凌云---脑氧合监测的意义.pdf

脑氧合监测的意义脑氧合监测的意义脑氧合监测的意义脑氧合监测的意义 惠州市中心人民医院惠州市中心人民医院 重症医学科重症医学科 凌云凌云 脑氧代谢特点脑氧代谢特点脑氧代谢特点脑氧代谢特点 脑重量占体重脑重量占体重2 2 但静息脑血流占心输出 但静息脑血流占心输出 量量1515 氧耗量是全身的 氧耗量是全身的2020 脑循环中断脑循环中断1010秒 脑氧储备耗尽 秒 脑氧储备耗尽 20 2020 20 秒 脑电活动消失 秒 脑电活动消失 4 4分钟脑内葡萄糖耗分钟脑内葡萄糖耗 尽 糖无氧代谢停止 尽 糖无氧代谢停止 5 5分钟脑内分钟脑内ATPATP枯枯 竭 能量代谢停止竭 能量代谢停止 脑组织无氧耐受能力 大脑脑组织无氧耐受能力 大脑4 64 6分钟 小脑分钟 小脑 10 1510 15分钟 延髓分钟 延髓20 2520 25分钟分钟 脑组织氧合脑组织氧合脑组织氧合脑组织氧合 脑组织氧合状态是反映脑组织血流动力学 脑组织氧合状态是反映脑组织血流动力学 脑氧传递和脑氧代谢的综合指标脑氧传递和脑氧代谢的综合指标 脑氧合监测是继颅内压监测 颅内温度监脑氧合监测是继颅内压监测 颅内温度监 测之后的第三大神经监测手段测之后的第三大神经监测手段 脑组织氧合脑组织氧合脑组织氧合脑组织氧合 获取脑氧合信息的手段获取脑氧合信息的手段 动脉血氧饱和度监测动脉血氧饱和度监测 静脉血氧饱和度监测静脉血氧饱和度监测 近红外线光谱间接脑组织氧监测近红外线光谱间接脑组织氧监测 脑组织氧分压直接脑组织氧监测脑组织氧分压直接脑组织氧监测 动脉血氧饱和度监测动脉血氧饱和度监测 一 脉搏氧饱和度 一 脉搏氧饱和度 一 脉搏氧饱和度 一 脉搏氧饱和度 SpO2SpO2 反映的是动脉血氧饱和度反映的是动脉血氧饱和度 SpO2SpO2监测可了解整个机体组织器官的氧合监测可了解整个机体组织器官的氧合 状态 并可间接了解脑组织的氧合状态状态 并可间接了解脑组织的氧合状态 动脉血氧饱和度降低只能提示氧供减少 动脉血氧饱和度降低只能提示氧供减少 并不能准确反映脑组织氧的消耗并不能准确反映脑组织氧的消耗 动脉血氧饱和度监测动脉血氧饱和度监测动脉血氧饱和度监测动脉血氧饱和度监测 二 动脉血氧饱和度监测 二 动脉血氧饱和度监测 二 动脉血氧饱和度监测 二 动脉血氧饱和度监测 SaO2SaO2 比脉搏氧饱和度监测准确比脉搏氧饱和度监测准确 SaO2SaO2不足之处与脉搏氧饱和度监测相同不足之处与脉搏氧饱和度监测相同 SpO2SpO2和和SaO2SaO2有良好的相关性有良好的相关性 r 0 84 0 99r 0 84 0 99 当氧分压小于当氧分压小于70mmHg70mmHg时 时 SpO2SpO2和和SaO2SaO2 急剧下降 急剧下降 轻度缺氧时氧分压判断更敏感轻度缺氧时氧分压判断更敏感 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 SjvO2SjvO2 颈内静脉血直接来自脑静脉 临床上常以颈内静脉血直接来自脑静脉 临床上常以 颈内静脉血氧饱和度 颈内静脉血氧饱和度 SjvO2SjvO2 代表脑静脉 代表脑静脉 血氧饱和度血氧饱和度 根据根据FickFick公式 在公式 在SaO2SaO2和和HbHb稳定的情况稳定的情况 下 下 SjvO2SjvO2可反映脑氧供需平衡可反映脑氧供需平衡 任何使脑氧耗增加和 或 脑氧供减少的任何使脑氧耗增加和 或 脑氧供减少的 因素都可使因素都可使SjvO2SjvO2降低降低 应用应用SjvO2SjvO2进行脑组织氧监测比应用进行脑组织氧监测比应用SpO2SpO2和和 SaO2SaO2更加合理准确更加合理准确 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 SjvO2SjvO2 SjvO2SjvO2监测是有创技术监测是有创技术 颈内静脉逆行穿刺 放置导管使顶端达到颈内静脉逆行穿刺 放置导管使顶端达到 颈内静脉球部颈内静脉球部 根据监测需要 间断采取血样测定根据监测需要 间断采取血样测定SjvO2SjvO2 或置入带有光纤探头的或置入带有光纤探头的SjvO2SjvO2测定导管 连测定导管 连 接测氧仪 进行实时的接测氧仪 进行实时的SjvO2SjvO2监测监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 SjvO2SjvO2 颈静脉球的血液绝大部分来自大脑半球颈静脉球的血液绝大部分来自大脑半球 仅有 仅有3 7 3 7 的颅外血掺杂 的颅外血掺杂 SjvO2SjvO2可反可反 映脑静脉血氧饱和度映脑静脉血氧饱和度 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 SjvO2SjvO2 颅内多发病变或广泛颅脑损伤 应选择引颅内多发病变或广泛颅脑损伤 应选择引 流颅内血占主导地位的一侧颈内静脉置管流颅内血占主导地位的一侧颈内静脉置管 脑内局灶性病变或损伤 应选择病变侧颈脑内局灶性病变或损伤 应选择病变侧颈 内静脉内静脉 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 SjvO2SjvO2 正常的正常的SjvO2SjvO2波动在波动在54 75 54 75 大于大于75 75 意味着脑氧供或脑血流量 意味着脑氧供或脑血流量 CBFCBF 增多增多 小于小于50 50 时 提示脑氧供或时 提示脑氧供或CBFCBF相对减少相对减少 小于小于40 40 则提示全脑缺血缺氧 则提示全脑缺血缺氧 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 SjvO2SjvO2 SjvO2SjvO2降低的常见原因 降低的常见原因 SaO2SaO2降低 降低 SaO2 90 SaO2 90 急性失血 急性失血 Hb 90mg LHb 90mg L CBFCBF减少 低血压 颅内压增高 不适减少 低血压 颅内压增高 不适 当过度通气或其他原因导致的脑血管痉挛 当过度通气或其他原因导致的脑血管痉挛 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 SjvO2SjvO2 脑血管自动调节机制部分或全部丧失时 脑血管自动调节机制部分或全部丧失时 脑灌注压 脑灌注压 CPPCPP 需 需8 9kPa8 9kPa才能维持足够的才能维持足够的 CBFCBF 此时 此时CPPCPP下降将导致下降将导致CBFCBF减少 脑组减少 脑组 织氧供不足 织氧供不足 SjvO2SjvO2降低降低 SjvO2SjvO2 脑梗死脑梗死脑梗死脑梗死 脑动脉主干闭塞大面积脑梗死时 缺血的脑动脉主干闭塞大面积脑梗死时 缺血的 脑组织血压灌注严重下降 脑组织血压灌注严重下降 SjvO2SjvO2明显降低明显降低 SjvO2SjvO2由降低逐渐恢复到正常 提示血管再由降低逐渐恢复到正常 提示血管再 通或侧支循环建立 局部脑灌注和脑血流通或侧支循环建立 局部脑灌注和脑血流 改善改善 溶栓治疗或血管自发再通后 缺血区域脑溶栓治疗或血管自发再通后 缺血区域脑 组织血流灌注突然增加 缺血脑组织氧摄组织血流灌注突然增加 缺血脑组织氧摄 取尚未明显改善而出现取尚未明显改善而出现SjvO2SjvO2增高增高 SjvO2SjvO2 颅内静脉窦血栓颅内静脉窦血栓颅内静脉窦血栓颅内静脉窦血栓 颅内静脉窦血栓形成时 静脉回流受阻 颅内静脉窦血栓形成时 静脉回流受阻 颅内压升高 动静脉循环时间延长 脑组颅内压升高 动静脉循环时间延长 脑组 织灌注不足 织灌注不足 SjvO2SjvO2降低降低 静脉血栓形成的部位不同 静脉血栓形成的部位不同 SjvO2SjvO2下降的血下降的血 管分布也不同 一侧或双侧 管分布也不同 一侧或双侧 SjvO2SjvO2下降与颅内静脉窦血栓形成范围以及下降与颅内静脉窦血栓形成范围以及 血管吻合状况密切相关血管吻合状况密切相关 当板障静脉 头皮静脉及皮层吻合静脉形当板障静脉 头皮静脉及皮层吻合静脉形 成良好时 成良好时 SjvO2SjvO2得到相应改善得到相应改善 SjvO2SjvO2 脑外伤脑外伤脑外伤脑外伤 SjvO2SjvO2降低降低 脑外伤患者存在脑氧的供需失衡脑外伤患者存在脑氧的供需失衡 可能与颅内压可能与颅内压 ICPICP 升高 低二氧化碳血症 升高 低二氧化碳血症 低氧血症 低血压或脑血管痉挛有关低氧血症 低血压或脑血管痉挛有关 血肿造成的血肿造成的ICPICP升高是升高是SjvO2SjvO2降低的主要原因降低的主要原因 GopinathGopinath 149149例头颅外伤患者发生例头颅外伤患者发生1 1次次SjvO2SjvO2降降 低者 预后不良的发生率从低者 预后不良的发生率从55 55 增至增至70 70 若 若 SjvO2SjvO2有多次降低 则很少有预后良好者有多次降低 则很少有预后良好者 SjvO2SjvO2 颅脑手术颅脑手术颅脑手术颅脑手术 根据根据SjvO2SjvO2和和PaCO2PaCO2监测值调整呼吸机参数 监测值调整呼吸机参数 血细胞比容或血细胞比容或ICPICP等 以维持脑氧供平衡等 以维持脑氧供平衡 SjvO2SjvO2 低温体外循环低温体外循环低温体外循环低温体外循环 心肺转流期间可能存在脑氧供需失衡心肺转流期间可能存在脑氧供需失衡 SjvO2SjvO2降低提示脑氧供需失衡降低提示脑氧供需失衡 脑氧供需失衡可能是短暂脑缺血造成的 脑氧供需失衡可能是短暂脑缺血造成的 而短暂脑缺血与转流期间微气栓形成 非而短暂脑缺血与转流期间微气栓形成 非 搏动性脑血流量减少 脑血管自动调节功搏动性脑血流量减少 脑血管自动调节功 能障碍 有关能障碍 有关 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 颈内静脉血氧饱和度监测 SjvO2SjvO2 SjvO2SjvO2监测的局限性 监测的局限性 监测的局限性 监测的局限性 SjvO2SjvO2对全脑氧合程度反映良好 而对局对全脑氧合程度反映良好 而对局 部脑缺血缺氧反映较差部脑缺血缺氧反映较差 两侧 两侧SjvO2SjvO2往往不同 尤其是脑外伤患往往不同 尤其是脑外伤患 者 两侧可有者 两侧可有5 5 的差异的差异 当 当CBFCBF严重减少时 颅外血的掺杂呈比例严重减少时 颅外血的掺杂呈比例 增长 使增长 使SjvO2SjvO2相对升高相对升高 用光纤导管连续监测时固定不佳 可产 用光纤导管连续监测时固定不佳 可产 生误差生误差 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 NIRSNIRS 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 NIRSNIRS 具有无创 连 具有无创 连 续 灵敏等优点续 灵敏等优点 最大的优势是可测得局部氧合血红蛋白氧最大的优势是可测得局部氧合血红蛋白氧 饱和度饱和度 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 NIRSNIRS NIRSNIRS是一个在近红外范围 是一个在近红外范围 700 1100nm700 1100nm 内 测量头颅闭合状态下内 测量头颅闭合状态下HbO2HbO2 非氧合血 非氧合血 红蛋白的非创伤性技术红蛋白的非创伤性技术 近红外光 近红外光 650 1100nm650 1100nm 较易透过人体组 较易透过人体组 织 可穿过颅内数厘米织 可穿过颅内数厘米 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 NIRSNIRS 人脑每人脑每100g100g组织含组织含600 1000mg600 1000mg的血红蛋的血红蛋 白 近红外光在颅内的衰减主要与血红蛋白 近红外光在颅内的衰减主要与血红蛋 白氧合能力的大小有关白氧合能力的大小有关 通过测定入射 反射光强度等参数 并经通过测定入射 反射光强度等参数 并经 BeerBeer LamberLamber定律计算 可得到大脑局部氧定律计算 可得到大脑局部氧 合血红蛋白血氧饱和度合血红蛋白血氧饱和度 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 近红外线光谱技术 NIRSNIRS 近红外线光谱脑氧饱和度仪使用带有发射近红外线光谱脑氧饱和度仪使用带有发射 光和双接收器的固定装置光和双接收器的固定装置 接收器能将光 接收器能将光 信号转化为电信号 处理后显示氧饱和度信号转化为电信号 处理后显示氧饱和度 值值 近红外光可以在成人脑内移动近红外光可以在成人脑内移动21cm21cm 1cm 1cm NIFSNIFS可以测出氧合和非氧合血红蛋白分可以测出氧合和非氧合血红蛋白分 子 采样氧合血红蛋白与总血红蛋白比率子 采样氧合血红蛋白与总血红蛋白比率 就是大脑局部血氧饱和度 就是大脑局部血氧饱和度 rScO2rScO2 NIRSNIRS 复杂脑动脉瘤术中监测复杂脑动脉瘤术中监测复杂脑动脉瘤术中监测复杂脑动脉瘤术中监测 手术中停止血液循环后其他监测可能失败 但手术中停止血液循环后其他监测可能失败 但 rScO2rScO2监测仍能连续不断地提供脑氧数据监测仍能连续不断地提供脑氧数据 循环阻断期间如循环阻断期间如rScO2rScO2低于低于38 38 则提示则提示HbO2HbO2不不 足 脑组织缺氧最终将造成不可逆转的神经功能足 脑组织缺氧最终将造成不可逆转的神经功能 损伤损伤 持续脑氧饱和度监测可以为低温阻断循环修补颅持续脑氧饱和度监测可以为低温阻断循环修补颅 内复杂动脉瘤手术提供一个重要的安全阻断期内复杂动脉瘤手术提供一个重要的安全阻断期 限 并为及时进行手术步骤的调整提供客观依据限 并为及时进行手术步骤的调整提供客观依据 NIRSNIRS 颈动脉内膜切除术中监测颈动脉内膜切除术中监测颈动脉内膜切除术中监测颈动脉内膜切除术中监测 19951995年年KirlpatrickKirlpatrick 19961996年年KurokaKuroka等人用等人用 NIRSNIRS进行进行rScO2rScO2监测时发现 当夹闭颈内动监测时发现 当夹闭颈内动 脉时血流迅速下降 脉时血流迅速下降 HbO2HbO2亦随之快速下亦随之快速下 降 而总血红蛋白上升 若降 而总血红蛋白上升 若HbO2HbO2随即恢复随即恢复 至夹闭前水平则提示侧支循环形成良好 至夹闭前水平则提示侧支循环形成良好 NIRSNIRS 颈动脉内膜切除术中监测颈动脉内膜切除术中监测颈动脉内膜切除术中监测颈动脉内膜切除术中监测 开放或颈内动脉插管分流后降低的开放或颈内动脉插管分流后降低的HbO2HbO2快快 速增加 但夹闭颈外动脉时并未出现有意速增加 但夹闭颈外动脉时并未出现有意 义的义的HbO2HbO2变化变化 颈动脉内膜剥脱术中进行颈动脉内膜剥脱术中进行NIRSNIRS监测 可以监测 可以 选择性地了解脑组织氧合状况 帮助医师选择性地了解脑组织氧合状况 帮助医师 决策是否需要行颈内动脉的插管分流决策是否需要行颈内动脉的插管分流 NIRSNIRS 颅脑创伤后脑氧监测颅脑创伤后脑氧监测颅脑创伤后脑氧监测颅脑创伤后脑氧监测 rScO2rScO2对于脑缺氧非常敏感 很小的脑氧变对于脑缺氧非常敏感 很小的脑氧变 化都将引起光谱信号变化化都将引起光谱信号变化 低氧后 低氧后 2222 1212 秒 秒 rScO2rScO2显著下降 比显著下降 比 EEGEEG早 早 113113 5959 秒 秒 rScO2rScO2是脑组织氧含量的直接观测值而是脑组织氧含量的直接观测值而EEGEEG 是氧含量的继发性改变是氧含量的继发性改变 NIRSNIRS对脑组织缺氧的反应十分准确灵敏 对脑组织缺氧的反应十分准确灵敏 能在其他监测参数无明显变化时发现脑组能在其他监测参数无明显变化时发现脑组 织缺氧织缺氧 NIRSNIRS 伤性颅内血肿定位伤性颅内血肿定位伤性颅内血肿定位伤性颅内血肿定位 在在760nm760nm波长测量反射光 颅内血肿有很大波长测量反射光 颅内血肿有很大 的吸收率的吸收率 血肿侧和非血肿侧大脑半球之间存在显著血肿侧和非血肿侧大脑半球之间存在显著 的光密度 的光密度 ODOD 差异 差异 硬脑膜外血肿光密度 硬脑膜外血肿光密度 ODOD 相差 相差0 990 99 0 110 11 NIRSNIRS 伤性颅内血肿定位伤性颅内血肿定位伤性颅内血肿定位伤性颅内血肿定位 硬脑膜下血肿硬脑膜下血肿ODOD相差相差0 870 87 0 310 31 颅内血肿颅内血肿ODOD相差相差0 410 41 0 110 11 P 0 01P0 3 0 3 早于迟发性血肿 早于迟发性血肿 的临床指标 神经系统症状和体征恶化或的临床指标 神经系统症状和体征恶化或 ICPICP升高 升高 迟发性血肿早期 伤后迟发性血肿早期 伤后2 2天内 由于病灶天内 由于病灶 与正常脑组织的密度差异不显著 与正常脑组织的密度差异不显著 CTCT扫描扫描 常难以确定诊断 而常难以确定诊断 而ODOD值的变化可以提示值的变化可以提示 迟发性血肿的发生迟发性血肿的发生 术后或伤后不宜搬动的患者 术后或伤后不宜搬动的患者 NIRSNIRS检测可检测可 替代替代CTCT扫描对颅内血肿作出快速诊断扫描对颅内血肿作出快速诊断 脑组织氧分压监测技术脑组织氧分压监测技术脑组织氧分压监测技术脑组织氧分压监测技术 PhtiO2PhtiO2 一 监测方法与原理 一 监测方法与原理 一 监测方法与原理 一 监测方法与原理 将微电极直接置入脑组织中 通过可逆将微电极直接置入脑组织中 通过可逆 电化学反应进行电化学反应进行 组织中的氧分子以弥散作用通过的电极组织中的氧分子以弥散作用通过的电极 膜 在阴极还原为膜 在阴极还原为OHOH 引起极化电流的 引起极化电流的 改变 电流的强度反映组织的氧分压改变 电流的强度反映组织的氧分压 脑组织氧分压监测技术脑组织氧分压监测技术脑组织氧分压监测技术脑组织氧分压监测技术 PhtiO2PhtiO2 二 特点 二 特点 二 特点 二 特点 直接监测脑氧代谢直接监测脑氧代谢 微创 安全和准确微创 安全和准确 还可进行脑组织温度 脑组织还可进行脑组织温度 脑组织PHPH值 脑组值 脑组 织织PaCO2PaCO2的测定的测定 脑组织氧分压监测技术脑组织氧分压监测技术脑组织氧分压监测技术脑组织氧分压监测技术 PhtiO2PhtiO2 三 脑组织氧分压的正常值 三 脑组织氧分压的正常值 三 脑组织氧分压的正常值 三 脑组织氧分压的正常值 人脑组织氧分压的数据尚未完全统一认识人脑组织氧分压的数据尚未完全统一认识 一般认为一般认为 正常正常 15 40mmHg15 40mmHg 轻度缺氧轻度缺氧 10 15mmHg10 15mmHg 重度缺氧重度缺氧 10 10mmHg mmHg 脑不同部位的组织氧分压不相同 一般认脑不同部位的组织氧分压不相同 一般认 为由于灰质的代谢率和血流量是白质的为由于灰质的代谢率和血流量是白质的3 3 倍 因此灰质的倍 因此灰质的PbtiO2PbtiO2值可能比白质高值可能比白质高 PhtiO2PhtiO2与脑血流量的关系与脑血流量的关系与脑血流量的关系与脑血流量的关系 HoffmanHoffman对对1414例脑血管病手术患者进行了观例脑血管病手术患者进行了观 察 脑血流量正常者察 脑血流量正常者PbtiO2PbtiO2及及pHpH值明显高值明显高 于脑流量较少者 而于脑流量较少者 而PbtiCPbtiC O2O2值则明显低于值则明显低于 脑血流量较少者脑血流量较少者 ZaunerZauner认为 脑组织氧分压认为 脑组织氧分压PbtiO2PbtiO2下降引起下降引起 的继发性脑损害和脑梗死的临界值分别为的继发性脑损害和脑梗死的临界值分别为 低于低于30mmHg30mmHg和小于和小于25mmHg25mmHg PhtiO2PhtiO2与颅内 脑灌注压的关系与颅内 脑灌注压的关系与颅内 脑灌注压的关系与颅内 脑灌注压的关系 MassMass研究发现重型颅脑外伤后研究发现重型颅脑外伤后PbtiO2PbtiO2平均为平均为 30mmHg30mmHg 当颅内压升高 脑灌注压低于 当颅内压升高 脑灌注压低于 40mmHg40mmHg时 时 PbtiO2PbtiO2急剧下降到急剧下降到15mmHg15mmHg 并且当脑缺血恢复后并且当脑缺血恢复后PbtiO2PbtiO2仍保持较低水仍保持较低水 平 甚至进一步降低平 甚至进一步降低 PhtiO2PhtiO2与颅内 脑灌注压的关系与颅内 脑灌注压的关系与颅内 脑灌注压的关系与颅内 脑灌注压的关系 UnterbergUnterberg发现当发现当CPPCPP 40mmHg40mmHg 通过使用 通过使用 升压药等方式可提高升压药等方式可提高CPPCPP 有效地提高 有效地提高 PbtiO2PbtiO2值 但用甘露醇或过度换气的方式 值 但用甘露醇或过度换气的方式 虽然可以降低颅内压 却无法提高虽然可以降低颅内压 却无法提高PbtiO2PbtiO2值值 Kienin