微透析技術在神經(jīng)外科的應用進展

 

微透析(microdialysis，MD)技術最初是由Delgado和Ungerstedt所設想，他們打破傳統(tǒng)的生物傳感器思維，使生化分析由體內轉移到體外進行。1966年，Bito將含有6％葡聚糖的透析膜袋插入犬的大腦半球，low后取出分析袋中氨基酸的含量。20世紀70年代，此技術成形為現(xiàn)代MD，灌注液在置入腦組織的半透膜導管流動的過程中與腦組織間液(ECF)之間相互滲透，從而實現(xiàn)對腦組織間液的連續(xù)取樣。20世紀90年代，MD床應用導管的制作成功與床旁透析液分析儀(CMAMicrodialysiS，Solna，Sweden)的推出使它開始應用于臨床。

 

1．1 MD原理

MD導管包括一個雙腔探針，尖端是一個半透析膜。將探針置人生物組織后，通過內腔灌注等滲液，當灌注液通過透析膜時，膜兩側物質進行擴散后透析液從外流管流入到收集容器。MD導管所以更像一個人工的毛細血管，透析液中物質濃度部分依靠膜兩側物質的擴散平衡，同時也依靠物質在組織液中的攝取和供給。比如，毛細血管血流降低和／或細胞糖攝取增加都會導致分析液中糖濃度降低。透析液中的物質濃度與組織間液中實際濃度的比值被稱作相對回收率，回收率高低取決于膜孔大小、膜面積、灌注流量和物質的擴散速度。如果透析膜足夠大和流量足夠低時，回收率將達到100％。臨床上使用的腦MD導管，如流量為0．3 ul／min，透析膜長度達10mm，回收率大約為70％。

1．2 MD的置入、定位

MD只可監(jiān)測透析膜周邊與膜長度直徑相當范圍的腦組織生化變化，所以導管的定位相當重要。MD導管可通過顱栓置入，不需到手術室就可完成。開顱術中也可在明視下將導管置入到損傷的周邊區(qū)域(離損傷邊界lcm)或載瘤動脈的供血區(qū)。至于位于白質還是灰質，似乎沒有差異，但對于神經(jīng)傳導物質可能會有差異。無論如何置入導管，CT上確定金屬尖的位置非常重要，它的定位將決定我們如何去解釋腦的病理改變_。

MD泵流量為0．3gl／min，此時10mm透析膜回收率為70％，20或3omm透析膜可達到100％。但有時高灌注流量是非常必要的，如在動脈臨時夾閉過程中，需高頻采樣來監(jiān)測缺血狀態(tài)。此時0．3t11／min的流量將不能采集充足的樣本。10mm透析膜在流量1ul／min時回收率降低到30%。使用高灌注流量的另一個原因是為減少時間延遲(透析液從腦到分析試管的時間)。流量為0.3ul／min時延遲時間為20min，流量為5ul／min時，可以減少到1min。在神經(jīng)科病房，腦內生化改變緩慢，時間延遲對預后影響較小，所以建議采用標準流量和標準導管，這可以方便對不同時間不同患者的數(shù)據(jù)進行比較。

 

MD主要用于繼發(fā)性腦損傷的早期監(jiān)測，實現(xiàn)預防或最大限度減少繼發(fā)性損傷，在圍術期、危重治療中評價與指導治療，也利于實現(xiàn)治療個體化。

2．1 蛛網(wǎng)膜下腔出血(SAH)MD已經(jīng)廣為用于SAH患者腦缺血監(jiān)測。神經(jīng)病學組織建議在行顱內壓和腦灌注壓監(jiān)測的SAH患者可以常規(guī)使用MD監(jiān)測，谷氨酸和LPR是腦缺血惡化的敏感指標，結合其他監(jiān)測可以用于指導治療，預防繼發(fā)缺血性損傷。血管痙攣早期先是谷氨酸的增高，然后是乳酸、LPR和丙三醇的變化181。谷氨酸升高的水平與臨床預后和癥狀密切相關。SAH后MD監(jiān)測的谷氨酸和丙三醇濃度與局部腦血流密切相關，LPR對于腦缺血性癥狀有很高的敏感度和特異度。在臨床癥狀出現(xiàn)前11～23h會有LPR和丙三醇增高，增高可提示會出現(xiàn)由血管痙攣而引發(fā)的遲發(fā)性缺血損傷。Sakowitz等建議，MD可以作為神經(jīng)科危重患者常規(guī)監(jiān)測，與TCD相比，監(jiān)測動脈瘤出血后遲發(fā)性缺血改變更具有明顯的特異性。ⅥD不僅可以幫助診斷血管痙攣，還可用于指導3H治療；尤其對于難以進行臨床監(jiān)測的昏迷患者，MD監(jiān)測將有助于診斷與治療。

2．2 創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)神經(jīng)病學組織建議：在彌散性TBI的患者，可以將MD導管置入到右側額區(qū)；在局灶性TBI患者，可以使用2個MD導管，分別置入到易損區(qū)和正常腦組織區(qū)；LPR可以反映腦組織的氧化還原狀態(tài)和缺血的嚴重程度，并且比其他監(jiān)測指標更可靠；LPR的增高程度與嚴重TBI后臨床癥狀的嚴重程度和預后有關。Bullock等將MD導管插入到挫傷腦組織附近，發(fā)現(xiàn)持續(xù)腦血流降低會導致大量興奮性氨基酸的釋放，而在沒有繼發(fā)缺血表現(xiàn)或僅局部挫傷的患者，谷氨酸的釋放僅是暫時的。腦MD監(jiān)測細胞水平的變化，能在神經(jīng)病學癥狀出現(xiàn)前或常規(guī)監(jiān)測(如ICP等)改變前監(jiān)測出低氧或缺血。對嚴重TBI患者，LPR和丙三醇增高可以預示在3h內會出現(xiàn)顱高壓。Nordstrom等。提出腦灌注壓(CPP)管理應該個體化，可以使用MD來確定CPP的安全低限，不應機械執(zhí)行統(tǒng)一的管理標準。嚴重TBI后急性期預后差與全身血糖濃度的增高有關，也與MD血糖濃度降低有關。近來一項研究顯示，TBI后不能常規(guī)嚴密控制血糖，MD糖濃度監(jiān)測可以指導血糖的個體化治療。

2．3 術中岫監(jiān)測Mendelowitsch[131首先在術中引入MD監(jiān)測技術，他們在顱內外動脈旁路手術中將導管插入到距旁路區(qū)1．5cm處的腦組織，3例患者發(fā)現(xiàn)腦組織間液中谷氨酸濃度術中明顯增高，其中2例在術后出現(xiàn)輕偏癱。xu等在經(jīng)額垂體腺瘤切除術中發(fā)現(xiàn)：被牽拉腦組織皮質中的糖雖然未發(fā)生變化，而LPR、谷氨酸、丙三醇卻明顯增高；LPR增高提示腦組織發(fā)生了不完全缺血，而谷氨酸和丙三醇的增高則提示繼發(fā)腦損傷的發(fā)生。李健等在顱內動脈瘤夾閉術中將MD導管置入相應載瘤動脈供血區(qū)的腦皮質，發(fā)現(xiàn)隨臨時阻斷時間的延長興奮性氨基酸會顯著升高。Bhatia等開究指出，雖然微透析技術受透析導管到分析儀之間的長度和透析液流速的限制而延遲9min，但可以為外科和麻醉醫(yī)生提供可靠的信息；尤其在需要即時快速了解腦組織間液變化時，通過MD監(jiān)測糖和乳酸是一種非常有效的方法。

 

2．4 腦內藥動學ⅥD可以監(jiān)測腦組織問液中內源性和外源性物質的濃度，解決了以往主要以全腦勻漿法進行腦內藥動學研究的難題。對神經(jīng)科危重患者，非常有用的是可以用來監(jiān)測抗感染藥物對血腦屏障的穿透性。Bouw等發(fā)現(xiàn)在近挫傷區(qū)腦組織間液中嗎啡濃度明顯高于未損傷區(qū)，可能由于創(chuàng)傷和卒中部位腦組織血腦屏障受損，藥物的穿透性增強。這意味著易發(fā)生繼發(fā)損傷的腦細胞在藥物治療時，局部藥物濃度不為人知，它一方面可能對易損細胞提供更佳的治療濃度，也可能因易損細胞由于環(huán)境變化而更易發(fā)生繼發(fā)損傷。

 

（文章來源：溫州醫(yī)學院學報  第37卷第6期  作者 任秋生 等）