二氧化碳再呼吸法(CO2Rebreathing)作为资源受限环境下评估脑血管储备(Cerebrovascular Reserve, CVR)的有效技术

背景(Background)：使用预混合气体或静脉给予乙酰唑胺(Acetazolamide)诱导脑血管扩张的方法已得到公认，但在中低收入国家(Low- and Middle-Income Countries)不易获得。目的(Objectives)：研究人员评估一种低成本、闭塞回路(Inhaled CO2)吸入CO2的方法诱导脑血管扩张，从而利用CT灌注(CT Perfusion, CTP)成像测量脑血管储备(Cerebrovascular Reserve, CVR)。方法(Method)：对已在Tygerberg医院接受脑血管储备检测作为常规诊疗的患者进行回顾性分析。在标准布局中确定12个感兴趣区(Region of Interest, ROI)以排除分水岭区域。非病理区域定为区域类型1，病理区域定为区域类型0。脑血流量(Cerebral Blood Flow, CBF)增加>10%被接受为自身调节功能完整。统计学分析按患者聚类数据并使用稳健标准误。结果(Results)：共回顾9例患者，1例因造影剂推注技术误差排除，1例所有12个ROI均为病变予以排除。7例患者产生84个ROI，其中43个(51%)无临床或影像学病理特征纳入最终分析。在所有"非病理"ROI中，83.72%(95% CI: 41.5%–99.3%; p=0.0002)在CO2再呼吸后显示CBF增加>10%。平均百分比增幅为28.5%(95% CI: 12.3–45.0%)。结论(Conclusion)：本文描述的CO2再呼吸技术在非病理脑组织中产生与更传统方法相当的生理性正常脑血管储备反应。

论文解读：二氧化碳再呼吸法评估脑血管储备在资源受限环境中的应用验证

本研究发表于《Clinical Neurology and Neurosurgery》。慢性脑缺血（Chronic Cerebral Ischaemia, CCI）由脑血流量（Cerebral Blood Flow, CBF）持续下降引起，可导致认知衰退及卒中风险增加。脑组织可通过自身调节性血管扩张维持灌注，其最大扩张能力即脑血管储备（Cerebrovascular Reserve, CVR），是判断缺血组织风险及血运重建适应证的重要指标。目前临床常用静脉乙酰唑胺（Acetazolamide）或吸入预混5% CO₂诱发血管扩张以测定CVR，但这两种方法在资源受限的中低收入国家及多数基层医院均难以普及——乙酰唑胺药品短缺，专用CO₂混合气及配套吸入设备亦不易获取。南非Tygerberg医院采用麻醉机闭塞回路（Closed-circuit）行CO₂再呼吸（CO₂Rebreathing）联合CT灌注（CT Perfusion, CTP）评估CVR，本研究旨在验证该低成本替代方案能否在正常人脑组织中可靠诱发生理性脑血管扩张反应。

研究人员对2023年1月至2025年9月期间于该院行CO₂诱导CVR检测的患者进行回顾性数据库分析。采用非侵入性紧密面罩连接麻醉机闭塞回路，给予新鲜气体流维持氧合，监测脉搏血氧及呼气末CO₂（End-tidal CO₂, EtCO₂）作为动脉血CO₂分压（PaCO₂）无创替代指标。先行静息态CTP，再行CO₂再呼吸挑战后行第二次CTP。于脑内标准解剖位置设定12个感兴趣区（Region of Interest, ROI）避开分水岭区，依临床影像结合数字减影血管造影（Digital Subtraction Angiography, DSA）将ROI分为病理型（Region Type 0）与非病理型（Region Type 1）。CVR计算为［CBF(post)－CBF(pre)］／CBF(pre)×100%，CBF增幅≥10%判定为CVR完好。统计学按患者聚类并使用稳健标准误。

结果（Results）

研究期内共9例患者接受CVR检测，1例因对比剂推注技术失误排除，最终纳入8例产生84个ROI；经神经血管外科专家评估，43个ROI被判定为非缺血风险区（非病理），41个为缺血风险区（病理）。在非病理ROI中，83.72%（95% CI：41.5%–99.3%；p＝0.0002）于CO₂再呼吸后CBF增幅＞10%，符合完整自身调节标准；非病理ROI的平均CBF增幅为28.5%（95% CI：12.3%–45.0%），证实该方法可诱发显著脑血管扩张。

讨论（Discussion）

研究人员指出，闭塞回路CO₂再呼吸联合CTP检测CVR，在非病理脑组织中产生了符合生理预期的CVR反应（＞10% CBF增加比例达83.7%，均值约28.5%），其诱发的血管扩张幅度与传统预混CO₂吸入或乙酰唑胺激发相当。在完全闭塞无CO₂吸收罐（soda lime CO₂salvage）回路中，动脉CO₂与肺泡CO₂同步升高且比值为1:1，EtCO₂可有效替代PaCO₂进行质控监测。该技术仅需CT设备及常规麻醉机，大幅降低了CVR检测门槛。

结论（Conclusion）

Lamprecht M.E., Ebrahim M.Z., Gretschel A., Vlok A.J.V. 得出结论：闭塞回路吸入CO₂再呼吸法是诱导脑血管扩张以评估CVR的一种可重复、具生理性适宜反应且安全的替代方法，对于具备CT及普通麻醉设备的医疗机构均可便捷开展。