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

Tổng Quan

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013

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
* Bv Đại Học Y Dược Tp. HCM
Tác giả liên lạc: Bs Phan Văn Dũng ĐT: 0903701502

24

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

Email:

Chuyên Đề Gây Mê Hồi Sức

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013
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

Chuyên Đề Gây Mê Hồi Sức

Tổng Quan

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

25


Tổng Quan

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013

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

26

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

Chuyên Đề Gây Mê Hồi Sức


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013
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.

Chuyên Đề Gây Mê Hồi Sức

Tổng Quan

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

27


Tổng Quan

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013

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

28

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

Chuyên Đề Gây Mê Hồi Sức


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013
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

Chuyên Đề Gây Mê Hồi Sức

Tổng Quan

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

29


Tổng Quan

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013

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

30

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.

2.

3.

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.
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.
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.

Chuyên Đề Gây Mê Hồi Sức


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013
4.

5.

6.

7.

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.

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

Chuyên Đề Gây Mê Hồi Sức

8.

9.

Tổng Quan

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.
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 onpump cardiac surgery: a randomized controlled trial. Br J
Anaesth. 106:840–50..
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.

31