脑氧饱和度监测与术后认知功能障碍相关性的研究进展
2025-07-16 来源:中国实验诊断学

作者:刘宇,金成成,暴晓梅,王路平,吉林大学口腔医院麻醉科;张丹丹,吉林大学第二医院麻醉科

 

术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction, POCD)是围术期常见并发症,表现为术后认知能力显著下降,包括记忆力、注意力、定向力和执行能力等方面。研究指出,POCD的出现可以作为术后并发症的早期预警信号,与住院时间延长、家庭护理需求和死亡率增加有关。因此,在围手术期早期诊断并预防POCD的发生,对提高患者的康复情况和生存质量至关重要。

 

局部脑氧饱和度(regional cerebral oxygen saturation, rSO2)监测可以反映局部脑血流及氧供需平衡情况,有利于围手术期脑缺血缺氧的早期诊断和治疗,以保护脑功能,改善术后认知功能。本综述旨在探讨术中局部脑氧饱和度监测在预测患者术后认知功能障碍方面的应用。

 

1. rSO2监测技术

 

rSO2监测通常指利用近红外光谱(near infrared spectroscopy, NIRS)监测脑灌注和脑缺血的非侵入性的诊断技术,具有实时性和连续性,在指导和优化围手术期管理方面发挥重要作用。原理如下:NIRS的频谱为650~1 100 mm, 可以穿透皮肤、颅骨、结缔组织和大脑;测量过程中,将自粘性发射器或传感器贴片贴在额头皮肤上,以非侵入性的方式测量距离NIRS发射光源一定距离处的光衰减,基于NIRS在氧合血红蛋白和还原血红蛋白之间的光谱差异,利用Beer-Lambert定律计算出rSO2。

 

NIRS可测得局部脑组织的混合静脉血血氧饱和度,灵敏度高且特异性强,已逐渐成为围手术期重要的生理监测指标,广泛应用于患者的手术麻醉和临床治疗,以降低脑组织和功能受损的发生率,提高患者的生存质量。目前NIRS是唯一的床边无创脑血氧饱和度监测技术,符合未来医疗卫生领域的发展趋势,具有巨大的潜力和广阔的应用前景。

 

2. POCD概述

 

根据DSM-V中的认知障碍分类,POCD是由外科手术和麻醉引起的轻度神经系统疾病,表现为神经认知状况和行为的一系列改变,包括记忆力受损、理解力差和注意力下降等。目前人们普遍认为POCD是患者年龄,手术时长,疼痛强度等多种因素共同引起的,且发病机制较复杂,与炎症反应及免疫激活,β淀粉样蛋白(Aβ)沉积及NMDA受体通路等有关。临床上通过蒙特利尔认知评估(MoCA)、韦氏成人智力量表(WAIS)和简易精神状态检查(MMSE)等认知功能量表对POCD进行诊断。

 

研究表明,POCD可能持续数周至数年,影响患者康复,延长住院时间,并可能导致其他身体和精神疾病。因此,围手术期加强对患者的监测和评估,及时识别和预防POCD至关重要。

 

3. rSO2监测与POCD相关性

 

3.1 rSO2监测与术后谵妄

 

近年来有研究表明,脑部缺氧与术后神经并发症之间存在显著相关性,包括POCD和术后谵妄(postoperative delirium, POD)。POD是急性或亚急性脑功能障碍综合征,通常在术后数小时到数天内发生,患者表现为认知功能的变化,包括注意力和意识等多个方面。术后认知功能改变可能以POD的形式急性发生(症状在手术后1周或出院前出现),或作为POCD出院后发生。POD作为POCD发生的预测因素之一,预防POD的发生可以降低POCD发生率。

 

国内外研究发现,围术期监测rSO2的变化有助于预测POD的发生,通过及时干预,可以最大程度的减少POD发生率,提高患者的术后康复质量。SCHOEN等研究发现术前rS02正常但是术中rSO2绝对值下降较多者更易发生POD,而术前rSO2低于59.5%的患者POD的发生率更高。此研究表明,除了术中rSO2的下降,术前基础rSO2偏低也是引起术后认知功能改变的重要原因。

 

3.2 rSO2监测在老年患者中的应用

 

有报道指出,老年患者由于生理上的特殊性,围术期POCD的发生率可达41.4%,接受大手术或心脏手术的老年人发生率更高。这可能与老年患者的基础疾病较多,大脑功能退行性改变和储备功能进行性下降有关。围术期POCD的发生与一系列不良结局有关,包括但不限于住院时间延长、性格改变、生活质量下降、家庭负担加重以及死亡率增加。

 

DING等的研究显示rSO2监测与老年患者围手术期POCD的风险降低和住院时间缩短相关。GREEN等人回顾性分析了46名经历长时间腹部手术的老年患者,手术平均时长超过7小时,患者普遍存在rSO2显著降低现象,特别是当伴随有失血时,rSO2下降更为明显,患者预后较差。

 

TIAN等人纳入200例择期行非体外循环冠状动脉旁路移植术(CABG)的老年患者,分为干预组和对照组,干预组患者观察到rSO2从基线值下降20%或rSO2绝对值小于55%即触发干预策略,而对照组的rSO2数据对临床团队隐藏。结果显示基于rSO2监测的术中麻醉管理能够降低老年患者术后认知功能障碍的发生率。

 

综上,在老年患者的麻醉过程中进行rSO2监测,预防术中低血压,特别是维持脑灌注,对于减少围手术期POCD的风险和改善患者的预后至关重要。

 

3.3 rSO2监测在心脏手术中的应用

 

心脏手术被称为高风险手术,容易导致术中重要器官(尤其是大脑)的氧供需失衡。研究显示,POCD的患病率在心脏手术后1周内可达40%,术后3个月仍高达17%。一些常见的心脏手术包括冠状动脉旁路移植术(CABG)、瓣膜修复或置换术以及主动脉手术,通常需要在体外循环(CPB)下进行,在接受CPB下心脏手术的患者中,脑部缺氧的发生率为6%~74%。

 

一项随机对照试验表明,在rSO2监测辅助下的心脏手术麻醉,可以显著降低死亡率和术后并发症发生率,并且可以缩短患者术后在ICU的观察时间。COLAK等通过对接受CABG的患者术前和术后7天认知功能的评估得出结论,术中长时间的rSO2下降是术后认知功能下降的预测因素。杨书强等研究发现术中rSO2过低或变化率大、体外循环时间长、年龄大等均是CPB下心脏手术患者围术期发生POCD的危险因素。然而,也有学者持有不同观点并进行了相应的研究。

 

HONG等的研究显示对于接受心脏瓣膜手术的患者,无法通过rSO2监测预测POCD,然而术中出现脑缺氧的患者术后住院时间显著延长。综上,rSO2监测作为心脏手术患者围手术期全身灌注指标在改善患者预后方面效果显著,但在预测POCD的准确性上仍需进一步的研究。

 

3.4 rSO2监测在非心脏手术中的应用

 

随着对POCD的研究不断深入,人们发现除了心脏手术患者,有25.8%的非心脏手术患者会发生POCD。这一发现引起了人们对手术过程中认知功能变化的关注。为了更好地监测术中脑氧合状态,rSO2监测技术在这些手术中的应用也越来越广泛。

 

胸外科手术常使用双腔支气管插管下单肺通气(one lung ventilation, OLV)进行肺隔离,OLV会导致机体通气血流比例失调,肺内分流增加及通气侧肺残气量增加,进而发生低氧血症。TANG等纳入76例接受胸外科手术OLV的患者,记录围手术期rSO2下降至65%、60%和55%的患者数量,术前及术后24小时分别记录MMSE评分。

 

结果显示,POCD发生率与rSO2绝对值低于65%呈正相关,且POCD严重程度与低rSO2时间呈相关性。除了胸外科手术外,rSO2在其他类型手术中的研究也日益受到重视。在一项针对122名腹部手术患者的研究中,发现术中rSO2下降的患者在术后第7天的MMSE评分较低,住院时间更长。

 

来源:刘宇,张丹丹,金成成,等.脑氧饱和度监测与术后认知功能障碍相关性的研究进展[J].中国实验诊断学,2024,28(08):994-996.

 


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