臨床麻酔におけるNIRS脳酸素飽和度モニタリングの研究進展-化学機器ネットワーク

麻酔は外科手術の基礎的な一環の一つとして、手術の順調な実施を保障する重要なステップであるが、その麻酔薬の応用は機体の血圧レベルに影響を与え、脳組織の酸素欠乏を招き、深刻な程度では脳組織の損傷をもたらし、手術の安全及び患者の予後に対して大きな脅威を構成した。脳酸素飽和度は術中脳の酸素欠乏状態のモニタリングに多く用いられ、そのパラメータは脳細胞の酸素含有量を反映することができ、臨床手術に信頼できる根拠を提供し、術中の酸素吸入濃度のタイムリーな調整に役立ち、さらに脳損傷の発生を予防する。そのため、患者の周術期脳酸素飽和度を積極的に監視することは、術中脳の酸素不足を回避する有効な方法である。

NIRS脑氧饱和度监测在临床麻醉中的研究进展

脳酸素飽和度（cerebral oxygen saturation、rSO 2）は人体脳細胞の酸素含有量を反映する一般的な指標であり、その正常値は58%-82%に維持され、もし機体rSO 2が低ければ、脳の酸素欠乏を引き起こし、脳損傷を招き、深刻な場合は脳死などの不良結果が現れ、患者の生命安全に大きな脅威を構成した。これに基づいて、rSO 2は現在、臨床検査患者のバイタルサインの重要な指標の一つとされており、手術などの治療案に重要な応用価値がある。rSO 2モニタリング技術の継続的な発展に伴い、この技術は臨床手術において広く応用され、大脳の局所酸素飽和度のモニタリングのほか、現在は外周組織のrSO 2レベルを測定することができ、外周組織微小循環状態に対して積極的な評価作用があり、患者の予後の正確な評価に有利である。手術麻酔期間中、患者のバイタルサインは常に明らかな変動が現れ、その心拍数は低下し、組織灌流不足を引き起こし、脳の酸欠、虚血及び内環境の変化を招くことができるが、その動脈血酸素飽和濃度及び静脈血酸素飽和濃度は依然として一定の安定性を維持することができるため、rSO 2のモニタリングは患者の術中のバイタルサイン状態の評価に重要な意義を持つ。本文はrSO 2モニタリング技術の原理及び臨床麻酔モニタリングにおける影響要素、応用状況について総説し、この指標の臨床応用と研究に信頼できる参考を提供することを目的とする。

臨床麻酔モニタリングにおけるrSO 2の影響因子

1.低血圧

外科麻酔後、患者は異なる程度の低血圧状態が現れやすく、組織灌流の減少を引き起こし、酸素供給の低下を招き、脳の酸素不足を引き起こすことができる。脳組織酸素飽和度測定器を用いて患者の麻酔後低血圧を監視測定した結果、麻酔誘導後低血圧患者の局所筋酸素飽和度（rSO 2）は大幅に低下したが、rSO 2は比較的安定しており、麻酔後の筋肉組織はより早く虚血、酸素欠乏が発生したが、機体の自己調節により、脳の酸素供給バランスは依然として保障されることが分かった。分析によると、神経血管結合（neurovascular coupling、NVC）は自己調節の別の方法であり、神経源性調節を通じて直接血流動力学の変化を引き起こし、それによってニューロン代謝活動をマッチングさせることができる。患者が麻酔をかけた後、その脳血流灌流は減少し、血圧は明らかに低下し、神経血管結合の作用の下で、その局所脳血流量は脳酸素代謝率と整合を保つことができ、酸素供給が低下した場合でも、血酸素飽和度の安定を維持することができる。

NIRS脑氧饱和度监测在临床麻醉中的研究进展

2.ヘモグロビン

rSO 2モニタリングにおいて、赤外スペクトルの変化はヘモグロビンの酸素含有量の影響を受けることができるので、ヘモグロビンの性質と濃度の変化はそのモニタリング値に影響を与えることができる。頭蓋内酸素飽和度が変化すると、ヘモグロビン吸収スペクトルに一定の変化が生じ、貫通した赤外光強度に変化が生じ、ヘモグロビン酸素飽和度と赤外光強度を比較し、標準曲線を作成し、酸素飽和度を監視することができる。研究によると、中等度貧血患者（ヘモグロビン60-90 g/L）の術後rSO 2低下率及び脳酸素化不良発生率は正常（ヘモグロビン＞120 g/L）及び軽度貧血者（ヘモグロビン90-120 g/L）より高く、ヘモグロビンレベルの低い患者は術中にrSO 2低下情況が現れやすく、そのヘモグロビンレベルの低下はrSO 2モニタリング値の低下を招くことができる。以上から、ヘモグロビンはrSO 2のモニタリング結果に影響を与える重要な要素であることが分かった。

NIRS脑氧饱和度监测在临床麻醉中的研究进展

3.麻酔薬

麻酔薬は人体血管の収縮と拡張に一定の影響を与え、その薬品の種類の違いは術中rSO 2モニタリング結果の違いを招くこともできる。研究により、セボフルオロエーテル複合麻酔患者の術中血流動力学及び脳酸素代謝はより安定であり、後者が患者rSO 2に与える影響は小さいことを表明した。一方、別の研究により、bingポフォール複合エトマイト麻酔が患者術中の血流動力学に与える影響はより軽微であり、そのrSO 2レベルはセボフルオロエーテルとrui fenタイニーより麻酔患者を維持していることが明らかになった。このことから、麻酔薬の種類と連合方案は患者術中rSO 2レベルに大きな影響を与え、適切な麻酔薬を選択することが重要である。

4.麻酔方式

異なる麻酔方式による麻酔効果には明らかな差があり、例えば一般的に腰硬連合麻酔は硬膜外麻酔よりも効果開始時間が速く、それは患者rSO 2レベルに大きな影響を与える。研究により、クモ膜下腔ブロックよりも全身麻酔が患者周術期rSO 2レベルに与える影響が大きいことが明らかになった。別の研究によると、異なる麻酔スキームの下で、患者のrSO 2数値には明らかな違いはない。このことから、臨床では麻酔方式が術中rSO 2レベルに与える影響の価値について統一的な共通認識がなく、その結論はさらに研究して実証する必要がある。

5.二酸化炭素ガス腹

研究によると、患児に二酸化炭素ガス腹を使用すると、rSO 2に明らかな変化を引き起こすことができる。分析によると、二酸化炭素ガス腹は高腹圧形成を招き、近隣器官組織に一定の物理的圧迫作用を持ち、脳静脈還流制限を引き起こしやすく、脳血管拡張をもたらし、脳血流量、頭蓋内圧上昇などの情況を招き、さらに機体のrSO 2レベルに影響を与える。このほか、二酸化炭素ガス腹は一定の高炭酸血症及び呼吸性酸中毒リスクを引き起こすことができ、患者の脳酸素代謝に大きな影響を与える。したがって、二酸化炭素ガス腹時、患者のrSO 2は一定の低下傾向があり、ガス腹の終了に伴い、そのrSO 2レベルは徐々に回復することができる。

6.体位

仰臥位と腹臥位は外科でよく使われる体位であり、患者が腹臥位になると、頭部は横方向に一方を向く必要があり、体位マットは体位などを置いて頭部の位置を体幹よりやや低くし、その頭部は過度に伸縮、回転または傾斜することで椎骨動脈が圧迫され、大脳血液の低灌流などの状況を引き起こし、さらに術中rSO 2数値の変化を引き起こすことができる。腹臥位時、患者の眼圧と頭部静脈圧は上昇し、両者とも目灌流圧の低下を引き起こすことができ、特に脊柱手術中、その腹部は圧迫され、圧力は伝導を通じて中心静脈圧の上昇を引き起こすことができ、さらに頭部静脈うっ血を引き起こし、機体rSO 2レベルに影響を与える。このことから、体位は患者の術中rSO 2レベルに影響する重要な要素であり、その中で腹臥位の時rSO 2は仰臥位の時より低下した。

臨床麻酔モニタリングにおけるrSO 2の使用状況

1.老年患者の手術麻酔へのrSO 2モニタリングの応用

老年患者の組織器官機能は一般的に減退し、その周術期は比較的に高い脳酸素アンバランス確率を伴い、術後不良予後リスクの増加を招きやすい。rSO 2は脳組織の酸素含有量を体現し、同時に脳組織の酸素需給バランス状態を反映することができる。これにより、患者のrSO 2の安定を維持し、不良予後の発生を効果的に低減することができる。研究により、患者の周麻酔期rSO 2及び脳電気二重周波数指数（BIS）のモニタリングは老年腸閉塞患者に信頼性のある麻酔投薬管理根拠を提供し、術後のせん妄などの合併症の発生リスクをさらに下げ、術後の回復に重要な意義を持つことが明らかになった。老年患者の術後せん妄は短い器質性脳症候群であり、通常は老年患者の脳組織低灌流、酸欠による手術不良予後の出現により、老年患者の術後回復に深刻な影響を与える。rSO 2モニタリングは患者の脳保護と有効な回復に重要な役割を果たしているため、高齢者患者の術後せん妄の発生率を効果的に下げることができる。

2.脳頭蓋手術におけるrSO 2モニタリングの応用

頭蓋脳損傷は神経系疾患であり、その病状の変化は迅速で、適時に治療する必要がある。通常、頭蓋内圧の急降下による脳膨出を予防するために、重症頭蓋内損傷患者が手術治療を行う際には、頭蓋内圧の監視を行う必要があると同時に、脳の酸素不足を防止するために、臨床では患者の周術期rScO 2を積極的に監視する必要がある。重度脳外傷患者におけるrSO 2モニタリングの応用効果を探究した結果、rSO 2モニタリング管理を強化し、患者の脳酸素需給バランス及び脳血流変化状況を臨床的に把握することができ、その麻酔及び手術案の調整に良好な指導作用があることが明らかになった。また、重症頭蓋脳外傷後、患者は激しい持続的なストレス反応が現れ、交感神経を過度に興奮させ、心拍数と酸素を増加させ、酸素消費量を増加させ、頭蓋内圧を上昇させ、それによって不良予後のリスクを増加させる可能性がある。そのため、頭蓋脳手術患者のrSO 2レベルを積極的に監視することは、その手術の安全を高め、予後リスクを下げる重要な方法である。

NIRS脑氧饱和度监测在临床麻醉中的研究进展

3.手術患児麻酔におけるrSO 2の保護作用

児童の生体器官及びシステム機能の発育が不完全であるため、麻酔と手術に対する持久力が悪く、全身麻酔の過程で脳の酸欠などの状況が現れやすく、また麻酔薬の応用は低血圧、組織血流灌流の減少などの反応を引き起こしやすく、患児の手術の安全に大きな影響を与えた。そのため、rSO 2モニタリングを展開し、患児の周術期の安全を保障し、児童手術案の中で重要な意義を持っている。

4.カテーテル大動脈弁移植術患者の麻酔へのrSO 2の使用

カテーテル大動脈弁挿入術（transcatheter aortic valve implantation、TAVI）は心臓内科によく見られる術式であり、外周動脈逆行性を通じて新しい大動脈弁を相応の位置に移植することができるが、その手術過程で大動脈中間層や心室細動などの合併症が現れ、患者の生命健康を厳重に脅かしている。そのため、患者の生体状態をタイムリーに評価することが特に重要である。経カテーテル大動脈弁移植術は麻酔の安定性に対する要求が高く、患者に適した麻酔方式を選択することは手術効果の評価に重要な意義がある。麻酔と配置手術は患者の中枢神経系に損傷を与える可能性があり、rSO 2への影響が大きい。中枢神経系は酸素欠乏に非常に敏感で、軽度の酸素欠乏は脳細胞の酸化代謝障害の発生を引き起こし、さらに神経細胞のアポトーシス、コリンエネルギーの神経機能の低下をもたらし、記憶と関連する海馬部位の機能の損傷を招き、最終的に神経認知機能の異常を生じる。そのため、適切な麻酔方案及び術中持続性rSO 2モニタリングを選択し、術中脳酸素不足及び術後認知障害の発生に積極的な予防作用を有する。

まとめ

rSO 2モニタリングは麻酔患者の脳酸素需給状況を効果的に評価し、その臨床操作に信頼性のある指導を提供し、患者の生命安全を保障し、現在では多種疾病の臨床治療に広く応用されている。麻酔中、臨床は患者のrSO 2パラメータに基づいて、その酸素吸入と血流灌流量を適時に調整して、患者の脳神経損傷を減少させ、術中の安全を保障することができる。

NIRS脑氧饱和度监测在临床麻醉中的研究进展

博聯衆科MOCシリーズの脳組織酸素飽和度監視測定器は連続、リアルタイム、非侵襲的な組織酸素飽和度（rSO 2）監視値を提供することができ、特定の器官（例えば脳、腸間膜、腎臓など）と全身灌流状態を反映することができる。研究により、rSO 2モニタリングは通常の血流動力学測定方法では発見できない灌流損傷状態を早期に発見することができ、脳及び地域組織の酸素需給バランス、脳血流の動態変化を適時にモニタリングすることができ、脳及び組織の虚血、酸欠を早期に評価し、周術期管理を指導することができ、周術期合併症の発生率を減らすことができ、組織の酸素結合状態を敏感に反映し、介入し、臨床治療管理全体を最適化し、入院時間を短縮し、患者の予後を改善することができる。