近红外光谱技术对新生儿缺氧性脑损伤的评价探讨

近红外光谱技术对新生儿缺氧性脑损伤的评价探讨( 谢小强，蒋丽红，苏国云 深圳市光明新区公明人民医院新生儿科 【摘　要】 目的：探讨近红外光谱技术对新生儿缺氧缺血性脑损伤和脑组织灌注的评价，为临床评价脑损伤提供客观依据。方法：应用近红外光谱技术和脉搏血氧饱和度监测技术，分别测定脑损伤患儿生后30分钟及生后72小时脑组织血氧饱和度与脉搏血氧饱和度，并与同时间点测定的正常对照组进行比较，以了解脑组织血氧饱和度测定与脉搏血氧饱和度测定在新生儿缺氧缺血性脑损伤早期评价方面的应用。结果：生后30分钟的缺氧缺血性脑病（hypoxic ischemic encephalopathy, HIE）新生儿脑组织氧饱和度为51.6%±4.3% ,低于正常对照组的59.8%±4.6%，差异有显著性( P < 0. 01) ，生后72小时HIE组新生儿脑组织氧饱和度为53.4%±4.7% ,低于正常对照组的60.1%±4.4%，两者之间比较差异有显著性( P < 0. 01) 。结论：在新生儿缺氧缺血性脑病时，脑组织氧饱和度测定比脉搏血氧饱和度测定更能客观的评价脑组织的损伤。 【关键词】 近红外光谱；脑组织氧饱和度；新生儿缺氧缺血性脑病 The evaluation of near-infrared spectroscopy used in neonatal hypoxic brain injury  Xie Xiaoqiang, Jiang Lihong, Su Guoyun Department of Neonatology, Gongming People's Hospital, Guangming District, Shenzhen 【Abstract】 Objective: To explore the near-infrared spectroscopy on neonatal hypoxic-ischemic brain injury and brain tissue perfusion evaluation and to provide objective basis for clinical evaluation of brain injury. Methods: using near-infrared spectroscopy and pulse oxygen saturation monitoring technology, brain tissue oxygen saturation and pulse oxygen saturation was measured on children with brain injury at 30 minutes after birth, and 72 hours after birth, compared with the same measurement on the normal control group，the brain tissue oxygen saturation and pulse oxygen saturation was measured for the early evaluation of applications in neonatal hypoxic-ischemic brain injury. Results: 30 minutes after birth, hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) neonatal brain tissue oxygen saturation (51.6% ± 4.3%), lower than the control group (59.8% ± 4.6%), the difference was significant (p<0. 01), while 72 hours after birth, HIE brain tissue oxygen saturation (53.4% ± 4.7%), lower than the control group (60.1% ± 4.4%), the difference between the two significant (p<0. 01). Conclusion: In neonates with hypoxic ischemic encephalopathy, brain tissue oxygen saturation has more objective assessment than pulse oxygen saturation in the determination of brain tissue damage. 【Key words】:Near-infrared spectroscopy; brain tissue oxygen saturation; neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy 新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxic ischemic encephalopathy, HIE)在围产期神经系统疾病中占有重要位置, 是由于各种围生期因素引起的部分或完全性缺氧和脑血流量减少或暂停而导致胎儿和新生儿的脑损伤 [1-2]。 据统计，我国每年活产婴1800万-2000万，窒息的发病率为13.6%，在窒息患儿中，发生不同程度伤残者为15.6%，故新生儿缺氧缺血性脑病多年来受到国内外学者的广泛关注[1]。目前，脑组织氧饱和度( regional oxygen saturation, rSO2 ) 已能得出量化的数值。本实验通过探讨近红外光谱（near infrared spectroscopy, NIRS）技术对缺氧缺血性脑损伤评判的价值,为临床评价新生儿缺氧缺血性脑损伤提供客观、量化依据。 1 对象与方法 1.1 研究对象 患病组30例，为2006年6月～2008年10月于我院产科分娩的正常妊娠，胎位正常，分娩过程中有明确胎儿宫内窘迫的患儿（孕母有心肾疾病、贫血、感染性疾病者不列入，早产儿除外），其中男19例，女11例，胎龄37～43周，平均(38.9±2.4) 周，出生体重2762～4240g，平均(3453±406)g。此列患儿符合由中华医学会儿科分会新生儿组指定的足月儿HIE诊断如下：①有明确的可导致胎儿宫内窘迫的异常产科病史，以及严重的胎儿宫内窘迫现（胎心率<100次/分，持续5分钟以上和（或）羊水Ⅲ度污染），或在分娩过程中有明显窒息史；②出生时有严重窒息，指Apgar评分1分钟≤3分，并延续至5分钟时仍≤5分；或出生时脐动脉血气PH≤7；③出生后不久出现神经系统症状，并持续24小时以上；④排除电解质紊乱、颅内出血和产伤等原因引起的抽搐，以及宫内感染、遗传代谢性疾病和其他先天性疾病所引起的脑损伤。同时具备以上4条者可确诊[4]。 对照组32例，为同期于我院产科分娩的正常妊娠、胎位正常、无胎儿宫内窘迫的性别、胎龄匹配的正常新生儿32例，其中男17例，女16例，胎龄38～42周，平均(39.4±2.1) 周，出生体重2690～4180g，平均(3398±394)g。 1.2 仪器与方法 采用中科院合肥光电公司TASH-100型近红外组织血氧参数无损监测仪，检测结果用rSO2表示（组织氧饱和度），可检测范围20%~90%。由经过培训的专人操作。传感器贴于新生儿前额，避开脑中线并位于眉骨上方至少2cm，以防止矢状窦和额窦的影响，光源和两个检测器的距离为20mm和30mm，检测并录取出生后30分钟及生后72小时两个时间点的rSO2，存档以备后续。同步监测这两个时间点患儿脉搏血氧饱和度（SpO2），以进行后续分析比较。 1.3 统计学分析 计量资料用（ ±s）表示。组间均数比较，采用t检验，验证方差齐性，进行比较，以p＜0.05为比较有显著性差异。 2 　结　果 2.1 新生儿出生后脑氧合的改变　 出生后30分钟及生后72小时，2组新生儿脑组织氧饱和度rSO2均呈上升趋势；正常对照组新生儿rSO2均在60%左右（生后30分钟为59.8±4.6，72小时为60.1±4.4），其数值接近文献报道的正常新生儿的61%[4]。 2.2 2组新生儿生后30分钟及72小时脑组织氧饱和度监测与脉搏血氧饱和度监测的比较：生后30分钟，正常对照组新生儿和HIE组新生儿脑组织氧饱和度比较，正常对照组为59.6%±4.6%，而HIE组为51.6%±4.3%，经方差齐性检验，方差相等，有可比性，经t检验，2组新生儿脑组织氧饱和度比较有显著性差异；生后72小时，正常对照组新生儿和HIE组新生儿脑组织氧饱和度比较，正常对照组为60.1%±4.4%，而HIE组为53.4%±4.7%，经方差齐性检验，方差相等，有可比性，经t检验，2组新生儿脑组织氧饱和度比较有显著性差异；然而，无论是生后30分钟还是生后72小时，2组脉搏血氧饱和度比较均无显著性差异。（见表1，表2） 表1 2组新生儿生后30分钟rSO2与SpO2比较（ ±s） 组别 例数 生后30分钟rSO2（%） 生后30分钟SpO2（%） 正常对照组 32 59.8±4.6 94.6±3.4 HIE组 30 51.6±4.3▲ 92.8±4.5 F 1.14 0.57 t 7.24 1.78 p <0.01 >0.05 注：经t检验，2组新生儿生后30分钟rSO2与SpO2进行比较，脑组织氧饱和度（rSO2）比较有显著性差异(p<0.01)，然而，脉搏氧饱和度（SpO2）比较无显著性差异(p>0.05)。 表2 2组新生儿生后72小时rSO2与SpO2比较（ ±s） 组别 例数 生后72小时 rSO2（%） 生后72小时SpO2（%） 正常对照组 32 60.1±4.4 95.2±3.7 HIE组 30 53.4±4.7▲ 93.7±3.2 F 0.87 1.34 t 5.79 1.70 p <0.01 >0.05 注：经t检验，2组新生儿生后72小时rSO2与SpO2进行比较，脑组织氧饱和度（rSO2）比较有显著性差异(p<0.01)，然而，脉搏氧饱和度（SpO2）比较显著性差异(p>0.05)。 经过上述表1和表2分析可得：HIE组和正常对照组无论生后30分钟或者生后72小时，脉搏血氧饱和度比较无显著性差异，使用脉搏血氧饱和度不能对新生儿缺血缺血性脑损伤进行早期脑损伤局部监测；然而，通过上表，我们发现HIE组和正常对照组脑组织氧饱和度在生后30分钟及生后72小时比较均有显著性差异，可用来对新生儿缺血缺血性脑损伤进行早期脑损伤的局部监测。 3 讨论 新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）是围产期窒息所致常见和严重的并发症，其发生与脑组织供氧异常密切相关[6-7]。缺氧是发病的核心，缺氧缺血性损伤可发生在围产期各个阶段。有鉴于血气分析的有创性，临床常用经皮脉搏氧饱和度(SpO2)评价机体供氧，然而SpO2为脉搏即动脉的氧饱和度,仅反映人体总供氧，不能反映某一局部组织供氧情况，故当SpO2正常时，仍可能存在局部脑组织供氧障碍[8]，且其检测依赖于指端动脉搏动，不适用于低血压、低灌注及心脏停跳等情况[9]。因此，临床需要一种更为客观、有效的方法以实时、连续、定量检测脑组织氧合状况，评价新生儿缺氧性脑损伤，指导临床治疗。 近红外光谱测定（NIRS）是应用光学原理进行脑组织氧合状况监测的新技术。该技术在近红外光线范围（700～1100mm）内通过评价氧合血红蛋白、还原血红蛋白、血氧饱和度及血容量等指标监测脑氧合状况，可间接了解脑组织氧代谢及血液动力学改变。由于组织氧饱和度给出的是组织微细血管中的血氧状况，能提供现有指端脉搏血氧饱和度仪器所不能提供的信息，特别适合于监测脑、皮瓣、肌肉等局部区域的血运，并且在心血管搏动微弱甚至实施体外循环时也能正常工作。其可对正常新生儿、早产儿、HIE、脑梗死等多种不同病理生理状态下的脑组织氧和状态、脑血流量进行准确评估，且与血氧饱和度测量的金标准——血气分析测得的血氧饱和度具有良好的相关性[10-11]。 对于HIE患儿，缺氧缺血是疾病根本所在，会导致神经细胞的死亡、神经系统功能障碍，使脑血流动力学发生改变，同时由于细胞能量代谢的衰竭，造成细胞的肿胀贺溶解，加之兴奋性氨基酸的神经毒性作用、细胞内钙超负荷所致兴奋毒损伤、自由基损伤等因素，在急性期出现脑水肿、脑低灌注，并共同导致急性期脑组织缺氧、缺血性损伤，脑氧合异常[12]。本实验中，HIE组患儿生后30分钟及生后72小时两个时间点rSO2均明显低于正常对照组新生儿，比较差异有统计学意义(P< 0. 01)，而同期各组患儿SpO2均正常，比较差异无统计意义(P>0. 05)，提示对于此类患儿，即便SpO2处于正常范围，亦可能存在局部脑组织缺氧，如不及时治疗，可能导致缺氧进一步加重，从而加重了脑损伤。因此，通过近红外光谱测定技术测得的rSO2能客观、准确、无损监测脑组织氧合状况,对HIE 患儿监测脑的rSO2，及时发现脑氧合的异常是非常重要和有意义的[12] 。 综上所述，NIRS技术检测脑组织rSO2较SpO2更能反映脑局部的氧合状态，能客观、量化地评价脑损伤患儿的脑组织氧合状态。有无创、定量、实时、连续、重复性佳及可床旁检测等优势，并可提示宫内窘迫新生儿合并HIE的存在，对新生儿缺氧缺血性脑病的及时诊断及干预、改善预后均具有重要临床意义[13]。 参考文献 [1]楚春岭，常跃玲，孙金营，等．早期干预对新生缺氧缺血性脑病神经行为预后的影响[J]．实用全科学，2007，5(1)：25—26． [2]高海军．纳洛酮治疗新生儿缺氧缺血性脑病的疗效观察[J]．实用全科医学，2007，5(7)：629． [3] 金汉珍，黄德珉，官希吉.实用新生儿学[M].第3版.北京:人民卫生出版社,2004：762. [4]沈晓明，王卫平.儿科学.第7版,人民卫生出版社，2008.1，104. [5] Isobe K, Kusaka T, Fujikawa Y, et al. Changes in cerebral hemoglobin concentration and oxygen saturation immediately after birth in the human neonate using full-spectrum near infrared spectroscopy[J]. J Biomed Opt, 2000, 5(3): 283-286. [6] 韩玉昆,许植之,虞人杰. 新生儿缺血缺氧性脑病[M].北京:人民卫生出版社,2000:29-57. [7] 朱大年.生理学[M].第7版.北京：人民卫生出版社，2008：129. [8] 侯新琳，周丛乐，黄岚,等. 近红外光谱技术对新生儿缺氧缺血性脑病脑氧合及组织灌注的评价探讨[J]. 中国儿童保健杂志,2006,14(1):8-10. [9] Teng Y, Ding H, Gong Q, et al. Monitoring cerebral oxygen saturation during cardiopulmonary bypass using near-infrared spectroscopy: the relationships with body temperature and perfusion rate[J]. J Biomed Opt，2006，11(2):16-24. [10] Haishu Ding, Lan Huang, Jen C, et al. Physiological Meaning of Cerebral Oxygen Saturation for Piglet with Hypoxia-Ischemia [J]. Proc SPIE, 2004, 5630（1）: 244-252. 　 [11] Lan Huang, Haishu Ding, Xinling Hou, et al. Assessment of the hypoxic-ischemic encephalopathy in neonates using noninvasive near infrared spectroscopy[J]. Physiol Meas. 2004,25(3):749-761. [12] Clay HD. Validity and reliability of the SpO2 catheter in neurologically impaired patients: a critical review of the literature. [J] J Neurosci Nurs ,2000 ,32(4) :194-203. [13] Terborg C, Bramer S, Harscher S, et al. Bedside assessment of cerebral perfusion reductions in patients with acute ischaemic stroke by near-infrared spectroscopy and indocyanine green [J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 2004, 75(1):38-42. _1270841066.unknown