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专家介绍
段晨阳 教授
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博士生导师
重庆市卫生领域国家级后备人才
重庆市学术技术带头人后备人选
重庆市中青年医学高端人才
中华医学会麻醉学分会器官保护学组委员
中国药理学会麻醉药理学专委会委员
围手术期器官损伤是外科麻醉领域的重大挑战,指手术前后及手术过程中对器官功能和结构造成的损害,涵盖心、脑、肺、肾等多个重要器官,是手术相关死亡的主要风险因素。虽然目前可以通过某些生物标志物对器官损伤进行诊断,但这些方法在一定程度上存在局限性,影响了诊疗的时效性和准确性。
围手术期器官损伤不仅会延缓患者术后恢复,还可能引发严重并发症甚至危及生命。在损伤的早期阶段,大循环、微循环以及线粒体功能的变化被认为是关键的“预警信号”。大循环监测可实时评估血压、心输出量等全身血流动力学参数,提供整体供血状况;微循环监测则聚焦于微血管灌注状态,直接反映组织的氧供与代谢平衡;线粒体稳态监测能够及时捕捉细胞能量代谢的动态变化,反映器官功能的内在调节能力。这三者环环相扣,共同决定了组织氧供与能量平衡。
如何将大循环、微循环与线粒体稳态联合监测,进而转化为更高效的早期诊断和干预手段,已成为当前研究与临床实践的热点问题。这种创新性综合监测模式,不仅有助于更精准地评估器官损伤风险,还为个体化围手术期管理提供了新的技术方向。
器官损伤的“隐匿威胁”
围手术期器官损伤的发生通常始于血流动力学的紊乱。大循环(全身血流动力学)反映血压、心输出量等全身供血状态,而微循环(组织及细胞水平的血流灌注)则更直接地决定了组织氧供与代谢需求的平衡。
然而,即便大循环指标正常,微循环灌注障碍及线粒体功能失衡也可能已在细胞水平悄然发生。近年来的研究表明,线粒体作为能量代谢的核心,在围手术期缺氧、炎症等应激状态下,其结构与功能极易受到损伤,直接导致细胞能量供应不足,进一步引发器官功能障碍。
大循环-微循环-线粒体稳态的联合监测
三位一体的创新思路
1.大循环监测:宏观供血的基础数据
现代监测设备,如有创动脉压、心电图和心排量监测系统,已成为围手术期常规管理的重要工具。这些技术能够提供精准的大循环数据,帮助实时评估全身血压和心输出量等关键参数。然而,仅依赖大循环监测,可能低估局部组织灌注异常的风险,无法全面反映微观层面的氧供和代谢情况。
2.微循环监测:从宏观到微观的桥梁
微循环监测技术近年来取得了显著进展。例如,侧流暗场显微成像(SDF)和激光多普勒流速仪能够直观观察毛细血管灌注状态及红细胞流速变化。这些工具在手术过程中实时反映微循环状态,敏锐捕捉早期缺氧或灌注不足的信号,成为从宏观监测向微观分析延伸的有力手段。
目前,重庆医科大学附属第二医院(重医附二院)麻醉科研究团队成功将激光散斑等微循环监测技术应用于肝肾移植和液体复苏管理等领域。这一创新突破实现了腹腔脏器微循环的实时监测,为手术期间的精准评估和干预提供了科学依据。
3.线粒体功能评估:细胞能量工厂的“晴雨表”
线粒体稳态是细胞生存与功能维持的核心因素,其变化直接影响细胞能量代谢与应激反应。通过监测线粒体膜电位、氧化还原状态以及线粒体DNA的完整性,能够精确评估细胞的代谢状态和损伤程度。
目前,重医附二院麻醉科研究团队采用无偏好性多重线性扩增技术,构建出基于单链连接酶介导的通用引物扩增文库,率先将线粒体基因片段组学技术成功应用于临床实践,在脓毒症的早期诊断与预后评估领域取得了突破性进展,并符合国家cfDNA-IVD产品注册要求。
此外,团队还开发了一种基于微流控技术的快速检测芯片,可实现对细胞或游离线粒体DNA损伤的高灵敏度检测。这一创新技术为围手术期器官损伤的早期预警提供了精准而高效的诊断工具,进一步推动了线粒体功能评估技术的临床转化与应用,为精准医学领域开辟了新的发展方向。
应用前景:早期预警与个体化干预
1.提高早期识别能力,优化液体复苏目标
将大循环、微循环与线粒体功能监测相结合,可帮助医护团队更全面掌握患者的生理状态。例如,当术中检测到微循环灌注不足或线粒体功能受损时,可以及时采取积极的复苏和保护性干预措施,从而有效防止器官进一步损伤。
同时,这种联合监测模式有望推动液体复苏目标从传统的大循环参数调整为“恢复细胞周围血流量、氧流量以及细胞能量代谢”。这一创新理念能够有效应对围手术期常见的“大循环-微循环失偶联”问题,为患者预后判断提供更加可靠的科学依据。
2.推动个体化医疗,实现可视化动态调控
针对不同患者的手术风险因素,联合监测技术为个体化诊疗决策提供了精准支持。例如,在高龄或伴有多器官功能不全的患者中,联合监测能够优化围手术期管理策略,降低并发症发生率。
此外,基于联合监测的可视化体系,为临床实时调整复苏策略和血管活性药物剂量提供科学依据。通过动态优化微循环灌注和氧输送水平,可显著提升围手术期干预的精准性和响应能力,为患者安全保驾护航。
技术挑战与未来展望
虽然联合监测模式具有广阔的前景,但其应用仍面临一些技术和实践挑战。
1.多参数融合的技术壁垒:现有监测设备多分离运行,数据整合与动态分析尚不成熟,难以实现实时综合评估。
2.成本与普及性问题:部分新兴技术如微循环与线粒体检测设备,价格昂贵且操作复杂,限制了其在普通临床中的推广。
3.标准化与规范化不足:如何建立大循环、微循环和线粒体联合监测的标准化流程,是未来研究的重要方向。
结语
围手术期器官损伤的早期预警是保障患者安全的重要目标。大循环、微循环与线粒体稳态联合监测的创新模式,不仅为临床管理提供了新的工具,也为深入理解器官损伤机制开辟了全新视野。尽管目前仍面临技术与实践的挑战,但随着监测技术的进步和多学科协作的发展,这一领域的应用将日益广泛,真正实现“防患于未然”的医学愿景。
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编辑:吕骁
审核:于丽水