首頁(yè) >> 公司動(dòng)態(tài) >> 近紅外光譜技術(shù)在神經(jīng)外科患者腦氧和血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展
前言
腦組織耗氧量巨大,，成人腦的重量只占體重的2%，但安靜狀態(tài)下其血流量約占心輸出量的15%,，耗氧量約占全身耗氧量20%,，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，缺血缺氧在腦損傷致死的人群中的比例高達(dá)90%,。在臨床工作中,，為了實(shí)現(xiàn)腦保護(hù)，急需能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)腦組織血運(yùn)和氧合狀況的技術(shù),。
近紅外光譜技術(shù)(NIRS)是近年來(lái)發(fā)展迅速的一種檢測(cè)技術(shù),。它可以測(cè)量局部組織氧飽和度（rSO2），以評(píng)估腦組織氧合狀況,。本文就其監(jiān)測(cè)的原理以及在神經(jīng)外科腦氧和血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,。
近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用的基本原理
近紅外光譜技術(shù)是一種連續(xù)實(shí)時(shí)的光學(xué)檢測(cè)方法。近紅外光波長(zhǎng)在700～1000nm之間,，對(duì)人體組織（如頭皮、顱骨等）有良好的穿透性而較少被散射,。近紅外光在顱內(nèi)的主要吸收體是氧合血紅蛋白(HbO2)和還原血紅蛋白(Hb),，二者具有不同的吸收譜,，因此我們可以用光學(xué)方法將二者加以區(qū)分。
當(dāng)近紅外光入射進(jìn)人體組織后,，組織中的兩種血紅蛋白便會(huì)對(duì)其產(chǎn)生吸收作用,。我們測(cè)量從組織中出射的光強(qiáng)，根據(jù)修正Beer-Lambert定律,，便可得到局部組織血氧飽和度,。腦組織中存在大量的微細(xì)血管，其中動(dòng)脈血量約占20%,，毛細(xì)血管血量約占5%,，其余約75%皆為靜脈血量。因此,，rSO2其實(shí)是局部腦組織中動(dòng),、靜脈血氧飽和度的加權(quán)平均，更接近于靜脈血氧飽和度,，可以反映腦氧供給與消耗的動(dòng)態(tài)平衡狀況,。
由于該檢測(cè)技術(shù)不依賴于動(dòng)脈的搏動(dòng)，所以在低血壓,、深低溫,、脈搏微弱甚至心臟停止跳動(dòng)的情況下，我們都可以正常測(cè)量腦氧參數(shù),。
臨床應(yīng)用
1. 顱腦損傷治療中NIRS腦氧監(jiān)測(cè)的應(yīng)用
2. 腦血管疾病治療中NIRS腦氧監(jiān)測(cè)的應(yīng)用
Zweifel等發(fā)現(xiàn)rSO2升高與血管痙攣緩解,、臨床癥狀改善相一致，通過(guò)動(dòng)脈成像觀察到動(dòng)脈痙攣與同側(cè)的rSO2下降顯著相關(guān),，而且痙攣程度增加(尤其是血管直徑減少75%以上時(shí)),，則同側(cè)rSO2大幅降低,，表明NIRS可以同步檢測(cè)到繼發(fā)于血管痙攣的腦氧降低,，具有很好的靈敏性,。McCormick等讓7名自愿受試者吸入低氧濃度混合氣體（FiO2=7%）造成短暫性缺氧,同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)EEG、SaO2,、SpO2,、rSO2各項(xiàng)指標(biāo)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腦血氧飽和度的下降與吸入氧濃度的改變幾乎同時(shí)發(fā)生,，且rSO2下降比EEG產(chǎn)生變化提早約2分鐘,，證明NIRS能在其它監(jiān)測(cè)參數(shù)尚在正常范圍時(shí)便能更早地檢測(cè)出腦缺氧，更具靈敏性,。Taussky等通過(guò)對(duì)1287例患者（包括蛛網(wǎng)膜下腔出血,、缺血性腦卒中、腦出血）同時(shí)使用NIRS和CT灌注成像技術(shù),，分別檢測(cè)患者腦氧飽和度和局部腦血流量,，二者具有良好相關(guān)性，表明NIRS可作為一種有效的,、非侵入的,、可在重癥監(jiān)護(hù)病房床旁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的腦氧監(jiān)測(cè)手段。
頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)（CEA）可以解除單側(cè)頸動(dòng)脈系統(tǒng)的短暫性腦缺血,，消除引起短暫性腦缺血發(fā)生的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和潰瘍,。在行頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)時(shí)，經(jīng)常需要夾閉單側(cè)頸動(dòng)脈,，術(shù)中夾閉頸動(dòng)脈時(shí)確保腦區(qū)的血供非常重要,盡管顱底動(dòng)脈Willis環(huán)可以提供側(cè)支循環(huán)供氧,，仍需對(duì)側(cè)支循環(huán)的血流是否充足進(jìn)行連續(xù)的評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)。相比于其他腦氧監(jiān)測(cè)手段,，NIRS可以更簡(jiǎn)便,、無(wú)創(chuàng)傷、連續(xù)地實(shí)施rSO2監(jiān)測(cè),，能有效地預(yù)防CEA相關(guān)的圍手術(shù)期腦血管意外甚至死亡,，是CEA術(shù)中預(yù)測(cè)腦缺血缺氧的有效手段。研究發(fā)現(xiàn)CEA患者圍手術(shù)期rSO2,、認(rèn)知功能及體感誘發(fā)電位變化對(duì)比rSO2與體感誘發(fā)電位在CEA術(shù)中的監(jiān)測(cè)意義,，發(fā)現(xiàn)圍手術(shù)期患者并未發(fā)生認(rèn)知功能障礙,，且腦區(qū)血流灌注再通時(shí)，rSO2要比體感誘發(fā)電位變化更明顯,，非常有利于圍術(shù)期觀察腦區(qū)的血供再通狀況,，是CEA圍術(shù)期簡(jiǎn)單有效的監(jiān)測(cè)手段。一般認(rèn)為,，rSO2下降相對(duì)值>12%提示腦缺血,，警示臨床醫(yī)師做出相應(yīng)的藥理和生理干預(yù)。
3. 腦腫瘤治療中NIRS技術(shù)的應(yīng)用
目前,，手術(shù)聯(lián)合放化療仍然是治療膠質(zhì)瘤和腦膜瘤等主要腦部腫瘤的最有效治療方式，而腦腫瘤手術(shù)中腦功能區(qū)的識(shí)別是手術(shù)成敗的關(guān)鍵,。腦功能區(qū)激活時(shí)氧合血紅蛋白濃度快速升高,，同時(shí)脫氧血紅蛋白濃度緩慢低幅下降，監(jiān)測(cè)兩種氧合狀態(tài)血紅蛋白變化即可獲知腦功能活動(dòng)區(qū)域,，這一原理被稱為血氧水平依賴法（BOLD）方法,。目前，除核磁共振功能成像技術(shù)外,，NIRS技術(shù)同樣可以利用該原理實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)實(shí)時(shí)的腦功能區(qū)監(jiān)測(cè),。FujiwaraN等使用NIRS及功能核磁技術(shù)同時(shí)監(jiān)測(cè)腦腫瘤患者瘤周皮層時(shí)發(fā)現(xiàn)，受腫瘤病灶影響,，瘤周腦功能區(qū)激活時(shí)血紅蛋白濃度變化模式異常,，單用功能核磁技術(shù)不能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)腦功能區(qū)，造成假陰性錯(cuò)誤,。
4. 利用NIRS進(jìn)行腦血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用
總結(jié)
博聯(lián)眾科腦組織氧飽和度監(jiān)測(cè)儀MOC200，擁有完整主參數(shù)及相關(guān)子參數(shù)指標(biāo),，采用先進(jìn)的NIRS技術(shù),，可從實(shí)時(shí)變化趨勢(shì)、相對(duì)變化量,、AUC（去飽和度狀態(tài)下深度及時(shí)間）三個(gè)維度,，連續(xù)、實(shí)時(shí),、無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)患者腦組織氧供與氧耗之間的平衡狀態(tài),，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并干預(yù)rSO2異常情況，減少患者腦氧異常導(dǎo)致的腦損傷,，減少住院時(shí)間,，提高患者預(yù)后,。
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