救治颅脑损伤的关键在于快速进行诊断和处理,尤其是在伤后1小时的黄金时间段,寻求一种携带方便、不受环境限制的监测仪器成为人们的追求。近年来,随着现代影像及生物医学工程设备的发展,出现了许多新的监测仪器和方法,尤其是无创监测技术发展迅速。1977年,Jobsis首先利用无创NIRS技术测量了猫的脑组织的血氧参数,1986年Wyatt等首次将NIRS应用于临床以来,这种监测技术经过三十余年不断的发展,可用于颅脑创伤后血肿定位、脑氧代谢、脑功能、婴幼儿脑发育情况等的监测。
人体组织生理特性、组织特性等的变化都会导致生物组织光学特性参数发生变化。在近红外光波长(780~2526nm)范围内,特定的原子群(如水分、脂肪、蛋白质等)均有其相应的特征吸收波长而且符合Beer-Lambert定律,在生物体内如大脑这样的高散射介质中ms’远大于吸收系数ms’的变化更敏感,故我们选取ms’进行研究ms’与脑组织的物质组成有关,理论上,脑组织的几何结构、成分和探查距离不变的情况下,对同一波长的近红外光的吸收是恒定的,高渗药物的脱水作用使脑组织的水分含量下降和脑细胞皱缩,导致脑组织的相关光学参数发生变化,ms’则发生相应的变化。
本实验中,我们使用特制的内置四光纤探头(三根半径0.2mm与一根半径0.6mm单模光纤前端融合进一内径1.2mm钢管,分别作为传输和接收光纤)在位实时连续监测大鼠脑部4小时,以确保基线参照值的稳定;同时采用摩尔分子浓度相近的等渗透剂量的3.2%盐水和20%甘露醇两种脱水剂相比,增加了两者之间的可比性。以往多采用23.4%或7.5%等盐水与20%甘露醇相比,没有考虑采用等摩尔分子浓度及等渗透剂量高渗盐水与20%甘露醇相比。
实验结果表明,在尾静脉推注20%甘露醇(10.20±1.36)min后,ms’开始出现下降,在(78.40±5.50)min时达到最低,持续到(121.00±8.32)min后,随着甘露醇在大鼠体内的逐渐代谢,ms’开始缓慢上升。尾静脉注射3.2%盐水时,在注射(11.63±2.91)min后ms’呈现缓慢下降,一直持续到4h。在注射甘露醇与3.2%盐水后,我们发现ms’先缓慢上升,然后再缓慢下降,考虑为在短时间内注入导致血容量增加,导致平均动脉压(MAP)迅速增加,使脑血流量(CBF)短暂增加以及两种脱水剂都有提高组织间氧输运有关,但这种短暂上升与生理盐水组之间差异无统计学意义。3.2%盐水与20%甘露醇脱水作用相比较,前者主要靠渗透作用,因无明显利尿作用,使循环稳定,降颅压同时改善CBF和氧分压,并可调节细胞因子生成、抑制细胞凋亡,这正与高渗盐水在颅脑损伤院前急救中的扩容作用吻合,正是利用了高渗盐水有扩张血容量的作用,并可以创造一个渗透压梯度而有利于减轻脑水肿和颅内压;后者兼有渗透作用及利尿作用,还通过暂时性血容量升高的作用,使脑血流增加,血液稀释及血粘稠度下降,提高红细胞的变形能力,促进组织间氧运输,使血管反射性收缩,使颅内容积减少,颅内压下降。但20%甘露醇在脱水降颅压的同时大量利尿,可导致合并休克的颅脑外伤病人的循环稳定难以维持。在近红外光谱监测的4h内,两者之间的脱水作用与起效时间之间的均差异无统计学意义,而3.2%盐水的作用持续时间明显比20%甘露醇的作用时间长,不但能通过NIRS的ms’能很好的反应出来,而且能间接实时在位连续观察脱水药物在脑组织中的作用,为进一步用NIRS在体无创监测创伤性脑水肿的变化的可行性研究提供了依据,这与其他文献的报道一致。甘露醇1962年被Wise等应用于神经科临床以来,作为一种有效的降颅内压药物,长期应用于创伤性脑水肿的治疗,无论在脱水还是在脑组织保护上都有明显的效果,但是随着甘露醇在临床上的广泛应用,其对机体的各种不良反应亦日益受到重视,其副作用有肾功能衰竭,低血容量性低血压,ICP反弹等。近年来,高渗盐水因为其起效快、效果明显、作用持久等优点引起了学者广泛关注。
大量的动物实验和临床研究已经证实高渗盐水在神经外科临床实践中是有效的。它通过增高平均动脉压(MAP),改善微循环,增加脑组织灌注,提高氧供,减轻脑水肿,高渗盐水可以抑制谷氨酸的毒性作用,减轻细胞内Ca2+超载,减少血清精氨酸升压素(AVP)和抑制免疫一炎症反应减轻脑损伤。目前用于动物实验和临床研究的高渗盐水浓度从1.6%~30%不等,由于不同的研究设计、给药方式(持续静脉输注,重复静脉输注,一次性静脉输注)、剂量(1.4~10ml/kg),使研究结果之间难以比较。高渗盐水现有的小规模临床样本数据使临床推广受到限制,在某种程度上缺少对照人群以及很多研究结果是案例或者是小规模前瞻性研究,仍需要大量的动物实验及大宗病例的临床研究来明确最佳的高渗盐水药物浓度、给药方式及剂量,以指导高渗盐水在临床的有效应用。
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