無創血紅蛋白監測在危重新生兒診治中應用的研究進展

陳坤，劉利軍內蒙古科技大學包頭醫學院，內蒙古包頭04040；包鋼集團第三職工醫院兒科，內蒙古包頭0400

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無創血紅蛋白監測在危重新生兒診治中應用的研究進展

陳坤1，劉利軍21內蒙古科技大學包頭醫學院，內蒙古包頭014040；2包鋼集團第三職工醫院兒科，內蒙古包頭014010

摘要：血紅蛋白在人體中承擔著著重要作用，是主要擔負著運載氧的功能的大分子蛋白質，通過測量其在血液中的濃度可間接反映機體運輸氧的能力，同時也是血常規檢查中一項用于篩查有無貧血的指標，檢測方法分為有創與無創兩種。靜脈血液檢測是臨床中獲取血紅蛋白濃度最常用的方法。目前隨著無創脈搏血紅蛋白監測儀的問世，通過無創方式可以對血紅蛋白進行實時、動態、連續監測，為手術中出血、動靜脈同步換血、貧血及輸血監測提供一定的參考。因其無創、實時、動態、連續監測的優點，該項技術出現以來引起新生兒科醫生的高度重視?，F就無創脈搏血紅蛋白監測技術在危重新生兒監護中的應用情況、影響因素進行如下綜述，從而進一步探討其在臨床中的應用價值。

關鍵詞：無創；血紅蛋白；監測；新生兒

臨床采集血標本后將標本送至檢驗科，用全自動血液分析儀測量血紅蛋白數值（tHb）的方法為有創檢測方法，結果準確，因此被世界衛生組織（WHO）公認為測量血紅蛋白濃度的“金標準”［1］。該方法對于新生兒來講，采血相對困難、費時、不連續性、易致醫源性貧血且具有一定感染風險。但目前使用并不廣泛的無創脈搏血紅蛋白儀，能夠快速、連續、無創的，且能降低被檢者因采取血標本而帶來的感染風險［2］。

1　血紅蛋白檢測方法

1.1有創血紅蛋白監測方法

1.1.1靜脈法化高鐵（HICN）法測量血紅蛋白濃度因其較高的準確性而被世界衛生組織（WHO）認可為測量血紅蛋白濃度的“金標準”［3］。近年來，也有分別以電化學電流法和光學反射法為基礎的干化學法［4］血紅蛋白測量的研究。

1.1.2微量法Hemocue法，即應用Hemocue血紅蛋白儀測量被檢者體內血紅蛋白的濃度的方法，此法同樣也是有創方法，需要刺破被檢著皮膚以獲取少量末梢血液。與被譽為“金標準”的氰化高鐵血紅蛋白法所測量的血紅蛋白濃度值相比較，Hemocue方法測量的結果相對偏高。Kapoor等［5］研究者所做的研究也得出幾乎相同的結論，即末梢血Hemocue法測得的血紅蛋白濃度較氰化高鐵血紅蛋白法測得的血紅蛋白濃度偏高1.5 g/dL，靜脈血Hemocue法測得血紅蛋白較氰化高鐵血紅蛋白法偏高1.2 g/dL。這些方法均為有創傷的，且會給被檢測者帶來痛苦、增加感染的風險，且每次檢測只能得出一個延時的測量結果。

1.2無創血紅蛋白監測技術即近紅外光譜技術

Jobsis等［6］于1977年第1次發現并報導了氧合血紅蛋白及去氧血紅蛋白的特征。即它們分別于760 nm及850 nm特定波長近紅外區有兩個吸收峰，其變化情況可以間接反應血紅蛋白的載氧情況。該報道引起了醫學界的關注，并應用于生物體組織分析、微生物鑒別、細胞病理等方面。日本的研究人員根據近紅外時間分解分光法的原理，測得出來周齡第11~14周雄性鼬鼠體內的血紅蛋白的濃度。其中介紹到光在強散射介質內是擴散傳播的，從其公式中發現只要知道某種物質的吸光系數，就能求出該物質的濃度［7］。Kuenster等［8］將近紅外光譜用于人血液樣品的分析：實驗所得的結果比較準確，其標準差為0.32 g/dL。Debreczeny等［9］研究人員利用與脈搏測血氧飽和度相類似的方法，應用時間分辨技術測量光強的原理，測得血紅蛋白濃度的標準差為1.1 g/dL。Wuori等［10］人的研究顯示：利用MiniforMed的無創血液分析技術原理所測得的血紅蛋白濃度與有創方法相比，在11 g/dL到19 g/dL范圍內測得的血紅蛋白濃度相關性很好，r2=0.97［10］。近紅外光譜分析技術可對被檢測進行快速、無損傷、可對血液進行多組分同時進行無創檢測［11］，該技術應用于人體血紅蛋白的這一臨床領域的發展比較迅速。利用該技術可以測定血液中血紅蛋白及其他成分，其中以脈搏血氧飽和度的應用最為成功，其他方面的應用還有待于進一步探索。

1.3血紅蛋白測量結果的差異性

Gehring等［12］通過比較5個不同碳氧血氧設備廠家生產的不同的兩臺設備之間所測得血紅蛋白的濃度進行研究發現，它們之間所測血紅蛋白濃度平均標準差異為0.5 g/dl（差異在0.1~1.2 g/dl之間）。Gomez-Simon等［13-16］研究發現末梢血血紅蛋白水平與動脈與靜脈血液可能有顯著差異，標準偏差在0.5~1.3 g/dL。由于采取的末梢血標本其組成來源復雜，不僅有末梢毛細血管中的血液，此外還混有組織液及細胞內液等，不能真實的反應循環血液的實際情況，因此會對對儀器的檢測產生不同程度的影響，所測結果的準確性也存在一定的偏差［17］。因血漿的差異，動脈血與靜脈血血紅蛋白的差異最高可達0.7 g/dL［18］。站立時血紅蛋白水平比坐姿高，最高達1 g/dL［19］。左右手采樣差異最高可達0.5 g/dL［20］。Macknet等［21］將彩虹碳氧血氧儀所測血紅蛋白與總血紅蛋白進行對比研究，其將所測總血紅蛋白分成<10、10 ~11.9、12~15 g/dL三個范圍，發現總血紅蛋白低的組，其所測無創血紅蛋白值與總血紅tHb之間的差異較小。

1.4近紅外測量血紅蛋白濃度的現有產品

利用近紅外技術測量血紅蛋白的研究已經有30余年，已經有一些公司應用該技術研發出能夠無創、連續、即時并減少感染風險的血紅蛋白監測儀，生產上市，并成為現今研究的熱點，因其存在干擾因素多，不一定適用于所有患者。目前市場上所銷售的能夠無創測量血紅蛋白的儀器有：日本Sysmex公司生產的Astrim無創血管檢測儀、美國Masimo公司利用彩虹技術生產的Masimo Radical-7等系列產品。它們均能連續、無創、實時地監測血紅蛋白含量，可為手術中出血、動靜脈同步換血、貧血及輸血監測提供一定的參考，為早期發現貧血及失血等患者搶救贏得寶貴時機。

2　連續無創Hb監測在臨床中的應用

2.1在危重新生兒中的應用

唐沂等［22］研究者利用近紅外光譜測定技術對經窒息復蘇后的新生兒進行氧合血紅蛋白濃度監測，分別按照不同時間記錄新生兒在環境安靜狀態下及音樂刺激后腦組織的氧合血紅蛋白的濃度，根據窒息程度的不同進行分組，并進行組間比較。研究結果顯示：在環境安靜的狀態情況下，所入選的新生兒腦組織的氧合血紅蛋白濃度變化較小，基本上是穩定的，僅有短暫時間小幅度的波動；而在第12~24小時及第2~3天，所入選的正常新生兒和經窒息復蘇后的新生兒在環境安靜狀態下腦組織氧合血紅蛋白含量進行比較存在著明顯差異；在新生兒病情穩定后第5~7天后，測得腦組織中氧合血紅蛋白濃度，正常新生兒和經復蘇的輕度窒息患兒環境安靜狀態下腦組織中氧合血紅蛋白含量相比較無顯著性差異，而正常新生兒、經窒息復蘇后的輕度窒息患兒及重度窒息患兒病情穩定后第5~7天環境安靜的狀態下腦組織氧合血紅蛋白濃度相比較仍存在著顯著性的差異。在給予音樂刺激后的正常新生兒及經窒息復蘇后的新生兒，其在第12~24小時、第2~3天音樂刺激后腦組織的氧合血紅蛋白與安靜時無明顯變化，隨著病情的好轉，第5~7天經復蘇的輕度窒息新生兒對音樂的刺激和正常的新生兒出現類似的變化，但重度窒息患兒仍然對刺激無明顯反應。Nicholas等［23］研究早產兒無創血紅蛋白（SpHb）與實驗室總血紅蛋白（tHb）之間的關系。研究得出這兩方法的結果之間的相關系數r2=0.66，而胎齡≤32周的新生兒它們之間的相關系數r2=0.69相關性更強。并得出它們之間的偏差及精度為-0.23± 1.60 g/dl。

2.2容量治療

對術中患者進行補液可以維持術中患者血壓等循環的穩定、改善微循環灌注，減少術中不必要的異體輸血及可能帶來的感染風險。適當的補液不僅可挽救患者的生命，還可能改善疾病預后。但過度補液會使血液中血紅蛋白過度稀釋，還有可能增加患者的循環負荷，對患者產生嚴重影響。因此容量治療過程中同時監測血紅蛋白水平尤其重要。傳統的方法有創、不能連續，不利于持續的監測而不能及時指導容量治療。Macknet等［24］研究人員對30例不同類型的手術患者與18名健康的志愿者進行等容量血液稀釋治療，結果顯示：在有創血紅蛋白在44~158 g/L之間時，無創血紅蛋白數值與靜脈血紅蛋白數值兩者的相關系數為0.882，在等容量稀釋中無創血紅蛋白數值具有比較好的的指導作用。Bergek等［25］研究人員發現經皮血紅蛋白（SpHb）值受所輸注的晶體液與膠體液本身的性質的影響。

2.3指導輸血

血液資源匱乏及異體輸血帶來的感染風險，成為臨床工作中關注方面之一。圍手術期患者的貧血及對其相應的輸血將影響圍手術期患者的預后及死亡率［26-29］。且在有復雜合并癥的患者中該影響因素更加顯著［28］。臨床中通常經過監測患者的血紅蛋白濃度，并根據具體生命體征變化及相應指征而決定是否輸血。Applegate等［29］研究人員對進行腹部及骨盆手術的患者的術中輸血情況進行研究，得出無創血紅蛋白數值與實驗室有創血紅蛋白的相關系數為0.69，無創經皮血紅蛋白數值與實驗室有創血紅蛋白差值的平均值為5.0±14.4 g/L。當血紅蛋白濃度處于低水平狀態時，無創血紅蛋白要高于實驗室有創血紅蛋白，表明無創經皮血紅蛋白對于監測指導輸血并不是很安全。此外Berkow等［30］研究發現：對于脊柱手術患者，當其血紅蛋白值維持在100 g/L以上的情況下，無創血紅蛋白可以用來指導血液管理。

2.4ICU患者使用

ICU中的重癥疾病患者，病情隨時隨刻都有惡化危險。動態觀察患者血紅蛋白水平有助于觀察患者病情變化情況。但每次抽取血液標本都相當于對患者的再一次創傷，假如使用連續無創血紅蛋白監測的重癥患者的血紅蛋白的精確度在臨床上能夠接受，便能夠在一定程度上減輕患者的痛苦。Frasca等［31-32］利用連續無創血紅蛋白監測儀監測ICU中的重癥患者，結果顯示與實驗室檢查結果相比較，其精確度在臨床上能夠接受的，因此可用于ICU重癥患者的監測，此外他們的研究也發現使用連續無創血紅蛋白監測儀指導輸血時，其精確度還是存在不小的偏差，應謹慎使用。Jung等［33］研究NICU中的患者，結果顯示該方法對早期發現新生兒血紅蛋白變化是有意義的。而Nguyen等[34]研究人員應用無創血紅蛋白監測儀對心臟手術后重癥監護室的患者進行監測，得出其的無創血紅蛋白的精確度與實驗室檢測比較相關性較差。

2.5急診患者使用

在急診中，快速準確的測量出血紅蛋白的數值對于患者的搶救意義重大。而當今所使用的血紅蛋白檢測方法多是滯后且延時的。如果無創血紅蛋白的精確度能夠在急診中得到肯定，那么將能夠較大程度的減少患者等待實驗室檢查結果的時間，為患者的救治贏得寶貴的時間。但Gayat等［35］將無創經皮血紅蛋白儀用于急診科患者中研究顯示：SpHb與Hb的差值為18 g/L [95%置信區間（15.1，20.9）]，相關系數為0.53。如果根據經皮血紅蛋白儀所測得的數值來指導輸血，大約有13%的患者經輸血治療是不恰當的，該技術應用于急診科不夠準確。而另外一些學者的研究則認為無創血紅蛋白監測技術能夠用于急診室患者的容量分布監測［36］。

2.6貧血患者使用

全球約有30億人不同程度貧血，不同國家其快速篩查人群中貧血者能力體現其醫療水平的高低。目前臨床上較常用的方法是通過采取人體靜脈血液標本測量其血紅蛋白濃度來判斷被檢者是否貧血。Crowley等［37］研究顯示無創血紅蛋白監測技術可以用于貧血患者的篩查，且可在更短的時間內確定是否是貧血。

3　影響因素

關于無創血紅蛋白在臨床應用的精確性，在不同的臨床情況下無創血紅蛋白的準確性差別很大，也存在著有截然不同的結果。因此有越來越多學者研究影響無創血紅蛋白準確性的可能因素，目前關注較多的的可能影響無創血紅蛋白準確性的因素主要有脈搏灌注指數（PI）、被檢者的失血量及血紅蛋白濃度等。

3.1灌注指數（PI）

PI能夠反映指尖局部的灌注狀態，進而間接實時反應外周循環的變化。而對指尖進行局部加溫［38］及局部神經阻滯后都能夠臨時改善其灌注情況。有學者研究表明隨著測量部位脈搏灌注指數值的增加，無創血紅蛋白與有創血紅蛋白的差值顯著的降低［39-40］。Miller等［41］研究顯示對患者指神經阻滯后其灌注指數值增長了0.55，無創血紅蛋白值與有創血紅蛋白差值在5 g/L之內所占比重也顯著增加，而當灌注指數大于2.0時，無創血紅蛋白與有創血紅蛋白差值大于20 g/L的比例下降更加明顯。由此研究得出指神經阻滯可以顯著提高無創血紅蛋白測量值的精確度，無創血紅蛋白監測技術聯合指神經阻滯將更有效的指導臨床輸血。

3.2失血量

當圍手術期患者大量失血時，為維持重要臟器的血流灌注，外周血管會發生收縮，這可能會在一定程度上影響PI值，從而影響監測SpHb所獲取的信號質量及準確性。Applegate等[42]研究發現，失血量較大的患者，SpHb與Hb差值更大，測得的SpHb值更不準確。

3.3血紅蛋白濃度

血紅蛋白的濃度也可能是影響無創血紅蛋白準確性的其中的一個要素。有研究報道，在所研究的成人中，隨著所測血紅蛋白濃度水平的增加，無創血紅蛋白與有創血紅蛋白差值會降低［42-43］。Park等［44］研究發現當血紅蛋白處于較低水平時，無創血紅蛋白數值有可能會提供高于實際值的較高的錯誤數值，因而當所測得無創血紅蛋白值小于90 g/L時或者決定是否需要進行輸血時，需要用更準確的方法測量血紅蛋白數值。

3.4其他

Gayat等［2］研究顯示：在手術患者全身麻醉誘導期間，無創血紅蛋白值會伴隨著吸入氧濃度的增加而增長，其關系是非線性的，得出無創血紅蛋白值的準確性可能會受患者吸入氧濃度的影響。

綜上所述，無創血紅蛋白監測技術不僅是一種無創的，而且是連續、即時監測血紅蛋白的方法，在一定情況下可以用于指導臨床的診斷及相對應的治療，在成人等方面有不少研究報道，但關于新生兒特別是危重新生兒相關SpHb的研究及報道鮮有，且其應用受多種因素影響，為盡量提高其準確性，減少外界干擾，有待于進一步研究。

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技術方法

通信作者：劉利軍，主任醫師，E-mail: liulijun2008mail@163.com

作者簡介：陳坤，在讀研究生，E-mail: ohchenkun@163.com

收稿日期：2015-10-11