作者：於芸，韓如泉，首都醫科大學附屬北京天壇醫院麻醉科
頸動脈內膜剝脫術（Carotid endarterectomy，CEA）是目前治療有症狀性頸動脈狹窄的常用外科方法。患者能否從CEA手術中獲益，取決於圍術期神經系統不良事件的發生率。術後神經系統不良事件包括血栓栓塞和腦高灌注症候群（Cerebral hyperperfusion syndrome，CHS）。圍術期卒中的危險因素包括手術操作引起的斑塊脫落、術中頸內動脈臨時阻斷期間的低灌注。嚴格細緻的麻醉前評估、合理的圍術期麻醉管理方案、及時發現術中腦缺血缺氧並給予有效的幹預措施，對於改善患者術後轉歸、提高生存質量至關重要。
1.近紅外光譜腦氧飽和度監測儀基本原理
圍術期腦缺血缺氧的治療有效性有賴於早期診斷。近紅外光譜（Near-infrared spectroscopy，NIRS）腦氧飽和度監測儀（以下簡稱NIRS監測儀）具有無創、可連續監測等優點，臨床上已用於心臟及大血管手術、CEA、顱腦創傷、頭高位手術及新生兒腦缺血缺氧的監測。Jobsis於1977年首先將NIRS 用於局部腦氧飽和度（Regional cerebral oxygen saturation，rScO2）的監測。在額部放置無創電極片，近紅外光（700～1000nm）能穿透頭顱表層的結構，包括頭皮、顱骨，從而到達腦組織。
光在顱內的衰減主要與氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白等光吸收分子（發色基團）有關，而每一種發色基團都具有獨特的光吸收特性。光在傳播媒介中亦具有散射效應，根據改良的Beer-Lambert定律，可以推導出不同發色基團（如氧合血紅蛋白）的濃度，通過計算氧合血紅蛋白佔氧合及脫氧血紅蛋白總和的百分比得出rScO2。
NIRS監測儀測定的是局部腦組織中動脈、靜脈、毛細血管血液中血紅蛋白的氧飽和度，由腦氧代謝率（氧需）及腦氧供所決定，腦組織動脈和/或靜脈血的容積變化對其也有一定影響。NIRS監測儀的準確性受以下因素影響：皮膚顏色、性別以及影響額部動脈血－靜脈血容積比的因素（包括顱內壓的變化、腦靜脈流出受阻、血管活性藥及麻醉藥的使用、體位變化）等。
目前已有5種NIRS監測儀通過了美國食品藥品監督管理局（FDA）的批准用於臨床，包括CerOx（Ornim公司，美國），EQUANOX7600和8004CA （NoninMedical公司，美國），FORE-SIGHT（CAS Medical Systems，美國）以及INVOS（Somanetics Corporation Troy，美國）。雖然各種型號的NIRS監測儀具體計算法則有所區別，但基本原理相同。
2.NIRS監測儀在CEA手術的應用現狀
無論採用何種麻醉方法（全麻或局麻），CEA 期間的腦監測都至關重要。因為它不僅能監測腦功能狀態、識別易遺漏的新發神經功能缺損，也能降低圍術期卒中、頸動脈夾層及急性動脈閉塞的發生率。傳統的腦功能監測包括經顱都卜勒（Transcranial Doppler，TCD）、體感誘發電位、腦電圖等，實施這些監測方法耗時較長、對操作者臨床經驗要求較高，且部分患者顳窗不良限制了TCD的臨床應用；而NIRS監測儀無創、操作簡便，可應用於全部患者。NIRS監測儀可用於CEA手術的各個階段，在全麻誘導、術中、轉運過程中及重症監護病房（Intensive care unit，ICU）留置期間，均可提供連續監測。
腦缺血監測：在CEA手術期間，NIRS監測儀可用於監測頸動脈臨時阻斷相關的腦低灌注，協助判斷是否需要放置分流管，監測其他原因引起的腦缺血（如心律失常、心力衰竭、通氣不足或麻醉藥的影響）。在CEA 手術後，NIRS監測儀可監測頸動脈重建後最初幾個小時內的腦缺血，通常由頸動脈血栓形成、夾層或閉塞、栓塞及其他原因造成。rScO2監測可協助臨床醫師判斷是否需要放置分流管，尤其是在對側頸內動脈狹窄嚴重程度高的患者中。甚至在沒有明確的臨床症狀時，rScO2就能反映腦灌注降低，提示醫師採取其他相應的診斷方法來檢測頸動脈重建的通暢程度，以識別導致腦缺血的其他因素。
早期發現頸內動脈臨時阻斷期間的腦低灌注能幫助外科醫師調整手術方法，選擇性放置分流管以恢復腦灌注。頸內動脈阻斷期間，同側rScO2下降通常超過20%。糖尿病患者則更容易出現rScO2下降。有學者認為，rScO2下降超過20%與CEA圍術期腦缺血相關，需採取幹預措施，NIRS監測儀可用於CEA術中判斷是否需要放置分流管。若以rScO2下降16%為臨界值檢測全麻下行CEA術中的腦缺血，陽性預測值和陰性預測值分別為76%和99%，表明NIRS監測儀可用於排除那些不需要放置分流管的患者。
關於預測腦缺血事件的rScO2預警閾值，目前仍存在爭議。研究發現，對於全麻下行CEA手術的患者，若以rScO2下降20%作為預測是否需放置分流管及神經系統併發症的臨界值，則敏感度和特異度分別為30%及98%；若以rScO2下降12%作為臨界值，則敏感度和特異度分別為75%及77%。因此，以rScO2下降超過12%作為預測頸動脈臨時阻斷期間繼發性腦缺血的臨界值更為可靠。
對於局麻下行CEA手術的患者，以同側rScO2下降9%作為臨界值，預測頸動脈阻斷期間出現腦缺血症狀的敏感度和特異度分別為95%和81%。但也有證據表明，NIRS監測儀預測CEA術中有臨床症狀的腦缺血時，敏感度及特異度均不理想，分別為60%和25%。因此，預測腦缺血的rScO2合理閾值仍有待進一步研究。若在用NIRS監測儀監測rScO2的同時，使用TCD監測患側大腦中動脈平均血流速度，可有效檢測氣體及固體栓子引起的腦缺血，對術者分離頸動脈的過程非常有幫助。檢測到斑塊破裂引起的微栓子可使術者改變外科方法或在切開頸內動脈的早期控制其遠端。
既往研究發現，CEA手術開始前的頭頸部體位（過伸及旋轉）可能壓迫頸動脈及椎動脈系統，尤其是那些血管迂曲的患者。此外，心律失常（如房顫）、全麻下通氣不足亦可降低腦氧供、導致急性腦缺血事件。這種情況下，在傳統監測的基礎上使用NIRS監測，可檢測到rScO2下降，為麻醉科和外科團隊提供警示。
腦過度灌注監測：CHS是CEA 術後較為少見的嚴重併發症，發生率為0.2%～18.9%，表現為頭痛、癲癇、腦水腫，嚴重時發生腦內出血，死亡率高達40%。因此，識別CHS至關重要。目前常採用TCD監測協助判斷是否發生CHS，大腦中動脈平均流速達到術前的兩倍與CHS密切相關。但是，在大約20%的患者中，由於顳部骨窗不足不能使用TCD。對於這些患者，NIRS監測儀則是術後腦功能監測的很好的替代方法，有助於識別CHS。Ogasawara等研究發現，鬆開頸內動脈阻斷夾後即刻rScO2的升高與術後即刻的腦血流呈線性相關。鬆開頸動脈阻斷後即刻rScO2的升高與術後即刻腦血流的增加呈線性相關，以rScO2較基礎值升高5%為界值檢測CEA 術後高灌注，敏感度和特異度分別為100%和86.4%。
此外，術畢時rScO2升高與CEA術後即刻的腦血流增加相關性極強。以rScO2升高10%作為臨界值檢測術後CHS的敏感度和特異度均為100%。因此，術中rScO2監測可識別CEA術後腦高灌注的高危人群。但也有研究發現，頸動脈臨時阻斷期間rScO2較阻斷前下降超過10%是術後即刻腦高灌注的獨立預測因素之一。近期的一項前瞻性研究表明，TCD與NIRS監測均可獨立預測CHS的發生，但預測發生CHS的rScO2臨界值目前仍存在爭議，因此聯合使用NIRS監測儀和TCD能更準確地識別發生CHS的高危患者。
其他術後併發症監測：在行CEA手術的患者中，術後認知功能障礙（Postoperative cognitive dysfunction，POCD）的發生率約為25%，其原因可能為臨時阻斷期間的微栓子、低灌注以及全麻等。Kamenskaya等回顧了466例行CEA手術的患者，發現圍術期神經系統併發症的危險因素包括術前rScO2低於50%及頸內動脈臨時阻斷期間患側rScO2下降超過20%。
術前rScO2低於50%者卒中風險增加6倍，頸內動脈臨時阻斷期間患側rScO2下降超過20%者卒中風險增加10倍，術後早期認知功能障礙的風險增加8倍。此外，術前rScO2低於50%及頸內動脈臨時阻斷期間患側rScO2下降超過20%的患者住院時間延長。
血管活性藥物對腦氧合的影響：頸動脈狹窄的患者常出現腦血管自動調節功能受損，腦血流依賴於動脈壓，因此在CEA術中為保證腦灌注、避免發生分水嶺卒中，臨時阻斷期間應避免低血壓。Pennekamp等納入了11例在全麻下行CEA手術的患者，分別給予麻黃鹼（5～10mg）或苯腎上腺素（50～100μg）糾正術中低血壓，結果發現，給予麻黃鹼後，rScO2從（70±7）%升高至（73±6）%；而給予苯腎上腺素後，rScO2從（71±7）%下降至（66±9）%。
線性回歸分析顯示rScO2的變化與麻黃鹼引起的平均動脈壓（Mean arterial pressure，MAP）的變化呈正相關，但苯腎上腺素在升高MAP的同時卻降低rScO2，可能與α受體介導的腦血管收縮有關。在一項雙盲隨機對照研究中，Aliane等比較了麻黃鹼和苯腎上腺素治療CEA術中低血壓時對rScO2的影響，結果表明麻黃鹼對rScO2影響更小，因此，當CEA術中發生低血壓時，麻黃鹼是更好的選擇。但仍需進行大樣本隨機對照研究來驗證不同的血管收縮藥對腦氧合的影響，指導CEA術中升壓藥物的合理使用。
3.小結
使用NIRS監測儀可對CEA術中及術後腦灌注進行實時、連續監測，有助於降低CEA圍術期腦缺血及腦高灌注的風險，具有很好的應用前景。但仍需進行前瞻性、大樣本的研究來驗證rScO2預測腦缺血、腦高灌注的預警閾值、有效改善rScO2的幹預措施及指導術中升壓藥物的合理使用。
來源：於芸,韓如泉.近紅外光譜腦氧飽和度監測用於頸動脈內膜剝脫術的研究進展[J].臨床麻醉學雜誌,2018,34(08):827-829.
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