综述


脑血流自动调节（cerebral autoregulation,CA）是大脑维持脑血流量相对稳定的能力。当CA受损或脑灌注压超过脑CA范围时，血压或颅内压变化会加重脑水肿和脑组织缺氧。目前临床上还没有理想的CA监测方式，本文拟从rSO2监测CA的原理、临床应用及其不足的研究进展进行阐述。


1、CA的定义、意义19701653350864523


CA是脑血管阻力随脑灌注压力在一定范围内变化而变化，是脑血管系统在生理状态改变时维持充足供氧及代谢平衡的重要机制，代表血压与脑血流量之间的动态关系。


血压低于CA下限时，脑血流量会下降，可能会出现脑缺血，对大脑造成进一步损害。血压超过CA上限时会诱发脑充血、血脑屏障损害和脑水肿。CA功能是否完整可用于评估患者脑神经功能受损程度。


维持患者血压在CA压力范围内，对患者血压进行个体化调节，有利于减少患者神经系统并发症，提高患者生存率。但目前临床上没有理想的监测方式可无创、实时地对CA功能进行监测。


2、无创脑氧饱和度监测简介


无创脑氧饱和度监测仪通过近红外光谱技术监测局部脑氧饱和度（regional cerebral oxygen saturation,rSO2），可实时、连续、无创地监测脑灌注变化。当脑代谢、循环血容量、动脉血氧含量、血流通过时间和氧提取分数保持恒定时，rSO2的变化反映了脑血流量变化。在大部分患者中，rSO2变化与脑血流量变化相关，因此可通过额部rSO2间接了解脑额叶血流量的变化，rSO2下降代表脑血流量下降，rSO2上升代表脑血流量上升。


3、rSO2对CA的监测19701653350864523


CA监测主要包括3个基本步骤：①记录动态动脉血压；②记录血压同步变化的脑血流量或其替代指标；③计算血压与脑血流指标间的关系。


CA可分为动态脑血流自动调节（dynamic?state cerebral autoregulation,dCA）及静态脑血流自动调节（steady?state cerebral autoregulation,sCA）。


dCA可量化血压瞬态变化时脑血流量的改变，需要测量血压和脑血流量之间的瞬态关系，从而评估血压瞬态变化对脑血流量的影响，如在直立性低血压期间，瞬态充血反应测试时血压变化对脑血流量的影响。评估dCA时可通过静脉注射去氧肾上腺素等血管活性药、改变患者体位或改变迷走神经张力使MAP发生变化，利用软件系统同步记录血压变化及期间rSO2的变化，再使用软件对记录的参数进行相关性分析，通过相关系数评估患者个体的dCA功能。但诱导血压改变需频繁影响患者血压，且对患者有潜在�：�，其临床应用受限。


sCA可量化血压和脑血流量静态、稳定时的关系，在血压发生平缓变化时脑血流量与血压的关系（如患高血压后血压上升，治疗后血压下降），血压平缓变化与脑血流量变化的关系。监测sCA不需要外部刺激引起患者血压波动，通过长时间记录患者平静时的血压及rSO2变化，再对参数进行相关性分析。通常以5 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）为间隔，将MAP分为若干个集合，记录每个集合内rSO2的范围，描绘高低图，通过高低图直接将患者sCA曲线可视化，并可识别个体CA范围的上限及下限。在CA血压范围内，患者rSO2相对稳定，不随血压变化而改变，患者脑血流量相对稳定；而血压低于或高于此范围时，脑血流量随血压变化而改变。在患者血压平稳的情况下，监测时间越长，记录的数据越多，则描绘出的CA曲线越拟合患者实际的CA曲线。sCA需记录足够多的数据，且要求患者的血压平稳变化，如血压波动范围过�。赡芪薹杌婊颊叩腃A曲线。


dCA与sCA都可通过计算rSO2与MAP的移动相关系数描绘出CA的趋势，直接可视化CA曲线。计算每10 s rSO2与MAP的平均值，则每5 min可得到30组rSO2与MAP，计算rSO2与MAP的相关系数，定义为脑血氧饱和度指数（cerebral oximetry index,COx），其范围为?1~1。负值或零附近的值表示完整的CA，即rSO2与MAP之间没有相关性，COx最小值对应的血压为个体的最佳血压。COx>0.3表示CA能力受损，COx接近1表示CA能力丧失。具体来说，MAP和rSO2之间变化的一致性表明脑循环压力的被动和CA功能的受损。


4、通过rSO2监测CA在临床的应用19701653350864523


在健康志愿者中，MAP在50~150 mmHg变化时，脑血流量几乎是恒定的。但个体完整CA的血压范围是有差异的，如在慢性高血压患者、危急重症患者、心脏手术CPB期间，恶性高血压患者中CA曲线可左移或右移甚至消失。在预期具有正常CA的健康老年志愿者中也显示出从低（几乎不存在）到高的CA能力。即使在健康志愿者中，个体最佳脑灌注的血压上下限差异亦很大。另外，不同的药物对患者CA也会产生影响。目前对于围手术期患者及危重症患者的血压调控没有统一标准，通过rSO2监测描绘患者个体CA曲线，再根据患者的CA曲线可推算患者完整CA的血压范围。通过COx可推算患者最佳动脉压，即最小COx对应的血压。由此确定的最佳血压可能帮助临床医师在围手术期管理中及治疗危重症患者时进行个体血压管理，改善患者预后。rSO2可连续、长期、动态、无创地对患者CA能力进行评估，较其他监测方式具有更好的临床应用前景。


CA是脑完整功能的一部分，通过rSO2监测CA功能的完整性，评估个体脑损伤的程度，从而评价脑组织健康状态，有助于临床中对危急重症患者及手术患者的预后进行预测。


4.1、rSO2监测CA在麻醉中的应用


CPB期间难以估计患者合适的血压，通过COx实时监测CA功能可能为CPB患者个体化MAP提供更合理的手段。有20％的CPB患者会发生CA受损，CA受损的患者比CA完整的患者更有可能发生围手术期脑卒中，且患者出现谵妄的风险更高。在合并中枢神经系统疾病的患者进行非神经外科手术时，术中通过CA监测尽早发现脑灌注不足，及时进行处理，对预防脑功能障碍、术后神经系统并发症及减少大脑二次打击有帮助，特别是老年患者、婴幼儿患者以及进行复杂手术，心脏、肝手术的患者。CA功能监测可作为神经系统多模式监测的一部分，有助于减少围手术期患者神经系统损伤，另外，持续的CA评估对预后的预测优于间歇性评估。


基于围手术期CA监测进行的个体化血压管理有助于减少术后并发症的发生。在清醒状态下行颈动脉内膜剥脱术的患者中，CA的丧失是患者需行术中分流的早期警告，同时在术中维持最佳COx的血压管理可以预防术后神经系统症状。通过COx得到患者CA的血压下限，在心血管手术术后，与未出现急性肾损伤的患者比较，发生急性肾损伤的患者术中血压低于CA下限的幅度更大、时间更长。心脏手术围手术期患者的血压低于最佳血压与心脏手术相关急性肾损伤有关。通过CA监测得到最佳血压可作为CPB时术中血压管理指标，同时作为重要器官灌注指标，减少CPB带来的重要器官损伤，减少CPB相关并发症。


4.2、rSO2监测CA在ICU中的应用


在蛛网膜下腔出血患者中，CA的评估有助于预后判断及血管痉挛的检测。蛛网膜下腔出血后5 d内，CA功能不良显著增加迟发性脑缺血的风险。在脓毒症相关性脑病患者中，rSO2的连续监测可以确定CA的血压范围。考虑到CA与脑损伤程度之间可能存在关联，使用床旁CA监测对血压目标进行个性化设置可以更好地保护脓毒症相关性脑病患者的脑灌注。在一项利用rSO2监测心搏骤停患者并评估其CA能力受损情况的研究中，近35%的心搏骤停患者复苏后合并CA能力受损，且这部分患者复苏后180 d的生存率较CA功能完整的患者低。


4.3、rSO2监测CA在小儿中的应用


小儿尚缺乏公认的CA极限。在早产儿中，CA与早期死亡或脑损伤有关，维持早产儿脑血流量充足、稳定十分关键，COx>0.5的早产儿早期神经系统并发症及院内死亡的发生率更高。一篇结合了46项研究的文章总结显示：在新生儿中使用rSO2监测CA对临床结局影响的研究中，CA的实时床边监测结合常规监测进行评估有助于改善患者预后。在一项使用rSO2监测心脏手术期间儿科患者CA的研究中，CPB期间的低血压与CA功能受损之间存在关联。COx可能有助于确定CPB过程中完整CA的动脉血压限值。


CA是否受损是体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）支持患者出现急性神经事件的早期预警。在进行ECMO支持时，CA障碍可能是神经系统损伤的危险因素，在29例接受ECMO治疗的儿童患者中，通过rSO2持续监测CA是可行的，出现急性神经事件患儿的MAP在较长时间超出CA范围，尤其是在ECMO开始后的24 h，出现急性神经事件患儿CA受损更严重。


5、rSO2监测与其他监测方式的比较


CA监测分为有创监测及无创监测，通常是监测血压与脑血流量或其替代指标的动态关系，从而推算患者的CA能力，常用的替代指标有颅内压、脑灌注压、颈静脉窦静脉血氧饱和度、脑组织氧合监测、脑微量透析监测、脑氧合Hb浓度等。但至今为止没有一种方法在临床中广泛开展。


经颅多普勒超声及脑血氧饱和度监测因其无创且使用简便，在临床上有较好的应用前景。经颅多普勒超声以大脑中动脉血流速度的变化来评定脑血流状况，通过计算血压与血流状况的动态关系可得到患者的CA曲线。在急性颅内损伤及蛛网膜下腔出血患者中，通过rSO2与经颅多普勒超声得到的CA曲线具有良好的一致性。但临床中rSO2的使用较经颅多普勒超声使用简便，且经颅多普勒超声监测准确性受操作者技术影响，并可能会因患者颞窗的丢失而不能使用。


其他评估脑血流变化的替代监测指标中，颅内压、脑灌注压、颈静脉窦静脉血氧饱和度、脑微量透析监测是有创监测，长期监测有感染风险且不利于患者转运。CA完整时颅内压相对平稳，CA失衡时直接影响颅内压。通过监测颅内压与血压的动态关系，得到压力反应指数评估CA能力。在研究中rSO2与ICP之间存在线性关系，rSO2可对患者进行无创、长期、动态监测，在临床中较颅内压监测有优势。


6、rSO2的局限性19701653350864523


临床上影响rSO2监测数值的因素很多，患者颅外组织会干扰rSO2的准确性，rSO2与Hb浓度、心指数、中心静脉血的血氧饱和度、体温呈正相关，与患者年龄呈负相关，PaCO2、脑血管舒张状态及颅内压超出生理范围也会影响rSO2。目前临床使用的rSO2监测传感器大多固定在患者双侧额部，监测区域大多由大脑前动脉支配，监测区域较局限。


此外，利用rSO2对CA功能进行监测需要计算机建模，并需要相应的数据处理系统同时处理rSO2及血压数据，因而目前大多只用于临床研究，未能在临床实践中推广应用。同时，dCA需诱发患者血压波动，在部分患者中不宜使用。sCA需长时间的数据采录并分析后才能描绘出患者个体CA曲线。


再者，在目前使用rSO2调控血压及识别CA功能完整性、探究其对患者预后影响的研究中，缺乏大样本、多中心随机研究及对患者长期预后影响的研究。


最后，有部分研究认为，rSO2监测通过COx得到的CA能力与颅内压监测通过压力反应指数评价CA的一致性有限。仍需进一步研究不同监测方式间的差异及进一步确认统一的监测标准。


7、小结


进一步了解血流动力学的变化与脑氧合之间的关系可能为未来制定预防脑损伤的策略提供参考。床旁血压监测与rSO2监测的集成提供了一种无创方法来描绘个体CA曲线，有望无创、实时、持续对患者CA能力进行监测，从而对患者血压实现个体化精准调控，维持合适脑灌注，对患者可能出现的神经系统不良并发症发出预警，是临床实施脑保护的有效手段。但仍需要更多的临床研究来证实rSO2监测在CA监测方面的应用价值。