向鑫宇 綜述，韋 紅 審校

重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院/中國兒童發(fā)育與危重癥國際科學(xué)技術(shù)合作基地/國家兒童健康與疾患臨床醫(yī)學(xué)研究中心新生兒科/教育部兒童發(fā)育與疾患重點實驗室重慶市兒科重點實驗室，重慶 400014

近年來，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，早產(chǎn)兒的存活率明顯增加，同時可存活早產(chǎn)兒的胎齡也越來越小，隨之早產(chǎn)兒腦損傷發(fā)生風(fēng)險越來越高，引起人們對這些患兒遠(yuǎn)期神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后的擔(dān)憂。目前研究顯示，導(dǎo)致早產(chǎn)兒腦損傷的病因主要是腦的缺血缺氧及炎癥[1]。目前應(yīng)用最廣泛的機(jī)體氧合狀態(tài)監(jiān)測方法是外周脈搏血氧飽和度監(jiān)測及動脈血?dú)夥治?，但它們主要反映機(jī)體小動脈的氧分壓及氧飽和度[2]，不能反映腦組織局部的氧合狀態(tài)。運(yùn)用多普勒技術(shù)可以進(jìn)行腦灌注的評估及動態(tài)測量[3]，但使用多普勒技術(shù)進(jìn)行大腦灌注變化的持續(xù)測量仍是比較困難的。而近紅外光譜技術(shù)(NIRS)提供了一種連續(xù)監(jiān)測大腦氧合狀態(tài)的方法[4]。通過將傳感器放置于額部，NIRS可以監(jiān)測腦局部血氧飽和度(rScO2)，同時還可以估計腦血流(CBF)和腦組織氧提取(cTOE)[5]。這些NIRS的相關(guān)指標(biāo)也可以與持續(xù)的血壓測量相結(jié)合來監(jiān)測大腦的自動調(diào)節(jié)功能[6]。NIRS不僅可以監(jiān)測大腦的氧合狀態(tài)，也可以監(jiān)測局部的內(nèi)臟氧合，在貧血、高血流動力學(xué)改變的動脈導(dǎo)管未閉(hsPDA)、喂養(yǎng)不耐受、新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎等方面均有所應(yīng)用[7-10]。

NIRS具有無創(chuàng)、無輻射的優(yōu)點，且能在床旁實時監(jiān)測大腦氧合狀態(tài)的變化及間接測量腦灌注。更重要的是，NIRS可用于評估病情危重、臨床狀態(tài)不穩(wěn)定及使用呼吸機(jī)的患兒。但NIRS在臨床應(yīng)用中也存在某些缺陷，比如局部頭皮的損傷及對遠(yuǎn)期神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后影響的不確定性，此外，造價昂貴及一次性探針的使用也是NIRS至今仍未成為新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房(NICU)中常規(guī)的輔助監(jiān)測手段的原因之一。本文擬就NIRS在早產(chǎn)兒腦損傷方面的研究進(jìn)展展開綜述。

1 NIRS應(yīng)用于大腦監(jiān)測的原理

NIRS主要是基于朗伯比爾定律的原理。近紅外光(波長在700～1 000 nm)能穿透新生兒的軟組織及骨骼，但會被體內(nèi)的一些物質(zhì)所吸收，同時吸收的程度根據(jù)其的氧化狀態(tài)不同也隨之不同。這些物質(zhì)包括血紅蛋白(Hb)、組織細(xì)胞色素aa3和肌紅蛋白、黑色素及膽紅素[11]。以Hb為例，NIRS可以實時測量氧合血紅蛋白(O2Hb)和脫氧血紅蛋白(HHb)水平的變化[12]，可以得出以下信息：(1)rScO2，反映機(jī)體實時的腦組織氧合狀態(tài)；(2)組織氧合指數(shù)(TOI)，結(jié)合TOI和rScO2能間接反映腦血流情況[13]；(3)腦組織氧提取分?jǐn)?shù)(cFTOE)，反映腦組織攝取氧的能力，以及氧供給與氧消耗之間的平衡關(guān)系[14]；(4)將rScO2與持續(xù)的平均動脈壓監(jiān)測相結(jié)合，可以反映早產(chǎn)兒大腦自我調(diào)節(jié)能力，即在一定血壓波動范圍內(nèi)維持穩(wěn)定的大腦灌注能力[13]。

2 NIRS在腦損傷方面的臨床應(yīng)用

2.1新生兒大腦氧合狀態(tài)參考值 近年來，腦rScO2監(jiān)測已逐步納入神經(jīng)重癥監(jiān)護(hù)常規(guī)中。在這種情況中，會對有高風(fēng)險的神經(jīng)發(fā)育功能受損的新生兒進(jìn)行不間斷的神經(jīng)學(xué)評估。此外，除了大腦影像學(xué)和振幅整合腦電圖，大腦氧合的變化也會納入監(jiān)測范圍中。因此，確立大腦氧合的參考范圍就顯得格外重要。PICHLER等[15]給出了一組未進(jìn)行呼吸支持的穩(wěn)定新生兒出生后15 min內(nèi)cFTOE及rScO2的參考范圍，然而，該研究未給出胎齡32周以下的早產(chǎn)兒腦氧合的參考范圍，而這些早產(chǎn)兒恰恰是發(fā)生腦損傷的高危人群。隨后ELSAYED等[16]的研究也發(fā)現(xiàn)了個體之間rScO2的差異性。目前的文獻(xiàn)來看，給出一個統(tǒng)一的參考范圍還有困難。

穩(wěn)定大腦氧合也是一個研究非常活躍的領(lǐng)域。在一項SafeBoosC的觀察性試驗中，研究人員證明了將早產(chǎn)兒大腦rScO2維持在預(yù)定范圍內(nèi)(55%～85%)的可行性[17]。隨后，SafeBoosC-Ⅱ試驗將早產(chǎn)兒(胎齡<32周)隨機(jī)分為兩組，試驗組是基于NIRS的rScO2值進(jìn)行指南相關(guān)的干預(yù)，對照組是基于脈搏血氧飽和度數(shù)值進(jìn)行指南相關(guān)的干預(yù)，結(jié)果顯示采用預(yù)先設(shè)定的治療指南和腦氧合監(jiān)測相結(jié)合的方法，可以穩(wěn)定早產(chǎn)兒的大腦氧合狀態(tài)[18]。

2.2大腦氧合監(jiān)測與腦室出血 近年來的研究已經(jīng)證實了低rScO2與腦室出血之間的相關(guān)性。KATHERIA等[19]的研究納入了127例胎齡小于32周的早產(chǎn)兒，連續(xù)測量其72 h內(nèi)rScO2、振幅整合腦電圖及其他生命體征，并在出生后12、72 h分別進(jìn)行了頭顱超聲檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)生嚴(yán)重腦室出血或死亡的早產(chǎn)兒出生后8～10 min rScO2明顯降低。同樣，SafeBoosC Ⅱ試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，早期的大腦缺氧與嚴(yán)重腦室出血及死亡發(fā)生相關(guān)。但PLOMGAARD等[20]進(jìn)一步的分析表明，在顱腦超聲、磁共振成像、振幅整合腦電圖、腦損傷相關(guān)的生物標(biāo)志物及2年內(nèi)隨訪的神經(jīng)發(fā)育預(yù)后方面，試驗組與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。目前正在計劃一項更深入的研究，以全面評估以rScO2為指導(dǎo)的干預(yù)措施的利弊[21]。

2.3大腦氧合監(jiān)測與新生兒缺氧缺血性腦病(HIE) HIE是新生兒腦損傷中重要的一種類型，并常常伴隨著嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙。缺血/再灌注機(jī)制在其中扮演著重要的角色，因此監(jiān)測大腦血流量在管理HIE患者中就顯得格外重要。有研究利用寬頻段NIRS監(jiān)測11例出生后診斷為HIE并需要進(jìn)行亞低溫治療的患兒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)重癥HIE患兒腦血流量明顯低于輕癥HIE患兒(P<0.038)[22]。盡管樣本量較少，但可以看出利用NIRS在監(jiān)測HIE患兒腦血流并預(yù)測患兒預(yù)后方面有一定價值。

2.4NIRS與大腦自我調(diào)節(jié) 大腦自我調(diào)節(jié)是指大腦在面對血壓變化時保持恒定灌注的內(nèi)在能力。大腦自我調(diào)節(jié)功能的紊亂被認(rèn)為是腦損傷的原因之一。前期的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，早產(chǎn)兒大腦自我調(diào)節(jié)功能的受損與不良神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后相關(guān)[23]。但如何監(jiān)測大腦的自我調(diào)節(jié)功能一直是一個難題。近年來的證據(jù)支持將NIRS作為可靠的床邊設(shè)備來監(jiān)測大腦自我調(diào)節(jié)的變化。BRADY等[24]開發(fā)了大腦血氧測量指數(shù)(COx)模型，以用于推導(dǎo)血壓自我調(diào)節(jié)窗口，即大腦自我調(diào)節(jié)完整且功能正常的血壓范圍。有研究利用這個模型監(jiān)測16例接受亞低溫治療的HIE患兒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3例MRI提示嚴(yán)重腦損傷的HIE患兒出現(xiàn)了晚期腦自我調(diào)節(jié)功能障礙，其中主要表現(xiàn)為高灌注負(fù)荷[25]。這一發(fā)現(xiàn)有利于這些接受亞低溫治療的HIE患兒的術(shù)后血壓管理，同時也為早期及時采取必要的介入措施如肌力藥物的使用提供了有力依據(jù)。

3 NIRS技術(shù)的未來展望

目前，NIRS測量的是整個大腦組織整體的氧合作用，而不是局限于大腦的特定區(qū)域，希望未來的高分辨率光學(xué)成像設(shè)備能對大腦區(qū)域血流進(jìn)行更精細(xì)的估計。不同生產(chǎn)廠家的NIRS設(shè)備由于算法不同，其測出的大腦氧飽和度值有一定偏差，同時由于使用的探針類型不用，測出的值也不盡相同。由歐洲資助的BABYLUX項目開發(fā)了一種專門檢測和評估早產(chǎn)兒腦部血流量及腦部氧合狀態(tài)的儀器，能同時對氧合指數(shù)和血流指數(shù)進(jìn)行連續(xù)測量，具有更高精確性及更小的差異性，未來可能在NICU中有進(jìn)一步的應(yīng)用。在國內(nèi)，新生兒神經(jīng)重癥監(jiān)護(hù)病房(NNICU)的建設(shè)逐漸受到關(guān)注，倡導(dǎo)對腦損傷患兒的早期預(yù)防、監(jiān)護(hù)及恰當(dāng)干預(yù)。在這種大環(huán)境下，NIRS作為一項新技術(shù)，具有一定預(yù)測神經(jīng)發(fā)育損傷的潛力，但仍然需要進(jìn)一步的高級別的臨床試驗證實其效果，同時也亟待建立一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范NIRS的使用。

4 小 結(jié)

目前對腦損傷早產(chǎn)兒應(yīng)用NIRS來監(jiān)測大腦氧合狀態(tài)的好處已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)，但NIRS的使用仍部分局限于臨床試驗中?；贜IRS的rScO2監(jiān)測可能成為腦損傷的一個早期預(yù)警工具，但仍需要更多的研究結(jié)果來支持這個結(jié)論。隨著技術(shù)的發(fā)展及規(guī)范的建立，NIRS有望成為NICU及NNICU中常規(guī)的監(jiān)測手段之一。