探讨二次脑损伤与脑组织氧变化的相关性

　　二次脑损伤(secondary brain insult,SBI)是指在原疾病的基础上,合并低血压、低氧血症、高热等二次脑损伤高危因素造成脑组织缺血、缺氧,加重了原发病。我们在临床工作中发现高血压脑出血(hypertensive Intracerebral hemorrhage,HICH)术后血压、体温、颅内压、脑血流及脑灌注压等的异常改变,对病人的预后有很大的影响。我们考虑这些SBI 因素影响了脑组织氧( brain tissue oxygen,Pb-tO2)的代谢,从而影响脑功能的恢复,为了进一步证实,我们设计了本研究课题,通过 PbtO2的监测,探讨 SBI 与 PbtO2变化的相关性,为临床预防HICH 后 SBI 因素提供依据。

　　1、 临床资料和方法

　　1. 1 入选标准及操作流程

　　1. 1. 1 入选标准 选取我院神经外科急性高血压脑出血基底节区血肿,术前均无明确糖尿病、冠状动脉供血不足等病史病人。要求:(1)有高血压病病史或发病后血压明显增高者;(2)起病急,发病时间 < 24h;(3)CT 扫描证实自发性基底节区出血,初次 CT 扫描显示血肿≥30mL;(4)GCS 评分 5 分以上;(5) 全部病例经头颅 CT 证实脑内血肿。诊断符合 1995 年全国第四届脑血管病学术会议的诊断要点以及 1999 年WHO / ISH 标准为高血压诊断标准。

　　1. 1. 2 排除标准 (1) 有明确证据显示出血是由于脑动脉瘤或动静脉畸形引起的;(2)出血是因脑外伤或肿瘤卒中所致;(3)脑干、小脑出血;(4)有凝血功能障碍、出血倾向者及心肝肾功能不全者;(5)GCS 评分 < 5 分;(6)脑疝、双侧瞳孔散大、中枢性呼吸衰竭者;(7)严重的原发疾病或智力障碍。

　　1. 1. 3 具体操作流程

　　a. 病人的初选:根据以上入选标准和排除标准,确定病人是否入选。

　　b. 知情同意:向病人本人及其亲属介绍本研究方案可能给予病人带来的风险和收益,并告知病人及其家属,无论他们是否同意参加本试验,病人都将得到“最好的治疗”。如果病人及其家属同意参加本试验,在“手术同意书”上签字。

　　c. 病人入选后,在 24h 内为其施行血肿清除手术,主要目的在于充分减压,解除机械压迫造成的继发性脑损伤。从而排除颅内因素。

　　d. 探头植入方法:根据术前脑 CT 图像定位,采用传统经颞开颅血肿清除术,术中血肿清除后将脑组织氧光纤探头放入前端开口的脑室引流管内(见附图),使探头尖端突出引流管0. 5cm,然后将其置入血肿腔内,脑组织氧监测探头尖端位于血肿腔壁内0. 5cm。术后复查头颅 CT。引流管持续引流 24h 后拔除。

　　e. 术后 24h 监测 PbtO2及 SBI 因素。术后给予常规药物治疗。脑组织氧监测最长不超过 5d。

　　1. 2 一般资料

　　本院神经外科从 2011 -0l ~2013 -12 收治的HICH 病人中选出符合标准并同意加入研究的 18例,其中男 10 例,女 8 例,年龄 35 ~ 67 岁,平均47. 8岁;均为基底节区脑出血;入院时一侧瞳孔散大 1 例,瞳孔大小基本正常 17 例;气管切开 3 例;近期预后:按 GOS 分标准,预后良好(包括良好和轻残)12 例,愈后不良(重残)6 例。无植物生存及死亡。

　　1. 2. 1 观测指标。生命体征:利用多参数生理监护仪持续监测血压(BP)、体温(T)、血氧饱和度(SaO2)。颅内压(ICP) 监测:采用重庆名希医疗器械有限公司生产的 MICP - IA 颅内压无创检测分析仪,每 6 ~8h 检测 1 次。脑组织氧监测:用德国 GMS 公司 LICOXⅡ型 CMP 监测脑组织氧。动脉氧分压(PaO2)和二氧化碳分压(PaCO2)由动脉血气分析测得。灌注压(CPP)由颅内压、平均动脉压(MAP)计算得出(CP P = MAP - ICP)。

　　1. 2. 2 统计学分析用 spss 11. 0统计软件,进行 CCP、PaO2、ICP 和PbtO2及预后相关性分析。

　　2、 结果

　　所有病人 PbtO2在监测期内的变化在 15 ~35mmHg 之间波动,均数在26. 65 ± 5. 59。PbtO2与CPP、PaO2呈良好线形相关关系,与 ICP 呈密切负相关关系。体温变化对 PbtO2波动不大,但当体温明显增高达 39℃时,PbtO2有下降。

　　2. 1 当 ICP 在 10 ~ 20mmHg 之间时,脑组织氧值与 ICP 呈负相关,相关系数 r = - 0. 924 ( P <0. 001)(见图 1)。

　　2. 2 当 CCP 处于 40 ~ 80mmHg 之间时,CPP 与PbtO2呈正相关,相关系数 r = 0. 958(P < 0. 001)(见图 2)。

　　2. 3 PaO2在 80 ~100mmHg 之间波动时,PbtO2随PaO2上 升 而 增 加。相 关 系 数 r = 0. 956 ( P <0. 001)(见图 3)。

　　2. 4 体温在 36 - 38. 5℃ 变化,PbtO2波动不大,但当体温增高达 39℃时,PbtO2有明显下降。

　　2. 5 ICP 与预后关系ICP 与预后有相关性,随着 ICP 的升高,预后良好的比例下降。(见表 1)2. 6 CPP 与预后的关系CPP 与预后有显著的相关性,随着 CPP 的升高,预后良好率的比例升高。(见表 2)

　　以上结果表明二次损伤因素,PaO2、ICP、CCP、体温与 PbtO2均有相关性,且直接或间接对预后产生影响。

　　3、 讨论

　　HICH 是高血压病最严重的并发症之一,我国是高发区,其致残、致死率高,已成为继颅脑外伤后第二位的死亡原因。相当一部分病人残留有神经功能障碍,严重地影响着病人的生活质量。如何改善 HICH 病人的预后早已成为社会各界关注的目标。

　　我们在临床工作中发现,HICH 手术完美,但有些病人预后并不理想,就其原因发现与病人术后高热、低氧血症、低血压等因素有关,这些因素被称为 SBI。它是由英国爱丁堡大学神经外科专家Miller 教授于 1978 年首先提出:大多数重型颅脑创伤病人的直接死亡原因并非原发脑损伤,而是SBI。即在原发脑损伤后,由于血压、体温、血氧、电解质紊乱、颅内压、脑血流及脑灌注压等的异常改变,造成第二次脑损害,从而加重病情并造成死亡。

　　由此提出了 SBI 的概念。此后,颅脑损伤后 SBI 研究得到众多学者的关注,相应研究也方兴未艾。临床研究表明:SBI 的发生率为44. 5%,合并低血压或高热等 SBI 因素者死亡率与残废率显著增高。但有关 HICH 治疗过程中的 SBI 问题,以及 HICH病人 SBI 与预后关系研究,国内外报道较少。而 SBI 是否影响了脑组织氧,从而影响病人的预后的研究未见报道。

　　本研究在关注 SBI 的基础上,对 PbtO2进行了监测,研究表明体温、低血压、低氧血症、灌注压等SBI 因素与脑组织氧存在一定的相关性。

　　3. 1 MAP 与 PbtO。2CCP 等于 MAP 与 ICP 之差。MAP 与 ICP 和CCP 存在着复杂的关系,并间接影响脑组织氧。Hemphill 等研究发现,PbtO2与 MAP 呈 S 形关系,并提示血压自动调节在 60 ~ 150mmHg。我们也发现 MAP 与 PbtO2存在相关性,在颅内压平稳的情况下,MAP 低可使 CCP 降低导致脑组织氧减少。刘中元等研究认为血压低造成的重残或死亡是血压正常的3. 87倍。这是因为低血压从以下几方面影响脑组织代谢:(1)低血压致脑灌注压下降,脑组织缺血缺氧,脑组织内无氧酵解增加造成细胞内乳酸积蓄,从而引起一系列损害作用,导致神经元死亡;(2)脑出血及手术可导致半暗带,而低血压可使其范围扩大;(3)低血压使脑组织的兴奋性氨基酸(谷氨酸等)增加,加重神经细胞损害,(4)血压低可致脑组织缺血及损伤诱发一系列的生理和生化反应,如血栓素 A2产生增多,前列环素减少,引起脑血管痉挛或微血栓形成,因此,低血压可引起脑组织缺氧,加重脑损害。

　　3. 2 PaO2、SaO2与 PbtO2PaO2动脉氧分压是指动脉血浆中物理溶解氧的张力,氧在血液中溶解量的多少与 PaO2成正比;SaO2指与结合氧的血红蛋白量占血红蛋白总量的百分比。二者可判断组织缺氧程度和呼吸功能。而 PbtO2是局部脑组织的氧结合能力的反应。

　　Meixensberg 等研究发现 PaO2和 PbtO2之间存在显著的相关性,相关性在病理组中最高,这种相关性是一种正比例的线性相关性。张洪等报道血气指标的变化能及时的反映颅脑创伤轻重,并与预后有密切关系。本组病例研究进一步证明了这点。其中 3 例呼吸道不通畅导致 SaO2、PaO2低,脑组织氧监测发现也相应下降,经气管切开后,SaO2、PaO2、PbtO2明显改善。因大脑皮层对缺氧十分敏感,脑出血,特别是昏迷很深的病人,脑缺氧很常见。脑缺氧、脑水肿可加重颅内压升高,ICP 增高导致血流减少更加重脑缺氧,如此恶性循环,很容易导致脑组织功能障碍。脑缺氧是整个环节中触发因素之一。因此,高血压脑出血昏迷病人保持呼吸道通畅十分重要。

　　3. 3 ICP、CPP 与 PbtO2文献报道 PbtO2与 ICP 呈负相关,与 CCP 呈正相关。本组病例观察结果与此相同。CPP 是决定脑组织氧供应的关键因素,与缺血缺氧密切相关。由于 CPP 取决于 MAP 和 ICP,而 ICP 的升高,则直接导致 CPP 的下降,进而导致脑血流量减少,脑组织氧合不良及脑组织缺氧,并致预后不佳。因此,控制 ICP 是减轻二次损伤的一个关键因素。

　　3. 4 高热与 PbtO2HICH 术后的高热原因很多,主要是:误吸引起的吸入性肺炎,昏迷后痰液排出不畅引起的肺部感染、以及下丘脑损伤所致的中枢性高热等。国外最新研究证实重型颅脑外伤病人脑部温度变化与ICP 是呈正相关的,随着体温升高,尤其是高于正常体温后 ICP 将显著上升,从而使脑组织灌注减少,脑组织氧降低。Rossi 等的研究表明,在脑温升降变化时 ICP 变化明显。脑温升高时,ICP显著增高,从14. 9 ±7. 9mmHg 升至22 ±10. 4mmHg(P < 0. 05);脑温下降时,ICP 显著降低,从17. 5 ±8. 65mmHg 降至 16 ± 7. 76 mmHg。可见,发热起始于脑温上升阶段,ICP 显著升高,加重脑损害。

　　总之,MAP、SaO2、PaO2、CCP、ICP,体温等 SBI因素均直接或间接的影响脑组织代谢,最终对HICH 的预后产生影响。Narotam 等研究发现持续监测颅脑损伤病人的 Pbt02,并根据监测结果指导治疗可有效降低病人的死亡率及伤残率,且疗效优于传统根据 ICP/CPP 治疗标准指导的治疗结果。因此,脑组织氧监测直接获取脑氧合与代谢指标,及早发现脑缺血缺氧,早期干预,可提高病人的预后。

　　PbtO2监测主要优点是仅需测定前进行一次零校准和灵敏度校准。监测过程中零漂移很小,灵敏度高,有较高的准确性和抗干扰性,测得的值稳定可靠,直接反映神经细胞内参与能量代谢的氧利用状况,而且对脑组织的损伤小,能长期连续动态监测 5d 以上,但我们发现,随着时间的延长,灵敏度下降。这是由于 PbtO2监测是通过电流信号来判断 PbtO2,不仅脑温会影响结果,外界其他监护仪器也会对结果有一定的干扰。此外,监测探头可能会导致局部脑微血管受压,造成探头周围的缺血缺氧,从而得到错误的结果。故我们一般放置时间最多不超过 5d。植入的电极很少引起脑脊液漏、颅内感染和颅内血肿。因此,多数学者认为 PbtO2监测安全、准确,是一种较为理想的脑氧监测手段。

　　但其缺点是监测探头价格昂贵,影响了它的普及和应用。

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