张凤 高逸龙 高金贵

    大脑中枢是维持生命和意识的重要器官，也是人体代谢最为活跃、需氧和耗氧量最大而氧储备量最小的器官。正常情况下，成人脑组织重量约1 400 g，仅占体重的2%，但安静状态下的血流量却占心输出量的15%，相当于每100克脑组织50～70 ml/min，耗氧量约占全身的20%，因此脑组织对缺氧缺血的耐受性极差。根据相关文献报道，在脑损伤致死的患者中，>90%的患者出现了脑组织的缺氧缺血[1]。临床工作中维持脑组织的氧供需平衡是其中重要的目标之一。近年来近红外光谱(near-infrared spectroscopy，NIRS)技术监测局部脑氧饱和度(regional cerebral oxygen saturation，rScO2)是一种新型的脑氧饱和度监测方法。此技术可持续监测rScO2且灵敏度高、不受脉搏搏动和温度等因素影响[2]，在心脏外科、神经外科、胸外科、新生儿、心肺复苏等领域都有广泛应用[3-5]。本文主要就NIRS技术监测rScO2的基本原理和在临床应用进行综述。

    1 NIRS技术的基本原理

    在公元1800年英国科学家弗里德里希·威廉·赫歇尔(Friedrich Wilhelm Herschel，1738～1822年)第一次提出了红外线的观点。根据波长可将其分为近红外线、中红外线和远红外线。其中，近红外线的波长约为700～1 000 nm[6]。在此波长范围内，光线能够穿透人体组织，例如皮肤、皮下组织、骨骼、血管等。而当光的波长>1 000 nm时，水对光的吸收显著，光线不能有效穿透人体组织；当光的波长<600 nm时，吸收及散射问题导致光线无法穿透生物组织[7]，这一特点在无创rScO2监测中起到了关键性作用。

    近红外光线在颅内的衰减主要与氧合血红蛋白(HbO2)、还原血红蛋白(Hb)和细胞色素aa3等发色基团有关，而每种发色基团对近红外线的吸收都有特殊性[4]。我们可以根据光学方法将HbO2和Hb区分开来。当近红外光线穿透人体组织后，HbO2和Hb对近红外光线有不同程度的吸收作用，我们测量从组织中射出红外线的发光强度，然后再根据修正比尔-朗伯(Beer-Lambert)定律，就可得出rScO2的数值，即rScO2=HbO2/(Hb+HbO2)[8]。rScO2是由25%～30%的动脉血成分、70%～75%的静脉血成分和一部分毛细血管加权后得出的混合静脉血的血氧饱和度。NIRS技术监测rScO2与反映大脑氧代谢的金标准——颈静脉球血氧饱和度有很好的相关性[9]，可以连续反映脑组织的氧供需平衡状况 ......