创伤性脑损伤：脑灌注的目标

于湘友  新疆医科大学第一附属医院▶▶▶

重症e视界

大脑是机体代谢率最高的器官，对能量的需求巨大。虽然脑重量仅占体重的2%，但是静息状态下血流灌注约占心输出量的14%，氧耗量却占到全身基础氧耗量的20%。另一方面，脑的能量储备又非常有限。因此，大脑需要依靠多种调节机制来维持相对恒定的血流灌注，以保障能量的持续供给。

脑血流灌注的解剖学基础

颈内动脉系统（前循环）供应大脑半球前2/3和部分间脑；椎-基底动脉系统（后循环）供应大脑半球后1/3、间脑后部、脑干和小脑。

Thomas Willis & Willis环

Willis环分别连接的是大脑的后动脉和大脑的中动脉，前面是颈内动脉系统，后面是椎基底动脉系统，构成Willis环。

Secondary injury

急性脑损伤患者均存在不同程度的脑血管和颅内压的病理改变，此时大脑的氧供需平衡发生改变，是急性脑损伤后继发性脑损害的重要原因。

脑氧运输途径CerO2t

这些压力的改变都是由于前期受到了小血流的缺血缺氧打击，颅压高继发的这些问题，继发的损害又称为继发性脑损害，其实是真正在神经重症里非常关注的一部分内容。

脑氧运输途径CerO2t

脑的摄氧量很强，对氧的需求也很大。

脑灌注管理的目标原则

1.脑灌注一定要优先

2.循环和呼吸管理是基石

3.要以多模态脑监测为导向，持续优化脑灌注

开始  优化灌注

神经重症管理核心是脑保护，脑保护从优化脑灌注开始。

脑血流量CBF=(MAP-ICP)/CVR

脑灌注压CPP=MAP-ICP

脑血流量CBF=CPP/CVR

平均动脉压MAP；颅内压ICP；脑血管阻力CVR

这是门罗-凯莱(Monro-Kellie)原理。脑脊液、脑组织、脑血流实际上是一个“K”，它在颅骨里占位效应很强，比如血肿、缺血、水肿等等，都会阻止血流或者脑脊液的外流，一直到没有代偿能力了，脑脊液被挤压，血流没有了，如果相关物质还在增加，或者水肿还在加重，就会发生一个失代偿的像脑疝这样的改变，前期是一个缓冲过程。

正常颅内压是70-180mmH2O，颅脑损伤后，颅内压代偿到一定程度后就会发生失代偿，所以要尽早处理，防止因ICP的升高造成低氧低灌注的发生。

自动调节  脑血流

在正常生理情况下，人体存在脑血流自动调节能力，即：当平均动脉压维持在65~150mmHg的范围时，无论动脉血压如何波动，脑灌注压不会发生显著改变。但是，对于神经重症患者，单纯将MAP维持在65~150mmHg即可保证脑灌注这一观点是错误的，因为患者的脑血流调节能力会因麻醉药物、神经系统原有疾病等因素而受损。

平台的部分，就是65~150mmHg的血压，脑血流始终是不变的，但是它的两边可能就出现失代偿的状态，正常情况下，血压低血管是扩张的，血压越高血管收缩就不让过多的血流进来，但是如果失代偿了，随着血压升高，血管是扩张的，它是被动的扩张，我们就称其为失代偿的状况，或者称为脑血管的自动调节。

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肌源性学说

肌源性学说主要是指机体可以通过调控脑小动脉和微动脉血管平滑肌细胞的代偿性扩张或收缩来维持动态稳定的脑血流量(Bayliss效应)。小动脉和微动脉跨壁压力增加时，平滑肌细胞收缩，血管管径缩小，脑血管阻力增加；反之，平滑肌细胞舒张，血管管径增加，脑血管阻力减小。

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代谢学说

代谢学说认为脑小血管周围环境的变化参与了调控过程。当脑血流量瞬时减少时，局部O2含量减少、CO2等代谢产物增加，CO2积聚导致脑血管舒张，脑血管阻力减小，反之亦然。

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神经元性学说

一是指脑血管周围分布的自主神经系统在维持脑血流量稳定中发挥作用。

二是指脑神经血管偶联，一方面通过改变神经元的电活动调控动态脑血流自动调节功能；另一方面，神经元也可通过分泌多种具有血管活性的神经递质来调控动态脑血流自动调节功能，如血管扩张剂乙酰唑胺、一氧化氮及血管收缩剂5-羟色胺和神经肽γ等。

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内皮源性学说

内皮源性学说认为，完整的脑血管内皮细胞结构和功能是动态脑血流自动调节功能保持正常的基础。正常的血管内皮细胞以旁分泌的方式释放血管扩张剂（如一氧化氮）和血管收缩剂(如血栓素A2和内皮素-1)来维持血管的正常张力。

在不同的器官中均存在血流量的自动调节，其中脑、心、肾血流量自动调节能力最强。

平台越宽、坡度越小，表明其自我调节范围和效能越好；否则，器官灌注压波动的耐受性差。

组织器官的血流量受多种因素影响，存在个体间与个体内的差异，因此在不同个体与不同器官中，最佳的灌注压力是不同的。因此在临床上要评估不同个体与不同器官的最佳灌注压力。

在颅脑损伤期间，自动调节机制会改变，CPP范围通常会变窄并向右移动。这意味着需要更高水平的CPP来维持稳定的CBF。

脑灌注压和脑血流的关系在不同病理生理状态下会左移或右移。动静脉畸形会左移，容易灌注压过高，蛛网膜下腔出血后会右移，提示需要高血压，高灌注治疗。

最佳脑灌注压(CPPopt)

创伤性脑损伤(TBI)继发脑血管自动调节(cerebrovascular autoregulation，CA)功能改变，可影响患者临床预后。对TBI的昏迷患者进行连续床旁CA监测，确立最佳的、个体化的治疗目标至关重要。最佳脑灌注压(optimal cerebral perfusion pressure，CPPopt）为压力反应性指数（Pressure Reactivity Index，PRx）与CPP的U形关系(U-shaped relationship）最小CPP值。

PRx正值表示MAP与ICP之间有很强的正相关关系，即ICP随MAP变化而变化，此时脑血流自动调节受损。反之，当PRx为负值时，MAP与ICP呈负相关，表示存在完整的脑血流自动调节。研究发现，PRx为0或更低与6个月格拉斯哥预后量表(GOS)改善相关，PRx>0.25与死亡率升高相关。

最佳脑灌注压为PRx值最小时的脑灌注压。

Pressure Autoregulation Measurement Techniques in Adult TBI, Part II: A Scoping Review of Continuous Methods

基于TCD的CPPopt估计：随着TCD技术的应用，可以在重症颅脑损伤患者中获得更长的持续记录时间，从而允许使用基于TCD的脑血管平均流速指数(Mx)来确定最佳脑灌注压(CPPopt)。

TCD确立的CPPopt与ICP监测确立的CPPopt具有一定的一致性。也就是说超声在临床的应用会越来越普及，人们掌握好了以后，会代替很多不方便的检查，比如往返的CT，是不是还有一些脑血流，特别是脑压的监测，这些可能在非神经外科的医生还是有点困难的，但是对超声的掌握来说，对于ICU的医生是一个强项。

脑血流自动调节功能评估：压力反应指数

压力反应性指数(PRx):它是平均动脉血压(MAP)和颅内压(ICP)变化之间的皮尔逊相关系数。

B图是负相关，A图是正相关，随着平均动脉压的增高，或者随着颅内压增高，平均动脉压和颅内压成了线性关系，说明它是个正相关。如果出现正相关，要严格阻止它出现这样的问题，会造成脑的高灌注，最后出现脑疝。

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相关研究

患者的预后与年龄和平均ICP显著相关；年龄在45岁以上、平均颅内压高于21.3mmHg与患者的预后不良相关。

该研究表明，PRx的升高、CA受损时间的延长，以及CPP偏离CPPopt程度和持续时间的增加与TBI患者死亡率增加相关。

血压对颅脑的影响

AP:动脉压；CBFV:脑血流速度；CPP:脑灌注压力；ICP:颅内压；THI:组织血红蛋白指数；TOI:组织氧指数；PbtO2:脑组织氧分压

高血压的病人，稍微血压高一点的病人，颅压是降低的，但出现低血压时，颅压是高的，所以一定和要求的灌注压相关。临床上可能低血压更可怕一点，对血压的维护非常重要。

血压变异性与最佳脑灌注压

最佳脑灌注压（optimal cerebral perfusion pressure，CPPopt）是颅脑损伤(TBI)患者的脑血管自动调节的目标；患者在神经重症监护室(NIC)，CPP偏离最佳值可导致预后不良。最新研究发现，血压变异性（blood pressure variability，BPV）与CCP偏离CPPopt的发生有一定相关性。

较高的血压变异性(BPV)是CPP偏离（低于或高于）CPPopt的强预测因子，年龄越大、颅内压越低、平均动脉血压越高、缓慢的动脉血压波幅(0.018-0.067Hz)越高，BPV越大。

不同颅脑损伤的血压初始设定目标也是不一样的，比如蛛网膜下腔出血，要的目标是小于160mmHg，监测是有创的颅内压。颅内出血要求是140-160mmHg，缺血性的是小于180mmHg。所以缺血要求的血压灌注要高一点，出血的要求低一点。但颅脑创伤要求的收缩压是大于100mmHg。关于年龄，如果是15-49岁，或者大于70岁，要求的收缩压大于110mmHg，平均动脉压高于70mmHg，而且后面推荐的基本上都是有创的颅内压监测。

对于CPP的监测，IIB级证据推荐：建议对严重颅脑创伤患者根据指南推荐的原则行CPP监测，可降低2周病死率。

对于CPP的阈值，IIB级证据推荐：建议控制目标CPP为60~70mmHg。最佳的处理阈值低限尚不明确，可能还取决于患者的自身调节系统。

Ⅲ级证据推荐：避免通过补液或应用升压药使CPP>70mmHg，因其可能增加成人呼吸衰竭的风险。

发生ARDS的患者与未患ARDS的患者的CPP，累积体液平衡或去甲肾上腺素剂量无差异。发生ARDS的患者具有更高的驱动压和更低的肺顺应性。

CPP>70 mmHg，可能并不会增加脑损伤患者ARDS的发生风险。

颅脑损伤的病理生理特征是颅内压(intracranial pressure，ICP)升高，脑灌注压(cerebral perfusion pressure，CPP)降低，继发性脑损伤。胸腔内压、血氧饱和度和动脉二氧化碳分压(PaCO2)的变化会改变脑血流的自我调节，而在TBI患者中，这种自我调节机制通常已经受到影响。

脑血流氧分压的调节

脑血流的氧分压调节：生理状态下，由于脑血流的充足供应，动脉氧分压的变化(50~150mmHg)通常不会造成脑血流的改变，但当动脉氧分压<50mmHg时，脑血流迅速增加。当动脉氧分压达到30mmHg时，脑血流会增加100%。

急性低氧血症<50mmHg，脑血流迅速增加。贫血时曲线右移，低氧的阈值增高，对低氧的耐受性更差。

二氧化碳与脑血流

随着二氧化碳分压的升高，脑血管调节曲线的平台期会随之上升，即随着二氧化碳分压的上升，相同灌注压下的脑血流量增加。与此同时，平台期也会逐步缩短，即自动调节的低点升高，而高点降低。直至极度升高二氧化碳分压(PCO2≥70mmHg)脑血流调节功能消失。

与之相反，低碳酸血症将会造成平台期的下移，即脑血量减少，与此同时，自动调节曲线的低点并未发生明显的改变，但是高点会发生无可预知的变化。

二氧化碳分压对血流的影响受血压的调控，血压低时，二氧化碳分压对脑血流的影响会减小。

PEEP对大脑的影响

TBI患者管理的关键是避免低氧血症、维持脑灌注和/或脑氧供，但TBI患者是否使用PEEP仍存在争议。

一方面，PEEP的使用会引起血流动力学变化，主要是胸腔压力升高，颅内静脉回流减少，可能会引起ICP升高，导致CPP下降。另一方面，PEEP的使用可以使萎陷的肺泡复张从而改善氧合。

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相关研究

颅压高时，对PEEP的影响相对是不明显的。

Boone等的回顾性研究发现，PEEP每增加1 cmH2O，ICP增加0.31 mmHg，CPP降低0.85mmHg，表明PEEP对ICP及CPP没有明显的影响，PEEP在TBI患者中可以安全使用。

关于PEEP对ICP的不同结论的理论解释是：依据Starling，PEEP ICP中心静脉压(CVP)与矢状窦压(Pss)的关系，若PEEP引起CVP增高并且超过Pss，脑静脉血回流障碍，从而导致脑血容积增加和ICP增高（即PEEP的压力通过增高的CVP传导到内)特别是在颅脑顺应性降低的患者中。

若PEEP引起CVP增高但是未超过Pss，由于Pss高于CVP，脑静脉压和脑血容积并不会进一步增加，因而ICP无明显变化。

总结：PEEP可引起的CVP的升高，只要升高的CVP低于脑矢状窦压力，就不会引起颅内压的升高。

首先，需要保证血流动力学稳定，减轻对CPP的影响；其次，PEEP需要低于ICP；最后，尽可能应用颅脑多模态监测手段，从CPP、脑血流、脑代谢等多方面评价PEEP对颅脑的影响，实现肺保护和脑保护双重作用。

由于CO2升高可能会引起脑血管扩张，脑血流量增加，导致颅内压增高，进行机械通气的ABI患者应避免出现高碳酸血症。反之，过度通气时PaCO2会降低，从而引起脑血管收缩，脑血容量减少和颅内压降低。

研究表明，过度通气引起颅内压降低呈现出时间相关性，颅内压可在短时间(60~80min)内恢复至基础值，但同时发现脑血流量会持续减少，导致脑组织继发缺血性损伤的可能。脑血管收缩也可能增加细胞外乳酸和谷氨酸水平，导致继发性脑损伤，临床结局恶化。

小潮气量通气伴允许性高碳酸血症是降低ARDS患者死亡率的主要策略之一，但不用于某些ABI患者，尤其是存在颅内高压的患者。ARDS合并颅内高压患者机械通气的关键是避免高碳酸血症，以避免脑血流量和颅内压增加。

2020年欧洲关于ABI患者机械通气的共识推荐，PaCO2的最佳目标范围是35~45mmHg；不应常规使用过度通气手段来降低颅内压，过度通气仅作为一种临时性干预手段来帮助解决颅内压危象（如脑疝）。建议对所有ABI患者进行呼气末二氧化碳(ETCO2)的监测。

保守性氧疗是ABI患者机械通气的氧合目标。Girardis等研究结果表明，保守性氧合目标(PaO2目标分别为70~100mmHg，SpO2为0.94~0.98)可能降低机械通气危重患者的ICU病死率。多项回顾性研究表明，低氧血症(PaO2<60mmHg或P/F<300mmHg)和高氧血症(PaO2>300mmHg)均会增加ABI(包括脑损伤、脑卒中和蛛网膜下腔出血)患者的住院病死率。

2020年欧洲共识推荐，无论是否存在颅内压升高，ABI患者PaO2的最佳目标范围为80~120 mmHg。

>PEEP从机制上会引起ICP改变

>PEEP是否会引起ICP变化取决于肺顺应性，复张情况以及基础颅内压水平

>PEEP<15mmHg，尤其时<8mmHg，是目前认为相对安全的水平

>对于高危患者，临床需关注和监测PEEP改变对ICP与CPP的影响

麻醉及镇痛镇静药物对脑血流及代谢的影响

麻醉药物可能会有一定的影响，但大多数我们会用咪唑安定和丙泊酚影响不太大，对脑血流影响来说是保护性的。

1.ICP受腹腔内和胸腔内压力的动态影响

2.将颅内血流动力学与全身血流动力学一起评估

调节脑血流，优化大循环，比如容量的评估、心脏功能的评估、血管张力的评估，同时要关注微循环，最佳的血压、最佳的管理和最佳的灌注压来维持良好的组织灌注。

这是根据超声的血流来一步步做的，流程我觉得非常好。

最重要的是维持住脑的灌注压。

“the MANTLE”记忆法，包含温度、血色素、电解质代谢、动脉血气营养、氧供的目标、肺保护等等，我觉得非常好。

小  结

1、根据脑血管自动调节能力，寻找最佳脑灌注压。

2、目前研究表明，使CPP接近CPPopt与最佳脑组织氧合、更好的脑能量代谢和良好的预后相关。

3、当前的治疗策略应侧重于基于脑血管反应性的个体化CPP和ICP阈值，而不是固定的阈值。

4、脑灌注受多重因素影响，需充分评估各种因素之间的相互影响。

5、基于多模态监测下的脑灌注调节是努力的方向。

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