众所周知，危重心脏病患者一旦发生心脏骤停，即使将患者抢救回来，其不良后果也可能影响终生。但由于无法实时评估心脏组织的氧含量，现行的技术还不能有效预测一个患者会否发生心脏骤停。近日，发表在《Science Translational Medicine》的一项新技术或能解决这个问题。

这项新技术由美国波士顿儿童医院和一家技术设备制造商共同开发，它运用了拉曼光谱技术，能够实时评估身体组织是否获得足够的氧。在手术中或手术后，医生只需将设备上的探头放置患者心脏上即可预测危重心脏病患者的心脏骤停。尽管这项研究只在动物模型上进行了试验，但其里程碑式的意义不容置疑。

混合静脉血氧饱和度（SvO2）是目前对组织氧测量的标准，检测它需要反复抽血，这在一定程度上给危重患者增加了额外风险。更重要的是，这个检测方式无法判断氧气供应是否满足心脏肌肉的动态需求。

研究的领导者、波士顿儿童医院心脏中心的医学博士JohnKheir介绍说，这个新设备使用了共振拉曼光谱技术，来测量是否有足够的氧气到达心脏的线粒体。这个装置能够提供与线粒体供氧器官特异性的、连续的、可靠的读数。这是第一个能够监测活体组织中的线粒体，以预测即将发生的器官衰竭的装置。

研究团队首先创建了一个被称为3RMR的度量方法，使用共振拉曼光谱的光读数来产生实时氧含量和线粒体功能量化的指标。当细胞的氧含量过低时，电子开始在某些细胞蛋白（比如血红蛋白、肌红蛋白和线粒体细胞色素）中积累。这种能量转移会减少或关闭线粒体能量的产生，也可能引发细胞死亡。最终的结果就是造成器官损伤或功能障碍，甚至心脏骤停。

而共振拉曼光谱可以通过激光照射来量化线粒体蛋白质的电子部分。在低氧条件下，电子的增加会使这些分子发生扭曲，改变它们的光谱。研究小组还使用了精确的激光和复杂的算法来实时提取信息。高速、准确地将线粒体信号从其它生物信号中识别出来，是这篇文章最重要的科学进展。

研究人员先在大鼠模型中测试了该装置。他们发现不管氧递送减少的原因是什么，减少心脏的氧含量后，3RMR就会相应增加。低氧状态10分钟后进行测量，读数增加超过40%。他们开发的设备在预测心脏收缩力和随后的心搏停止上，有97%的特异性和100%的敏感性，优于所有其它测量技术。在模拟先天性心脏手术的猪模型中的进一步试验，研究人员也取得了比较满意的心肌供氧测量结果。

作为一种无创、非接触的快速检测技术，拉曼光谱已经在癌病变组织检测与诊断、血液成分分析等医疗诊断领域中开展了研究和应用。而这次的应用着眼于更细微的电子积累引起的光谱位移和峰值变化，并准确地捕捉了亚细胞结构的信号。这也是拉曼光谱首次被开发为实时监测的临床医疗设备。

该装置最先可能的应用是心脏手术期间及术后的氧输送监测。下一步，这项技术可能用于多种外科用途，例如在其它组织和器官暴露的操作中，进行对组织活力的监测。潜在的应用可能包括器官移植时的监测和检测四肢血液流动的减少。

除此之外，目前的探针是一支钢笔大小，但研究小组希望开发一个更小的探头，可以放在胸腔内，这样可以对高危时期的病人进行监护。Kheir博士还认为，由于线粒体功能是癌症生物学的中心，该工具可能在癌症研究方面有所帮助。

（环球医学编辑：石 岩）