근적외선 스펙트럼 (NIRS) 기술을 채용한 모니터링술에서 환자의 국소뇌산소포화도 (rSO2) 가 림상에서 갈수록 보급되고있다.기존 연구는 뇌산소 수급 상태를 실시간으로 반영하기 위해 rSO2의 동적 변화 추세에 더 많은 관심을 기울였다.최근 연구에 따르면 rSO2 베이스라인 값 (B-rSO2) 은 항상 환자가 깨어 있는 상태에서 공기를 흡입할 때 평균 rSO2 (B-rSO2) 를 뇌 산소 포화 제거 임계값으로 정의할 뿐만 아니라 환자의 수술 전 심폐 기능 상태 [1] 를 반영할 수 있으며 나쁜 예후의 유력한 예측 인자 [2] 가 될 수 있다.이 문서는 B-rSO2의 임상 응용 및 그 영향 요인을 종합하여 임상에 참고할 것입니다.
* 참고: 박련중과 MOC 시리즈 뇌조직 산소포화도 측정 매개변수"BL"은 글의 B-rso2와 같다.
NIRS는 조직의 헤모글로빈 산소를 실시간으로 모니터링하는 무창조 방법으로, 현재 지역 뇌 산소를 평가하는 데 널리 사용되고 있다.이 기술은 파장이 650∼1100nm인 근적외선 광파가 인체 조직에 비교적 잘 관통되는 반면 파장이 700∼850mm인 근적외선 광파는 옥시레킷벤키저와 옥시레킷벤키저를 비교적 크게 구분한다.근적외선을 발사하여 뇌전두엽조직을 관통하고 프로브를 통해 근적외선의 상응한 스펙트럼에서의 흡수감쇠를 검측한후 다시 개량빌-랑버의 법칙과 만반사수정을 리용하여 조직산소합혈색단백질과 산소제거혈색단백질의 상대함량을 계산하고 나아가 rSO2[3]를 계산한다.rSO2는 국부 뇌 조직의 혼합 혈중 산소 포화도로 국부 뇌의 산소 수급 균형을 반영한다 [4]
연구에 따르면 수술 전 낮은 B-rSO2는 심장 수술 환자의 단기 및 장기 예후를 예측 할 수 있으며 나쁜 예후의 독립적 인 위험 요인이다[1].헤링락 등 [2] 경도관 대동맥판막치환술 환자 306명을 마취방식에 따라 전신마취그룹(n=155)과 각성진정하 국소마취그룹(n=151)으로 나눠 B-rSO2와 수술 후 1년 사망률의 상관성을 평가한 결과 B-rS02가 54% 미만이면 수술 후 1년 사망의 독립적 예측인자이며 마취 유형과는 무관한 것으로 나타났다.심장 수술에 대한 연구에 따르면 대부분의 B-rS02가 낮은 환자는 수술 전 위험 계층이 높아지기 때문에 낮은 B-rSO2가 위험 예측 요인 중 하나일 수 있다.B-rSO2는 rSO2 수술 중 변화 추세에 비해 수술 후 신경계 불량 결말 잠재력이 더 클 수 있다고 예측했다.Schoen 등의 연구에 따르면 B-rSO2가 59.9% 미만인 것은 심장 수술 환자의 수술 후 섬망의 독립적인 예측 요인이며, 수술 후 섬안의 높은 발생률은 수술 중 rSO2 변화와 관련이 없다.Lei 등[6] 연구에 따르면 B-rSO2 하위 50% 환자의 수술 후 섬망 발생률은 베이스라인 수치가 높은 그룹의 4배이며, 높은 B-rSO2는 수술 후 섬망 발생률을 보호하는 효과가 있으며, 회복술 중 rSO2(B-rSO2의 75% 미만) 는 심장 수술 후 섬망 발생률을 낮출 수 없다.
B-rSO2는 사람의 공기 상태를 빨아들이는 평균 rSO2이며, B-rSO2의 낮은 환자는 산소 흡입에 대한 반응 능력도 연구 주제 중 하나가 되었다.B-rSO2가 51% 미만인 환자를 선택한 연구가 있는데, 산소흡입에 반응하지 않는 환자는 수술 후 사망 위험 및 합병증 발생 위험이 현저하게 높아지고, 산소흡입 후 rSO2가 상승하는 환자는 예후가 비교적 좋다는 것을 발견했다[1].세펠트 등[7] 연구에서도 산소 흡입에 반응하지 않는 낮은 B-rSO2가 수술 후 1년 생존율과 입원 기간과 마이너스를 보여 심폐기능 손상의 대체 지표로 활용될 수 있다는 유사한 결론이 나왔다.따라서 B-rSO2를 위험 계층화에 사용한다면 산소 흡입 기간 rSO2의 변화를 고려하고 탐색할 필요가 있다.
1. 나이
Lian 등[9]은 연령≤80세의 선택수술 환자 120명을 포함하여 연령에 따라 영유아 그룹, 걸음마 유아 그룹, 학령 전 그룹, 학령 그룹, 성인 그룹과 노인 그룹으로 나뉜다. rS02는 각각 (70.41+4.66)%, (72.43+3.81)% (70.77+3.27)%, (70.62+3.2%), (69.76+32)
그 결과 나머지 5개 그룹에 비해 노인 그룹의 B-rSO2가 낮고 나머지 5개 그룹의 B-rS02는 뚜렷한 차이가 없는 것으로 나타났다.1616 건의 심장 수술 환자 중 B-rS02는 나이가 들수록 점차 감소하는 것으로 관찰되었다[8].나이와 B-rS02에 대한 연구가 많아 노인 B-rSO가 낮아졌다는 것이 일반적인 견해이다.노인 환자 B-rSO가 낮아질 수 있는 가능한 메커니즘: ① 뇌 혈액 용량, 뇌 혈액 유량, 뇌 대사율 및 중추 흥분으로 인한 뇌 조직의 헤모글로빈 산소 결합 반응은 모두 연령 관련성이 떨어진다;노인의 뇌위는 점차 심해지고 뇌혈관 변성을 동반하여 B-rSO2를 낮게 만든다.② 중추신경계의 멍게는 나이가 들면서 점점 길어지고 두개내 근적외선 광로가 길어지며 에너지 감쇠가 증가하여 rS02 측정치가 떨어진다.이는 노인 B-rS02가 낮은 주요 요인일 수 있습니다.③ 나이가 들수록 헤모글로빈 구조가 변하여 산소 합성 헤모글로빈량이 감소하고 산소 제거 헤모글로빈량이 점차 증가하여 대뇌 헤모글로빈의 산소 흡수 능력이 감소하여 B-rSO2를 낮춘다.
2. 성별
B-S02에 대한 성별의 영향은 아직 논란이 있지만 주류 연구에서는 여성 B-S02가 낮다고 보고 있다.Su 등[11]은 심장 수술 환자를 대상으로 한 대형 회고성 연구에서 여성 환자의 B-rS02가 남성 환자보다 낮은 것으로 관찰되었다.로부 등 [10] 연구에서는 헤모글로빈과 같은 혼합 요소를 제거한 후에도 여성 환자 B-rS02가 현저하게 낮은 것으로 나타났다.건강 지원자에 대한 다양한 연구에서 성별이 B-rS02의 변화를 일으킨다는 결론은 완전히 일치하지 않으며, 이러한 차이가 호르몬이나 다른 요인의 영향으로 인해 발생하는지 여부는 향후 실험에서 더 평가해야합니다.
B-rS02에 대한 인종의 영향은 피부 색소와 관련이 있습니다.큰 샘플의 회고적 연구에 따르면 아프리카계 미국인 B-rS02는 백인보다 낮으며, 이는 피부 색소가 일부 근적외선 스펙트럼을 흡수하는 것과 관련이 있으며, 색소 침착이 깊을수록 B-rSO가 낮고 색소 침착이 얕을수록 B-rS02가 커지는 것으로 나타났다[11].연구에 따르면 뇌의 산소포화도 변화와 심장 기능의 변화는 일정한 관련성을 보인다.또한 B-rS02는 전체 심혈관 기능 장애를 반영하는 효과적인 매개 변수 중 하나입니다 [16].헤링락 등[2]은 체외순환 심장우회술 예정 환자 1천178명의 B-rS02를 측정한 결과 N말단 뇌나트륨 펩타이드 전구체(NTprBNP), 고민근 칼슘 단백질 T 좌실사혈점수(LVEF) 등 심혈관 기능 측정 지표와 관련성이 있는 것으로 밝혀졌으며, B-rS02 50% 미만은 수술 후 1년 사망의 독립적 위험요인이다.Skhirtladze 등 [7] 제세동기 전복율을 받을 예정인 환자를 대상으로 한 연구에서 LVEF가 크게 낮아진 환자는 rS02가 현저히 낮아진 것으로 나타났다.전기 복률이 성공함에 따라 심장 기능이 개선되고 rS02가 현저하게 높아졌다.회고적 연구에 따르면 심장 수술 환자의 수술 전 LVEF는 마취 유도 전 B-rS02와 현저하게 관련이 있다[18].Kharraziha 등[19] 연구에 따르면 정상 심장 기능 환자에 비해 심부전 환자는 B-rS02가 낮습니다.그리고 치료가 진행됨에 따라 B-rS02는 심장 기능이 개선되면서 눈에 띄게 높아졌다[20].이러한 연구는 B-rS02가 심부전 환자의 치료를 지도하는 무창조 모니터링 지표가 되는 데 이론적 참고가 되었다.심혈관 질환이 B-rS02에 영향을 미칠 수있는 가능한 메커니즘: ① 심장 기능 부전으로 인해 심장 배혈량이 감소하여 뇌혈관의 평균 동맥압이 감소합니다.② 수나트륨은 체순환정맥압을 높이는데 특히 상강정맥압이 높아지면 두개내정맥압이 높아져 두개내압이 높아진다.두 요인의 종합적인 작용으로 뇌조직의 동-정맥압차가 낮아져 뇌조직의 효과적인 주입압과 뇌혈류량이 감소하는 B-rS02가 현저하게 감소한다.
2. 신경계 질환과 B-rS02
연구에 따르면 인지 기능 상태는 B-rS02와 일정한 관련성을 가지고 있다.무라야마 등[21]은 인지 상태가 정상과 치매 범위 내에 있는 성인 피험자 113명[연령(72.3±12.0)세]에 포함시켜 휴식 시 전두엽피질 뇌산소포화도와 인지기능의 관계를 평가하고, 인지 손상자 B-rS02는 인지 정상자보다 현저히 작으며, B-rS02는 인지기능과 상관관계가 있다.Hallacoglu 등[22]은 식이유도 혈관성 인지장애 쥐 모델 마취 상태에서의 뇌 혈류 역학적 파라미터를 측정하였는데, 건강대조군에 비해 인지장애 쥐를 먹인 지 10주 만에 B-rS02가 [(51±4)% vs (62+2)%] 현저히 낮아진 것에 비해 2조의 동맥 혈중 산소포화도가 같고 헤모글로빈 함량 및 적혈구 수량이 차이가 없다는 것은 B-rS02의 초기 혈관 공급 능력이 감소한다는 것을 의미하며, B-RS 기술의 인지 메커니즘과 무관하다.알츠하이머병 (AD) 은 노인들의 인지기능 장애와 장애를 유발하는 가장 흔한 질병으로 초기 AD 환자는 B-rSO2가 낮아진 것으로 나타났다[23].Viola 등 [24] 연구에 따르면 고압 산소 치료가 진행됨에 따라 AD 환자의 인지 기능이 개선되는 동시에 B-rS02도 눈에 띄게 높아졌다.이상의 임상 연구는 B-rS0이 AD 환자의 보조 진료에서 새로운 아이디어를 제공합니다.rS02는 간질의 진료에서 이미 광범위한 관심을 불러일으켰다[25].현재 연구에 따르면 간질이 발작하기 전, 발작기, 발작한 후 rS02는 모두 다른 정도의 변화가 있다 [26-27] 그러나 간질이 B-rS02에 미치는 영향은 아직 보도되지 않았으며 앞으로 더 연구해야 한다.당뇨병은 병세가 지연됨에 따라 뇌내 미세혈관 구조와 기능 변화가 병존할 수 있다.연구에 따르면 당뇨병은 두개내 소동맥의 협착 및 수축, 이완 기능의 손상을 일으킬 수 있다[28]. 뇌혈관의 자율 조절 기능은 낮아진다[29].뇌혈관 구조가 손상되고 뇌혈류 안정성이 파괴되어 미순환 주입이 부족하여 rS02가 낮아지는 것으로 나타날 수 있다[30].초기 연구에서는 당뇨병 환자의 뇌 산소 합성 상태를 평가하기 위해 중심 정맥 혈중 산소 포화도 (Scv02) 를 많이 사용했습니다.그러나 Scv02는 주로 전반적인 산소 균형을 반영합니다 [31].Sudy 등[33]은 139명의 심장수술 환자를 당뇨병 이력 유무에 따라 그룹으로 나누어 Scv02와 B-rS02의 관련성을 연구한 결과 마취 유도 전 당뇨병 환자는 Scv02가 정상 범위 내에 있는 반면 B-rS02는 [(60.4+8.1)% vs (67.2±7.9)% 현저히 낮아진 것으로 나타났다.P<0.05];비당뇨병 환자 Scv02는 B-rS02와 비교적 좋은 관련성 (r=0.52, P<0.001)이 있지만 당뇨병은 B-rS02와 SevO2의 관련성이 현저하지 않을 수 있다.B-rS02는 Scv02에 비해 당뇨병 환자의 뇌관주 부족을 조기에 발견하는 데 도움이 된다.천줘야 등[4]의 연구에서 당뇨병 환자의 전두엽 좌우 양쪽 B-rS02가 모두 낮아지고 병정, 합병증의 발생과 현저한 관련이 있음을 관찰했다.B-rS02가 당뇨병의 심각성을 반영할 수 있을지는 더 연구해야 한다.그러나 류웨이평등[35]의 연구는 노인 환자 중 당뇨병이 B-rS02에 미치는 영향을 관찰하지 못했으며, 큰 샘플 전망성 대조 연구가 당뇨병이 B-rS02에 미치는 영향을 더 연구해야 한다는 것을 제시하였고, B-rS02의 연구가 연령 및 기저질환이 많은 등 혼잡한 요소의 영향을 받을 수 있음을 지지하였다.연구에 따르면 만성신장질환(CKD) 초기에 뇌 구조와 기능의 변화를 관찰할 수 있고, 뇌 이상과 인지 결함이 CKD의 심각도에 따라 진전되어 결국 치매, 뇌졸중 등 심각한 중추신경계 질환을 초래할 수 있으며, 혈액투석(HD) 환자에게 많이 나타난다[36].연구에 따르면 HD 환자의 B-rS02는 건강한 사람들에 비해 현저하게 떨어졌고, HD 환자의 B-rS02는 복막 투석 환자[37]보다 낮았는데, 이는 HD 환자의 신장 기능이 더 떨어지는 것 외에 혈액 투석 자체가 중추 신경계에도 영향을 미치는 것과 관련이 있을 수 있다.투석 중 발생하는 급성 혈액 용량 분실과 액체 전이는 뇌수종을 일으켜 뇌관주에 영향을 줄 수 있다[38];HD 환자는 현대 사성산 중독이 자주 발생하여 헤모글로빈과 산소의 친화도를 낮추어 미순환 산소 결핍을 초래한다[39];또한 HD 환자는 뇌위[40]가 자주 발생하며 뇌척수액이 증가하여 rS02 탐지기의 근적외선 수신 강도가 낮아진다.이것은 모두 HD 환자의 뇌 주입을 변경하여 rS02의 모니터링에 영향을 미칠 수 있습니다.0 okawara 등 [41] 연구에 따르면 낮은 B-rSO2는 HD 환자의 pH 수치, 병정, 혈청백단백질과 헤모글로빈 농도와 독립적으로 관련이 있다.pH 값은 뇌동맥 수축 상태를 변경함으로써 뇌 혈류에 영향을 미치므로 B-rS02와 pH 값 사이의 연관성은 산소 공급의 변화로 설명 될 수 있습니다.혈청백단백질이 뇌산소합을 개선하는 정확한 메커니즘은 아직 명확하지 않다. 어떤 학자는 혈청백단백질이 간경화환자의 국부적인 뇌혈류량과 상관관계가 있다는것을 관찰하였지만 여전히 진일보 연구해야 한다.Shindo 등 [43] 연구에 따르면 동정맥루를 잠시 압박하면 rS02가 높아지고 의원성이 혈관의 생리구조 및 외주혈류역학을 변화시키는것을 관찰할수 있는데 이는 HD환자 B-rS02가 손상된 원인의 하나일수도 있으며 루관페합이 B-rS02에 미치는 장기적인 영향은 더욱 연구해야 한다.
5. 간 질환과 B-rSO2
초기 연구에서 NIRS 모니터링 rSO2는 간담 수술 환자가 고콜레스테롤 혈증으로 인한 근적외선 흡수가 뇌 산소합을 손상시키지 않고 거짓으로 저rS02 측정치[44]를 초래할 수 있다고 판단하였고, Murphy 등[45]의 연구는 췌장 수술 환자의 B-rS02 및 수술 중 변화 추세를 측정하여 고콜레스테롤 수준이 B-rS02 측정치에 영향을 미치지만 마취 유도 수술의 추세에 영향을 미치지 않는 것을 발견하였다.호흡기 질환은 저산소혈증과 C02 축적을 많이 합병해 뇌혈류 역학에 복잡한 영향을 미친다.만성 저산소혈증은 뇌혈관 반응성 손상[46]을 초래하여 뇌관주에 영향을 준다.고탄산혈증은 뇌혈관을 확장하여 뇌혈류량을 증가시켜 생기는 보호작용은 저산소 노출이 지속됨에 따라 점차 약화될 수 있으며, 장기적으로 어느 정도의 뇌산소 결핍이 발생할 수 있으며, rS02가 낮아지는 것으로 나타날 수 있다[47].
Schneider 등[4]은 서로 다른 업체에서 생산한 NIRS-rSO2 설비를 같은 신생아에게 사용한 결과, 서로 다른 rS02 모니터링 기기의 측정 결과에 현저한 차이가 존재하며, 최대 변이도는 12.66% 에 달할 수 있는데, 이는 서로 다른 업체가 사용하는 처리 알고리즘과 기기 교정 기준이 다르기 때문일 수 있다.히라사와 등[49] 연구에 따르면 이마 피부의 혈류 변화도 B-rSO2에 영향을 미칠 수 있으며 광원과 탐지기 거리(15~30mm)의 영향을 받지 않는다.또 다른 연구에서는 모니터링 전극이 이마 하부에 배치될 때 B-rS02가 전극이 이마 상부에 배치되는 것보다 현저히 높다는 것을 발견했다.또한 다른 연구에서는 열 스트레스로 인한 과도한 통기 및 저탄산혈증이 뇌 혈류량을 감소시키는 동시에 뇌 대사율을 증가시키는 것으로 관찰되었으며 B-rS02는 손상 될 수 있습니다 [51-52]요약하면 rS02는 무창조, 실시간, 간편한 뇌 산소 수급 균형 모니터링 지표로서 임상 실험을 지도하는 데 중요한 의미를 가진다.B-rS02는 수술 중 rS02의 동적 변화에 대한 참조 기준일 뿐만 아니라 심혈관 질환, 신경계 질환, 당뇨병, 신장 질환, 간 질환, 호흡기 질환 등 다양한 질병 및 심각도에 관한 정보를 담고 있다.임상의사는 B-rS02의 영향요소를 충분히 고려하여 생리, 병리 및 설비요소로 인한 rS02의 저하를 감별하고 rS02를 응용하여 수술환자의 예후위험을 층별로 보조하여 엄중한 합병증의 예방퇴치를 지도해야 한다.박련중과 MOC 시리즈 뇌조직 산소포화도 측정기는 비침입성, 실시간 연속 뇌산소포화도 측정을 통해 뇌산소 결핍 등 문제를 적시에 발견하여 의료인이 조기 간섭을 진행하고 치료 방안을 최적화하도록 돕는다.높은 감도와 특이성으로 모니터링 데이터의 정확성을 확보하고 수술 중 수술 후 합병증을 줄여 환자 안전성을 높인다.심장수술, 뇌외과수술, 중환자실 등 장면에 널리 응용되여 환자의 생명건강을 보장했을뿐만아니라 동시에 병원의 안전질과 의료수준도 제고시켰다.
