NSE与BIS监测在评估重度一氧化碳中毒患者脑功能及预后中的临床应用

杨胜，张冬惠，王绍谦，马汤力，付旭晖

(开封市第二人民医院 EICU，河南 开封　475002)



NSE与BIS监测在评估重度一氧化碳中毒患者脑功能及预后中的临床应用

杨胜，张冬惠，王绍谦，马汤力，付旭晖

(开封市第二人民医院 EICU，河南 开封475002)

[摘要]目的:探讨神经元特异性烯醇化酶(neuron- specific enolase，NSE)与脑电双频指数(bispectral index， BIS)的监测在重度一氧化碳中毒患者的脑神经损伤评估及预后预测中的临床应用价值。方法:采用回顾性研究方法，选取2011年1月至2015年2月开封市第二人民医院EICU救治的重度一氧化碳中毒患者86例，观察患者3个月后脑神经功能及预后情况，按患者转归结果分为预后不良组(n=38)和预后良好组(n=48例)。入住EICU后，在第1、3、7、15天行患者昏迷评分(GCS- Pittsburgh scores，G- P评分)，同时监测BIS指数及检测血清NSE；对比分析预后良好组与预后不良组G- P评分与BIS均值、血清NSE质量浓度差异情况，分析它们之间的相关性；根据86例患者临床监测指标绘制受试者工作特征曲线图(ROC)，并计算曲线下面积(AUC)，评价其诊断试验的效能。结果：(1) 预后不良组与预后良好组两组比较，BIS值分别为61.05±6.13和80.91±3.00(t=-6.115，P<0.01)，NSE浓度质量分别为(43.53±10.81)和(30.51±6.63) ng·ml-1(t=18.315，P<0.01)，G- P评分分别为17.54±2.30和20.81±2.58(t=6.571，P<0.01)，差异均有统计学意义。(2) NSE质量浓度与BIS值呈负相关(r=-0.536，P<0.01)，NSE质量浓度与G- P评分呈负相关(r=-0.255，P<0.05)，BIS值与G- P评分呈正相关(r=0.508，P<0.01)。(3) 计算G- P评分、BIS值、NSE质量浓度的AUC分别是0.832、0.942、0.874。预后不良患者:当G- P评分≤16.9时敏感性为95.8%，特异性为69.8%；当 BIS值≤65时敏感性为100%，特异性为60.1%。NSE质量浓度≥33.6 ng·ml-1为截断点评价患者脑神经损伤及预后评估的敏感性为88.6%，特异性为91.2%；当NSE≥50.8 ng·ml-1时敏感性为49.2%，特异性为100%。结论：NSE与BIS监测对患者脑神经损伤评估有较高敏感性及特异性，并对预后测评有极其重要临床意义。

[关键词]神经元特异性烯醇化酶； 脑电双频指数； 重度一氧化碳中毒； 脑神经损伤评估； 预后

由于中枢神经对缺氧最为敏感，急性重度一氧化碳中毒患者中枢神经首先受累，其脑神经系统损害尤为严重，可迅速出现昏迷状态，表现为牙关紧闭、强直性痉挛、抽搐，或伴有高热、反射消失、大小便失禁等，多数出现脑水肿、肺水肿、心肌伤害、心律失常和呼吸抑制，可造成死亡[1]。我们对2011年1月至2015年2月急诊收治重度一氧化碳中毒患者86例进行回顾性分析，评价神经元特异性烯醇化酶(NSE)的动态检测[2]及床旁脑电双频指数(BIS)监测[3- 4]对急性重度一氧化碳中毒患者早期病情评判、脑神经损伤程度评估、疗效评价、预后测评的临床意义，现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料

采用回顾性对照研究方法，收集2011年1月至2015年2月本院急诊科EICU收治急诊重度一氧化碳中毒患者86例，男44例，女42例，平均年龄(46.28±10.65)岁。均符合《职业病急性一氧化碳中毒诊断标准》[5]，有高浓度一氧化碳吸入史及急性中枢性神经伤害的症状与体征，血液碳氧血红蛋白≥30%。排除标准：(1) 年龄小于18岁或年龄大于65岁；(2) 有恶性肿瘤、原发性免疫功能低下或免疫抑制剂治疗者；(3) 既往有脑血管疾病后遗症、肝硬化、遗传性疾病、先天代谢性疾病或者其他慢性疾病终末期出现脏器功能障碍；(4) 入院治疗未超过72 h死亡或出院者。

1.2临床分组及基本情况比较

我们所收治的86例急诊重度一氧化碳中毒患者均给予常规治疗：立即脱离中毒环境，高流量吸氧、尽早高压氧治疗，防治脑水肿，改善脑组织代谢、抗氧自由基、促醒，营养支持，必要时给予输血；器官功能障碍者给予器官功能支持治疗，包括呼吸机应用、循环支持、血液净化等治疗。观察患者3个月后神经功能恢复及转归情况。根据神经功能恢复及预后转归情况，分为预后良好组(无后遗症，或轻度出现记忆力、理解力、判断力下降，轻度肢体震颤、僵硬，无自由活动障碍者)48例和预后不良组(包括死亡、植物状态或严重神经损伤后遗症者，严重智力障碍、语言障碍、肢体活动障碍者)38例，两组患者年龄、性别差异均无统计学意义(P>0.05)；既往慢性基础疾病中，原发性高血压、糖尿病、冠心病、COPD、肾功能不全，两组差异无统计学意义(P>0.05)。本研究获得医院理论委员会批准，并征得患者或家属知情同意。

1.3设备与试剂

BIS监测：德国产PHILIPS监护仪(型号：M8003A)，BIS模块(型号：M1034A)，患者接口电缆及BIS 传感器(Aspect医疗部，美国)。NSE检测: 检验设备为广东深圳新产业生物医学工程公司产品(型号：Magluml 2000 plus)，采用化学发光免疫分析法(CLIA)，试剂盒为该公司提供，具体检测中严格按照操作说明进行。

1.4研究方法

入住EICU后记录 15 d内昏迷评分：应用GCS评分量表，系统评价患者的语言反应、睁眼反应及运动反应，并在此基础上判定患者的抽搐情况、自主呼吸情况、脑干反应情况以及瞳孔对光反射情况(即GCS- Pittsburgh评分，分值最低7，最高为35，简称G- P评分)[6]。连续动态监测BIS[4]，监测步骤为：(1) 应用酒精棉球擦拭前额皮肤的油脂，待皮肤干燥；(2) 粘贴BIS传感器电极板，使4个电极与前额充分接触并固定以确保连接良好；(3) 连接BIS传感器、接口电缆及BIS监护仪；(4) 打开监护仪，自检后监护仪即可显示数值及图形，当质量信号指数SQI>80%、肌电值EMG<40 dB时记录数据。本研究患者尽可能不应用镇静、镇痛、冬眠、肌松等药物以免对其影响，如患者因抽搐或躁动应用药物者，停用3～4 h后监测记录；一般选择相同时间段(上午09：00—11：00)进行监测，以减少不同时间点对患者影响。在第1、3、7、15天记录3个时间点(09：00、10：00、11：00)的BIS值，求其均值；在同时间段监测3次G- P评分，并同时求均值；在同时间段检测血清NSE水平，一般在上午09：00留取血清标本。分别对比第1、3、7、15天的G- P评分与BIS值、血清NSE质量浓度差异情况，分析它们之间的相关性；并对比分析预后良好组与预后不良组患者之间的差异。根据86例患者临床监测指标，绘制受试者工作特征曲线图(ROC)[7- 8]，并计算曲线下面积(AUC)，评价其诊断试验的效能。

1.5统计学处理

2结果

2.1两组患者不同时间点G- P评分、BIS值、NSE质量浓度的比较

预后不良组与预后良好组比较，G- P评分、BIS值及血清NSE质量浓度在第1、3、7、15天差异均具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)；两组间G- P评分、BIS值、NSE质量浓度的总均值比较，差异均有统计学意义(P<0.01)。见表1。

表1两组患者不同时间点G- P评分与BIS值、NSE质量浓度的比较

监测时间G-P评分BIS分值NSE/ng·ml-1预后不良(n=38)预后良好(n=48)预后不良(n=38)预后良好(n=48)预后不良(n=38)预后良好(n=48)第1天14.97±3.8916.60±3.64a53.68±10.4475.21±7.72b33.39±16.1524.65±9.93b第3天15.68±2.9918.77±3.05b58.15±11.5372.50±7.00b40.63±16.0033.56±10.14a第7天18.95±3.3221.17±4.15b62.37±8.8383.54±5.26b55.08±21.3434.92±15.22b第15天20.95±2.6828.21±4.40b70.26±10.7891.88±7.90b34.18±10.5823.31±6.81b总均值17.54±2.3020.81±2.58b61.05±6.1380.91±3.00b43.53±10.8130.51±6.63b

与预后不良组比较，aP<0.05,bP<0.01

2.2监测指标相关性分析

NSE质量浓度与G- P评分呈负相关(r=-0.255，P<0.05)；NSE质量浓度与BIS值呈负相关(r=-0.536，P<0.01)；BIS值与G- P评分呈正相关(r=0.508，P<0.01)。

2.3应用ROC曲线评价G- P评分与BIS值、NSE质量浓度联合指标监测对中毒患者诊断价值

G- P评分、BIS值、NSE质量浓度的ROC曲线下面积(AUC)分别是0.832、0.942、0.874。预后不良患者(阳性预测):当G- P评分≤16.9时敏感性为95.8%，特异性为69.8%；当 BIS≤65敏感性为100%，特异性为60.1%。NSE≥33.6 ng·ml-1为截断点评价患者脑神经损伤及预后评估的敏感性为88.6%，特异性为91.2%；当NSE≥50.8 ng·ml-1敏感性为49.2%，特异性为100%。预后良好患者(阴性预测)：NSE≤19.3 ng·ml-1为截断点，评估重症一氧化碳中毒患者预后良好的敏感性为95.6%，特异性为100%。见图1、表2。

图1G- P评分、 BIS值、 NSE质量浓度诊断中毒患者预后的ROC曲线

表2NSE质量浓度、 BIS值与G- P评分的AUC与相应截断点的灵敏度、特异度及其预测值

监测指标AUC95%CI截断点灵敏性/%特异性/%阳性预测值/%阴性预测值/%P值NSE/ng·ml-10.8470.760-0.93333.688.691.283.574.20.000BIS值0.9420.898-0.9876510060.169.285.70.000G-P评分0.8320.747-0.91716.995.869.879.968.90.000

3讨论

一氧化碳中毒是急诊内科最常见的疾病之一[9]。一氧化碳中毒临床以头痛、乏力、口唇呈樱桃红为主要表现，重症患者迅速出现昏迷。一氧化碳进入血液循环，立即与血红蛋白结合，一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力高200~300倍，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白失去携氧能力，而且碳氧血红蛋白的存在还抑制氧合血红蛋白解离，阻抑氧的释放和传递，造成机体急性缺氧血症。高浓度一氧化碳还能与细胞色素氧化酶中的二价铁相结合，直接抑制细胞内呼吸。当碳氧血红蛋白饱和度达到20%以上，患者可出现恶心、呕吐、虚脱、昏迷；碳氧血红蛋白饱和度达30%~40%，患者呈现深昏迷，伴有高热、四肢肌张力增强和阵发性或强直性痉挛；碳氧血红蛋白饱和度>50%时，患者多出现脑水肿、肺水肿、心肌损害、心律失常、呼吸抑制，可造成死亡。中枢神经对缺氧最为敏感，一氧化碳中毒后首先受累，尤其是大脑皮质的白质和苍白球、内囊最为严重，出现脑水肿和局灶性软化坏死，继发脑循环障碍引起血栓形成或缺血性软化灶，或广泛性中枢神经脱髓鞘改变，造成“急性一氧化碳中毒神经系统后遗症”。部分中毒患者于昏迷苏醒后经2~30 d 的假逾期，会再度昏迷，并出现痴呆木僵型精神病、震颤麻痹综合征、感觉异常、运动障碍或周围神经疾病等后发症，称为“急性一氧化碳中毒迟发脑病”[10]。 对于重度一氧化碳中毒患者早期脑功能的监护及损伤程度的判断尤为重要，目前临床常用GCS评分及CT检测，对于早期评估中毒患者的病情进展及预后往往显得较为困难；在临床工作中也缺乏通过定量数据测定脑神经损伤程度的方法。

昏迷患者的神经系统临床评判主要应用GCS评分以及G- P评分，这两种评估方法的主观性很强，容易受到镇静药物、患者其他自身因素的影响，GCS对于重症患者意识状态的反映不如G- P准确性高。近年来，ICU中开始应用一种新的检测技术进行昏迷程度的评定，即BIS技术[4]。BIS是运用计算机对脑电图进行统计学计算分析所得到的简化值，它通过信息的转换找出大脑所发出信号的特点，监测双侧大脑皮质与传导系统神经元之间的信息传递，反映大脑运作所致意识情况。其中监测显示的内容包括除脑电图外的反映肌肉活动状态的肌电图、质量信号指数及反映脑电图被抑制状态的抑制比。BIS 监测简明易懂，利用数值反映患者的昏迷程度较为客观及直观，但在深昏迷患者的预后评估上准确度不高；而且BIS也容易受到镇静镇痛及麻醉、肌松药物影响[11]。据报道[12]，以上两种方法通过临床特征、神经电生理检查进行神经系统功能检测，实践证明对重症昏迷患者预后测评特异性均较低。有学者[13]曾报道，血液中NSE水平变化与缺血缺氧后脑损伤程度呈正相关。NSE特征性地分布于神经元和神经内分泌细胞质中，组织中不含有NSE。NSE是糖酵解途径的关键酶之一，NSE占脑全部可溶性蛋白的比例很大，约为1.5%，而在周围神经NSE的含量仅为脑内的1/100～1/10 。当脑神经细胞发生缺血缺氧损伤时，NSE便从损伤的神经元内漏出，并通过血脑屏障进入血液循环。目前认为由于NSE具有可溶性和稳定性，故早期易于检测到， NSE能够早期反映神经元的损伤程度。Cross 等[14]采用体外培养中脑细胞损伤模型的方法证实培养液中的NSE浓度与中脑细胞破坏的数量密切相关，NSE浓度越高，脑细胞破坏越重。

我们通过86例急诊重度一氧化碳中毒患者临床观察，动态监测BIS值及检测血清NSE水平， 同时行昏迷患者G- P评分，对比观察指标结果显示，NSE水平与病情严重程度呈正相关。重度一氧化碳中毒患者入住EICU后NSE即可升高，并逐渐上升，临床监测NSE水平的峰值时间为起病后3～7 d；特别是患者G- P评分及BIS值较低者，监测血清NSE水平早期已较高，并且持续监测在较高水平，表明患者脑神经损伤较严重。我们对中毒患者在不同时间点监测结果显示：NSE质量浓度升高，而患者G- P评分及BIS值下降，在第3~7天NSE质量浓度达高峰值，患者G- P评分及BIS值下降更为显著。行监测指标相关性分析发现，NSE质量浓度与G- P评分呈负相关(r=-0.255，P<0.05)；NSE质量浓度与BIS值呈负相关(r=-0.536，P<0.01)；BIS值与G- P评分呈正相关(r=0.508，P<0.01)。相关资料显示，正常人体血清NSE 浓度在0~16.03 ng·ml-1。临床观察到急性重度一氧化碳中毒患者的血清NSE质量浓度明显高于正常水平，预后良好组患者NSE质量浓度为(30.51±6.63) ng·ml-1，预后不良患者血清NSE水平为(43.53±10.81) ng·ml-1，两组差异有统计学意义(P<0.01)。据一项关于心脏骤停患者多中心研究[15]显示，患者心脏骤停后1~3 d血清NSE 质量浓度超过33 ng·ml-1，患者NSE峰值水平超过80 ng·ml-1预测患者出现神经功能预后不良的特异性为100%，中度敏感性，不存在假阳性结果。临床观察[16]可见，BIS 监测非常简易，利用数值反映患者的昏迷程度较为客观及直观，对重度一氧化碳中毒患者预后预测敏感性较高,但特异性并不高；研究显示，重度一氧化碳中毒检测G- P评分及BIS值较低的患者，如果患者血清NSE早期即升高，并且NSE峰值较高，升高持续时间较长，判断急性重度一氧化碳中毒患者神经系统受损程度严重，预后差。目前可认为，NSE检测可提供定量监测信息，对一氧化碳中毒患者动态监测NSE质量浓度，同时检测G- P评分及BIS值，能弥补临床特征、神经电生理检查等的不足与局限性，而且血清NSE质量浓度监测过程经济、便捷、重复性好，结果指导意义大，为临床定量测定脑神经损伤程度、评估病情、预后判断提供可靠依据；当临床表现和影像学检查尚不能明确脑损伤程度时，血清NSE水平可作为患者病情判断和预后评价重要的血清学标志物，特别是通过NSE动态监测及床旁BIS监测，具有优势互补性，对急性重度一氧化碳中毒者早期病情评判、脑神经损伤程度评估、疗效评价、预后测评有极其重要临床意义。

综上所述，NSE与BIS监测对患者脑神经损伤评估有较高敏感性及特异性，具有优势互补作用，能为中毒患者早期干预治疗提供依据，促进神经功能恢复，降低致残率，提高生活质量，并对预后测评有极其重要临床意义。

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Clinical values of serum neuron- specific enolase levels and bispectral index in evaluating brain neuronal damage and prognosis of patients with acute severe carbon monoxide poisoning

YANG Sheng，ZHANG Dong- hui，WANG Shao- qian，MA Tang- li，FU Xu- hui

(DepartmentofEmergencyIntensiveCareUnit，theSecondHospitalofKaifeng，Kaifeng475002，China)

[Abstract]Objective: To evaluate the clinical values of serum neuron specific enolase (NSE) levels and bispectral index(BIS) in predicting prognosis and evaluating the brain neuronal damage of patients with acute severe carbon monoxide poisoning. Methods: A retrospective case control study was performed in EICU at the Second Hospital of Kaifeng. 86 patients with acute severe carbon monoxide poisoning during January 2011 to February 2015 were classified into good prognosis group(n=48)and bad prognosis group(n=38)in accordance with their clinical outcomes in the following up 3 months.The GCS- Pittsburgh scores(G- P scores)，NSE and BIS dynamic variation were obtained on the 1st， 3th， 7th and 15th day after admission. Correlation and the difference analysis between the good prognosis and bad prognosis groups were performed and the receiver operating characteristic curve (ROC) was drawn， with which the area under the curve (AUC) was calculated，so as to evaluate the efficacy of diagnostic tests. Results:(1) In bad prognosis group and good prognosis group, The BIS score was 61.05±6.13 and 80.91±3.00 (P<0.01)， NSE concentration was (43.53±10.81) and (30.51±6.63) ng·ml-1(P<0.01)，and the G- P scores was 17.54±2.30 and 20.81±2.58(P<0.01).(2) NSE and BIS score were negatively correlated (r=-0.536， P<0.01), NSE and G- P scores were negative correlation (r=- 0.255， P<0.05)， BIS and G- P scores were positively correlated (r=0.508， P<0.01). (3) The value by calculating the area under the curve (AUC) of G- P score， BIS score and NSE concentration was 0.832， 0.942 and 0.874 respectively. In patients with bad prognosis: when the G- P score ≤ 16.9， sensitivity was 95.8% and specificity was 69.8%; when the BIS score ≤65， sensitivity was 100% and specificity was 60.1%. The sensitivity by using NSE ≥33.6 ng·ml-1as a truncation point to evaluate cerebral nerve injury and bad prognosis in patients was 88.6%， while the specificity was 91.2%; When NSE≥50.8 ng·ml-1， the sensitivity was 49.2% and the specificity was 100%. Conclusion: NSE concentration and BIS score monitoring have a high sensitivity and specificity in the evaluation of the degree of brain neuronal damage so as to have important clinical significance in predicting prognosis.

[Key words]neuron specific enolase; bispectral index; acute severe carbon monoxide poisoning; brain damage evaluation; prognosis

doi：10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.01．021

[中图分类号]R595.1

[文献标识码]A

[文章编号]1671- 6264(2016)01- 0092- 06

[作者简介]杨胜(1974-)， 男，河南开封人，副主任医师。E- mail：qxyangsheng@163.com

[收稿日期]2015- 07- 02[修回日期] 2015- 11- 21

[引文格式] 杨胜，张冬惠，王绍谦，等.NSE与BIS监测在评估重度一氧化碳中毒患者脑功能及预后中的临床应用[J].东南大学学报:医学版，2016，35(1)：92- 97.

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