(yī)生判斷低氧血癥的主要依據(jù)[3]。然而當(dāng)患者低氧血癥合并貧血時(shí)，雖然SaO2結(jié)果正常，但患者卻可能已經(jīng)存在一定程度的缺氧，因此引入血紅蛋白相關(guān)指標(biāo)，可以更加全面地對(duì)低氧血癥進(jìn)行診斷。 本研究使用的血?dú)夥治鰞x相比傳統(tǒng)血?dú)夥治鰞x增加了血紅蛋白的相關(guān)指標(biāo)，不僅可以反映患者是否存在酸堿平衡失調(diào)，還可以提供總血紅蛋白(tHb)水平及各類血紅蛋白所占的比例，從而有助于醫(yī)生對(duì)患者是否存在低氧血癥做出綜合判斷，而且也進(jìn)一步分析了在貧血狀態(tài)下，血紅蛋白相關(guān)的指標(biāo)對(duì)低氧血癥是否具有良好的診斷效能。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取本院2018年6—9月神經(jīng)重癥醫(yī)學(xué)科收治的77例腦卒中患者作為研究對(duì)象，其中腦梗死45例，腦出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血各16例；77例腦卒中患者共有24例出現(xiàn)貧血，其中腦梗死14例，腦出血4例，蛛網(wǎng)膜下腔出血6例，上述患者均經(jīng)專業(yè)醫(yī)生根據(jù)影像結(jié)果和臨床表現(xiàn)確診。排除對(duì)象：(1)病史顯示腦卒中前已發(fā)生酸堿平衡紊亂的患者；(2)糖尿病酮癥酸中毒患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：吸氧條件下，PaO2>60 mm Hg，二氧化碳分壓(PaCO2)<50 mm Hg。分組標(biāo)準(zhǔn)如下：氧合指數(shù)=PaO2/吸入氧濃度(FiO2)>300 mm Hg 為對(duì)照組；200 mm Hg

1.2方法 上午8：00-9：00使用一次性動(dòng)脈血?dú)忉樣跇飫?dòng)脈采集約2 mL的動(dòng)脈血標(biāo)本，應(yīng)用Prime Plus血?dú)夥治鰞x(美國(guó) Nova Biomedical 公司，Waltham,MA)分析患者的血?dú)庵笜?biāo)，并讀取結(jié)果。收集患者住院期間血?dú)庵笜?biāo)pH、PaO2、PaCO2、SaO2、tHb、氧合血紅蛋白(O2Hb)、脫氧血紅蛋白(HHb)、高鐵血紅蛋白(MetHb)、碳氧血紅蛋白(COHb)、胎兒血紅蛋白(HbF)及乳酸、血糖、總膽紅素等檢驗(yàn)結(jié)果。

2 結(jié) 果

2.13組血?dú)庵笜?biāo)水平比較 對(duì)照組、輕度低氧血癥組和中重度低氧血癥組pH、PaCO2、tHb、COHb、MetHb、HbF、乳酸、總膽紅素、堿剩余、二氧化碳結(jié)合力比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。隨著低氧血癥出現(xiàn)及缺氧程度的增加，PaO2、SaO2、O2Hb水平均呈下降趨勢(shì)。而對(duì)照組、輕度低氧血癥組、中重度低氧血癥組HHb、血糖、HHb×FiO2水平比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。輕度低氧血癥組和中重度低氧血癥組SaO2、O2Hb均低于其參考值下限94%、92%；乳酸及葡萄糖均高于其參考值上限1.6 mmol/L、6.11 mmol/L。見表1。

表1 3組血?dú)庵笜?biāo)水平比較

2.2SaO2、HHb、HHb×FiO2對(duì)低氧血癥的診斷 HHb×FiO2等指標(biāo)對(duì)低氧血癥的診斷水平見表2。SaO2、HHb、HHb×FiO2分別取95.500%、4.050%、131.800(%)2時(shí)，ROC曲線下面積為0.861、0.833、0.910，其中HHb×FiO2的ROC曲線下面積最大，而且該指標(biāo)的靈敏度和特異度(分別是0.922、0.802)高于SaO2的靈敏度和特異度(分別是0.810、0.748)，見圖1?；颊逪Hb×FiO2的值越大，發(fā)生低氧血癥的風(fēng)險(xiǎn)越大。

注：A為SaO2判斷低氧血癥的ROC曲線；B為HHb、HHb×FiO2判斷低氧血癥的ROC曲線。

表2 SaO2、HHb、HHb×FiO2對(duì)低氧血癥的診斷效能

2.3SaO2、HHb、HHb×FiO2對(duì)中重度低氧血癥的診斷 通過(guò)ROC曲線分析顯示，3種指標(biāo)診斷中重度低氧血癥的ROC曲線下面積由大到小為HHb×FiO2、HHb、SaO2。其中HHb×FiO2在臨界值209.000(%)2時(shí)診斷中重度低氧血癥的靈敏度為1.000,優(yōu)于SaO2的靈敏度0.786，但是特異度較SaO2稍弱。見圖2、表3。

注：A為SaO2判斷中重度低氧血癥的ROC曲線； B為HHb、HHb×FiO2判斷中重度低氧血癥的ROC曲線。

表3 SaO2、HHb、HHb×FiO2對(duì)中重度低氧血癥的診斷效能

2.4貧血患者的血?dú)饨Y(jié)果分析 貧血患者的一般資料比較見表4。從表5與表1數(shù)據(jù)比較可以看出，不論是在貧血患者或者不考慮貧血情況，PaO2、O2Hb、 HHb、HHb×FiO2指標(biāo)都可以良好的區(qū)分患者是否存在低氧狀態(tài)。在貧血患者中各組SaO2比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.5SaO2、HHb、HHb×FiO2對(duì)貧血患者低氧血癥的診斷效能 HHb×FiO2等指標(biāo)對(duì)貧血患者低氧血癥的診斷水平見表6。SaO2、HHb、HHb×FiO2分別取96.500%、3.350%、132.500(%)2時(shí)，ROC診斷的曲線下面積為0.862、0.868、0.945，其中HHb×FiO2的曲線下面積最大，而且該指標(biāo)的靈敏度和特異度分別是0.875、0.912，高于SaO2的靈敏度和特異度，分別是0.740、0.857。見圖3。與診斷所有患者相比，HHb×FiO2對(duì)貧血患者低氧血癥的診斷效能明顯增加，曲線下面積為0.945,高于在診斷所有患者時(shí)的曲線下面積。以上結(jié)果表明，HHb×FiO2診斷低氧血癥的能力在貧血患者中較好。

表4 貧血患者的一般資料比較

表5 貧血患者各指標(biāo)在不同組間比較

2.6SaO2、HHb、HHb×FiO2對(duì)貧血患者中重度低氧血癥的診斷效能 通過(guò)ROC曲線分析，3種血?dú)庵笜?biāo)診斷貧血患者中重度低氧血癥的曲線下面積由大到小依次為HHb×FiO2、HHb、SaO2。HHb×FiO2在貧血患者中診斷中重度低氧血癥的靈敏度為1.000，特異度為0.950。見圖4、表7。

注：A為SaO2判斷貧血患者低氧血癥的ROC曲線；圖B為HHb、HHb×FiO2判斷貧血患者低氧血癥的ROC曲線。

表6 SaO2、HHb、HHb×FiO2對(duì)貧血患者低氧血癥的診斷效能

表7 SaO2、HHb、HHb×FiO2對(duì)貧血患者中重度低氧血癥的診斷效能

續(xù)表7 SaO2、HHb、HHb×FiO2對(duì)貧血患者中重度低氧血癥的診斷效能

注：A為 SaO2判斷貧血患者中重度低氧血癥的ROC曲線；B為HHb、HHb×FiO2判斷貧血患者中重度低氧血癥的ROC曲線。

3 討 論

缺氧是腦卒中患者常見的臨床表現(xiàn)，腦卒中后低氧血癥的發(fā)生會(huì)增加患者的住院時(shí)間、住院病死率及殘疾的嚴(yán)重程度[5]。因?yàn)榇竽X需要大量的氧氣來(lái)高效產(chǎn)出三磷酸腺苷(ATP)，用于維持神經(jīng)元信號(hào)連續(xù)傳遞的電活性狀態(tài)[6]，完全快速的破壞腦血流的疾病(如腦卒中)會(huì)導(dǎo)致腦組織缺氧、低血糖狀態(tài)，并通過(guò)多種機(jī)制最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[7]，所以低氧血癥會(huì)嚴(yán)重影響腦卒中患者的預(yù)后，導(dǎo)致患者出現(xiàn)致殘或致死的結(jié)局。有研究顯示tHb水平的變化也可能會(huì)影響缺血性腦卒中患者的預(yù)后[8-10]。

目前臨床對(duì)低氧血癥的診斷主要依靠SaO2，然而SaO2不僅受到PaO2的影響，還受到有效血紅蛋白總量的限制，當(dāng)患者合并貧血時(shí)，僅憑SaO2難以反映患者體內(nèi)氧利用的真實(shí)情況，因此在血?dú)庵屑{入血紅蛋白等相關(guān)指標(biāo)是十分有必要的。

本研究發(fā)現(xiàn)，O2Hb和HHb在不同的低氧血癥分組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，采用O2Hb/ FiO2或HHb×FiO2的形式，消除FiO2對(duì)O2Hb或HHb的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HHb與HHb×FiO2都隨著低氧血癥的加重而增加，且HHb×FiO2具有更好的診斷效能。相關(guān)研究表明[11]，在腦頸內(nèi)動(dòng)脈嚴(yán)重狹窄后，灌注壓降低可能會(huì)上調(diào)腦組織的氧氣攝取，因此血液中HHb水平會(huì)提高。閉合性顱腦損傷小鼠模型的研究中發(fā)現(xiàn)[12]，由于顱腦損傷后大腦的氧氣輸送減少，受傷部位的血液供應(yīng)也減少，因此O2Hb和組織氧飽和度(StO2)在觀察期間均有所下降。還有研究發(fā)現(xiàn)隨著神經(jīng)組織的代謝需求增加，O2Hb會(huì)發(fā)生暫時(shí)解耦(即O2Hb水平可以降低，而HHb水平升高)，這種變化可能是由于神經(jīng)組織對(duì)氧氣的需求速率超過(guò)了血管的氧氣輸送能力[13]。以上證據(jù)都表明大腦低氧狀態(tài)與HHb的升高直接相關(guān)。

有關(guān)血紅蛋白與腦缺氧的機(jī)制研究[13-14]，主要提出3種主要機(jī)制用于解釋這種低氧條件下紅細(xì)胞依賴性的腦血管舒張[7]，包括：(1)ATP釋放和內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合酶(eNOS)的后續(xù)激活;(2)HHb介導(dǎo)亞硝酸鹽還原為NO；(3)亞硝基血紅蛋白(SNOHb)介導(dǎo)的生物活性。目前第2種機(jī)制被廣泛接受，該理論認(rèn)為，在機(jī)體缺氧時(shí)，腦血管舒張依賴于HHb介導(dǎo)的一氧化氮和ATP的釋放,進(jìn)而調(diào)節(jié)腦血管的舒張，以緩解腦缺氧狀態(tài)。因此，低氧血癥越嚴(yán)重，需要越多的HHb介導(dǎo)亞硝酸鹽還原為NO促進(jìn)腦血管舒張，即低氧血癥是腦缺氧的原因，HHb增高是機(jī)體為抵抗缺氧產(chǎn)生的結(jié)果。

但是也有研究表明，O2Hb是誘導(dǎo)腺苷、二磷酸腺苷和ATP局部堆積的關(guān)鍵因素，進(jìn)而控制腦血管的舒張反應(yīng)[15]。該理論認(rèn)為HHb升高導(dǎo)致O2Hb減少，從而不能堆積足夠的ATP，不能有效的刺激大腦舒張，進(jìn)而引發(fā)了腦組織缺氧。即HHb的升高是原因，腦組織缺氧是結(jié)果。

不論在大腦血管舒張中起到主導(dǎo)作用的物質(zhì)是HHb還是O2Hb，兩種理論都支持在低氧血癥時(shí)HHb會(huì)升高，這與本研究結(jié)果一致。更加值得關(guān)注的是，HHb×FiO2在貧血患者中診斷低氧血癥的診斷效能與其在所有患者中診斷低氧血癥的診斷效能相比ROC曲線下面積更高，且明顯高于傳統(tǒng)指標(biāo)SaO2，證明HHb×FiO2不僅在診斷效能高于傳統(tǒng)指標(biāo)SaO2，而且在貧血患者中具有獨(dú)特的診斷優(yōu)越性。