心脏骤停患者的脑氧测定:潜在的作用及局限性
在心脏骤停(CA)患者中,脑氧测定法已成为向大脑传递氧的实时监测指标,可用于心肺复苏(CPR)过程中及之后优化大脑氧合状态 (表1)。近红外光谱(NIRS)发出的红外线(波长700-950nm)不会被皮肤黑色素细胞显著吸收,从而可用于非侵入性地监测脑部区域血红蛋白氧饱和度(rSO2)。NIRS电极放置在前额皮层上方的头皮上,探测区域位于颅骨下方约2cm处。由于约70%的采样血液是静脉血,因此正常的rSO2约为60-80%。与动脉脉搏血氧测定法不同,在血流无脉冲甚至缺失时仍然可以测量rSO2,这种特性使NIRS可以用于CA患者。与脑电图不同,NIRS不受CPR过程中人工动作的影响。
心脏骤停中脑氧测定的应用
在CPR过程中,较高的rSO2值与较高的自主循环恢复(ROSC)率有关。在一项对26项观察性研究(1995-2016)的综述中,获得ROSC患者的rSO2平均值为41±12%,而未获得ROSC患者的rSO2平均值为30±12% (p=0.009)。然而,两组rSO2值有很大的重叠。在183例住院CA (IHCA)患者中,rSO2低于25%预测自主循环不可恢复的特异性达100%,rSO2高于65%预测自主循环可恢复的特异性达95%。然而,这些值对应分布极值,因此相关敏感性较低(分别为13%和21%)。
在CPR过程中,rSO2趋势似乎比平均值或单个时间点记录的值更能预测ROSC。在一项对329名院外CA (OHCA) rSO2的研究中,ROSC和非ROSC患者在复苏期间rSO2均稳定增加,但ROSC组的增加是非ROSC组的两倍[中位数17% (IQR 6-29) vs. 8% (IQR 2-13);p<0.001)。在对主要混杂因素进行调整后,CPR期间rSO2增加15%以上是ROSC的最佳预测因子(优势比[OR] 4.88[2.79-8.54])。
与呼气末二氧化碳(ETCO2)一致,在CPR过程中rSO2值的突然增加提示ROSC。在一项对53例OHCA患者的研究中,22例(42%)在CPR平均22.5分钟后出现ROSC;当发生ROSC时,中位rSO2在3分钟内从22.5%上升到51%。与ETCO2相比,rSO2用于CPR监测的一个潜在优势是,rSO2信号的检测不需要先进的气道管理。
在IHCA的一项研究中,CPR患者rSO2 > 50%的时间最能预测复苏后良好的神经预后(脑功能表现为1-2类),这表明rSO2可能会反映CPR患者中脑氧合和灌注的质量。在另一项研究中,92名OHCA患者接受了正在进行的心肺复苏,其中rSO2 >40%的患者的神经恢复率为50%,rSO2为26%-40%的患者的神经恢复率为22%,rSO2等于或小于25%的患者的神经恢复率为0%。
复苏后的脑氧测定
优化脑氧合和灌注是复苏后监护的重要内容之一。大约三分之一昏迷的CA幸存者的脑血流(CBF)自我调节功能缺失,其余患者的脑血流自我调节范围缩小和右移,因此只有在较窄和较高的平均动脉压(MAP)范围内,CBF才能维持恒定,且独立于MAP。在临床研究中,最佳MAP已确定为个体患者中rSO2与MAP之间的相关系数(称为COX)最小值的情况。在CA复苏的儿童中,偏离最佳MAP与较差的神经结局有关。在一项对51名昏迷复苏成人的研究中,低于最佳MAP的时间与较低的生存率相关(OR 0.97 [0.96-0.99],p=0.02)。
通常在CA后脑血管对CO2的反应性仍存在,可能可以利用控制动脉二氧化碳分压(PaCO2)优化CBF和脑氧合。最近的COMACARE随机试验表明,昏迷复苏患者中,相比于PaCO2低于正常值(4.5-4.7 kPa)的患者,PaCO2高于正常值(5.8-6.0 kPa)的患者具有更高的rSO2。目前正在进行一项更大的随机试验(NCT03114033),比较CA后轻度高碳酸血症(6.7-7.3 kPa)和正常碳酸水平患者的rSO2情况。
目前的局限性和未来的前景
CPR过程中较高的rSO2值与ROSC或神经恢复率之间的关系表明,rSO2可作为优化CPR质量的生理指标。然而,这种相关性的性质并不完全清楚。事实上,由于NIRS信号可能受到脑外循环的干扰,CPR过程中rSO2值可能反映的是全身而不是脑灌注。此外,达到ROSC的患者通常在复苏尝试开始时就表现出较高的rSO2值,因此不清楚这些患者中较高的rSO2是会导致更有效的CPR,还是其他有利因素如目击状态或更短的无血流时间。
虽然较低的rSO2水平与昏迷患者复苏后较差的神经预后有关,但观察性研究并未显示复苏早期rSO2平均值与神经预后之间存在关联。在COMACARE试验中,平均rSO2的变化与神经元特异性烯醇化酶(神经元缺血的标志)水平的差异无关。然而,所有研究组的rSO2值都在正常范围内。虽然最近的一项研究表明rSO2与经颅多普勒无创评估的脑灌注压力呈正相关,但这一模型以及基于COX的其他研究模型的局限性在于,rSO2与CBF之间的关系尚不清楚。还需要进一步的研究确定脑氧测定在复苏中是否有实际价值,但基于目前的证据,还不适合常规临床使用。