近年来,收住重症监护病房(intensive care unit,ICU)的重症昏迷患者,即格拉斯哥昏迷评分(glasgow coma scale,GCS)<8的患者逐年增多,评估这些患者的神经功能预后有着重要的临床和社会意义。GCS和全面无反应量表(full outline of unresponsiveness score,FOUR)是临床评估患者意识状态的重要评分工具。近年来,近红外光谱技术(near-infrared spectroscopy,NIRS)被应用于临床测定脑组织局部氧饱和度(regional oxygen saturation,rSO2),具有实时、无创、便捷等优点[1]。笔者拟通过测定rSO2来评估综合ICU内昏迷患者神经功能预后。
1 资料与方法 1.1 一般资料收集2013年1月至2014年9月入住苏州大学附属第二医院综合重症监护病房(intensive care unite,ICU)64例昏迷患者。按患者出ICU时神经功能状态分为清醒组和昏迷组。其中清醒组25人,昏迷组39人。纳入标准:①年龄>18岁;②入ICU后存在意识障碍(GCS小于8分)。排除标准:①前额皮肤损伤无法行rSO2监测者;②额颞叶损伤;③既往有脑梗死,脑出血,颅脑损伤或颅脑手术史者。
1.2 研究方法 1.2.1 患者一般资料采集采集患者生命体征变化,如神志、体温、血压、尿量以及GCS、FOUR和性生理与慢性健康评分(acute physiology and chronic health evaluation,APACHE Ⅱ)评分。
1.2.2 脑组织氧饱和度监测方法采用INVOS Cerebral Oximeter 5100B脑氧监测仪(somanetics corporation,美国)监测rSO2。
检查方法:患者取平卧位。使用酒精纱布清洁患者前额部位,待皮肤干燥后,将2个电极片分别贴于患者左右侧前额,探头距眉弓上方2~2.5 cm,探头边缘旁开额中线1 cm,固定电极片,轻轻按压5 s。然后连接监测仪及电脑,观察患者脑氧饱和度监测结果,待基线稳定后,打开电脑程序进行实时监测并记录监测结果,持续监测30 min。
1.3 统计学方法使用SPSS17.0软件进行统计分析。正态分布的计量资料以均数±标准差(x±s)表示,计数资料采用例数表示。两组计量资料比较方差齐者采用成组t检验,方差不齐者用校正t检验,计数资料比较采用χ2检验。通过绘制受试者工作特征曲线(receive operating characteristic curve,ROC曲线),评估各项指标在评估患者神经预后的特异性和敏感性。以P< 0.05为差异具有统计学意义。
2 结果 2.1 患者一般资料比较共有64名患者纳入本研究。清醒组25人,昏迷组39人。原发病包括心脏骤停、中枢神经系统感染、脑出血、代谢性脑病、创伤性脑损伤和脂肪栓塞。两组之间在年龄、性别、原发病组成和ICU住院时间方面差异无统计学意义。入ICU 时APACHE Ⅱ评分、FOUR评分、GCS评分和出院时神经功能GCS评分两组之间比较,差异具有统计学意义(P< 0.05)。见表 1。
指标 | 清醒组 | 昏迷组 | P值 |
例数 | 25 | 39 | |
年龄(岁) | 41±16.33 | 46±21.40 | 0.119 |
性别(男∕女) | 16∕9 | 29∕10 | 0.515 |
诊断(例) | |||
心脏骤停 | 9 | 20 | 0.302 |
中枢神经系统感染 | 3 | 6 | 0.551 |
脑出血 | 3 | 3 | 0.463 |
代谢性脑病 | 5 | 5 | 0.715 |
创伤性脑损伤 | 4 | 3 | 0.387 |
脂肪栓塞 | 1 | 2 | 0.458 |
入ICU APACHE Ⅱ评分 | 19.20±4.29 | 27.77±6.54 | 0.009 |
入ICU时FOUR评分 | 7.70±1.25 | 4.19±3.62 | 0.004 |
入ICU时GCS评分 | 5.50±1.72 | 3.4±1.28 | 0.008 |
ICU住院时间 | 14.1±11.4 | 7.7±7.3 | 0.252 |
出院时神经功能转归 | |||
出ICU时GCS评分 | 13±3.57 | 4.7±2.65 | 0.001 |
清醒组患者rSO2明显高于昏迷组,差异具有统计学意义(P< 0.05)。见表 2。
以神志功能预后(清醒、昏迷)为标准,评估GCS、FOUR和脑氧饱和度评估神经功能预后的特异度、敏感度和准确性。三者曲线下面积(95%CI)依次为:0.823(0.718~0.928)、0.820(0.728~0.912)、0.924(0.863~0.985)。见表 3,图 1。
监测指标 | 曲线下面积 | 最佳截点值 | 敏感性 | 特异性 | Youden指数 |
GCS | 0.823 | 4.50 | 0.94 | 0.80 | 0.74 |
FOUR | 0.820 | 6.50 | 0.95 | 0.89 | 0.84 |
rSO2 | 0.924 | 53.50 | 0.97 | 0.90 | 0.87 |
随着重症医学的发展,收住重症医学科的神经重症患者越来越多,早期评估这些患者的神经功能预后有着重要的临床意义和社会价值。这部分患者入院时多处于昏迷状态,或因气管插管机械通气治疗而使用镇静剂,依靠传统的神经系统检查,常不能准确的评估预后。昏迷是意识障碍的严重阶段,表现为意识持续的中断或完全丧失,由于脑功能受到高度抑制而产生意识丧失和随意运动消失,并对外界刺激反应异常或反射活动异常的一种病理状态。对昏迷患者进行脑功能监测,可为临床治疗参考,影响最终预后。1977年NIRS被应用于临床脑组织氧代谢监测[2]。依据Beer-Lambert定律,波长在650~850 nm的近红外光可透过人体皮肤、肌肉、毛发以及骨骼;而存在组织血管中的血红蛋白的氧合状态又可对近红外线的吸收光谱产生影响。氧合血红蛋白吸收的波峰集中在800~850 nm,而脱氧血红蛋白则主要在650~800 nm之间[3]。NIRS监测采样区内氧合血红蛋白与总血红蛋白之比就可得出rSO2。近红外光谱仪器所测定的氧饱和度包括静脉、动脉和毛细血管,其比例分别为静脉75%,动脉20%,毛细血管5%,即实际反映的是组织混合的血氧饱和度[4]。NIRS技术的发展为无创、实时监测脑组织氧代谢变化提供了可能,也为评估神经重症患者预后提供了一种新的手段。
入住重症医学科的神经重症患者病情复杂,病因多样,包括:心脏骤停、中枢神经系统感染、脑出血、代谢性脑病、创伤性脑损伤和脑栓塞等[5]。本研究中患者一般资料发现:清醒组患者入ICU时 APACHE Ⅱ评分明显低于昏迷组,而FOUR评分和GCS评分明显高于昏迷组。APACHE Ⅱ评分是重症医学科评估患者预后的一种评分,其包含GCS评分,评分越高,患者病情越严重,预后越差[6]。神经重症患者总体病情严重,APACHE Ⅱ评分也相应高,符合临床规律。GCS评分是临床评估意识状态的传统方法,优点在于简单易行。但作为一种主观评分,未包括瞳孔和脑干功能评估,对于建立人工气道的患者不能很好评估[7]。近年来一种新的神经功能评分——FOUR被应用于神经重症和急诊临床[8, 9]。FOUR评分由眼睛、运动、脑干和呼吸四个部分组成,可弥补GCS评分的部分不足。研究证实FOUR评分可用来评估病房内患者意识状态和预后[10]。对心脏骤停患者的预后评估方面,FOUR评分优于GCS[11]。研究证实FOUR和GCS评分高低和预后相关,与既往研究一致。
本研究入选的患者主要包括心脏骤停、中枢神经系统感染、脑出血、代谢性脑病、创伤性脑损伤和脂肪栓塞等。以上各种病理状态均可引起大脑不同程度的脑氧代谢障碍,NIRS为无创监测脑组织氧代谢提供了一种有效手段。目前使用NIRS进行心脏骤停神经功能评估在国外广泛发展[12]。国内尚未见有相关报道。1995年有学者利用NIRS技术监测心脏骤停患者脑部血氧饱和度的变化,发现院外心脏骤停患者存活一周以上患者,其心肺复苏期间rSO2值显著高于死亡组[13]。来自日本的院外心脏骤停系列研究进一步证实脑组织氧饱和度监测评估患者神经功能预后的有效性[14, 15, 16]。土耳其学者的研究提示脑组织氧饱和度监测可用来预测心脏骤停患者自主循环恢复[17]。在创伤性脑损伤预后评估研究中提示:脑组织氧饱和度和创伤性脑损伤预后密切相关[18]。研究也发现创伤性脑损伤患者脑组织氧饱和度较正常对照降低[19]。本研究结果发现清醒组的脑组织氧饱和度明显高于昏迷组,提示昏迷组患者的脑损伤导致脑组织氧代谢障碍严重,和上述文献报道基本一致。进一步进行ROC曲线分析发现脑rSO2评估昏迷患者神经功能预后优于GCS、FOUR。
综上所述,NIRS技术具有实时,连续无创的优点[20],可用rSO2来评估综合ICU内重症昏迷患者神经功能预后。本研究具有一定的局限性,纳入病例数较少;纳入昏迷患者的病种多样,后期将扩大病例数,进行进一步研究。
[1] | Smith M.Shedding light on the adult brain: a review of the clinical applications of near-infrared spectroscopy[J].Philos Trans A Math PhysEng Sci,2011,369(1955):4452-4469. |
[2] | Jobsis FF. Noninvasive, infrared monitoring of cerebral and myocardial oxygen sufficiency and circulator y parameters[J]. Science,1977,198 (4323):1264 -1267. |
[3] | Drayna PC, Abramo TJ, Estrada C. Near-Infrared Spectroscopy in the Critical Setting[J]. Pediatr Emerg Care, 2011,27(5):432-442. |
[4] | Murkin JM. Near infrared cerebral oxygenation monitoring[J]. Appl Card Path,2009,13(3):152 - 154. |
[5] | 高红梅,路玲,窦琳,等.脑电双频指数监测对重症监护病房昏迷患者预后的评估[J].中华急诊医学杂志,2013,22(7):770-773. |
[6] | Lucila Ohno-Machado,Frederic S. Resnic,et al.Prognosis in Critical Care[J].Ann Rev Biom Eng,2006 ,8:567-599, |
[7] | Wijdicks EF, Bamlet WR, MaramattomBV,et al.Validation of a new coma scale: The FOUR score[J].Ann Neurol,2005,58(4):585-593. |
[8] | Chen B, Grothe C, Schaller K.Validation of a new neurological score (FOUR Score) in the assessment of neurosurgical patients with severely impaired consciousness[J].Acta Neur, 2013,55(11):2133-2139. |
[9] | Stead LG, Wijdicks EF, BhagraA,et al.Validation of a new coma scale, the FOUR score, in the emergency department[J].Neurocrit Care, 2009,10(1):50-54. |
[10] | Gujjar AR, Jacob PC, Nandhagopal R, et al.Full Outline of UnResponsiveness score and Glasgow Coma Scale in medical patients with altered sensorium: interrater reliability and relation to outcome[J].J Crit Care, 2013,28(3):e1-8. |
[11] | Fugate JE, Rabinstein AA, ClaassenDO,et al.The FOUR score predicts outcome in patients after cardiac arrest[J].Neurocrit Care, 2010,13(2):205-210. |
[12] | Ibrahim AW, Trammell AR, Austin H,et al. Cerebral oximetry as areal-Time monitoring tool to as sess quality of in-hospital cardiopulmonary resuscitation and post cardiac arrest care[J]. J Am Heart Assoc, 2015, 4(8):e001859. |
[13] | Müllner M, Sterz F, Binder M, et al. Near infrared spectroscopy during and after cardiac arrest-preliminary results[J]. Clin Intensive Care, 1995,6(3) :107-111. |
[14] | Ito N, Nanto S, Nagao K, et al. Regional cerebral oxygen saturation predicts poor neurological outcome in patients with out-of-hospital cardiac arrest[J].Resuscitation, 2010,81(12):1736-1737. |
[15] | Ito N, Nanto S, Nagao K, et al. Regional cerebral oxygen saturation on hospital arrival is a potential novel predictor of neurological outcomes at hospital discharge in patients with out-of-hospital cardiac arrest[J]. Resuscitation, 2012,83(1):46-50. |
[16] | Ito N, Nishiyama K, Callaway CW,et al.Noninvasive regional cerebral oxygen saturation for neurological prognostication of patients with out-of-hospital cardiac arrest: A prospective multicenter observational study[J].Resuscitation, 2014,85(6):778-784. |
[17] | Asim K, Gokhan E, OzlemB,et al.Near infrared spectrophotometry (cerebral oximetry) in predicting the return of spontaneous circulation in out-of-hospital cardiac arrest[J].Am J Emerg Med, 2014,32(1):14-17. |
[18] | Leal-Noval SR, Cayuela A, Arellano-OrdenV,et al. Invasive and noninvasive assessment of cerebral oxygenation in patients with severe traumatic brain injury[J]. Intensive Care Med, 2010,36(8):1309-1317. |
[19] | 周保纯,刘兵,杨晓梅,等.创伤性脑损伤患者亚急性期无创监测脑组织氧饱和度变化及影响因素[J].中国急救医学,2014,34(11):996-998. |
[20] | 周保纯,刘励军.近红外光谱技术在急危重症中的应用进展[J].中华急诊医学杂志,2015,24(9):1056-1058. |