颅脑创伤（traumatic brain injury，TBI）是导致人类死亡的重要原因。因其高致死率和致残率，给个人、家庭和社会都带来了沉重的负担。及时进行颅内血肿清除、手术减压是重要的治疗手段。由于TBI患者的特殊病理生理学改变，围术期液体管理方案可对患者的预后产生重要影响。现就TBI患者液体治疗的病理生理学特点、围术期液体管理中液体种类的选择以及液体复苏策略进行综述。
TBI患者液体治疗的病理生理学基础
TBI可分为原发性颅脑损伤和继发性颅脑损伤，原发性颅脑损伤是颅脑在创伤即刻发生的损伤，为不可逆的。在原发损伤后，低血压、低氧血症、酸中毒等可引起继发性颅脑损伤，严重影响患者预后。TBI患者治疗过程中的关键是尽量避免继发性颅脑损伤。
由于出血、呕吐、甘露醇等脱水利尿剂的使用，TBI患者往往存在不同程度的低血容量。然而创伤应激引起交感神经活性亢进，全身血管收缩，可掩盖其血容量不足。尽管TBI患者手术前多表现为高血压，但是开颅打开颅骨及硬脑膜后患者颅内压（intracranial pressure，ICP）迅速降低，常出现血压突然急剧下降。
另外围术期镇静药、镇痛药、吸人性麻醉药的使用，可引起血管扩张，导致患者血压进一步降低。研究证明低血压（SBP＜90mmHg）是严重TBI患者预后不良的危险因素。TBI救治指南指出TBI患者应避免SBP＜90mmHg，维持灌注压在50～70mmHg。因此围术期应积极进行合理的液体复苏，补充血容量，维持循环稳定，保证脑及全身组织灌注及氧供，避免肾脏等重要器官缺血损伤。
Starling公式描述了水在毛细血管与组织间流动的特征，即毛细血管静水压、组织渗透压和组织间隙静水压（因非水肿组织常为负值）促使液体由毛细血管流向组织间隙，而血浆渗透压促使液体回流人血管。外周组织的毛细血管壁可以阻挡血浆蛋白、人工胶体等大分子物质，但是电解质等晶体物质可以自由通过。
因此外周组织中，血浆胶体渗透压决定水在血管内外的转移，低血容量患者大量输注等渗晶体液进行容量复苏，可稀释血浆蛋白，引起外周组织水肿。然而脑组织毛细血管内皮细胞之间存在紧密连接，正常脑组织中，紧密连接不仅可以阻挡血浆蛋白，还可以阻止离子和小分子物质在血管与脑组织间的移动。
血脑屏障完整的情况下，血浆克分子渗透浓度是水在血管和脑组织间流动方向的决定因素。因此理论上患者血脑屏障完整时，无论输注等渗晶体液还是等渗胶体液，均不会增加脑水肿的发生风险；而使用低渗溶液进行容量复苏可引起脑水含量增加，ICP升高；反之静脉输注高渗溶液，增加血浆渗透压，降低脑组织含水量，进而降低ICP。
然而TBI患者脑组织损伤，血脑屏障破坏，同时脑血管自动调节机制受损，围术期麻醉医师应选择合适种类的容量治疗液体，加强监护，制定合理的液体复苏策略，恢复循环血量保证全身组织灌注的同时，避免加重患者脑组织水肿及颅内高压。
胶体液和晶体液
胶体液中的大分子物质所产生的渗透压对维持血容量有很大作用，液体治疗时胶体液的血浆浓度半衰期远长于晶体液，容量复苏能力强。目前临床上可供选择的胶体液很多，如白蛋白、HES、明胶等等。
白蛋白：白蛋白是维持正常人体血浆胶体渗透压最主要的物质，同时还参与物质转运、抗氧化、促进组织修复等重要生理过程。动物试验结果表明，使用白蛋白液体复苏可以提高内毒素血症鼠的心肌收缩力，增加心肌氧合，改善微循环功能。理论上可以作为TBI患者围术期容量治疗的理想液体。
然而具有里程碑意义的SAFE研究比较了使用4%白蛋白与生理盐水进行液体复苏对ICU患者预后的影响，在对460例TBI患者的亚组分析中发现，严重TBI患者液体复苏治疗，白蛋白组患者2年的死亡率明显高于生理盐水组。
该研究引发了很多学者对其结果的分析和讨论。随后SAFE试验的研究者分析了TBI患者ICP监测数据，结果发现白蛋白组与生理盐水组患者第一周内的ICP改变与死亡率呈线性关系，因此使用白蛋白进行容量治疗后患者死亡率增高可能是由于其升高了患者的ICP。
Van等对SAFE试验分析时表示，目前对血浆克分子渗透浓度的两种单位——容积渗克分子浓度（mOsm/L）和重量渗克分子浓度（mOsm/kg H2O）的使用存在混淆。前者是指1L溶液中粒子在体外可产生的所有潜在渗透浓度，为计算出的理论值；而后者是使用凝固点或蒸汽压变化测量得出的实际测量值（表1）。
溶液中的离子物质由于阴阳离子间存在的相互作用，不能完全解离，如NaCl在溶液中75%解离成离子，25%以分子形式存在，因此测量出的重量渗克分子浓度低于计算的容积渗克分子浓度。
正常人的血浆渗透压为280～300mOsm/kg，4%白蛋白的渗透压是266mOsm/kg，属于低渗液体，生理盐水为285mOsm/kg，血浆总渗透压降低4～5mOsm/kg 就可以对水分子移动产生重大影响，因此他推断使用低渗的4%白蛋白进行容量复苏，加重了患者脑水肿，导致死亡率增加。当然也有学者对SAFE研究的结果提出疑义，Ginsberg认为SAFE研究中4%白蛋白组患者死亡率高可能不是单纯由于白蛋白引起的，他指出总输液量、液体正平衡均可能影响患者预后。
白蛋白为血液制品，费用贵、资源有限，存在引起患者过敏反应、感染传染性疾病等风险，而且其用于TBI患者容量治疗的安全性尚有争议。2011年更新的Cochrane系统评价分析表明，目前没有临床证据表明低血容量患者使用白蛋白进行液体复苏可提高患者的预后。因此除非存在其他的适应征，一般情况下白蛋白不应作为TBI患者围术期液体治疗的主要选择。
人工胶体研究表明6%羟乙基淀粉130/0,4、琥珀酰明胶等人工胶体恢复及稳定循环的能力优于晶体液，同时有利于维持脑氧供需平衡，减轻炎症反应。尽管如此，TBI患者围术期使用人工胶体进行容量复苏前，必须考虑到其可能产生的不良影响，如过敏反应、肾损伤、影响凝血功能等。
Bayer等进行的一项前瞻性研究，比较了使用4%明胶、HES 130/0.4及晶体液进行液体复苏对脓毒症患者肾功能的影响，结果显示明胶组和HES组患者急性肾功能衰竭的发生率明显高于晶体组。
Myburgh等进行的大型CHEST研究共纳入了7000名ICU患者，分别使用6% HES及生理盐水对患者进行容量治疗，最终HES组中接受肾脏替代治疗患者的比例明显多于生理盐水组，该研究中两组患者90d死亡率差异无统计学意义。2013年更新的Cochrane系统评价共纳入78个随机对照试验，分析结果表明，与晶体液相比，使用胶体进行液体治疗不降低患者死亡率，反而使用HES会增加患者的死亡风险。
晶体液：目前临床上围术期容量治疗使用最多的是晶体液，其具有使用方便、成本较低，不易引起患者过敏反应等优点。同时如前所述，很多大型研究以及系统评价已经证实，重症患者使用等渗晶体液进行容量复苏不会增加死亡率，甚至可以改善患者预后。但是TBI患者在晶体液种类的选择、使用方法等很多方面仍需要注意。
相比于胶体液，晶体液易转移进入组织间隙，扩容效果维持时间短，达到同样复苏目标所需液体量大。而围术期大量输液会引起患者体温明显降低，低体温可影响患者的凝血功能。所以在TBI患者围术期容量治疗过程中尽量选择温热的液体。
生理盐水中Cl-浓度明显高于血浆中的浓度，输注量过多可引起高氯性酸中毒。近年来很多与血浆离子成分更为相近的晶体液在临床广泛应用，如复方氯化钠、复方乳酸钠、复方醋酸钠等。复方乳酸钠的渗透压为257mOsm/kg，属于低渗溶液，TBI患者围手术期较大量的输注可加重患者脑水肿，影响预后。
另外复方乳酸钠中加入了乳酸盐，正常情况下乳酸盐在细胞内代谢产生碳酸氢盐，可中和血浆中H+，有助于维持酸碱平衡。然而TBI患者全身循环不佳，细胞代谢能力下降，围术期容量复苏液体需要量较大，因此大量输入含乳酸盐的晶体液不能被有效代谢，乳酸堆积，加重患者酸中毒。一方面引起内环境紊乱，另一方面酸中毒可影响凝血功能。
葡萄糖溶液输入后葡萄糖被迅速代谢，相当于输入不含基质的水，可降低血浆渗透压，加重TBI患者脑水肿。另外TBI患者可出现应激性高血糖，持续高血糖是严重TBI患者预后不良的独立危险因素㈣。因此除非TBI患者存在低血糖，否则围术期液体治疗不应输注葡萄糖溶液。
综合上述研究，尽管胶体液扩容能力强，但是无论是白蛋白还是人工胶体均未发现可以降低患者的死亡率，反而很多研究表明其可引起肾损伤，增加患者死亡风险。因此在使用晶体液可以维持患者循环稳定的前提下应尽量选择等渗晶体液进行液体复苏。但是应明确，围术期维持TBI患者循环稳定是液体治疗的基石，当单纯使用晶体液不能维持患者循环时，麻醉医师应结合患者的具体情况，合理使用胶体液。
甘露醇和高渗盐水
TBI患者围术期液体管理的另一个重要任务是降低ICP。临床上常使用渗透性利尿剂和袢利尿剂。渗透性利尿剂包括甘露醇和高渗盐水等高渗溶液。输入高渗溶液后脑组织与血管内液体之间形成渗透梯度，脑组织内的水分进入血管，使ICP降低。
渗透梯度的建立主要依靠血脑屏障的完整性，然而TBI患者损伤部位的脑组织血脑屏障破坏，渗透粒子在该部位血管内外的浓度相等，因此高渗溶液带走的是未损伤脑组织内所含的水分，即其主要降低正常脑组织的体积，对损伤及其周围脑组织水肿的作用有限。
研究表明，急性TBI患者静脉输注lg/kg 20%甘露醇或等渗透分子的23.4%高渗盐水lh后，患者ICP明显下降，脑灌注压升高，全脑血流增加，而损伤部位脑组织血流无变化，低灌注部位的脑组织血流增加，且低灌注的面积减小40%。
从现有研究分析，高渗盐水与甘露醇对TBI患者降颅压的效果无明显差异。高渗盐水除了可以降低ICP，其静脉输注后提高血浆渗透压，有利于血管外水分进入血管内，因此其具有较强的容量复苏能力。另有研究认为高渗盐水可以减轻炎症反应，然而并没有证据表明高渗盐水可以提高TBI患者的预后。
TBI患者围术期使用高渗溶液时有很多应该注意的问题。甘露醇可引起血管扩张，导致输注初期患者血压降低，因此使用时应密切关注患者的血压变化，避免收缩压低于90mmHg。有研究表明大量使用甘露醇是TBI患者发生急性肾损伤的独立危险因素。在ICP监测指导下使用甘露醇，可以明显减少其的使用量，降低急性肾损伤的发生风险。
甘露醇的渗透性利尿作用使血液浓缩，可引起低钾低氯性碱中毒，因此需要使用等渗晶体液补充体内丢失的液体量。高渗溶液输入初期患者循环血量增加，对老年人及患有循环系统疾病的患者存在引起充血性心衰的风险。单次使用高渗溶液降低ICP效果持续时间短，随着血管内外渗透梯度的消失，常出现ICP反跳。
另外输入大量高渗盐水可引起患者高钠血症、高氯血症、代谢性酸中毒等酸碱平衡和电解质紊乱，甚至高钠血症有引发患者脑桥中央髓鞘溶解等严重并发症的风险。但是有学者分析指出使用血钠指导的持续输注高渗盐水，可以持续降低TBI患者ICP，提高脑灌注压，不引起ICP反跳升高、高血钠等风险。
当然手术治疗的TBI患者主要依靠手术清除血肿等病灶降低患者升高的ICP，围术期高渗溶液仅作为辅助手段，如严重ICP升高患者术前使用，避免手术准备及麻醉期间患者出现脑疝等严重后果。
综上所述，TBI患者围术期液体管理的挑战性极高。创伤脑组织血脑屏障受损，大分子物质和小分子物质均可从血管内渗出，输入胶体液和高渗溶液均不会减轻损伤局部的脑水肿，但是远离损伤部位的正常脑组织血脑屏障完整，高渗溶液可通过降低其脑水含量来降低ICP，使用胶体液和高渗溶液是否有益主要取决于脑组织损伤程度和范围。
维持患者全身循环稳定是围术期液体管理的首要目标，使用等渗晶体液可以维持患者循环稳定的前提下，使用胶体液不会提高患者预后。甘露醇及高渗盐水可作为围术期降低患者ICP的应急选择，但是使用时注意应采取合理措施避免不良反应的发生。
另外需要指出的是，尽管低血容量引起的低血压严重影响TBI患者的预后，容量复苏不及时、输液量不足可影响脑及全身组织灌注，引起脑及全身组织缺血、酸中毒、急性肾损伤等严重后果。但是大量补液可加重血脑屏障破坏患者血管源性脑水肿，有引发患者心衰、肺水肿等严重并发症的风险，另一方面大量输入晶体液或人工胶体液，可稀释血液成分，加重贫血、凝血因子浓度降低等情况的发生。
为了避免容量不足和容量负荷过重对TBI患者带来的不良影响，围术期液体治疗时应加强循环容量监测，有条件的最好采用目标导向液体治疗，如监测CVP，维持在8～12mmHg等。
近年来围术期常用的动态监测也可用于TBI患者围术期的液体治疗中，但是由于TBI患者中枢神经受损以及存在Cush-ing反射等情况，使用每搏输出量变异（SVV）、脉压变异（PPV）等动态指标预测患者容量治疗反应性的诊断阈值、预测的准确、基于动态指标的目标导向液体治疗是否可以提高患者的预后等均有待进一步研究。另外需要大型多中心的随机对照研究来探究围术期输血对TBI患者预后的影响。
本文摘自《临床麻醉学杂志》2015年2月第31卷第2期
作者：韩如泉 王朔
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