心脏手术中脑氧饱和度与术后新发脑梗的关

上海医院

目前对心脏手术患者新发隐蔽性脑梗塞的临床影响还未有过研究，但新发隐蔽性脑梗塞伴随有脑卒中、痴呆和认知减退发生增加的风险，尽可能避免新发脑梗塞灶十分重要。在过去的两百多年内，近红外光谱（nearinfraredreflectancespectroscopy，NIRS）技术一直被认为是一种十分有前景的监测脑氧饱和度工具，并有很多观察性研究指出NIRS监测和术后神经系统并发症存在联系。近来，一些Meta分析指出NIRS监测可以缓解术中低脑氧饱和度的发生，但是否能有效改善术后死亡率或者预防器官损伤并无明确证据。F.Holmagaard等学者利用一项大样本随机临床研究的次要结果，分析心脏手术患者术中NIRS的变化与术后磁共振弥散加权成像（diffusionweightedmagneticresonanceimaging，DWI）诊断的新发脑梗塞之间可能存在的联系进行了研究。发表于年5月的《BritishJournalofAnaesthesia》。

背景

心脏术后脑卒中、认知障碍和其他神经系统并发症有一定的发生率。DWI技术可以发现超过半数接受体外循环心脏手术患者存在术后新发的脑梗塞灶。术中近红外局部脑氧饱和度（rScO2）可对脑组织局部氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化进行检测，动态实时监测脑氧饱和度，可为临床干预术提供监测手段。然而，目前干预性的随机研究级相关Meta分析的结果还存在一定争议。

本研究首次探讨了术中NIRS和心脏术后DWI检测到的新发脑梗塞灶之间的联系，并设定了多个NIRS监测变量（如rScO2绝对值、rScO2降低程度、低氧饱和度持续时间）以便为干预手段提供一个更合适的NIRS监测变量阈值。

方法

1.研究设计

医院进行的一项单中心前瞻性双盲随机对照试验——心脏手术平均动脉压（MAP）对预防术后神经系统并发症发生重要性的研究（PPCI）的次要结果，并对其进行统计分析。本研究纳入例年龄≥18岁接受体外循环下冠脉搭桥手术和（或）心脏瓣膜手术患者。排除标准为①患者术前有中风或者颅内出血史；②患者术前发生24-72小时有症状的可逆性缺血性神经功能障碍；③患者术前存在持续时间小于24小时有症状的短暂性脑缺血发作；④患者术前确诊为神经退行性疾病。

2.数据获取

（1）局部脑氧饱和度：NIRS电极置于患者前额双侧，并与INVOSc脑血氧监测仪连接，采用盲法收集术中监测数据。在麻醉诱导前获取患者呼吸空气时的rScO2值作为基础值，NIRS传感电极置于患者双侧前额一分钟后开始记录数值，并取双侧数值平均值作为有效变量值。

（2）磁共振弥散加权成像：所有入组患者术前和术后3-6天在盲法下接受DWI检查。

3.主要结果

（1）该研究的主要结果为低于基础值10%的低rScO2持续时间。

（2）次要结果：

CDL定义为脑组织低氧饱和度负荷，即随时间进展形成的低于指定3个rScO2阈值（分别为基础值、低于基础值10%的rScO2和低于基础值20%的rScO2）的变量曲线下累计面积，3个曲线下面积分别以CDLbase、CDL10和CDL20表示。

①低于基础值（CDLbase）或者低于基础值10%（CDL10）或20%（CDL20）的发生人数及低rScO2持续时间以及实际值；整个手术过程和体外循环过程中rScO2平均值最大值和最小值。

②术前和术后3-6天内DWI检测出的新发脑梗塞灶体积和新发数量，并根据新发脑梗塞灶的解剖位置（大脑前动脉供血区和非供血区）和梗塞类型（分水岭区和非分水岭区脑梗塞）进行分组。

③术后发生的脑卒中（术后30天内发生了临床神经系统症状）。

4.统计分析

正态分布数据用平均值（标准差）表示，非正态分布数据用中位数和四分位数间距表示，组间分别使用t-检验和U-检验。分类资料以计数和百分比表示，组间使用Pearsonχ2检验或者Fisher精确检验。P值＜0.05被认为有显著差异。

采用受试者工作特征（receiveroperatingcharacteristiccure，ROC）曲线分析各rScO2相关变量是否可以预测术后DWI检测到的新发脑梗塞灶。

新发脑梗塞灶组的手术时间也显著延长，为排除手术时间对结果的干扰，对手术时间和rScO2变量进行共线性分析。

由于术后发生脑卒中例数较少，对脑卒中患者的rScO2变量采用汇总统计。

结果

（1）样本分析

该研究从PPCI试验中共纳入例完成NIRS和DWI两种检查的患者，其围术期特征见表1。

新发脑梗塞灶组BMI显著偏低且糖尿病患病比例更高。此外，新发脑梗塞灶组中接受冠脉搭桥复合瓣膜手术的比例更高、循环阻断时间很久且手术持续时间更长。

（2）DWI检查结果分析

①主要结果：新发脑梗塞灶组低于基础值10%的低rScO2持续时间显著延长（中位数10.98minvs1.84min，P=0.02）。

②新发脑梗塞灶组低于基础值rScO2持续时间显著延长（P=0.02）。新发组的CDLbase值和CDL10值分别是非新发组的近3倍和8倍（P=0.02）。新发组的rScO2最小值也显著降低（P=0.01）。（见表2）

③两组术中发生rScO2低于基础值10%或20%的患者人数无统计学差异（见图1和表3）。但值得注意的是，25%新发组患者术中发生低于基础值10%的rScO2持续时间不超过60s，29%非新发组患者术中发生低于基础值10%的rScO2持续时间却超过10min。此外，两组均有约40%患者术中发生低于基础值10%的rScO2持续时间超过10min。

③术中发生和未发生低于基础值10%或20%rScO2两组之间的新发脑梗塞灶的体积和数量未显示出统计学差异（见表4）。

④ROC曲线分析显示，低于基础值和低于基础值10%rScO2的持续时间、CDLbase值、CDL10值和rScO2最小值均可以预测术后新发脑梗塞灶（见图2）。各变量相对应的ROC曲线下面积＜0.62，提示这些变量的诊断价值欠佳，且由于存在较大变异而无法确定最佳截断点。

⑤大脑前动脉供血区的新发脑梗塞灶组表现出更久的低脑氧饱和度趋势，但与非大脑前动脉供血区组之间未显示统计学差异。30%的新发脑梗塞灶为非分水岭脑梗塞，并较分水岭脑梗塞灶组的低于基础值10%的rScO2持续时间更久、CDL10值更大，但仍无统计学差异。

⑥术后一共发生7例脑卒中，其中5例发生于术后1-30天内。5例脑卒中患者术中rScO2变量的汇总统计结果见表5。

点评

该研究术中完全采用盲法进行NIRS监测，医生无法对术中发生的rScO2数值变化进行临床干预。此外，本研究结果来自于一项大样本临床研究，并采用盲法采集术中NIRS监测值和术前/术后DWI检测数据，并对脑梗塞灶的解剖位置和类型进行进一步分组分析，最终较为有力地揭示rScO2数值变化对心脏术后患者新发脑梗塞灶存在不良影响。尽管本研究是在一项随机临床试验（PPCI）的次要结果基础上进行分析评价，没有进行相关样本量计算，但统计结果显示新发生和未发生脑梗塞灶患者的rScO2变量之间存在显著统计学差异，推测研究结果拥有足够的检验效能以避免发生第二类错误。

该研究也存在诸多局限性：颈动脉狭窄的心脏手术患者发生神经系统损伤的风险明显增加，但主体试验没有将颈动脉超声检查纳入研究方案之中，本研究也未能对颈动脉狭窄相关数据进行采集和评估。其次，尽管ROC曲线分析结果显示，多种变量（如低于rScO2基础值持续时间）可以预测术后新发脑梗塞，但曲线下面积均小于0.62，提示这些变量的诊断效能较低。颅外组织干扰NIRS监测数值采集一直备受争议。目前除了使用血管收缩药物避免低血压是常规使用的干预手段之一，尚无随机临床实验对其他干预手段进行评价。已发表的PPCI试验关于MAP结果显示，体外循环期间高MAP组较低MAP组的rScO2值更低而CDL值则明显增加，但高MAP组术后脑梗塞体积并没有显著增加，提示本研究的NIRS监测值可能受到颅外组织的干扰。

该研究通过对心脏手术患者术中进行盲法NIRS监测发现，术中低脑氧饱和度持续时间、低脑氧饱和度程度对术后新发脑梗塞灶的发生风险均有预测价值。由于存在较大变异，本研究未能确定干预新发脑梗塞灶发生的NIRS监测变量最佳截断值，应用NIRS监测氧饱和度的临床意义仍需要进一步的研究。

主要参考文献：

1.HolmgaardF1,VedelAG2,LangkildeA3,etal.Differencesinregionalcerebraloximetryduringcardiacsurgeryforpatientswithorwithoutpostoperativecerebralischaemiclesionsevaluatedbymagneticresonanceimaging.BrJAnaesth.Dec;(6):-1.

2.VedelAG,HolmgaardF,RasmussenLS,etal.PerfusionPressureCerebralInfarct(PPCI)trial-theimportanceofmeanarterialpressureduringcardiopulmonarybypasstopreventcerebral







































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