正常情况下，大脑存在自动调节（cerebral autoregulation，CA），即脑血管能够在全身血压变化（70~170 mm H₂O）时通过自身舒缩来维持脑血流量相对恒定，也称为脑循环储备能力，其调节机制不明^[1]。在某些情况下如颅脑外伤、脑卒中、麻醉、高碳酸血症时，患者的CA功能受损。CA功能可通过脑血流监测来体现，包括颅内局部血流量、血流速、灌注压和血氧饱和度等^[2]。

既往围术期进行脑血流监测主要用于心血管以及脑创伤等重大手术。随着社会老龄化，越来越多合并心脑血管疾病的老年患者需要接受麻醉手术治疗，为预防此类患者术后中枢神经合并症的发生，有必要进行术中脑血流监测^[2]。目前国内外相继报道了很多关于脑血流监测方法的研究进展，但少有对这些监测手段应用于围术期管理的系统叙述。因此本文将按照这些监测方法是否能够测得脑血流量，从直接、间接两方面，结合相应技术的出现时间，对目前临床常用以及最新研究的监测方法进行综述，以期为麻醉医师在围术期监测脑血流灌注提供参考。

直接测量

计算机断层扫描（CT）   氙气计算机断层扫描（Xe-CT）：在20世纪70年代增强型氙气CT应用于临床。氙气（Xe）作为一种惰性气体，能自由通过血脑屏障^[3]。利用Xe^-133清除方法测量组织血流量具有较高的准确性，氙气被患者吸收入血进颅后，在CT上表现为高密度影，通过比较CT值的变化来反映脑灌注。Xe-CT能够短时间内重复、定量测量局部脑血流量及评估脑血管储备功能，且空间分辨率高，可在大脑更深区域发挥作用，为术前诊断脑缺血性相关疾病，以及预后康复提供指导^[4]。Xe-CT近年来在研究肺部疾病（包括慢性阻塞性肺部疾病、哮喘、肺纤维化等）及评估肺功能方面也有较大的应用价值^[5]。Xe-CT的缺点主要为不可避免的射线辐射，具有一定的麻醉作用^[6]。对于合并血脑屏障损害的患者，Xe-CT所计算的脑血流量并不准确。

CT灌注成像（CTP）：灌注计算机断层扫描技术最早在20世纪80年代提出，它通过生成脑血流量（cerebral blood flow，CBF）、脑血容量（cerebral blood volume，CBV）和平均通过时间（mean transit time，MTT）图，快速定性和定量评估脑灌注^[7-8]。CTP在急诊评估急性缺血性脑卒中方面具有优势，可用于术前诊断、介入手术术中及术后脑血流灌注情况的评估。脑高灌注综合征（cerebral hyperperfusion syndrome，CHS）是在颈动脉内膜切除术（carotid endarterectomy，CEA）、颈动脉血管成形术和支架置入术中观察到的罕见综合征。CEA后公认的发病率为0.3%~1.2%，通常与出血并发症相关^[9-10]。CTP在颈动脉血管重建后可预测脑高灌注综合征的发生方面具有优势^[11]。另有研究证明CTP能相对敏感及特异地区分局灶性癫痫持续状态的患者，在某种条件下，该技术可以提示癫痫持续状态的诊断^[12]。CTP不能避免辐射暴露。在血脑屏障损伤时，其所测数据可能并不能准确反映脑灌注。在预测急性卒中患者缺血范围时，有研究^[13]提出应扩大关注缺血周围组织的灌注情况，来更准确地评估低灌注区域的预后情况。

正电子发射断层扫描（PET）   早在20世纪70年代中期，正电子发射断层扫描（positron emission tomography，PET）技术即运用于人类。¹⁵O‐H₂O是PET测量时常用的一种示踪剂，能自由扩散且不被机体代谢。¹⁵O‐H₂O在组织中的浓度与CBF呈线性关系，可在进入患者脑组织后几分钟内达到平衡，分析相关PET信号可评价脑灌注。无创测量CBF的金标准是¹⁵O标记水的PET^[14]。此外，使用不同的示踪剂可发挥不同功能，采用¹⁸F-氟脱氧葡萄糖不仅可以测量脑血流，也可反映代谢水平；利用带有淀粉样蛋白示踪剂的PET，可能在阿尔兹海默病诊断方面提供帮助^[15]。因此PET不仅可以术前测量脑血流和反映预后，对痴呆、肿瘤、癫痫等脑疾病诊断均有重要价值^[16]。PET监测脑血流准确性及空间分辨率较高，能定位反映脑代谢状态。但是PET价格较为昂贵且具有一定的放射性，在一定程度上限制了其使用。

单光子发射计算机断层扫描（SPECT）   随着单光子发射计算机断层扫描（single photon emission computed tomography，SPECT）技术在20世纪80年代逐渐改进，该技术应用于脑灌注成像得以实现。SPECT使用直接发射单个高能光子的示踪剂^[17]，经过血脑屏障后，被脑组织摄取并且可以较长时间停留在脑细胞内。这些显像剂一般是一些脂溶性小分子化合物，包括^99mTc-六甲基丙二胺肟（^99mTc-examethylpropylene amine oxime，^99mTc-HMPAO）、¹²³I-安非他命（¹²³I-iodoamphetamine，¹²³I-IMP）等。SPECT可用于术前和术后脑功能状态评估，对成年缺血性烟雾病患者使用乙酰唑胺来进行半定量脑血流监测具有高敏感性^[18]，在反映早期阿尔兹海默病时也具有参考价值^[19]。SPECT易于操作，可作为肿瘤以及脑血管疾病的术前诊断，其局限性包括辐射危害、侵入性、高成本等。此外，它们不适合孕妇、严重肝、肾功能不全的患者。

核磁共振成像   动态磁敏感对比增强成像（DSC）：磁共振灌注成像在20世纪80年代后期出现，动态磁敏感对比增强成像（dynamic susceptibility contrast，DSC）属于其中的一种，又称对比剂首过磁共振成像法，需使用外源性示踪剂。通过静脉快速注入顺磁性对比剂，检测受检组织首次流入的对比剂带来的信号变化，从而反映脑血流相关参数。该技术没有辐射，常用于包括术前、术后评估脑血流状态。DSC成像依赖血脑屏障完整性，如果患者血脑屏障受损，测量结果会有误差。缺点包括需要使用造影剂和高压推注等^[20]。

动脉自旋标记（ASL）：动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）技术在20世纪90年代被提出，它使用动脉血的水氢离子作为内源示踪剂，被标记的动脉血在延迟一段时间后进入脑组织，随后捕获到相应信号来反映脑血流灌注图像。动脉自旋标记磁共振（ASL-MRI）不依赖于血脑屏障，可以量化脑血流，还可作为诊断烟雾病的数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）补充，在术前评估患者的脑血流灌注情况，具有无辐射、无创、可重复测量的优势^[21]。也有文献^[22]支持将ASL用于测量衰老和神经退行性疾病患者的脑血流。ASL-MRI技术受标记延迟时间和动脉传输时间影响，时间分辨率较差^[23]。目前三维伪连续ASL（3D-pseudo-continuous arterial spin labeling，3D-pCASL）在ASL灌注成像方面取得了多项进展，具有较高的信噪比以及能够获得高质量图像。

超极化¹²⁹Xe-MRI（HP¹²⁹Xe-MRI）：1997年，Muglerd等^[24]在人肺部实现¹²⁹Xe超极化磁共振成像，后该技术快速得到研究。¹²⁹Xe作为一种惰性气体，化学性质稳定且相对安全，经超极化处理后能够大幅度提升气体极化度，增强磁化矢量。超极化129Xe-MRI（hyperpolarized 129Xe MRI，HP129Xe-MRI）技术借助一种高效率的惰性气体极化装置，借助复杂的技术来实现动态成像。¹²⁹Xe经患者吸入后，从气管逐层扩散直至充盈整个肺部^[25]。HP¹²⁹Xe-MRI目前用于肺部形态及通气功能的评估。有学者研究提出可以将该技术用于脑血流的测量，因¹²⁹Xe具有可溶于血液并可自由进入血脑屏障的特性^[26]。Yurii等^[27]基于此技术开发了一种超极化¹²⁹Xe飞行时间灌注成像脉冲序列，并已在健康志愿者中测得脑血流动力学变化。该技术具有快速、无辐射、非侵入性等优点，目前主要用于一些临床试验，尚未在临床大范围开展应用。

热扩散探针（TDP）   早在20世纪，有研究者就证明使用加热热电偶可以检测到CBF变化，2000年商用Hemedex-Bowman Perfusion Monitor出现，可以提供床旁连续、定量监测脑灌注的设备^[28]。热扩散探针（thermal diffusion probe，TDP）可连续测量脑血流，该装置由两个小金属板组成，它们是热敏电阻，通过两板之间的温差计算CBF。当CBF低于每分钟15 mL/100 g时，可能提示低灌注状态。该技术可在重症监护病房对包括急诊或重症神经外科手术后患者进行监护，有利于早期床旁检测处于继发性损伤风险的缺血性脑组织。根据神经重症监护多模式监测（multimodality monitoring，MMM）国际多学科共识会议的共识指南，TDP在动脉瘤破裂出血时脑血管痉挛的判断具有参考意义^[29]。在蛛网膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）患者血管痉挛以及对血管舒张剂的反应方面，TDP似乎比TCD更有价值^[30]。Carter等^[31]的研究证明了TDP在SAH患者中长期监测的可行性。该方法属于有创操作，对操作者有要求，且受各种疾病状态和解剖缺陷的影响^[32]。TDP价格昂贵，可能合并出血等并发症，因此其在临床实践中受限^[33]。

激光散斑衬比成像（LSCI）   激光散斑衬比成像（laser speckle contrast imaging，LSCI）是近年来兴起的一种无损伤快速脑血流成像技术，2001年Dunn等^[34]尝试利用此技术监测脑血流。其原理是将激光光束照于组织表面，根据随之产生的散斑，经计算机处理得到有关脑血流分布以及血管形态的变化。LSCI在脑梗死等缺血性脑疾病方面的术前诊断，以及术中实时监测方面具有一定的参考价值^[35-36]。LSCI具备非直接接触、无需外源性染料标记、空间分辨率高、成像速度快等优点。该分析方法可以用来精确监测脑血管手术中目标血管的流速及局部血流量，但是对脑深部的流量监测仍然存在局限性。目前关于LSCI技术的临床研究尚不多，未来需要更多的研究探索。

间接测量

颅内压（ICP）   关于颅内压（intracranial pressure，ICP）的监测，最早可追溯到19世纪末期，后在20世纪中期，Lundberg等^[37]将连续监测ICP应用于临床。对于脑外伤以及脑肿瘤的患者，往往继发颅高压，临床医师需在降颅压以及维持脑灌注之间平衡，因此ICP监测显得尤为必要。ICP升高定义为ICP > 20 mmHg，是继发性脑损伤的重要原因，且与预后不良有关。监测ICP一般采用硬膜外、硬膜下、脑实质及脑室植入颅内压探头，以脑室内侧压为金标准。此外TCD、床旁眼部超声也能测得ICP^[38]。ICP监测可用于术前诊断、术中监测以及术后病情评估，尤其适用于颅内肿瘤占位以及重型颅脑损害合并颅高压的患者。Czosnyka等^[39]提出可以对基于ICP、动脉血压（arterial blood pressure，ABP）的自发慢波进行分析计算得出压力反应指数（pressure response index，PRx），通过计算几分钟之内的平均动脉血压和颅内压之间的线性相关系数而得。PRx反映了脑血流和脑自动调节能力的变化，可以用于反映脑损伤患者的血流和颅内压之间的联系^[40]。在该作者的研究数据中，PRx与结局预测显示出较好的相关性。鉴于PRx和ICP之间的关联，未来可考虑将PRx独立于脑灌注压（cerebral perfusion pressure，CPP）和ICP进行监测，以提供脑血管调节相关指导^[41]。此项操作往往需要有经验的外科医师，且容易引起感染、出血等并发症。

颈静脉球血氧饱和度（SjvO₂）   Myerson等最在1927年提出颈内静脉逆行置管采血用于研究脑代谢，后该技术逐渐得到发展。由于80%~90%的脑静脉血将通过静脉窦迅速流到颈内静脉球部，且几乎没有脑外静脉血的混合，颈静脉球血氧饱和度（jugular bulb oxygen saturation，SjvO₂）可反映整个大脑中氧供需状态^[42]。SjvO₂可由颈内静脉反向头端置入特制光纤导管测得，可连续监测。其正常值为54%~75%，若SjvO₂低于正常值常提示氧供不足或是脑低灌注状态^[43]。目前SjvO₂在围术期主要用于术中麻醉持续监测，来帮助麻醉医师判断脑灌注情况。在一项研究脑损伤后脑供需平衡的研究中，作者测量了颈静脉球囊（jugular bulb，jv）与桡动脉血液之间的CO₂（carbon dioxide，CO₂）分压差，即P（jv-a）CO₂。研究表示，在急性脑外伤或自发性脑出血患者中，P（jv-a）CO₂与CBF之间呈负相关。连续P（jv-a）CO₂分析与SjvO₂结合以监测CBF的变化在神经重症监护实践中可能具有潜在作用，期待未来能运用于重症监护病房以及术中监测^[44]。该技术具有一定的局限性，在发生大面积脑梗死时可能无法正确反映脑代谢状态；在急诊医疗中不够敏感^[44]；在轻度至中度的血液稀释期间其数值可能不太准确。作为一项有创操作，导管末端放置位置以及抽血速度都会影响测量值的准确性，因而对操作人员有技术要求。另外SjvO₂显示出异常需要至少13%的大脑体积缺血，造成局部缺血事件可能被SjvO₂的整体数据掩盖。

近红外光谱（NIRS）   第一批使用近红外光谱（near infrared spectroscopy，NIRS）进行人脑组织血氧饱和度（cerebral tissue oxygen saturation，SctO₂）监测的报道始于20世纪80年代，迄今已开发出NIRS脑氧测定仪上市销售^[45]。通常SctO₂可反映脑灌注状态^[46]。正常SctO₂绝对值范围在58%~82%，过高或过低都应被关注，尤其是其相对值的变化^[47]。NIRS可连续、无创测量SctO₂来评估浅表脑组织氧耗和氧供之间的平衡情况。NIRS在术前风险评估、术中尤其是在神经、心脏、特殊体位等一些高风险手术的围术期发挥干预指导作用^[48-49]。与TCD不同，NIRS需要最少的操作员干预，提供连续的输出，并且不会受到运动伪影的影响^[50]。有文献报道称可以利用NIRS评价脑自动调节功能^[51]。NIRS的新应用是扩散相关光谱法，这也是一种近红外扩散光学技术，以无创、连续的方式测量血流指数，通过量化激光散斑统计数据来观察微血管CBF^[52]。超声标记的NIRS是一种结合了超声和NIRS技术的新方法，操作简单且可以持续监测脑血流^[53]。NIRS具有一些局限性，包括脑外组织的干扰、近期接受开颅手术、大脑深部无法测量、血液稀释等。临床医师在使用NIRS监测脑氧饱和度时需要客观思考这些局限性^[54]。

经颅多谱勒（TCD）   经颅多谱勒（transcranial doppler，TCD）最早在20世纪80年代中期被应用于临床，该技术通过多普勒探头，使用低频超声波通过相对较薄的骨窗，使基底部大脑动脉发出的声波从移动的红细胞中反射出来，然后由换能器检测到^[55]。事实上TCD本身仅测量血流速度，而不能直接测量脑血流量。TCD是一种廉价、无创、便携的测量大脑动脉内血流的方法，时间分辨率高，可在重症监护室或者术前、术中连续监测评估脑血流自动调节功能，尤其是在神经外科手术中具有参考价值^[56]。TCD可用于动脉瘤支架手术患者术后的随访观察，避免了辐射、有创操作、造影剂过敏以及血栓栓塞的风险^[57]。TCD可以判断大脑自动调节功能是否完整，在一些新的研究中，有研究者^[58]提出还可将TCD用于脑干死亡预测。在颅脑损伤患者重症监护中，它还提供颅内压的非侵入性估计，可用于调整机械通气和调节脑灌注压力^[44]。在心脏手术中，TCD也表现出了无创、操作简单的优势^[59]。经颅彩色多普勒超声（transcranial color doppler ultrasound，TCCD）在TCD基础上增加了二维灰阶实时显像以及彩色编码双功能超声成像，其功能更强大。

TCD的临床应用受到患者活动、电刀干扰、测量人员操作水平等影响。TCD测量需要有足够的经颅窗，并且颅骨厚度随年龄、性别和种族的不同而变化。在患者之间比较由TCD检测到的CBF速度的大小关系可能会出现问题。此外，TCD监测集中在主要的大脑动脉，但是微循环血流特征可能与大动脉并不相同。

神经电生理监测   关于神经电生理起源已久，在最近十几年得到快速发展，其临床应用包括肌电图、诱发电位、脑电图等等。脑电图（electroencephalogram，EEG）是将大脑神经元细胞的生物电活动通过脑电描记器进行记录和描记。曾经连续的原始多通道EEG评估的皮层活动是监测脑灌注的“金标准”。当颅内血流量低于一定正常值时，EEG可记录到相应的改变。EEG辅助一些脑梗死及脑血管痉挛等疾病的术前诊断，术中实时监测可以完善术中管理，对术后病情程度判断以及预后也有参考价值。但是典型的EEG变化仅限于脑血流量降至50 mL·100 g^-1·min^-1时才表现明显^[60]。有学者利用连续EEG来检测两例重型颅脑损伤患者，连续脑电图监测的一些参数改变先于床旁常规神经病学改变长达1 h。这种较早的识别有利于进行早期干预^[61]。基于EEG基础上研发的BIS、Narcotrend开始为临床麻醉深度提供参考，有文献报道一例心脏瓣膜修复术中血压短暂下降时Narcotrend设备监测脑电活动下降，进行升压处理后脑电活动恢复至原来水平^[62]。但EEG是一种侵入性操作，且易受干扰。

结语    临床上关于脑血流监测有很多方法（表 1），这些监测方法原理不同，也各有优缺点。理想的脑血流的监测设备应当具有简便操作、实时连续、精准、直观、无创、空间分辨率高、较高的敏感性和特异性等优点。现有的脑血流监测方法基于不同原理和不同适用范围，尚没有一种方法能够完全符合这些标准。因此在围术期，麻醉医师应根据患者不同情况，个性化选用监测手段，包括TCD、NIRS、术中磁共振、术中DSA、术中电生理的搭配应用等。麻醉医师可将脑灌注压作为最佳的量化指标，防止患者术中脑缺血发生，尤其对于已有颅脑损伤的患者应防止因脑灌注不足导致的继发损伤。大数据时代下，未来可考虑将脑血流监测的研发与人工智能相结合，不断开发数字化、智能化的监测设备来优化术中管理，减少神经系统并发症和促进患者预后。

作者贡献声明  周学华，李玉凤  论文构思和撰写，文献查阅，制表。沈霞  论文设计、修订和审校。

利益冲突声明  所有作者均声明不存在利益冲突。