微透析技術(shù)在神經(jīng)外科的應(yīng)用進(jìn)展

 

微透析(microdialysis，MD)技術(shù)最初是由Delgado和Ungerstedt所設(shè)想，他們打破傳統(tǒng)的生物傳感器思維，使生化分析由體內(nèi)轉(zhuǎn)移到體外進(jìn)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(jì)70年代，此技術(shù)成形為現(xiàn)代MD，灌注液在置入腦組織的半透膜導(dǎo)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(jì)90年代，MD床應(yīng)用導(dǎo)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(yīng)用于臨床。

 

1．1 MD原理

MD導(dǎo)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(nèi)腔灌注等滲液，當(dāng)灌注液通過透析膜時，膜兩側(cè)物質(zhì)進(jìn)行擴(kuò)散后透析液從外流管流入到收集容器。MD導(dǎo)管所以更像一個人工的毛細(xì)血管，透析液中物質(zhì)濃度部分依靠膜兩側(cè)物質(zhì)的擴(kuò)散平衡，同時也依靠物質(zhì)在組織液中的攝取和供給。比如，毛細(xì)血管血流降低和／或細(xì)胞糖攝取增加都會導(dǎo)致分析液中糖濃度降低。透析液中的物質(zhì)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(zhì)的擴(kuò)散速度。如果透析膜足夠大和流量足夠低時，回收率將達(dá)到100％。臨床上使用的腦MD導(dǎo)管，如流量為0．3 ul／min，透析膜長度達(dá)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(dāng)范圍的腦組織生化變化，所以導(dǎo)管的定位相當(dāng)重要。MD導(dǎo)管可通過顱栓置入，不需到手術(shù)室就可完成。開顱術(shù)中也可在明視下將導(dǎo)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(zhì)還是灰質(zhì)，似乎沒有差異，但對于神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)可能會有差異。無論如何置入導(dǎo)管，CT上確定金屬尖的位置非常重要，它的定位將決定我們?nèi)绾稳ソ忉屇X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(dá)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(nèi)生化改變緩慢，時間延遲對預(yù)后影響較小，所以建議采用標(biāo)準(zhǔn)流量和標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)管，這可以方便對不同時間不同患者的數(shù)據(jù)進(jìn)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(yù)防或最大限度減少繼發(fā)性損傷，在圍術(shù)期、危重治療中評價與指導(dǎo)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(xué)組織建議在行顱內(nèi)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(biāo)，結(jié)合其他監(jiān)測可以用于指導(dǎo)治療，預(yù)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(yù)后和癥狀密切相關(guān)。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(guān)，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(dǎo)3H治療；尤其對于難以進(jìn)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(xué)組織建議：在彌散性TBI的患者，可以將MD導(dǎo)管置入到右側(cè)額區(qū)；在局灶性TBI患者，可以使用2個MD導(dǎo)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(yán)重程度，并且比其他監(jiān)測指標(biāo)更可靠；LPR的增高程度與嚴(yán)重TBI后臨床癥狀的嚴(yán)重程度和預(yù)后有關(guān)。Bullock等將MD導(dǎo)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(dǎo)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(xì)胞水平的變化，能在神經(jīng)病學(xué)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(yán)重TBI患者，LPR和丙三醇增高可以預(yù)示在3h內(nèi)會出現(xiàn)顱高壓。Nordstrom等。提出腦灌注壓(CPP)管理應(yīng)該個體化，可以使用MD來確定CPP的安全低限，不應(yīng)機械執(zhí)行統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)重TBI后急性期預(yù)后差與全身血糖濃度的增高有關(guān)，也與MD血糖濃度降低有關(guān)。近來一項研究顯示，TBI后不能常規(guī)嚴(yán)密控制血糖，MD糖濃度監(jiān)測可以指導(dǎo)血糖的個體化治療。

2．3 術(shù)中岫監(jiān)測Mendelowitsch[131首先在術(shù)中引入MD監(jiān)測技術(shù)，他們在顱內(nèi)外動脈旁路手術(shù)中將導(dǎo)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(shù)中明顯增高，其中2例在術(shù)后出現(xiàn)輕偏癱。xu等在經(jīng)額垂體腺瘤切除術(shù)中發(fā)現(xiàn)：被牽拉腦組織皮質(zhì)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(nèi)動脈瘤夾閉術(shù)中將MD導(dǎo)管置入相應(yīng)載瘤動脈供血區(qū)的腦皮質(zhì)，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(shù)受透析導(dǎo)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(nèi)藥動學(xué)ⅥD可以監(jiān)測腦組織問液中內(nèi)源性和外源性物質(zhì)的濃度，解決了以往主要以全腦勻漿法進(jìn)行腦內(nèi)藥動學(xué)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(xì)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(xì)胞提供更佳的治療濃度，也可能因易損細(xì)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(xué)院學(xué)報  第37卷第6期  作者 任秋生 等）