Использование технологии ближнего инфракрасного спектра (NIRS) для мониторинга локального насыщения мозга кислородом (rSO2) у пациентов во время операции становится все более распространенным в клинической практике. Предыдущие исследования фокусировались на динамических тенденциях rSO2, чтобы отражать спрос и предложение кислорода в мозге в режиме реального времени. Недавние исследования показали, что базовая величина rSO2 (B - rSO2), часто используемая в качестве среднего rSO2 при вдыхании воздуха в бодрствующем состоянии пациента (B - rSO2), не только определяет порог денасыщения мозга кислородом, но также отражает предоперационное сердечно - легочное функциональное состояние пациента [1] и может стать мощным предиктором неблагоприятных прогнозов [2]. Эта статья будет обобщена из клинического применения B - rSO2 и его влияющих факторов, чтобы дать клиническую ссылку.
* Примечание: Параметры мониторинга насыщения кислородом тканей головного мозга серии MOC Boliance "BL" эквивалентны B - rso2 в тексте.NIRS Мониторинг RSO2Основные принципы
НИРС является неинвазивным методом мониторинга оксигенации гемоглобина в тканях в реальном времени и в настоящее время широко используется для оценки региональной оксигенации мозга. Эта технология основана на ближней инфракрасной световой волне с длиной волны 650 - 1100 нм, которая лучше проникает в ткани человека, в то время как ближнеинфракрасные световые волны с длиной волны 700 - 850 мм могут в большей степени различать оксигемоглобин и дезоксигемоглобин. Запуская ближний инфракрасный свет, проникающий в лобную часть мозга, зонд обнаруживает абсорбционное затухание ближнего инфракрасного света в соответствующем спектре, а затем использует улучшенный закон Билла - Ламбера и диффузную коррекцию рефлекса для расчета относительного содержания оксигемоглобина и дезоксигемоглобина в тканях, а затем вычисляет rSO2 [3]. rSO2 - это смесь насыщения крови кислородом в местной ткани мозга, которая отражает баланс спроса и предложения кислорода в местном мозге [4]
B-rSO2Клиническое применение
Исследования показывают, что предоперационный низкий B - rSO2 предсказывает краткосрочные и долгосрочные прогнозы у пациентов с сердечной хирургией и является независимым фактором риска после неблагоприятных прогнозов [1]. Heringlake et al. [2] разделили 306 пациентов с заменой клапана аорты через катетер на группу общей анестезии (n = 155) и группу местной анестезии при бодрствовании (n = 151) на основе анестезии, оценив корреляцию B - rSO2 со смертностью в течение 1 года после операции и показав, что B - rS02 менее 54% является независимым предиктором смерти в течение 1 года после операции и не имеет отношения к типу анестезии. Исследования сердечной хирургии показали, что у большинства пациентов с более низким уровнем B - rS02 наблюдается повышенный предоперационный риск, поэтому более низкий B - rSO2 может быть одним из факторов, предсказывающих риск. По сравнению с тенденциями в rSO2, B - rSO2 предсказывает, что послеоперационная нервная система может иметь больший потенциал для нежелательных исходов. Исследования, такие как Schoen, показали, что менее 59,9% B - rSO2 является независимым предиктором послеоперационного бреда у пациентов, перенесших операцию на сердце, и что высокая частота послеоперационного бреда не связана с изменениями rSO2 во время операции. Исследование Lei et al. [6] показало, что у пациентов с B - rSO2 менее 50% частота послеоперационного бреда была в четыре раза выше, чем у группы с более высоким базовым значением, более высокий B - rSO2 защищал от послеоперационного бреда, а восстановление rSO2 (не менее 75% B - rSO2) не снижало частоту послеоперационного бреда на сердце.
В то время как B - rSO2 является средним rSO2 для поглощения воздуха человеком, способность пациентов с низким уровнем B - rSO2 реагировать на поглощение кислорода также стала предметом исследования.Исследования, в которых были отобраны пациенты с B - rSO2 менее 51%, показали, что риск послеоперационной смерти и осложнений значительно увеличился у пациентов, которые не реагировали на кислород, а у пациентов с повышенным уровнем rSO2 после кислорода был более благоприятный прогноз [1].Аналогичные выводы были сделаны в исследовании Seppelt и других [7], в котором было установлено, что низкий уровень B - rSO2 без реакции на поглощение кислорода отрицательно коррелирует с выживаемостью в течение года после операции и продолжительностью пребывания в больнице в качестве альтернативного показателя сердечно - легочной недостаточности.Поэтому, если B - rSO2 используется для опасной стратификации, изменения rSO2 во время поглощения кислорода заслуживают рассмотрения и изучения.
B-rSO2Факторы воздействия
1. Возраст
Лиан и другие [9] включали 120 пациентов с выборочными хирургическими операциями в возрасте 80 лет, которые были разделены на группы младенцев и детей, группы детей младшего возраста, группы дошкольного возраста, группы школьного возраста, группы взрослых и группы пожилых людей в зависимости от возраста, rS02 соответственно (70,41 + 4,66), (72,43 + 3,81)% (70,77 + 3,27)% (70,62 + 2,20)% (69,76 + 6,02)% (62,69 + 3,14%).
Результаты показали, что в пожилой группе B - rSO2 был ниже, а в остальных 5 группах B - rS02 не было существенной разницы по сравнению с остальными 5 группами. У 1616 пациентов, перенесших операцию на сердце, наблюдалось постепенное снижение B - rS02 с возрастом [8]. Больше исследований о возрасте и B - rS02, и широко распространено мнение, что у пожилых людей B - rSO снижается. Возможные механизмы снижения B - rSO у пожилых пациентов: ① Возрастная корреляция снижается в объеме крови мозга, кровотоке мозга, метаболизме мозга и реакции оксигенации гемоглобина в тканях мозга, вызванных центральным возбуждением; У пожилых людей атрофия мозга постепенно усиливается и сопровождается дегенерацией кровеносных сосудов головного мозга, что приводит к снижению B - rSO2. Миелиновая оболочка центральной нервной системы постепенно увеличивается с возрастом, внутричерепные инфракрасные световые пути удлиняются, а энергетическое затухание увеличивается, что приводит к снижению значения rS02. Это может быть основной причиной низкого уровня B - rS02 у пожилых людей; С возрастом структура гемоглобина меняется, количество оксигемоглобина уменьшается, количество дезоксигемоглобина постепенно увеличивается, а переносимость гемоглобина в мозге снижается, тем самым уменьшая B - rSO2.
2. Гендерные вопросы
Влияние пола на B - S02 остается спорным, но основные исследования показывают, что женщины B - S02 ниже. Су и другие [11] В большом ретроспективном исследовании пациентов, перенесших операцию на сердце, наблюдалось, что у женщин было меньше B - rS02, чем у мужчин. Исследование Robu и других [10] показало, что после устранения смешанных факторов, таких как гемоглобин, у женщин был значительно ниже B - rS02. В различных исследованиях на здоровых добровольцах выводы о том, что пол вызывает изменения B - rS02, не были полностью последовательными, и были ли эти различия связаны с гормональными или другими факторами, которые необходимо дополнительно оценить в будущих испытаниях.
Воздействие человеческой расы на B - rS02 связано с пигментами кожи. В ретроспективном исследовании большой выборки было обнаружено, что афроамериканцы B - rS02 были ниже белых, что было связано с тем, что пигмент кожи поглощал часть ближнего инфракрасного спектра, проявляясь в том, что чем глубже пигментация B - rSO, тем ниже пигментация B - rS02, тем больше пигментация B - rS02.Сердечно - сосудистые заболевания и B - rS02Исследование показало, что изменение насыщения кислородом мозга связано с изменением функции сердца. И B - rS02 является одним из эффективных параметров, отражающих общую сердечно - сосудистую дисфункцию. Heringlake et al. [2] измерил B - rS02 у 1178 пациентов с предполагаемым шунтированием сердца с экстракорпоральной циркуляцией и обнаружил его корреляцию с показателями сердечно - сосудистой функции, такими как N - концевой предшественник натриевых пептидов (NTprBNP), доля левого желудочка высокочувствительного миокалиптина T (LVEF), где B - rS02 менее 50% является независимым фактором риска смерти в течение одного года после операции. Skhirtladze и т. Д. [7] Исследование пациентов, планирующих принять дефибрилляторный циклический закон, показало, что у пациентов с серьезным снижением LVEF, RS02 значительно снизился; С успешным электрокомплексом и улучшением функции сердца, rS02 значительно повышается. Ретроспективные исследования показали, что у пациентов, перенесших операцию на сердце, наблюдалась значительная корреляция между предоперационным LVEF и B - rS02, вызванным анестезией [18]. Харразиха и другие [19] исследования показали, что у пациентов с сердечной недостаточностью B - rS02 ниже, чем у пациентов с нормальной сердечной функцией; В то время как лечение продолжается, B - rS02 значительно повышается с улучшением функции сердца [20]. Эти исследования дают теоретическую основу для того, чтобы B - rS02 стал неинвазивным контрольным показателем, который направляет лечение пациентов с сердечной недостаточностью.Возможный механизм воздействия сердечно - сосудистых заболеваний на B - rS02: ① Недостаточная сердечно - сосудистая функция приводит к уменьшению объема кровотока в сердце, что приводит к снижению среднего артериального давления в сосудах головного мозга. Задержка натрия вызывает повышение кровяного давления в циркулирующих венах, особенно в верхней полости, что приводит к повышению внутричерепного давления, что приводит к повышению внутричерепного давления. Сочетание двух факторов приводит к снижению гистодинамического - венозного перепада давления, что приводит к значительному снижению эффективного перфузионного давления на ткани мозга и снижению кровотока в мозг B - rS02.
Нервные заболевания и B - rS02
Исследование показало, что когнитивные функциональные состояния имеют определенную корреляцию с B - rS02. Murayama et al. [21] 113 взрослых участников, которые включили когнитивное состояние в диапазоне между нормальным и деменцией [возраст (72,3 ± 12,0 лет)], оценили связь между насыщением префронтальной коры мозговым кислородом и когнитивными функциями во время отдыха, когнитивные нарушения B - rS02 были значительно меньше, чем когнитивные нормальные, а B - rS02 был связан с когнитивными функциями. Hallacoglu et al. [22] измерили динамические параметры кровотока мозга в анестезиологическом состоянии модели мышей с ангиогенными когнитивными расстройствами, вызванными диетой, по сравнению со здоровой контрольной группой, у крыс с когнитивными расстройствами через 10 недель после кормления B - rS02 значительно снизился [(51 ± 4% vs (62 + 2)%] по сравнению с двумя группами артериального насыщения крови кислородом одинаково, и содержание гемоглобина и количество эритроцитов не отличаются друг от друга, что указывает на то, что когнитивные расстройства на ранней стадии существовала гипоксия мозга, поддающаяся идентификации с помощью технологии NIRS, и снижение RS02 не было связано с переносом кислорода эритроцитами. Сокращение подачи кислорода, вызванное микро Болезнь Альцгеймера (AD) является наиболее распространенным заболеванием, приводящим к когнитивной дисфункции и инвалидности у пожилых людей, и ранние пациенты с AD демонстрируют снижение B - rSO2 [23]. Исследования, такие как Viola и другие [24], показывают, что когнитивные функции пациентов с AD улучшаются с гипербарической кислородной терапией, в то время как B - rS02 также значительно повышается. Вышеуказанные клинические исследования дают новые идеи для B - rS0 в дополнительной диагностике и лечении пациентов с AD. RS02 привлек большое внимание к диагностике и лечению эпилепсии. Текущие исследования показывают, что rS02 изменяется в разной степени до, во время и после припадка [26 - 27], но влияние эпилепсии на B - rS02 не сообщается, и в будущем необходимы дальнейшие исследования.Диабет может сосуществовать с течением болезни при изменении структуры и функции микрокровеносных сосудов в мозге. Исследование показало, что диабет может вызывать сужение и сужение внутричерепных артерий, нарушение функции растяжения [28] и снижение функции автономной регуляции сосудов головного мозга [29]. Повреждение кровеносных сосудов головного мозга и нарушение стабильности кровотока в головном мозге, что приводит к недостаточной перфузии микроциркуляции, может проявляться как снижение rS02 [30].Ранние исследования использовали насыщение кислородом центральной вены (Scv02) для оценки состояния оксигенации мозга у пациентов с диабетом. Тем не менее, Scv02 в основном отражает общий кислородный баланс [31]. Sudy et al. [33] сгруппировали 139 пациентов, перенесших операцию на сердце, в зависимости от того, имели ли они историю диабета, чтобы изучить корреляцию между Scv02 и B - rS02, и результаты показали, что у пациентов с преддиабетом, вызванным анестезией, Scv02 был в пределах нормы, в то время как B - rS02 значительно снизился [(60.4 + 8.1)% vs (67,2 ± 7,9%), P<0.05]; У людей, не страдающих диабетом, Scv02 имеет лучшую корреляцию с B - rS02 (r = 0.52, P < 0.001), в то время как диабет может привести к тому, что B - rS02 не будет иметь существенной корреляции с SevO2. По сравнению со Scv02, B - rS02 способствует раннему выявлению недостаточной перфузии мозга у пациентов с диабетом. Исследование, проведенное Чэнь Чжуоя и другими [4], наблюдало снижение B - rS02 с левой и правой сторон передней лобной доли у пациентов с диабетом и было значительно связано с течением болезни и возникновением осложнений. Может ли B - rS02 отражать тяжесть диабета, требует дальнейшего изучения. Исследование Лю Вэйпина [35] не наблюдало влияния диабета на B - rS02 у пожилых пациентов, предполагая, что для дальнейшего изучения влияния диабета на B - rS02 необходимы большие выборки перспективных контролируемых исследований, а также подтверждая, что исследования B - rS02 могут зависеть от таких смешанных факторов, как возраст и более фундаментальные заболевания.Исследование показало, что изменения в структуре и функциях мозга могут наблюдаться на ранних стадиях хронических заболеваний почек (CKD), а аномалии мозга и когнитивные дефекты прогрессируют с тяжестью CKD, что в конечном итоге может привести к серьезным заболеваниям центральной нервной системы, таким как деменция, инсульт и чаще всего у пациентов с гемодиализом (HD) [36].Исследования показывают, что у пациентов с HD B - rS02 значительно снижается у более здоровых людей, а у пациентов с HD B - rS02 даже ниже, чем у пациентов с перитональным диализом [37], что может быть связано с тем, что у пациентов с HD функция почек хуже, а сам гемодиализ также влияет на центральную нервную систему. Острая потеря емкости крови при диализе с переносом жидкости может вызвать отек мозга, влияющий на перфузию мозга [38]; У пациентов с HD часто развивается современное метакислотное отравление, которое снижает сродство гемоглобина с кислородом, что приводит к микроциркуляционной гипоксии [39]; Кроме того, у пациентов с HD часто наблюдается атрофия мозга [40], увеличение спинномозговой жидкости, так что детектор rS02 получает меньшую интенсивность ближнего инфракрасного света. Все это может изменить перфузию мозга у пациентов с HD, влияя на мониторинг rS02. 0okawara и другие [41] исследования показали, что низкий уровень B - rSO2 независимо связан с pH, течением болезни, концентрацией сероальбумина и гемоглобина у пациентов с HD. Уровень pH влияет на кровоток в мозге, изменяя состояние шунтирования артерий головного мозга, поэтому связь между B - rS02 и pH может быть объяснена изменениями в подаче кислорода. Точный механизм улучшения оксигенации мозга с помощью сывороточного альбумина не ясен, и некоторые ученые наблюдали положительную корреляцию между сывороточным альбумином и локальным кровотоком в мозге у пациентов с циррозом [42], но необходимы дальнейшие исследования. Исследование Shindo и других [43] показало, что кратковременное угнетение пневматических свищей может наблюдать повышение rS02, медицинские изменения в физиологической структуре кровеносных сосудов и динамике периферического кровотока, которые могут быть одной из причин повреждения B - rS02 у пациентов с HD, долгосрочное воздействие закрытия свищей на B - rS02 требует дальнейшего изучения.
Болезни печени и B - rSO2
Более ранние исследования показали, что NIRS мониторинг rSO2 не подходит для пациентов с гепатобилиарной хирургией, поглощение ближнего инфракрасного света из - за высокого холестерина может привести к ложному низкому значению rS02 без ущерба для оксигенации мозга [44], в то время как исследования Мерфи и других [45] измерили B - rS02 у пациентов с операциями на поджелудочной железе и обнаружили, что высокий уровень билирубина влияет на значение B - rS02, но не влияет на мониторинг тенденций изменения rS02 при анестезии и хирургии.Респираторные заболевания и B - rSO2Респираторные заболевания в сочетании с гипоксией и накоплением C02, оказывают сложное влияние на динамику кровотока в мозге. Хроническая гипоксия вызывает нарушение реактивности сосудов головного мозга [46], что влияет на перфузию мозга. Защитный эффект гиперкарбонатной гемофилии от увеличения кровотока в мозге за счет расширения кровеносных сосудов головного мозга может постепенно ослабевать при постоянном низком воздействии кислорода, и в долгосрочной перспективе может возникнуть определенная степень гипоксии мозга, которая может проявляться как снижение rS02 [47].
Контрольное оборудование, местоположение и другие факторыSchneider et al. [4] Используя устройства NIRS - rSO2 разных производителей для одного и того же новорожденного, результаты показывают, что результаты измерений различных инструментов мониторинга rS02 значительно различаются, и максимальная изменчивость может достигать 12,66%, возможно, из - за различных алгоритмов обработки и стандартов калибровки приборов, используемых различными производителями. Исследование Hirasawa и других [49] показало, что изменения кровотока на коже передней части лба также могут влиять на B - rSO2 и не зависят от расстояния между источником света и детектором (15 - 30 мм). Другое исследование показало, что при размещении контрольного электрода в нижней части лба B - rS02 значительно выше, чем при размещении электрода в верхней части лба [50]. Кроме того, в других исследованиях наблюдалось, что чрезмерная вентиляция и гипогарбония, вызванные тепловым стрессом, могут привести к снижению кровотока в головном мозге и увеличению метаболизма мозга, что может повредить B - rS02 [51 - 52]Подводя итог вышесказанному, rS02 имеет большое значение в руководстве клинической практикой в качестве неинвазивного, в режиме реального времени и простого индикатора баланса спроса и предложения кислорода в мозге. B - rS02 не только является эталоном для динамических изменений rS02 во время операции, но и содержит соответствующую информацию о сердечно - сосудистых заболеваниях, неврологических заболеваниях, диабете, заболеваниях почек, печени, респираторных заболеваниях и многих других заболеваниях и степени тяжести. Клиницисты должны в полной мере учитывать факторы, влияющие на B - rS02, выявлять снижение RS02, вызванное физиологическими, патологическими и аппаратными факторами, и использовать rS02 для оказания помощи в ранжировании риска после операции для руководства профилактикой и лечением серьезных осложнений.Монитор насыщения кислородом тканей мозга серии MOC Boliance непрерывно контролирует насыщение кислородом мозга посредством неинвазивного, непрерывного мониторинга в режиме реального времени, своевременно обнаруживает гипоксию мозга и другие проблемы, чтобы помочь медицинскому персоналу провести раннее вмешательство и оптимизировать программу лечения. Его высокая чувствительность и специфичность обеспечивают точность данных мониторинга, уменьшают послеоперационные и послеоперационные осложнения и повышают безопасность пациентов. Широко используется в кардиохирургии, церебральной хирургии, интенсивной терапии и других сценах, не только для защиты жизни и здоровья пациентов, но и для повышения качества безопасности и медицинского уровня больницы.
