由于NIRS易用性和无创性，其作为监测脊髓缺血和评估保护策略效果的手段越来越受欢迎。根据现有文献，在低胸腰椎水平椎旁测量 rSO2 似乎是最好的方法。
胸腹主动脉瘤 修复后的脊髓缺血可能导致截瘫。尽管有各种围手术期保护策略，包括远端主动脉灌注、使用解剖外血管搭桥供血和脑脊液引流，但仍大约 12% 的患者在接受血管内或开放式胸腹动脉瘤修复术中出现脊髓缺血。无法直接测量流向脊髓的血流量是预防脊髓缺血的主要困难。尽管可以通过应用体感和运动诱发电位 (MEP) 来监测脊髓功能。这些技术的实施受到限制，例如需要熟练应用和解释数据的技术人员，需要麻醉在没有神经肌肉阻滞的情况下，无法在清醒患者中应用 MEP 监测。对于实时监测脊髓，近红外光谱（NIRS）已被提议作为一种有效的技术。下面我们谈谈NIRS监测脊髓缺血。
NIRS作为局部组织饱和度(rSO2) 的连续和无创监测器已被广泛实施。它通过反射近红外光的光谱进行操作。根据血红蛋白氧合状态，近出现红外光吸收光谱（图1，B），测得的含氧血红蛋白与总血红蛋白的比率（以百分比表示）表示为 rSO2。在近红外范围（700-1,000 nm）中，光子能够穿透 2.0 至 3.0 cm 的下层组织，包括骨骼。然而，与 NIRS 技术相关的一些缺陷是需要承认的。如果光极不恰当地贴在皮肤上，外部光源可能会影响测量。鉴于光穿透深度有限，rSO2 反映了区域组织饱和度，该饱和度仅限于传感器下方的区域。因此，大部分想要监测的区域仍然不受监控。由于组织成分的个体差异，rSO2 值的总体差异为 10% 至15%。与基线 的相对变化对于缺血的检测更有意义。因此，NIRS 主要应被视为趋势监测器。
脊髓血液供应由 1 条脊髓前动脉和 2 条脊髓后动脉提供，纵向穿过脊髓（图 2，A5、6）。这些动脉在颅骨上与椎动脉和颈深动脉相连。中央部分与肋间动脉和腰动脉的根支相连，而远端脊髓和马尾主要由下腹动脉及其分支供血。供应脊髓远端三分之二的最突出的根动脉是 Adamkiewicz 动脉，或称大神经根动脉。在 85% 的情况下，它起源于 T9 到 T11。以前，通过这条动脉的血液供应中断被认为不可避免地导致脊髓缺血和截瘫。然而，最近的研究表明，脊髓血供不仅仅依赖于 1 根大的供血根动脉。相反，广泛的侧支网络被认为有助于脊髓灌注。这个侧支网络由贯穿椎管、椎旁组织和棘旁肌的相互连接的动脉和小动脉组成。已发现棘旁肌肉网络的动脉容量是环形硬膜外动脉供血和脊髓前动脉容量的 25 倍，因此当供血动脉输入中断时，它可以作为缓冲系统。
椎旁肌肉的血液供应在侧支网络向脊髓的血液供应中占主导地位，因此监测椎旁肌肉中的组织氧合实际上可以提供脊髓组织氧合的间接测量（图 2，B）。
关于这个问题的大部分信息来自动物研究。Macnab等人在猪的棘突、椎板和脊髓直接应用 T9 至 T10 的 NIRS 传感器。当动脉氧合减少或脊柱血流因胸椎间盘空间的分散而受损时，观察到所有3个测量部位的 NIRS 值立即发生变化。作者得出结论，rSO2的变化反映了脊髓氧合。Shadgan 等人将 NIRS 传感器直接应用于猪脊髓的T9监测。在缺氧和急性脊髓损伤后，NIRS 衍生的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的变化对应于脊髓的动脉氧合。同样在猪中，在结扎节段动脉（T6 至 L1）后 1 分钟内，报告中线 显著下降。这些发现与组织病理学观察结果一致，揭示了神经元的缺血性变化。同样，在兔模型中观察到主动脉交叉钳夹后氧合血红蛋白立即降低。人类病例报告也表明，在血压升高或主动脉交叉钳夹后，rSO2 的变化与脊髓灌注压的变化有关。中线 也可用于监测即将发生的脊髓缺血状况，反应为 MEP 降低。
在猪中，观察到棘旁侧支网络血液供应（用NIRS 测量）和直接测量的胸腰椎脊髓氧合（用激光多普勒血流仪测量）之间存在很强的关联。主动脉交叉钳夹后 30秒内，椎旁腰椎rSO2 与腰肌和脊髓氧合同时下降。所有值在夹具移除后立即恢复。在仅包括 15 名计划进行开放性胸腹动脉瘤修复的患者的 1 项人体研究中，rSO2 是在椎旁测量的。观察到与动物研究报告的类似变化。主动脉交叉钳夹后，腰椎 rSO2从基线%。远端主动脉灌注后，腰椎 rSO2 增加到基线%，并在夹钳释放后完全恢复。
基于这些数据，似乎中线和椎旁应用的 NIRS 光极都能够可靠地测量 rSO2侧支网络，为脊髓提供血液。NIRS 传感器的中线应用测量血管化较少的生物组织的 rSO2，与广泛的血管化的椎旁肌肉组织形成对比。中线 可能更容易出错，因此认为椎旁 rSO2 方法更可靠地测量脊髓血液供应的氧含量。
在 3 项动物研究中，光极应用在胸中段水平 (T5-T7)。只有 1 项对猪的实验研究显示，胸中段和腰段 rSO2 随之下降，在主动脉开发后恢复到基线水平。其他研究观察到，与胸段结扎后低胸段 rSO2 相比，中段 rSO2 略有下降。节段动脉或根本没有观察到变化。在人体研究中也进行了胸中段传感器应用。在 20 名患者在主动脉交叉钳夹后开放和血管内胸腹动脉瘤修复期间观察到稳定的胸中段rSO2。相反，1 例报告提到在 T6 至 T8 时 rSO2 下降， 即使在远端主动脉灌注和脑脊液引流恢复后，T9 至 T11 的 rSO2 仍保持稳定。
在所有动物研究中，在流向脊髓的血流受损后，低胸 (T9-T12) 和腰 (L1-L3) rSO2 持续下降。这也在人类开放主动脉手术中观察到。尽管 MEP 和低胸部 rSO2 共同降低，但没有患者出现神经损伤。有趣的是，Etz 等人能够将术后截瘫的发生与下腰椎 rSO2 联系起来。据报道，在大量出血后，低胸 rSO2 显著下降（较基线 条节段动脉后得到解决。在胸腔内主动脉修复术中，尽管扩大了覆膜支架覆盖率，但rSO2 没有显著变化。相反，在分期混合主动脉修复过程中，Moerman 等人观察到支架置入后胸部 rSO2(T10) 显著下降，这可以通过增加平均动脉压来解决。在支架置入后，观察到平均动脉压和胸部 rSO2 之间存在线性关系，而腰部 rSO2 保持不变不受影响。根据这些数据，当脊髓供血受损时，胸中段 rSO2 似乎保持相当稳定。因此，在胸中段监测 rSO2 似乎不能提供有关脊髓缺血发展的额外信息。尽管研究设计存在异质性，但初步证据表明，在低胸椎和腰椎水平的测量充分反映了脊髓血供的氧合。因为低胸椎和腰椎 rSO2 的表现可能不同，建议同时监测两个水平的 rSO2。
一个关键问题是，在没有脊髓缺血风险的情况下，可以在多大程度上耐受 rSO2 的降低。根据 Etz 等人的观察，与未出现症状的患者相比，出现截瘫的患者下腰椎 rSO2 下降幅度明显更大（基线 分钟）。Boezeman等人观察到低胸 rSO2 下降 48%，伴随主动脉交叉钳夹后 MEP 反应下降 51%，在重新连接节段动脉和移除钳夹后解决。
根据目前可用的证据，建议在低胸腰椎(L1-L3) 水平椎旁应用 NIRS 光极。NIRS 必须被视为趋势监测器，并且需要在患者呼吸室内空气时在麻醉诱导之前设置基线。尽管没有可用的真正临床证据，但任意选择的从基线% 的截止范围应被视为脊髓缺血发展的危险信号。这与脑血氧饱和度测定中使用的截止范围一致，因为有关脑氧合数据的文献提供了关于通过 NIRS 检测缺血的唯一可用信息。通过增加血压和减少硬膜内空间来优化氧气输送和脊髓灌注压压力是增加 rSO2 的适当措施。为了尽量减少延迟性截瘫的风险，建议术后 48 至 72 小时继续进行 NIRS 监测。
由于NIRS易用性和无创性，其作为监测脊髓缺血和评估保护策略效果的手段越来越受欢迎。根据现有文献，在低胸腰椎水平椎旁测量 rSO2 似乎是最好的方法。额外的研究应涵盖与不良神经系统结果相关的低脊髓 rSO2 值的严重程度和持续时间。
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