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近红外光谱仪在颈动脉内膜剥脱术中的应用

发布日期:2021-12-05 09:13:19}    来源:英皇体育首页 作者:英皇体育网页版

  颈动脉内膜剥脱术(carotid endarterectomy,CEA)是一种预防性治疗手术,它可以降低因颈发生率,但是该手术本身就有相对较高的引发卒中的风险,其中一个重要的原因是术中颈动脉阻断期间所造成的

  为了避免阻断时脑缺血导致围手术期脑卒中的发生,术中可能需要使用转流管以增加阻断远端组织的血流量,保证充足的脑灌注。对于局部麻醉清醒患者,是否发生脑缺血可以通过一系列神经功能检查做出及时的判断,从而决定是否需要放置转流管。而全身麻醉患者无法采用上述方法,从而增加了缺血事件发生的概率。然而有研究表明,75%以上的CEA手术在全身麻醉下进行。

  常规放置转流管是降低全身麻醉下脑缺血风险的一种手段,但转流管的放置有其自身的弊端,如放置过程中导致颈动脉内膜损伤或剥离、远端动脉栓塞、急性动脉闭塞等并发症的发生。颈动脉阻断期间,脑缺血并不发生于所有患者,部分患者在阻断期代偿开放丰富的侧支循环,缓解缺血压力,从而平稳度过阻断期,因此,选择性分流可能优于常规分流,而术中神经功能监测为选择性分流的实施提供了可靠的依据。CEA术中的神经监测方法包括:颈动脉残端压(carotid stump pressure, SP)、脑电图(electroencephalography,EEG)、体感诱发电位(somatosensoryevoked potential, SSEP)、近红外光谱(near-infraredspectroscopy, NIRS)、经颅多普勒超声(transcranialdoppler, TCD)。

  对于脑缺血的判断,监测局部脑氧饱和度(regional cerebral oxygen saturation, rSO2)的NIRS技术与其他监测技术有较好的一致性,甚至在一些方面优于其他临床使用相对复杂的监测技术。

  SP测量部位为颈动脉阻断远端区域,是评估后循环及对侧前循环对患侧颈动脉供血区所形成的侧支循环的血供是否充足的指标。Jonsson等观察NIRS与SP在预测CEA术中脑缺血方面发挥的作用,将SP50 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)作为阈值,其敏感度为85%,特异性为54%,阴性预测值(negativepredictive value, NPV)为96%,然而将rSO2 相对下降9%作为脑缺血阈值时,其敏感度为95%,特异性为81%,NPV为99%,且通过计算得出NIRS曲线)有更高的准确性。

  与SP相比,在颈动脉阻断期间,rSO2的变化比SP更能准确地预测脑缺血。尽管SP操作简便,更符合卫生经济,但却可能导致不必要的术中转流的发生,也可能会导致漏诊脑缺血而贻误治疗时机。

  EEG可以通过监测脑电活动的变化判断是否发生脑缺血,但EEG仅能反映皮质结构的缺血,不能反映深部脑组织缺血,同时它的变化受麻醉深度和温度变化的影响,而且EEG在数据收集过程中会受到噪声等因素干扰,影响数据收集的完整性及准确性。一项关于NIRS与EEG在CEA阻断期间变化的观察性研究显示,NIRS可显著区分手术侧与非手术侧脑氧变化,对血流变化更加敏感,监测缺血更加精确;在阻断颈动脉血流后,NIRS监测显示手术侧rSO2数值显著低于非手术侧rSO2数值,随着转流管的成功放置,患侧rSO2数值逐渐上升,而健侧rSO2数值始终保持稳定;EEG监测指数在颈动脉阻断时双侧均显著下降,成功放置转流管后,双侧EEG监测数值均上升至基础值,并未显示出手术侧与非手术侧不同的血流变化;此外,在设备使用方面,NIRS(失败率4.4%)在临床应用上比EEG(失败率20.0%)更可靠。

  SSEP通过体感传导通路监测大脑对周围刺激的反应,与EEG相比,它能监测到更深部大脑组织的电活动信号。关于NIRS与SSEP二者联合监测的研究并不多,2017年发表的一篇关于此二者监测CEA术中缺血准确性的研究表明,rSO2相对降低20%与SSEP潜伏期延长10%和/或波幅降低50%,对于诊断脑缺血具有一致性(κ=0.67,P0.01)。但是SSEP需要专业的技术人员去处理解读图像波形变化,且其放置复杂、费时,因此限制了它在临床上的使用。

  除了NIRS,TCD为CEA术中另一常用的监测技术。TCD现已被多数人认为是CEA手术指导术中转流的重要技术手段,由于其可以进行连续的大脑中动脉血流速度(velocity of middle cerebral artery,V-MCA)的监测,对血流速度的降低产生及时的反应,能够监测栓子的脱落,提示转流管放置是否合适,还可以评估手术效果,因此广泛应用于临床,但是有10%~20%的患者由于无法找到颞窗而难以实施此项术中监测。而NIRS为一项很好的替代手段。在预测缺血方面,TCD 与NIRS有着良好的相关性,术中常联合运用二者进行监测,NIRS 监测术中脑灌注不足的敏感度和特异性与TCD监测结果高度一致(κ=0.570,P0.001);因此当某些患者由于颞窗的限制而无法使用TCD时,可以通过NIRS来进行术中监测。

  NIRS是一种无创、连续监测脑氧供需平衡的技术,在额叶前部放置电极片,通过空间分辨率及特殊的算法来区分颅内外的组织信号,计算出脑组织氧合血红蛋白的浓度,提供皮质区的rSO2数值,由于其操作简单快捷,可持续监测rSO2变化等优点而广泛应用于CEA手术。

  关于NIRS的转流指征,经过大量研究后,现广泛应用于临床的标准为rSO2相对降低20%。Kamenskaya等的研究表明,颈动脉阻断期间rSO2的变化与术后卒中有显著相关性,rSO2相对降低20%,围手术期缺血卒中风险增加10倍;rSO2绝对值50%,围手术期缺血卒中风险增加6倍。

  Mille等进行了一项关于NIRS提示脑缺血变化阈值的回顾性研究,该研究中所有患者(594例)均未进行转流管的放置,以术后神经系统并发症为主要观察指标,评估NIRS预测缺血的准确性;594例患者中20例出现术后神经系统并发症,以rSO2数值相对下降20%为阈值,6例rSO2下降超过20%,其敏感度较低(30%),但特异性较高(98%),阳性预测值(positive predictive value, PPV)为37%,NPV 为98%。

  另一项研究选取局部麻醉下行CEA 手术的患者,术中进行NIRS监测,以术中患者发生神经系统症状作为转流标准,观察以rSO2相对降低20%作为缺血阈值的准确性:49例患者中,8例进行转流,其中6例监测到rSO2下降超过20%,2例未发生改变,非转流患者(41例)中有1例患者rSO2显著降低;将rSO2相对降低20%为缺血阈值,得出其敏感度为75%,特异性为97.5%,PPV 和NPV 分别为85.7% 和95.2%。但也有些研究认为,可能需要采用较20%更小的rSO2下降幅度标准作为更为敏感的缺血阈值,Mille等采用rSO2相对降低11.7%作为缺血阈值,全部594例患者中,20例发生术后神经系统症状,5例rSO2相对下降11.7%,15例rSO2相对下降11.7%,得出其敏感度和特异性分别为75%和77%,PPV 和NPV 分别为10% 和99%。

  此外,2017年发表的一篇文章中提出,选择rSO2相对降低9%作为阈值,敏感度为95%,特异性为81%,PPV和NPV分别为38%和99%。2018年一项研究证实,rSO2降低12.3%最能有效预测术中灌注不足,敏感度为64.3%,特异性为90.0%,PPV 和NPV 分别为56.3%和92.6%。不同的临床条件下,会得到不同的实验结果,上述各项研究结果表明,NIRS具有较高的特异性,证明了其应用的可靠性,在临床应用时,我们仍需根据患者自身情况,密切观察监测仪变化,联合其他监测技术,综合作出判断,改善缺血环境。

  NIRS在预测过度灌注方面也能发挥一定的作用。过度灌注综合征(cerebral hyperperfusion syndrome,CHS)是CEA术后威胁生命的一项严重并发症,术后早期识别和治疗至关重要。早期术后TCD监测,通过与术中记录数值相比较,从而诊断出过度灌注,但是10%~20%的患者由于无法确定颞窗,而限制了TCD的使用。NIRS能够监测局部脑氧供需平衡的变化,如氧耗和SpO2 不变,rSO2 的增加则代表脑血流的增加。Pennekamp 等观察记录了CEA术中及术后1 h内患者的TCD及NIRS的数值,分析术后过度灌注与二者的关系,结果表明,与未发生过度灌注患者相比,发生过度灌注患者的rSO2和Vmean 都增加;术后△Vmean 每升高30%,过度灌注概率增加1.4倍,△rSO2每升高5%,过度灌注概率增加1.82倍;将△Vmean升高67%作为发生过度灌注的指标,PPV为38%,NPV为99%;将△rSO2相对升高3%作为发生过度灌注的指标,PPV为11%,NPV 为100%;TCD 监测平均血流速度升高超过30%,rSO2相对升高超过5%均与术后过度灌注产生相关,二者结合使用,能够提高预测准确性。上述结果表明,NIRS可单独作为预测CHS的可靠手段,当与TCD 联合运用时,能够更加准确地预测过度灌注。

  综上所述,使用NIRS 监测rSO2 指导CEA 术中颈动脉阻断期间转流管放置的方法具备一定的可靠性,大量研究证实rSO2相对值降低可以作为判断脑缺血的有力证据,但其缺血阈值有待商榷。在临床运用时,要根据患者的实际情况做出是否放置转流管的判断,对于一些侧支循环良好以及脑自主调节功能尚未严重受损的患者,对于短暂的缺血,机体通过侧支循环代偿后是可以耐受的,但是对于既往发生过卒中,有对侧狭窄、再狭窄、侧支循环不良,既往有心肌梗死病史的患者,当出现rSO2数值下降时,可能更多地考虑放置转流管以保证脑灌注。

  此外,与其他监测手段相比,NIRS不仅操作简单、省时、无创,可以连续实时地监测rSO2的变化,且在预测脑缺血和过度灌注方面也有一定的可靠性,因此临床运用比较广泛。但是NIRS也有其不足,如上述研究所得出的结论,它的NPV较高,但是PPV却偏低;单独应用于CEA手术预测缺血的准确性及其与术后神经系统并发症发生率的关系等的研究还不足。因此后续的研究还应关注使用NIRS作为术中监测是否可以降低术后神经系统并发症,继续深入研究NIRS的最佳阈值以及如何与其他血流动力学指标结合分析,使其发挥最大的临床作用。

  来源:李丽霞,赵磊,王天龙, 等.近红外光谱仪在颈动脉内膜剥脱术中的应用[J].国际麻醉学与复苏杂志,2020,41(3):285-288.

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