临床研究|近红外光谱监测局部组织氧饱和度评估臂丛神经阻滞的效果

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近红外光谱监测局部组织氧饱和度评估臂丛神经阻滞的效果

应海峰1 杨育兵1 曹东航1 王明仓1 李军2

1温州医科大学附属台州医院手术部

2温州医科大学附属第二医院麻醉科

通信作者：李军

Email: lijun0068@163.com

【摘要】

目的 

使用近红外光谱（NIRS）监测局部组织氧饱和度（StO2），观察臂丛神经阻滞对前臂局部组织灌注的影响，并探讨StO2评估臂丛神经阻滞效果的有效性。

方法 

选择行择期骨科前臂手术患者43例，男24例，女19例，年龄18～64岁，BMI 20～28 kg/m2，ASA Ⅰ或Ⅱ级。超声引导下行锁骨上臂丛神经阻滞，注射0.375%罗哌卡因20 ml。根据阻滞后20 min是否成功分为两组:阻滞成功组（Y组）和阻滞失败组（N组）。记录阻滞即刻、阻滞后5、10、15、20 min时HR、MAP和SpO2，阻滞侧和非阻滞侧StO2，计算上述时点阻滞侧与非阻滞侧StO2的差值（ΔStO2），绘制阻滞后5、10 min时ΔStO2的受试者工作特征（ROC）曲线预测阻滞效果，并计算曲线下面积（AUC）和95%可信区间 （CI）。

结果 

本研究最终阻滞成功38例（88.4%）。与非阻滞侧比较，阻滞后5、10、15、20 min Y组阻滞侧StO2明显升高（P<0.05）。N组不同时点阻滞侧与非阻滞侧StO2差异无统计学意义。与阻滞即刻比较，阻滞后5、10、15、20 min Y组ΔStO2明显升高（P<0.05）。N组不同时点ΔStO2差异无统计学意义。阻滞后5 min ΔStO2预测臂丛神经阻滞效果的AUC为0.884（95%CI 0.755～1.000），临界值3.867%，敏感性67.5%，特异性100%。阻滞后10 min ΔStO2预测臂丛神经阻滞效果的AUC为0.950（95%CI 0.885～1.000），临界值3.856%，敏感性90.0%，特异性100%。

结论 

臂丛神经阻滞明显增加前臂局部组织氧饱和度，近红外光谱监测局部组织氧饱和度可作为早期预测臂丛神经阻滞效果的指标。

【关键词】近红外光谱；局部组织氧饱和度；受试者工作特征曲线；臂丛神经阻滞 

区域阻滞麻醉不仅阻滞感觉和运动神经，也阻断了交感神经。基于此机制，动脉血流参数[1]、灌注指数（perfusion index, PI）[2]和皮肤温度[3]都被证实能够不同程度反映神经阻滞的效果。但是，上述方法均存在各自的缺点而未能在临床上广泛应用。近红外光谱（near-infrared spectroscopy, NIRS）是一种无创监测设备，其机理是通过发射近红外段光波检测微循环的灌注情况从而获得局部组织氧饱和度（tissue oxygen saturation, StO2）[4-5]。本研究拟用NIRS监测StO2，观察臂丛神经阻滞对前臂局部组织灌注的影响，并探讨StO2预测臂丛神经阻滞效果的有效性。

资料与方法

一般资料

本研究获医院医学伦理委员会批准（K20220509），患者或家属签署知情同意书。选择2019年1—7月拟在臂丛神经阻滞下行择期上肢骨折内固定手术的患者，性别不限，年龄18～64岁，BMI 20～28 kg/m2，ASA Ⅰ或Ⅱ级。排除标准：动静脉瘘，周围血管疾病，脑卒中，服用α或β受体阻滞药，不能完成痛觉相关评分，患处不能放置StO2电极。

麻醉方法

患者禁食禁饮8 h，术前未服用任何镇静药。入手术室后，行常规监护并开放非术侧肘部静脉。患者平卧，阻滞侧肩下垫薄枕，头往对侧偏转，高频线阵探头放置于锁骨中点上方，朝向锁骨上窝方向，在锁骨下动脉外侧扫查蜂窝状的臂丛神经。使用超声实时引导下的平面内技术将0.375%罗哌卡因20 ml注射至臂丛神经周围。阻滞成功的患者给予右美托咪定负荷剂量0.5 μg/kg，10 min输注完毕，术毕返回病房。阻滞失败的患者，面罩充分预给氧后，静注丙泊酚2 mg/kg，舒芬太尼0.3 μg/kg，罗库溴铵0.3 mg/kg，待意识消失后置入喉罩（男4#，女3#）行机械通气，术中吸入七氟醚1 MAC维持麻醉，术毕送至麻醉复苏室。

神经阻滞评估

阻滞完成后20 min，以钝针头测定臂丛神经支配区域的感觉阻滞效果，患者诉疼痛感觉，则判定为阻滞失败[3,6-7]。根据阻滞后20 min是否成功分为两组:阻滞成功组（Y组）和阻滞失败组（N组）。所有患者由同一位麻醉科医师进行神经阻滞操作。

NIRS监测

患者取仰卧位，双手置于体侧，将组织氧饱和度监测仪的两个探头分别贴于两侧大鱼际处，测量并记录StO2[8]。两侧探头均用绷带固定，以避免体动、光线和环境温度的干扰。所有患者的研究参数由同一位医师进行采集。

观察指标

记录阻滞即刻、阻滞后5、10、15、20 min时HR、MAP和SpO2，阻滞侧和非阻滞侧StO2，计算上述时点阻滞侧与非阻滞侧StO2的差值（ΔStO2）。

统计分析

臂丛神经阻滞的成功率约为80%[1-2]，设定ROC的AUC为0.80，α＝0.05（双侧），1-β=0.80。PASS软件计算得出最小样本量为38例。考虑指标采集完整性和病例脱落等因素（约10%），最终纳入患者为43例。

采用GraphPad Prism 8.0进行分析。正态分布计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用重复测量双因素方差分析，ΔStO2比较采用单因素方差分析，两两比较采用Bonferroni法。非正态分布计量资料以中位数（M）和四分位数间距（IQR）表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料比较采用χ2检验。绘制阻滞后5、10 min时ΔStO2的受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线，并计算曲线下面积（area under curve, AUC）和95%可信区间 （confidence interval, CI）预测阻滞效果。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

本研究最终纳入患者43例，均完成研究，阻滞成功38例（88.4%）。

两组患者性别、年龄、BMI、ASA分级和阻滞侧差异均无统计学意义（表1）。

两组不同时点HR、MAP和SpO2差异均无统计学意义（表2）。

与非阻滞侧比较，阻滞后5、10、15、20 min Y组阻滞侧StO2明显升高（P<0.05）。N组不同时点阻滞侧与非阻滞侧StO2差异无统计学意义（表3）。

与阻滞即刻比较，阻滞后5、10、15、20 min Y组ΔStO2明显升高（P<0.05）。N组不同时点ΔStO2差异无统计学意义（表4）。

阻滞后5 min ΔStO2预测臂丛神经阻滞效果的AUC为0.884（95%CI 0.755～1.000）。阻滞后10 minΔStO2预测臂丛神经阻滞效果的AUC为0.950（95%CI 0.885～1.000）（表5，图1）。

讨论

NIRS是用于测量肌肉或其他局部组织氧合状况的一种无创检测技术[4-5]。临床医师常使用NIRS评估败血症患者的组织灌注状况，并发现再灌注阶段StO2恢复缓慢是败血症患者高死亡率的独立预测因素[9]。此外，NIRS也可结合血管闭塞试验用于分析外周组织缺血性发作期间StO2的变化[10]。本研究发现臂丛神经阻滞后StO2持续明显的上升，显示臂丛神经阻滞改善了肢体的局部血流灌注。朱凌燕等[11]和李思盈等[12]分别观察了腰丛神经阻滞和坐骨神经阻滞对下肢肌肉组织StO2的影响，同样表明阻滞成功的患者神经支配区域StO2明显上升。因此，区域阻滞可能有益于断指再植、皮瓣重建、动静脉瘘和四肢烧伤手术患者的远期预后。对于创伤迁延不愈和术后感染高风险患者，实施区域阻滞并应用NIRS监测局部StO2的变化，可能是未来NIRS临床应用的新方向[13-14]。 

StO2数值大小由所监测部位的氧供氧耗平衡决定[3-5，10-11]。本研究中，患者均处于静息状态下（HR和MAP无明显波动），氧耗相对恒定，臂丛神经中的交感组分被阻滞后，局部血管扩张引起血液灌注增加，从而导致StO2持续上升。此外，臂丛神经感觉神经纤维和臂丛神经交感神经纤维对血管舒缩功能的调控可能也存在影响，尤其对于末梢血管和肢端微循环[15]。此外，血管活性受交感神经纤维和感觉神经纤维的复杂网络共同调控，并与内皮源性信号再整合，最终产生和维持血管的舒缩功能[16]。

本研究结果显示臂丛神经阻滞后5 min，StO2即明显升高，ΔStO2也较阻滞前明显增加，StO2的改变远远早于感觉、运动阻滞、皮肤温度和PI[2-3，16-17]。进一步通过绘制ROC曲线，阻滞后5 和10 min时的AUC均显示ΔStO2具备对阻滞效果的良好预测价值。对于评估神经阻滞后麻醉效果的客观方法，主要集中于交感神经阻滞后的外周血流灌注变化，如动脉血流参数，PI和皮肤温度等[1-3，16]。但是，上述方法均存在各自的缺点：动脉血流参数依赖于超声仪器，且要求操作者熟练掌握多普勒超声扫查技术，存在一定的技术门槛；PI易受环境温度、手臂移动等因素的干扰，且参数稳定性不佳；皮肤温度极易受环境温度的影响，并且皮温的改变滞后于动脉血流参数和PI[3，16]，预测价值低。与上述方法比较，NIRS监测StO2操作简单，不存在使用的技术门槛，且不易受外界环境的干扰，参数较稳定，具备一定的使用优势。 

本研究尚存在一些不足之处：由于阻滞失败病例较少（仅5例），本研究选择的对照组为同一患者的非阻滞侧（非手术侧）上肢[18]。血压计袖带充气可能对非阻滞侧的NIRS测量产生影响，本研究中设置5 min的间隔以减少可能的干扰。NIRS探头放置于大鱼际处，因此对于尺神经支配区域的检测价值尚需进一步的研究进行探讨[19]。本研究缺少阻滞侧感觉和运动等级评估，故未做StO2与感觉、运动阻滞的相关性分析。

综上所述，臂丛神经阻滞明显升高前臂局部组织氧饱和度，近红外光谱监测局部组织氧饱和度可以作为早期预测臂丛神经阻滞效果的指标。  

参考文献略。

DOI:10.12089/jca.2022.11.001

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编辑：MiLu.米鹭

校对：Michel.米萱