神經(jīng)重癥患者顱內(nèi)壓變化的臨界閉合壓和腦血管阻力反應(yīng)

神經(jīng)重癥患者顱內(nèi)壓變化的臨界閉合壓和腦血管阻力

反應(yīng)

研究背景

在限定空間的顱骨內(nèi)，腦組織、腦脊液(CSF)和顱內(nèi)

血容量之間的相互作用是顱內(nèi)壓(ICP)的決定因素。ICP

是驅(qū)動力，結(jié)合腦血管網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)性，尤其是對動脈壓和C02

變化的反應(yīng)，調(diào)節(jié)腦血管阻力(CVR)o平均動脈血壓(MAP)

和平均ICP之間的反作用力表明腦組織將被灌注的最終壓

力，稱為腦灌注壓(CPP)。在急性腦損傷(ABI)的情況下，

由于腦血管自動調(diào)節(jié)(CA)受損，這種關(guān)系可能不像健康研

究參與者那樣準確。

與創(chuàng)傷性腦損傷、蛛網(wǎng)膜下腔出血以及出血性或缺血性

中風相關(guān)的急性腦損傷會導致彌漫性或局灶性損傷，這會導

致CPP的非均勻損害，CPP的準確性仍然完全取決于MAP

和ICP的相互作用。此外，重病患者接受肱動脈管路的動

脈血壓(ABP)監(jiān)測，這可能會高估CPP高達40mmHg,因

為中心動脈處理的阻力和壓力低于外周動脈。

因此，腦血流動力學的評估對于神經(jīng)重癥患者至關(guān)重要,

忽視它可能會導致通氣、容量和壓力管理不善。經(jīng)顱多普勒

(TCD)是最有用的工具之一，可在床邊使用，通過測量腦血

流速度(CBvs)來評估腦血流動力學。盡管TCD具有出色

的時間分辨率并可用于執(zhí)行許多關(guān)鍵診斷，但TCD的潛力可

以進一步擴展。CrCP表示腦血流達到0時的MAP值，在腦

循環(huán)中一直顯示遠高于0mmHgoRAP表示每個心動周期的

瞬時壓力-速度關(guān)系的斜率。雖然它可以被視為CVR的替代

估計，但由于CrCP的存在，類比并不完全嚴格。由于大腦

毛細血管和小靜脈比大血管更容易塌陷，在CT和TCD檢查

中無法觀察到，因此CrCP和RAP有可能傳遞有關(guān)ICP對

微循環(huán)影響的更精確信息。

重要的是要強調(diào)大腦位于剛性顱骨結(jié)構(gòu)內(nèi)，該結(jié)構(gòu)被稱

為ABI后壓力變化的脆弱環(huán)境。因此，本研究檢驗了CrCP

和RAP的變化與ABI患者ICP的變化密切相關(guān)的假設(shè)。

研究方法概述

這是一項單中心、前瞻性、觀察性研究，在巴西圣保羅

大學HospitaldasClinicas進行。研究方案于2017年

5月23日獲得當?shù)貍惱砦瘑T會的批準（REB注/號

66721217.0.0000.0068）,注冊號為NCT03144219（可在

ClinicalT獲取）。所有方法均按照相關(guān)指南和

規(guī)定進行，并獲得所有合法授權(quán)代表或近親的知情同意，而

不是由于疾病嚴重程度而獲得患者的同意。

數(shù)據(jù)測量

使用配備2MHz探頭的TCD記錄雙側(cè)大腦中動脈（MCA）

中的CBvo在獲得最佳MCA信號質(zhì)量并且在會話期間沒有

聲波角度變化后開始記錄。使用固態(tài)傳感器通過Neurovent

監(jiān)測系統(tǒng)測量腦室內(nèi)ICPoABP是用榜動脈導管侵入性記錄

的。將壓力傳感器調(diào)平并調(diào)零至腋前線與第五肋間的交點。

使用紅外二氧化碳分析儀連續(xù)測量潮氣末二氧化碳

(EtC02)o在收集數(shù)據(jù)之前，進行了超聲檢查以排除明顯的

顱內(nèi)狹窄。對于顱內(nèi)高壓患者，如果在操作前或操作過程中

證實CBv減弱，則IJVC被排除或中止。通過使用多普勒

盒的模數(shù)轉(zhuǎn)換器以100個樣本/秒的速度對CBv、ABP和

ICP的連續(xù)和同時測量進行集成，并存儲以供離線編輯和分

析。

數(shù)據(jù)編輯

使用用Fortran編寫的內(nèi)部定制軟件分析逐搏數(shù)據(jù)。

對連續(xù)記錄進行目視檢查，并通過線性插值去除窄偽影(<

100毫秒)。使用中值濾波器去除CBv通道中的尖峰，并

使用截止頻率為20Hz的零相位八階巴特沃斯濾波器對所

有信號進行低通濾波。在ABP信號中檢測每個心動周期的

開始和結(jié)束，目視檢查，并用于獲取心率、MAP、平均CBv和

ICP的逐搏值。ABP和CBv之間的瞬時關(guān)系用于使用一次

諧波法估計每個心動周期的CrCP和RAP,對逐拍數(shù)據(jù)進行

樣條插值，并以5Hz的頻率重新采樣，以產(chǎn)生具有統(tǒng)一時

基的信號。

數(shù)據(jù)分析

目視檢查ICP的重采樣時間序列，并標記壓縮的開始。

然后將所有記錄的變量與3分鐘數(shù)據(jù)窗口內(nèi)time=60s

的壓縮時刻同步（圖1）,并獲得每個變量（MAP、ICP、CPP、

每個顱骨條件組的CBv、CrCP和RAP）。任何年齡和性別

的患者都包括在內(nèi)，從兒童到老年人，盡管他們對結(jié)果的影

響是單獨分析的?；€值計算為壓縮開始前前60秒的平均

值。為前30秒的壓縮計算的平均值與基線值一起使用，以

獲得每個變量由于壓縮而發(fā)生的變化（△）.

主要研究結(jié)果

本研究納入了2017年8月至2020年5月期間入

院的98名符合條件的患者。9名患者的ICP記錄質(zhì)量較

差。其他四名患者的數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生了85名患者的最終樣

本進行分析。16名患者（19%）患有顱內(nèi)高壓（基線ICP>

20mmHg）。CBv.CrCP和RAP的右半球和左半球值在成

對測試后取平均值。表1顯示了根據(jù)確定的組分類的患者

特征。Sk3組的ICP較高（p=0.025）,心率較低（p二

0.045）,但由于顱骨狀態(tài)，所有其他變量均未顯示任何顯著

差異。

頸內(nèi)靜脈壓迫的影響

IJVC導致ICP和CrCP增加，所有組的CBv和CPP

下降。RAP對于Ski和Sk2組沒有顯著變化，但對于Sk3

組，該參數(shù)有顯著增加。同樣，該組的MAP反應(yīng)也很顯著

（圖1）o對壓力的反應(yīng)并不統(tǒng)一，并且會根據(jù)損傷的嚴重

程度而有所不同(表2)o通過壓縮，AMAP、ACPP、ACrCP

和ARAP在組間不同，但AICP僅處于臨界值(p=

0.052)o

另一方面，在壓縮之后，AICP與相應(yīng)的ACrCP之間

存在非常強的線性關(guān)系(圖2),相關(guān)系數(shù)為r=0.643(p

=0.0007),r=0,732(p<0.0001),并且對于Ski、Sk2

和Sk3,r=0.580(p=0.003)o一般線性模型分析表明，

圖2d中的三個斜率顯著不同(pO=D0.041)oTukey的

事后分析顯示Sk3與Ski(p=0.00012)和Sk2(p=

0.0066)之間的斜率存在差異?？紤]到整個樣本(n=85),

在IJVC之前(p=0.0007)或之后(p=0.00006),觀察

到CrCP和ICP的絕對值之間存在很強的關(guān)系，如

Pearson相關(guān)系數(shù)所示。

在IJVC期間，發(fā)現(xiàn)屬于Ski組的患者ICP升高，平

均ICP值的峰值大約在壓縮開始20秒時，隨后在壓縮結(jié)

束時急劇下降。此外，在IJVC釋放后，ICP保持低于基線

約30秒(圖1c)o組Sk2和Sk3的類似行為未得到驗

證。

局灶性損傷

對具有清晰斷層掃描局灶性損傷的患者進行了亞組分

析(n=37)。在IJVC期間，受傷和未受傷半球的所有參

數(shù)變化(ACBv、ACrCP和ARAP)之間的比較沒有觀察到

顯著差異。

年齡的影響

對于表1中的參數(shù)，年齡僅與ICP(r=-0.21,p二

0.048)和RAP(r=0.40,p=0.00016)相關(guān)。表2中

的任何參數(shù)均未觀察到與年齡的顯著相關(guān)性。還通過移除

18歲以下的研究參與者并對成人研究參與者重復分析來評

估年齡對研究主要結(jié)果的潛在干擾僅有的。總的來說，前

面描述的結(jié)果保持不變。ACrCP和AICP之間的線性回歸

沒有改變，具有相似的相關(guān)系數(shù)值和線性回歸斜率之間的顯

著差異(p=0.028)o對于表2中的參數(shù)，只有AHR發(fā)

生顯著變化(p=0.028)o如表2所示，所有其他參數(shù)仍

然顯著或不顯著。

主要研究結(jié)論

本研究闡明了CrCP根據(jù)ICP發(fā)生變化，有助于在神經(jīng)

重癥環(huán)境中指示理想的CPPo在去骨瓣術(shù)后的早期，腦血

管阻力似乎仍然升高，盡管在努力維持CPP穩(wěn)定時動脈血

壓反應(yīng)加劇。與接受神經(jīng)外科手術(shù)的患者相比，無需外科手

術(shù)的ABI患者似乎保留了更有效的ICP代償機制。

討論與閱讀體會

本研究表明，根據(jù)這些腦損傷的嚴重程度，ICP變化后

的腦血流動力學反應(yīng)在ABI后早期患者中可能表現(xiàn)不同。

這在出現(xiàn)難治性升高的ICP并接受DC治療的患者中明顯

觀察到。據(jù)我們所知，以前沒有在該人群中報告過使用受控

ICP變化的TCD衍生的CrCP和RAP的變化，從而更好地

了解ABI的血液動力學后果。具有相當大的相關(guān)性，CrCP

和ICP變化之間的強線性關(guān)聯(lián)應(yīng)該會刺激用于評估腦血管

功能的無創(chuàng)方法的進一步發(fā)展。

CrCP和RAP的相關(guān)性

在文獻中，有一個指標也稱為RAP,但它是從ICP脈

沖幅度和ICP平均值中得出的。該指數(shù)估計用于評估顱內(nèi)

代償儲備。不同的是，當前研究中使用的RAP參數(shù)表達了

CVR的概念，考慮到用TCD評估的血流速度會受到血管橫

截面積變化的影響。因此，本研究評估了誘導ICP升高對

小血管和毛細血管阻力的影響以及MAP反應(yīng)對保持CPP

穩(wěn)定的貢獻?？梢缘贸鼋Y(jié)論，ABI后腦血管生理學發(fā)生了顯

著改變。但是，需要做更多的工作才能充分了解所涉及的因

果關(guān)系。

實際應(yīng)用

一些研究人員提出，在CPP的無創(chuàng)評估中，CrCP可以

替代ICP.Thees等人報道了CrCP和ICP之間高度顯著

的線性相關(guān)性在70名患者(r=0.91)和Czosnyka等人報

道的98名頭部外傷患者(r=0.51)o在本研究中，當整個

樣本匯集到相同的線性回歸中時，證實了CrCP和ICP之

間的這種強烈關(guān)聯(lián)，以及分別針對所有三個不同的組。

獲得最佳CPP估計的可能性，而不是束縛到固定的

ICP閾值，得到IJVC后觀察到的ICP和CrCP變化的時

間模式的密切相似性以及顯示兩者之間線性相關(guān)性的數(shù)學

模型的支持CrCP和ICP。有趣的是，對于Ski,ACrCP和

ATCP之間線性回歸的斜率與數(shù)學模型指示的斜率非常接

近。

這強化了CrCP可以用作ICP的無創(chuàng)替代品的想法。

然而，應(yīng)該強調(diào)的是，CrCP受C02變化的影響，而RAP可

能對大動脈和小動脈的跨壁壓力變化更敏感，反映了它們對

ABP變化的特定肌原性反應(yīng)。本論文結(jié)果不能完全排除C02

對CrCP結(jié)果的某些影響，這加強了對該變量進行非常密切

監(jiān)測的重要性。

從這個角度來看，可以根據(jù)ABP、ICP、pC02和p02的

變化來評估小動脈和毛細血管的腦血流動力學反應(yīng)。CrCP

和RAP提供的信息可以增加從TCD獲得的平均CBv的逐

搏值，本研究和其他人報告的關(guān)聯(lián)值得在更大規(guī)模的ABI

研究以及其他腦血管疾病中進行進一步調(diào)查。

補償機制

在嚴重創(chuàng)傷和顱腦手術(shù)操作后，自然腦結(jié)構(gòu)的喪失可能

導致腦脊液和靜脈回流障礙。因此，代償儲備的緩沖機制，

例如腦脊液向頸池移位和大靜脈竇將其體積排空至顱外靜

脈是有限的。在本論文結(jié)果中，這個機制很明顯，因為未受

傷/未操作的頭骨與其他組之間的ICP不同，ICP在IJVC

20秒后開始下降。

最近的研究表明，盡管ICP值持續(xù)下降，但去骨瓣術(shù)

后患者的顱內(nèi)順應(yīng)性（ICC）（ICC=口顱內(nèi)容積/壓力）可能

會出現(xiàn)顯著變化。在去骨瓣術(shù)后，預(yù)計腦血灌注會增加，