Theo dõi oxy hóa mô bằng máy quang phổ cận hồng ngoại: Cơ sở lý thuyết và ứng dụng lâm sàng hiện nay

Bài viết trình bày về cơ sở lý thuyết về kỹ thuật chi tiết của máy NIRS một cách ngắn gọn. Các phân tử sinh học khác nhau sẽ thay đổi tính chất quang học của chúng khi gắn với oxygen.

THEO DÕI OXY HÓA MÔ BẰNG MÁY QUANG PHỔ CẬN HỒNG NGOẠI:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG LÂM SÀNG HIỆN NAY

Phan Văn Dũng*

MỞ ĐẦU

Oxy hóa mô thỏa đáng là diễn biến thuận lợi

của chuyển hóa hiếu khí Vì vậy, trong nhiều

lãnh vực y khoa, mục đích điều trị là nhắm đến

việc duy trì, hoặc tối ưu hóa cung cấp oxy mô tế

bào Tuy nhiên vẫn còn nhiều thách thức trong

việc đánh giá oxy hóa mô trên lâm sàng khi chỉ

dựa vào các khảo sát căn bản thường qui

Chúng ta biết rằng việc tắc nghẽn gây thiếu máu

cục bộ vùng (không thể phát hiện được ở mức

toàn thân) thường là nguyên nhân góp phần

quan trọng gây bệnh lý và tử vong sau các chấn

thương lớn và ở những người bệnh nặng, nên

cần thiết phải có nhiều phương pháp cho phép

đánh giá phát hiện sớm tình trạng thiếu oxy/rối

loạn khả năng oxy hóa vùng mô để hướng dẫn

điều trị nhằm bảo tồn tình trạng oxy hóa mô

Mặc khác, ngày càng nhận thấy tối ưu hóa

oxy hóa mô tế bào không đơn giản là theo

thuyết “càng nhiều càng tốt”, vì oxy hóa quá mức

bình thường cũng có thể gây nguy hại Do vậy,

việc điều trị để tối ưu oxy hóa mô phải nhắm

trực tiếp đến các mục tiêu oxy hóa chuyên biệt,

kể cả mục tiêu oxy hóa vùng, và do đó việc theo

dõi là rất cần thiết

Oxy hóa động mạch và tĩnh mạch (tĩnh

mạch trung tâm/tĩnh mạch trộn) có thể đánh giá

thường qui với các kỹ thuật thông thường như

máy đo bão hòa oxy mạch, phân tích khí máu

động mạch, theo dõi oxy máu động mạch phổi

Tuy nhiên, hiện nay việc đánh giá oxy hóa từng

vùng mô vẫn chưa thể thực hiện được một cách

thường qui trên lâm sàng hàng ngày Theo

truyền thống, oxy hóa mô đã từng được đánh

giá đôi chút qua các dụng cụ thực nghiệm, khi

thì xâm lấn (như kim điện cực Clark) hoặc phụ

thuộc vào chất nhuộm (như palladium

phosphorescence) nên còn hạn chế trong ứng dụng

lâm sàng Trong thập niên vừa qua, nhiều kỹ thuật đầy hứa hẹn được giới thiệu với tính năng

có thể đánh giá oxy hóa mô một cách thường qui Kỹ thuật thường dùng nhiều nhất trên lâm sàng là máy quang phổ cận hồng ngoại (Near InfraRed Spectroscopy:NIRS)

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KỸ THUẬT

Trong khuôn khổ bài này, chúng tôi xin được trình bày về cơ sở lý thuyết về kỹ thuật chi tiết của máy NIRS một cách ngắn gọn Các phân

tử sinh học khác nhau sẽ thay đổi tính chất quang học của chúng khi gắn với oxygen Từ trải nghiệm này, chúng ta hiểu được máu oxy hóa nhiều sẽ biểu hiện màu đỏ, trong khi máu bị khử oxy có màu sẩm, biến thiên từ màu xanh dương đến màu đen Hiện tượng này là do kiểu hấp thụ của hemoglobin oxy hóa có phần khác với hemoglobin khử và vì thế sẽ biểu hiện khác trên quang phổ Những khác biệt về quang phổ này đã được vận dụng và ngày nay người ta ứng dụng trong lâm sàng chuẩn mực với máy

đo độ bão hòa oxy qua mạch (SpO2), ở đây thường chỉ dùng hai hoặc ba độ dài sóng khác nhau kết hợp với sóng mạch nảy để đo độ bão hòa oxy hemoglobin trong máu động mạch Ánh sáng thấy được chỉ xuyên qua mô một khoảng ngắn, vì sẽ được hấp thu hoặc phân tán nên ánh sáng này giảm rất rõ qua vài lớp mô Tuy nhiên, trong dãi phổ tia cận hồng ngoại (700 – 1100 nm) các photon có khả năng xuyên sâu đến vài centimet hoặc hơn nữa Ngoài ra, chùm tia cận hồng ngoại cũng có thể xuyên qua được xương, đây là điều tiên quyết cho việc theo dõi oxy hóa mô não xuyên sọ Cùng với lợi

* Bv Đại Học Y Dược Tp HCM

Tác giả liên lạc: Bs Phan Văn Dũng ĐT: 0903701502 Email: jusedung@yahoo.com

thế có thể xuyên thấu tương đối sâu hơn đến vài

centimet, vùng phổ cận hồng ngoại cũng đặc

trưng bởi những khác biệt đặc hiệu về phổ

hemoglobin oxy hóa và hemoglobin khử

Ứng dụng những đặc tính tự nhiên này để

theo dõi tình trạng oxy hóa từng vùng mô, các

chức năng theo dõi của máy đo quang phổ cận

hồng ngoại gồm nguồn sáng phát ra tia cận

hồng ngoại trực tiếp đến các vùng mô cần khảo

sát qua đầu dò (thường gắn ngoài da) Trong khi

một số thiết bị phát ra tia NIR ngay từ trong

module theo dõi, đi qua các sợi quang học đến

tận đỉnh đầu dò (InSpectra, Hutchinson

Technology Inc.), thì một số thiết bị khác lại phát

tia ra ngay tại chính đầu dò (Equanox, Nonin

Medical Inc.) Cả hai nhóm thiết bị này đều

thường gắn các điện cực thăm dò ngoài da ngay

trên vùng mô cần khảo sát Điện cực thăm dò

được phủ băng dính để cố định vị trí trong thời

gian khảo sát kéo dài, đồng thời cũng giúp giảm

bớt ánh sáng môi trường tác động vào đường đi

của các photon khảo sát

Máy đo NIRS xuyên qua da là dụng cụ

không xâm lấn và cường độ ánh sáng ứng dụng

không gây tổn thương mô, không gây bỏng da

ngay cả khi khảo sát trong một thời gian dài

Trên đường đi xuyên qua mô, chùm tia sáng sẽ

tương tác với nhiều thành phần của mô Một

phần tia sáng phản chiếu qua bề mặt kính, một

phần chuyển hướng và len lõi vào trong một số

thành phần nhất định của mô như ty thể, và mất

đi rất nhiều trong quá trình xuyên qua mô

Quan trọng hơn đối với NIRS là tia sáng sẽ được

hấp thụ một phần khi tiếp cận với chất có màu

như melanin, myoglobin hoặc hemoglobin

Riêng hai chất myoglobin và hemoglobin thay

đổi phổ màu tùy thuộc vào tình trạng oxy hóa

Người ta dùng một hoặc nhiều đầu dò nhận

cảm tích hợp vào đầu dò NIRS để thu nhận

phần ánh sáng quay trở lại bề mặt mô Trong

các hệ thống được thiết kế để khảo sát ở nhiều

độ sâu khác nhau, đầu dò bằng nhựa dẽo dán ở

da có thể bao gồm hai hoặc nhiều chip nhận

cảm đơn Trong trường hợp này, mức độ sâu

của khảo sát tùy thuộc vào khoảng cách từ

nguồn phát tia đến đầu dò nhận cảm, thường nằm trong khoảng vài centimet dưới vùng đường đi của chùm tia dạng quả chuối hoặc dạng boomerang từ nguồn phát tia qua mô cần khảo sát và trở lại đầu nhận cảm ở bề mặt da Những năm gần đây, NIRS được phát triển

từ một số rất ít phương tiện theo dõi và thực nghiệm cùng với việc sử dụng rộng rãi trên lâm sàng Máy theo dõi NIRS ngày càng trở nên gọn, nhỏ hơn, rẽ hơn, và lại còn dễ dàng sử dụng nhờ đã cải tiến rất nhiều như về giao diện với người dùng và hạn chế các thủ thuật cân chỉnh máy Hiện nay máy theo dõi NIRS đã được sản

xuất từ nhiều công ty khác nhau như Nonin

Medical Inc., Hutchinson Technology Inc., Covidien

và một số công ty khác nữa Trong khi một số hãng máy móc y khoa tập trung vào việc sản xuất máy theo dõi oxy hóa mô não (vd cho các phẫu thuật tim hoặc động mạch cảnh), thì một

số hãng khác cung cấp những máy theo dõi và các đầu dò chuyên biệt thiết kế dành riêng cho việc đánh giá oxy hóa mô ngoại vi Đối với trẻ

sơ sinh, cũng có các đầu dò cực nhỏ chuyên dụng Hiện nay, một hướng phát triển khác được quan tâm là thu nhỏ các phương tiện, gần như hầu hết các máy theo dõi đều thiết kế ở dạng xách tay

CÁC VỊ TRÍ KHẢO SÁT NIRS

NIRS thường được dùng nhiều nhất trong việc đánh giá oxy hóa mô não, vd trong phẫu thuật tim Nhờ chùm tia cận hồng ngoại dễ dàng xuyên qua lớp xương sọ, nên có thể thực hiện việc đánh giá liên tục tình trạng oxy hóa vùng mô vỏ não (rSO2) qua điện cực dán da vùng trán người bệnh Hệ thống mạch máu ở

đây nằm trong một vùng gọi là “giữa hai làn

nước”, nghĩa là vùng mô não nằm giữa vùng

nhận máu từ động mạch não trước và động mạch não giữa Vì vậy độ bão hòa oxy hemoglobin mô não đạt được phần lớn từ chất xám ở vỏ não và phản ánh sự cân đối giữa cung

và cầu oxy vùng này

Để đánh giá oxy hóa mô ngoại vi, hiện nay

có nhiều vị trí có thể khảo sát được, tuy nhiên

người ta chỉ thiết lập một vài nơi mà thôi Các vị

trí khảo sát này thường được xác định qua hệ cơ

bên dưới, được xem như là một khoang tổ chức

tương đối đồng nhất Theo truyền thống, mô cái

được chọn là một vị trí khảo sát oxy hóa mô

ngoại vi Người ta ghi nhận mô cái chỉ có một

lớp mỡ tương đối mỏng so với các vùng da

khác, và rất ít khác nhau giữa những cá thể khảo

sát Mô cái cũng còn là vùng ít bị ảnh hưởng bởi

tình trạng phù toàn thân so với những vùng da

khác Nhờ vậy đây là vùng khá đồng nhất cho

việc khảo sát NIRS(4) Một lý do khác nữa là

ngay cả ở những người da đen, mô cái cũng

không nhuốm màu và do đó không gây trở ngại

cho phương pháp khảo sát Bất lợi lớn trong lâm

sàng khi chọn mô cái để khảo sát là vấn đề cố

định đầu dò trên vùng mô hình nón này Mặc

dầu nhiều hãng chế tạo máy đã thiết kế các đầu

dò tương đối ổn định khi gắn ở mô cái

(Hutchinson InSpectra), nhưng vấn nạn này vẫn

còn chưa giải quyết khi dùng các đầu dò phẳng

uống thành hình chữ U để áp cong vào mô cái

(Covidien, Nonin) Điều này làm cho ánh sáng

môi trường lọt vào đường đi của tia sáng chiếu

đến đầu dò nhận cảm, nên có khả năng đọc kết

quả sai hoặc mất hẳn tín hiệu

Về phương diện sinh lý học, vùng cẳng tay

là vị trí dễ bị phản ứng co mạch trong trường

hợp suy tuần hoàn Ở đây, đáp ứng vận mạch

có thể xảy ra sớm hơn và mãnh liệt hơn các

vùng khác của cơ thể, nên cũng được chọn làm

vị trí thích hợp cho việc khảo sát NIRS ngoại

vi(1) Kinh nghiệm của Scheeren (2012) trên

những người bệnh điều trị ở bệnh viện

Groningen, Netherlands, đầu dò NIRS được gắn

song song với phần đầu cẳng tay, ngay trên cơ

cẳng tay trước, kết quả là vị trí đầu dò ổn định

với đầu điện cực thăm dò “phẳng” chuẩn mực

và tình trạng “thực” của mô da người bệnh Tại

đây, các điện cực thăm dò không cần phải uốn

cong và khá ổn định đến nỗi các vận động của

người bệnh cũng không làm rối loạn tiến trình

khảo sát Ngoài ra, ý kiến ủng hộ cho việc chọn

vị trí này còn đưa ra những lý do chứng tỏ NIRS

vùng cẳng tay nhạy hơn ở vùng mô cái, không

phụ thuộc độ sâu khảo sát, để phát hiện được tình trạng suy tuần hoàn như trong ví dụ về thực nghiệm choáng giảm thể tích(2) Giải thích theo sinh lý bệnh học về sự khác biệt mức độ nhạy với tình trạng giảm khối lượng tuần hoàn giữa mô cái và cẳng tay có thể là do tưới máu của bàn tay được bảo tồn tương đối tốt hơn trong quá trình hệ tim mạch bị rối loạn Một ví

dụ khác là giãn mạch do lạnh trong quá trình bị

hạ thân nhiệt sâu sẽ mở thông hệ thống vi tuần hoàn ở mô bàn tay để phòng tránh tổn thương

mô do lạnh Các vị trí khảo sát NIRS khác ngoài

mô cái và cẳng tay đối với oxy hóa mô ngoại vi cũng được gợi ý nhưng chưa được thực hiện (ví

dụ như các vùng cơ delta và cơ ngực lớn cũng như vùng cơ cạnh cột sống và cơ rộng bên) Điều bất lợi là những vùng này có thể ít nhạy hơn khi khảo sát để phát hiện tình trạng giảm khối lượng tuần hoàn Tuy nhiên, có thể đặt ở vị trí nông ngoài da của các cơ quan như thận hoặc ruột non ở trẻ sơ sinh và nhũ nhi (do da và lớp

mỡ dưới da mỏng), NIRS xuyên qua da có thể khảo sát oxy hóa mô thận hoặc ruột ở nhóm bệnh nhân này Những chỉ định hấp dẫn này chưa có ứng dụng chuẩn mực và câu hỏi quan trọng về việc ứng dụng (đầu dò nhận cảm thích hợp, lượng khối mô khảo sát) vẫn cần phải được đánh giá lại Các máy theo dõi NIRS hiện nay trước hết là được dùng để đánh giá oxy hóa mô, thứ đến còn có vài loại máy kết hợp thêm các chọn lựa khác như để ước tính nồng độ hemoglobin và/hoặc myoglobin trong mẫu máu

(vd Nonin)

Hạn chế của NIRS

Mặc dầu theo dõi NIRS để đánh giá oxy hóa mô đã được cải tiến nhiều trong những năm gần đây, thế nhưng kỹ thuật này vẫn còn nhiều hạn chế Rõ ràng là câu hỏi được đặt ra khi xử lý với các phân tử sinh học màu, liệu còn gì khác nữa ngoài các phân tử quan trọng như hemoglobin góp phần vào kết quả đánh giá của NIRS hay không, chẳng hạn như sắc màu da cũng đóng vai trò quan trọng Một điểm tranh cải khác là vai trò của myoglobin

trong việc khảo sát NIRS Hemoglobin và

Myoglobin cũng san sẻ những đặc tính cốt lõi

kể cả những đặc tính quang học cũng tương

tự như nhau Điều này chưa phải là trở ngại

khi khảo sát oxy hóa mô não xuyên qua sọ, vì

khi khảo sát ở vùng trán chỉ có một ít cơ, nên

myoglobin chỉ nằm trên đường đi không ảnh

hưởng gì Thế nhưng, khi khảo sát đến oxy

hóa mô ngoại vi, vd ở mô cái hoặc cẳng tay,

myoglobin lúc này có thể góp phần quan

trọng cho kết quả cuối cùng Vì so với

hemoglobin, ái tính oxy của myoglobin mạnh

hơn rất nhiều, myoglobin có độ bão hòa oxy

tương đối cao hơn ngay cả khi tưới máu mô

kém và giảm oxy hóa mô Do vậy, nếu tín

hiệu không tách bạch rõ ràng giữa myo- và

hemo-globin vd nhầm lẫn myoglobin với

hemoglobin, thì độ bão hòa hemoglobin sẽ

được đánh giá quá mức Một vấn đề nữa là

khi sử dụng loại cảm biến chỉ dùng một lần

cho mỗi người bệnh, việc theo dõi NIRS khá

tốn kém Lẽ dĩ nhiên chúng ta không thể phân

tích một cách thô thiển giữa chi phí và lợi ích

đối với phần lớn các ứng dụng lâm sàng nên

không ai dám đưa ra khuyến cáo, các nghiên

cứu về sau cân nhắc thêm việc dùng lại các

cảm biến cho vài người bệnh để giảm chi phí

điều trị

Những phát triển hiện nay

Kỹ thuật NIRS truyền thống bị một số hạn

chế qua thời gian, có thể được cho là đủ đạt

nếu kết quả khảo sát tình trạng nền ban đầu

“bình thường” và người bệnh bắt đầu được

theo dõi từ đó Tuy nhiên, trở ngại hơn trong

tình trạng oxy hóa mô bị rối loạn ngay từ lần

đánh giá đầu tiên ví dụ như trong đơn vị điều

trị choáng hoặc ngay tại chiến trường, nơi mà

chúng ta rất mong thu thập được các giá trị

tuyệt đối Sự phát triển kỹ thuật hiện nay

nhắm đến việc cải thiện các phần mềm và

phần cứng để cho các kết quả tuyệt đối, dầu

vậy điều này vẫn còn hạn chế bởi những trở

ngại chính của khảo sát NIRS ở các vùng mà

xét về mặt giải phẫu học tương đối ít lượng

mô để khảo sát

NIRS trong các dịch vụ y tế bằng đường hàng không

NIRS có thể thêm giá trị cho chăm sóc trước lúc nhập viện, bao gồm cả việc vận chuyển người bệnh nặng Những thách thức đặc thù có thể gặp trong quá trình vận chuyển bằng máy bay hoặc trực thăng cấp cứu Tuy nhiên, điều ngạc nhiên là hiện có rất ít thông tin về việc dùng NIRS trong vận chuyển đường y tế hàng không nhất là việc ứng dụng để đánh giá oxy hóa mô ngoại vi Vì vậy cho nên một số tác giả chỉ nghiên cứu ứng dụng theo dõi NIRS trên hệ thống y tế cấp cứu trong vận chuyển bằng máy bay trực thăng Nói tóm lại, NIRS trong cơ sở y

tế thì an toàn và khả thi trong khi chưa thấy được hiệu quả một cách hệ thống trên máy bay trực thăng có thể do ảnh hưởng của động cơ máy bay lúc khởi động hoặc lúc dừng tắt máy,

độ rung trong khoang máy bay Các nghiên cứu sau này sẽ phải chứng tỏ làm thế nào để theo dõi NIRS có thể cải thiện được tính an toàn, hiệu quả điều trị tối ưu trong những tình huống đòi buộc phải vận chuyển bằng máy bay

NIRS trong đơn vị điều trị choáng và chấn thương

Theo dõi NIRS có thể rất lợi ích khi theo dõi người bệnh bị chấn thương tại chiến trường và rất nhiều nghiên cứu cũng đã được thực hiện để khảo sát vai trò theo dõi NIRS tại các trạm y tế dân sự cũng như các trại lính trước khi nhập viện(9) NIRS có thể được dùng để phát hiện và hướng dẫn điều trị khi người bệnh bị giảm tưới máu từng vùng mô, ngay cả khi các dấu hiệu toàn thân (vd huyết áp ) vẫn đang ở trong giới hạn bình thường Cơ sở lý luận sinh lý bệnh học của sự không giống nhau này là tưới máu ngoại

vi có thể rối loạn sớm hơn tình trạng giảm thể tích tuần hoàn và những trạng thái khác của suy sụp toàn thân, khi thể tích và sự tưới máu được

ưu tiên tái phân bố về các khoang trung ương để bảo vệ các cơ quan được cho là sinh tử như tim

và não Trong tiến trình tuần hoàn dồn về trung ương này, hệ cơ vùng ngoại vi sẽ là nơi sớm nhất bị rối loạn tưới máu và sau đó là giảm oxy

hóa mô Vì vậy, việc phát hiện giảm oxy hóa mô

qua khảo sát NIRS phản ánh phần nào khả năng

co mạch của cơ thể để duy trì áp lực tưới máu

đến các cơ quan sinh tử ở trung ương Trong

tình huống này, cần nhấn mạnh việc chú ý quá

trình khởi mê thường thực hiện trong chuỗi can

thiệp cấp cứu người bệnh bị chấn thương, vì

chính việc khởi mê này cũng có thể ảnh hưởng

xấu đến tình trạng oxy hóa mô Do đó, thay đổi

kết quả khi theo dõi NIRS có thể do hậu quả

bệnh lý đi kèm (vd đang mất máu) hoặc do khởi

mê (vd giãn mạch do gây mê) Chúng ta cần

phải quan tâm đến ảnh hưởng của chính công

việc gây mê trên kết quả theo dõi NIRS Thế

nhưng, ảnh hưởng của khởi mê trên kết quả

NIRS vẫn đang còn bàn cải Trong một nghiên

cứu tiến cứu, mô tả, quan sát không ngẫu nhiên

trên những người tự nguyện khỏe mạnh (n=707)

và người bệnh nhập viện vào khu hồi sức ở

trung tâm chấn thương Level I (n=150) để thiết

lập ngưỡng bình thường độ bão hòa oxy mô cái

qua máy đo quang phổ mô In-Spectra Trị giá

StO2 mô cái có khác biệt rõ rệt giữa những người

bình thường hoặc người bệnh không choáng và

người bệnh choáng nặng Trong nghiên cứu

này, trị giá StO2 mô cái là 87±6% đối với người

tự nguyện khỏe mạnh, 83±10% đối với người

bệnh không bị choáng; 83±10% đối với người

bệnh choáng nhẹ; 80±12% người bệnh choáng

trung bình và 45±26% đối với người bệnh

choáng nặng Trị giá StO2 theo cách phân loại

này cũng đúng với các máy theo dõi NIRS khác

hay không thì cần có thêm các nghiên cứu khác

nữa Theo dõi NIRS cũng có thể giúp để phân

biệt ở giai đoạn sớm giữa những người sống sót

và không sống sót, theo đó cứ mỗi sụt giảm 10%

trị giá bão hòa StO2 mô cái sẽ làm tăng tỷ lệ tử

vong gấp ba lần Cuối cùng, điều này cho thấy

rằng nếu người bệnh có thể duy trì StO2 > 75%

thì rất có khả năng là không tiến triển đến suy

cơ quan hoặc tử vong sau chấn thương nặng

NIRS trong phẫu thuật tim

Tương tự như mô ngoại vi, mức độ oxy hóa

mô vỏ não vùng (rSO2) thấp là dấu chỉ bất tương

hợp giữa tưới máu não, cung cấp oxy và nhu cầu oxy của vùng mô não Khảo sát rSO2 cho thấy có liên hệ rất mật thiết với độ bão hòa hành tĩnh mạch cảnh, là chuẩn mực để đánh giá độ bão hòa toàn bộ não Dãi rSO2 đặc hiệu từ 55-80

% và trị giá rSO2 tuyệt đối < 50% hoặc giảm 20%

so với mức trị giá nền của từng cá thể thường được xem như ở ngưỡng cần can thiệp Tần suất gặp diễn biến này ở những người bệnh được mổ bắc cầu động mạch vành lên đến 42% Tuy vậy, trị giá rSO2 < 45% hoặc giảm 25% so với trị giá nền được xem như là ngưỡng “nguy hiểm” do kết cục lâm sàng không mong muốn về thần kinh Chẳng hạn như nghiên cứu trên 100 người bệnh mổ tim cho thấy nhiều rối loạn chức năng nhận thức sau mổ ở những người bệnh với rSO2< 35% hoặc với trị giá rSO2 < 40% kéo dài hơn 10ph Tương tự như vậy, những người bệnh

mổ quai động mạch chủ kéo dài hơn 30 phút dưới ngưỡng tuyệt đối rSO2 60% có thời gian nằm viện kéo dài thêm 4 ngày làm tăng thêm chi phí điều trị

Kỹ thuật này được sử dụng rộng rãi ở người bệnh được phẫu thuật tim để tìm ra mối liên hệ giữa đánh giá oxy hóa mô não và kết quả sau

mổ Một vài nghiên cứu đã tìm ra được mối tương quan giữa sụt giảm độ bão hòa oxy não trong mổ với đột quỵ, rối loạn nhận thức sau

mổ và thời gian nằm viện kéo dài Trong một nghiên cứu của Murkin (2007) trên 200 người bệnh mổ bắc cầu động mạch vành được ngẫu nhiên chọn theo dõi rSO2 mù hoặc can thiệp theo lưu đồ dựa vào kết quả rSO2 Trong nhóm can thiệp, ít gặp các biến chứng lớn đáng kể (tử vong, đột quỵ, suy hô hấp và suy thận) và thời gian nằm ICU ngắn hơn Các biến chứng trên

2000 cas phẫu thuật tim cũng giảm tương tự khi

áp dụng quy trình xử trí dựa vào rSO2 trước và sau mổ Tương tự như vậy, khi xuất hiện trị giá rSO2 < 50% làm tăng nguy cơ rối loạn nhận thức

và kéo dài thời gian nằm viện gấp ba lần, nhất là những người cao tuổi Phân tích chi phí-hiệu quả dựa trên những dữ liệu này cho thấy tiền tiết kiệm được do tránh khỏi tai biến mạch máu não và giảm thời gian nằm viện vượt xa chi phí

cộng thêm để theo dõi rSO2

Tuy nhiên, phải nhớ rằng một số mặt hạn

chế đã làm ảnh hưởng những kết quả này

Trước hết là các yếu tố có liên quan đến người

bệnh như tuổi cao, bệnh lý đi kèm, rất thường

gặp trong quần thể này, vì thế cho nên trị giá

rSO2 của người bệnh mổ tim thường thấp hơn so

với người tình nguyện khỏe mạnh Thứ đến là

tính phức tạp trong thao tác phẫu thuật tim

mạch và chính các thiết bị thường dùng như

máy tim phổi nhân tạo cũng có thể ảnh hưởng

đến kết quả về thần kinh của người bệnh Chẳng

hạn như tỷ lệ bị đột quị biến thiên từ 1 – 3%

trong phẫu thuật bắc cầu động mạch vành và có

thể phần nào cao hơn trong phẫu thuật van

động mạch chủ Các tác giả ghi nhận, gần 75%

các cas bị đột quị xảy ra trong số 90% người

bệnh được đánh giá có nguy cơ từ thấp đến

trung bình trước phẫu thuật, gợi ý cho thấy rất

nhiều trường hợp đột quị này có thể phòng

tránh nếu được theo dõi đúng mực Hơn nữa,

những người bệnh bị đột quị chu phẫu thì nguy

cơ tử vong tăng đáng kể Tác giả Dacey (2005)

nghiên cứu trên 35.733 người bệnh chỉ mổ bắc

cầu động mạch vành từ 1992–2001 cho thấy ở

từng thời điểm, tỷ lệ sống còn thấp nhất đối với

người bệnh bị đột quị do giảm tưới máu so với

những người bệnh khác do thuyên tắc mạch

hoặc không đột quị Trong khi Shroyer (2003)

tổng kết từ 503.478 bệnh án theo nguồn dữ liệu

của Hiệp Hội Các Bác sĩ Phẫu Thuật Lồng Ngực

Hoa Kỳ tính toán tích lũy “Điểm tỷ lệ tử vong

và bệnh lý các cơ quan chính” bao gồm tử vong

trong vòng 30 ngày, suy thận cần lọc máu, đột

quị vĩnh viễn, cần phẫu thuật lại vì bất kỳ lý do

gì, thời gian thở máy > 48 giờ, viêm trung

thất/nhiễm khuẩn xương ức Tỷ lệ ghép chung

cuộc này là 13.4% Những vấn đề hậu phẫu sau

đó bao gồm sảng sau mổ (tần suất 10-60%) và

rối loạn chức năng nhận thức (tần suất 24-53%)

làm cho thời gian nằm viện kéo dài hơn

Mới đây, nghiên cứu của Brady (2010) cũng

kết luận NIRS có thể được dùng để đánh giá

tính tự điều hòa tuần hoàn não(3) Nghiên cứu

của Schoen (2011) lại gợi ý việc chọn lựa thuốc

gây mê cũng rất quan trọng: gây mê với sevoflurane ít ảnh hưởng đến chức năng nhận thức sau mổ ngắn hạn hơn gây mê với propofol(8) Heringlake (2011) thì cho rằng ngay

cả tình trạng oxy hóa mô cơ bản trước mổ xem

ra cũng có thể tiên đoán được tỷ lệ tử vong và bệnh tật ngắn hạn và dài hạn(5) Moritz (2010) nhận định độ bão hòa oxy mô não có thể sụt giảm không chỉ trong các phẫu thuật tim có dùng tuần hoàn ngoài cơ thể mà còn ngay cả trong các phẫu thuật bắc cầu động mạch vành không ngừng tim, nhất là khi tim bị treo nghiêng lên để làm các cầu nối xa ở thành bên

và thành sau tim(7) Oxy hóa mô cũng có thể được theo dõi ở mô cái bàn tay người bệnh phẫu thuật tim có chạy tuần hoàn ngoài cơ thể Khi bắt đầu chạy máy, StO2 giảm 13%, sau đó lactate

và toan máu dần tăng lên Putnam (2007) cho rằng điều quan trọng là trị giá StO2 thấp nhất xuất hiện trước khi nồng độ lactate tăng tối đa với thời gian trung bình 94 phút, cho thấy NIRS

đã xác định giảm tưới máu sớm hơn rất nhiều so với các dấu chỉ chuyển hóa đang dùng hiện nay Tóm lại, đánh giá chu phẫu tình trạng tưới máu não bằng cách dùng NIRS cung cấp hữu hiệu thông tin theo thời gian diễn tiến oxy hóa/tưới máu đầy đủ cũng như tần suất và quá trình thiếu oxy não, có thể giúp xác định nguyên nhân và để tìm ra phương pháp phòng ngừa, xử trí tình trạng giảm tưới máu và oxy hóa mô não trong quá trình phẫu thuật tim Hơn nữa, theo dõi oxy hóa mô não với NIRS không phụ thuộc vào nhiệt độ hoặc mạch đập và phản ánh ngay tức thời các phản ứng của người bệnh hoặc hiệu quả của các can thiệp điều trị

NIRS trong các phẫu thuật ngoài tim

Đến nay, có rất ít dữ liệu về giá trị của theo dõi oxy hóa mô não bằng NIRS trong phẫu thuật ngoài tim Nghiên cứu của Casati (2005) ngẫu nhiên trên 122 người cao tuổi được phẫu thuật lớn vùng bụng và nhóm chứng hoặc nhóm can thiệp trong đó duy trì rSO2 ≥75% so với trị giá cơ bản của từng cá thể Kết quả, nhóm người bệnh được phòng tránh thiếu oxy não ít

bị rối loạn nhận thức và ngày nằm viện cũng rút

ngắn hơn Một số nghiên cứu quan sát vai trò

theo dõi NIRS não ở những người bệnh mổ bóc

lớp trong động mạch cảnh Chẳng hạn như theo

dõi rSO2 so sánh với doppler xuyên sọ và gây tê

tại chỗ để người bệnh tỉnh; doppler xuyên sọ ít

chính xác hơn NIRS trong dự đoán nhu cầu

dùng shunt động mạch cảnh trong mổ Một

nghiên cứu khác, dùng doppler xuyên sọ, NIRS

và đánh giá áp lực tại động mạch cảnh cho độ

chính xác tương tự như nhau khi phát hiện thiếu

máu cục bộ não trong phẫu thuật bóc lớp trong

động mạch cảnh, trong khi ít chính xác hơn đối

với theo dõi SEP (Somatosensory Evoke

Potentials) Vì mức độ khó về kỹ thuật khá cao

(21%) nên theo dõi doppler xuyên sọ là thực

hành dễ nhất trong các thiết bị theo dõi để khảo

sát(6) Một nghiên cứu lớn hơn, có đến 954 người

bệnh bao gồm hẹp động mạch cảnh >70% kèm

39% tắc bên đối diện được xác định bằng

doppler và chụp mạch máu nhằm trả lời câu hỏi

mức độ rSO2 nào thì cần dùng shunt tạm động

mạch cảnh Kết quả nhận thấy khi có giảm

tương đối rSO2 là một dấu chỉ tốt đẹp hơn là

giảm tuyệt đối, nếu giảm ≤ 20% thì không có chỉ

định đặt shunt tạm, và giảm >20% không phải

khi nào cũng tiên lượng được các biến chứng về

thần kinh Các tác giả kết luận rằng giảm thời

gian ngắn < 20% có thể tuân thủ được và 2 phút

là thời gian cho phép để não tự điều hòa Hơn

nữa, nghiên cứu cũng ghi nhận không có ảnh

hưởng của bất kỳ điều trị loại thuốc gì trên NIRS

(ngoại trừ trên SEP và EEG) Cuối cùng, không

tìm ra mối tương quan giữa rSO2 và trị giá huyết

áp trong quá trình kẹp ngang động mạch cảnh

đã gợi ý cho thấy tăng huyết áp quá mức không

cần thiết để giúp đảm bảo tưới máu não đầy đủ

Ứng dụng khác là theo dõi não với NIRS

trong mổ khớp vai ở tư thế ngồi (beach chair)

Trong các phẫu thuật này, giảm bão hòa oxy

máu còn do nguyên nhân tụt huyết áp ở tư thế

ngồi hoặc thao tác trên vùng đầu và cổ gây rối

loạn tuần hoàn máu não hoặc do các sự cố gây

tắc mạch So với tư thế nằm nghiêng, những

bệnh nhân mổ khớp vai nội soi ở tư thế ngồi

phải chịu đựng tình trạng giảm đáng kể bão hòa

oxy máu não (80 vs 0%) mặc dù trị giá nền rSO2

tương tự nhau Sau đó, những người bị giảm bão hòa oxy máu não còn bị tăng tỷ lệ nôn (27 vs 3%) và buồn nôn sau mổ (50 vs 7%), trong khi

đó không ghi nhận triệu chứng thần kinh nào xảy ra, có thể do thời gian thực hiện phẫu thuật không quá lâu

Phẫu thuật lồng ngực với thông khí một phổi hình như còn có liên quan đến việc giảm đáng kể rSO2, và trị giá rSO2 tối thiểu có liên quan chặt chẽ với các biến chứng sau mổ

KẾT LUẬN

NIRS cung cấp cho chúng ta một phương tiện không xâm lấn theo dõi liên tục tình trạng oxy hóa mô tế bào trong nhiều bệnh cảnh lâm sàng Thường ứng dụng để đánh giá tình trạng oxy hóa máu não (rSO2), nhất là trong phẫu thuật tim mạch vì loại hình phẫu thuật này thường gặp tình trạng giảm oxy mô trong giai đoạn chu phẫu Do đó, đánh giá và duy trì tình trạng oxy hóa mô thỏa đáng có thể phòng tránh các biến chứng chu phẫu và nhờ vậy cũng giảm được chi phí điều trị Theo dõi NIRS cũng có thể được dùng để phát hiện tình trạng giảm oxy mô trong các trạm cấp cứu trước khi nhập viện, những nơi mà theo dõi sát diễn biến tình trạng cấp cứu rất có ý nghĩa về tiên lượng đồng thời

có thể giúp để quyết định can thiệp điều trị Nhờ vậy, xác định được các chiến lược và thuốc điều trị tối ưu để làm tăng tình trạng oxy hóa

mô cho người bệnh

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Bartels SA, Bezemer R, de Vries FJ, Milstein DM, Lima A, Cherpanath TG, van den Meiracker AH, van Bommel J, Heger

M, Karemaker JM, Ince C (2011) Multi-site and multi-depth near-infrared spectroscopy in a model of simulated (central) hypovolemia: lower body negative pressure Intensive Care Med 37(4):671–7

2 Bezemer R, Karemaker JM, Klijn E, Martin D, Mitchell K, Grocott M, Heger M, Ince C (2009) Simultaneous multi-depth assessment of tissue oxygen saturation in thenar and forearm using near-infrared spectroscopy during a simple cardiovascular challenge Crit Care 13(Suppl 5):S5

3 Brady K, Joshi B,ZweifelC,Smielewski P,CzosnykaM,EasleyRB, Hogue CW Jr (2010) Real-time continuous monitoring of cerebral blood flow autoregulation using near-infrared spectroscopy in patients undergoing cardiopulmonary bypass Stroke 41(9):1951–6

4 Cole AL, Herman RA Jr, Heimlich JB, Ahsan S, Freedman BA,

Shuler MS (2012) Ability of near infrared spectroscopy to

measure oxygenation in isolated upper extremity muscle

compartments The Journal of hand surgery 37(2):297–302

5 Heringlake M, Garbers C, Kabler JH, Anderson I, Heinze H,

Schon J, Berger KU, Dibbelt L, Sievers HH, Hanke T (2011)

Preoperative cerebral oxygen saturation and clinical outcomes in

cardiac surgery Anesthesiology 114(1):58–69

6 Moritz S, Kasprzak P, Arlt M (2007) Accuracy of cerebral

monitoring in detecting cerebral ischemia during carotid

endarterectomy: a comparison of transcranial Doppler

sonography, near-infrared spectroscopy, stump pressure, and

somatosensory evoked potentials Anesthesiology 107(4):563–9

7 Moritz S, Rochon J, Volkel S, Hilker M, Hobbhahn J, Graf BM,

Arlt M (2010) Determinants of cerebral oximetry in patients undergoing off-pump coronary artery bypass grafting: an observational study Eur J Anaesthesiol 27(6):542–9

8 Schoen J, Husemann L, Tiemeyer C, Lueloh A, Sedemund-Adib

B, Berger KU, Hueppe M, Heringlake M (2011) Cognitive function after sevoflurane- vs propofol-based anaesthesia for on-pump cardiac surgery: a randomized controlled trial Br J Anaesth 106:840–50

9 Ward KR, Ivatury RR, Barbee RW, Terner J, Pittman R, Filho IP, Spiess B (2006) Near infrared spectroscopy for evaluation of the trauma patient: a technology review Resuscitation 68(1):27–44