PMID: 35816237
DOI: 10.1007/s00134-022-06786-y
导读
组织损伤后常出现出血和水肿，从而增加组织体积。大脑损伤后也将发生类似的变化，因其位于固定颅腔内，容易发展成隔室综合症。局部颅内压增加会导致脑组织疝出，全脑组织压力增加会阻止营养物质流入（见图1）。在此背景下，ICP的测量在过去半个世纪临床护理工作中发挥了重要作用。尽管许多基本问题有待解决，但在理解、监测和颅高压的治疗上正在取得进展。本文分享了当前ICP的生理学和监测的看法，文章发表在2022年7月的ICM上。
图1. 颅脑创伤后低灌注和机械损伤
TBI后行ICP监测有助于识别继发性脑损伤。占位病变和水肿导致的机械损伤可导致脑疝。大多数情况下，脑疝类型（红标文字）和ICP升高有关，可通过压迫脑组织或脑血管导致损伤。低灌注通常会引起全脑损伤，其特征是脑灌注不足。ICP监测可推算CCP，通过CPP下降来监测继发性脑损伤。有创ICP监测可通过颅内传感器或EVD来实现。其他辅助检查也协助监测和诊断损伤，同时建议通过适当的治疗来评估疗效。
颅内压监测历史
虽然盖轮、希波克拉底和早期的埃及医生都了解脑水肿和打开颅骨的后果，但现代ICP的理解可追溯至Monro和Kellie。Monro-Kellie学说认为，颅脑在一个封闭固定的颅骨内，当颅内成分体积增加，血液和脑脊液会出现代偿性移位，而失代偿时，体积的线性增加可能会导致ICP指数增长（见图2）
图2 压力-容积曲线。
TBI生理学的基本原则：颅内容积线性增加，ICP呈指数增加。与体积变化相关的压力变化成为顺应性。和患者（A）相比，患者（B）曲线右移提示脑顺应性下降。患者（B）颅内高压风险更高，可能需要更为积极的治疗来维持合理的ICP。
人类CSF压力测量始于19世纪后期，当时的Heinrich和Qunicke于1891年发表了腰椎脑脊液测量方法。CSF压力测量随后被改进并认为是反映ICP的可靠指标。然而，那个时候据报道腰椎穿刺可导致患者脑疝死亡，因此为直接颅内测量ICP提供了依据。颅内ICP测量的早期描述来自1951年Guillaume和Janny以及Nils Lundberg的报道。Lundberg描述了ICP的A波、B波和C波，目前这些仍是脑病理生理学的基本概念。A波提示颅内高压持续5-20min，C波受到心脏和呼吸周期的影响，B波是指短期内反复ICP增高，频率为每分钟0.5-2次，原因和意义不详。
ICP升高的危害需更长时间才能出现，Douglas Miller认为ICP显著增高和死亡相关，并认为ICP低于10mmHg是有害的；在其努力下，颅脑创伤基金会（BTF）随后在指南中也发暗示了ICP监测。事实上，许多研究将ICP监测作为指南依从性的的替代指标。而且，美国外科学会也将ICP监测作为创伤中心认证的一部分。
颅内压增高的危害
ICP监测重要目的是监测颅内高压。事实上，ICP升高不仅仅是损伤严重程度的标志，如治疗不及时，急性颅内压可能到因为天幕裂孔疝、脑干受压或脑灌注压（CPP）降低导致全脑缺损伤，而迅速致命（图1）。
患者可能会面临各种“剂量“的ICP（ICP dose）增高，各种“剂量”的ICP（反映颅内压暴露幅度和时间）对预后的影响已在不同病例系列中进行了研究。基于创伤性昏迷数据库的一项开创伤分析表明，长时间ICP高于20mmHg和不利预后相关。一项纳入407例TBI患者的多中心研究表明，难治性ICP增高和6月预后较差相关。这些发现已在随后的多变量模型中得到验证：在93例TBI患者中计算ICP记录曲线的曲线下面积（AUC）是6个月预后不良（尤其是死亡）的重要预测指标。在大范围的ICP强度/持续时间组合中，一项多中心研究纳入261例成人和99例儿童TBI患者，结果发现ICP“剂量“和病死率独立相关，在499例患者中监测前48h内ICP曲线的AUC是病死率的独立危险因素。对于难治性颅内高压行去骨瓣减压（DC）的研究也证实了这一点。通过去骨瓣手术控制ICP时，病死率也会降低，这为长时间ICP增高可导致死亡提供了进一步的证据。ICP增高会增加病死风险也同样适用于蛛网膜下腔出血。
在观察性和干预性研究中，ICP增高和病死率相关，但ICP对患者的长期预后影响仍不清楚。ICP不仅影响病死率，对GOS的影响表明ICP“剂量”和预后不良也相关。然而，矫正影响因素后，在多变量分析中，颅内高压并不总是和长期预后相关。考虑到脑死亡时颅内压超过平均动脉压阻断颅内血流的极端情况，ICP升高是有害的，这似乎是无可争辩的。毫无疑问，非极端的致死性ICP值和大脑营养输送受损有关，但有害的ICP阈值仍不确定。
神经急症中，有创ICP监测指征
ICP植入指征一直存在争议，目前仍一直在寻找利弊的平衡点。1982年Narayan等人发表的一项开创性回顾性研究中，尝试使用第一代CT来识别TBI患者中颅高压风险更高的患者，发现头颅CT正常患者也出现ICP升高，这些结果也大大影响了BTF第1版指南中ICP监测的适应症。BTF指南指出，对于所有可挽救的重型TBI（GCS3-8分）且CT检查异常的患者均应监测ICP，头颅CT异常包括血肿、脑挫伤、脑肿胀、脑疝或基底池受压。此外，受Narayan研究的启发，ICP监测也适用于入院时有≥2项以下特征的严重TBI患者：年龄超过40岁，单侧或双侧运动姿势异常，收缩压（BP）<90mmHg。近几十年来，临床医生更倾向该指南中重型TBI并有CT异常表现者，对于CT检查阴性者行ICP监测并不常见。值得注意的是，最新的BTF指南使用了比过去更严格的方法学标准，认为目前暂没有足够的证据对ICP植入的适应症作出I级或IIA级的建议。
另一种观点来自多模态监测国际多学科共识，其建议适用于更广泛的神经重症患者。共识小组建议根据临床和/或影像学特征（强烈推荐，中等质量证据），对有ICP升高风险的患者进行ICP和CPP监测，并根据监测结果指导临床诊疗及外科干预，同时监测可能出现的致命的脑疝（强烈推荐，高质量证据）。然而，CENTER-TBI研究中不同研究中心对这些共识推荐有不同的解读，而且在ICP监测方面存在显著差异。
在其他急性脑病中，如蛛网膜下腔出血（SAH）和脑实质内出血，ICP监测适应症不太正式，但上述概念仍适用。美国心脏协会建议合并有急性脑积水的SAH患者应行脑室外引流（I类，证据级别B级）。这也同样适用于自发性脑出血（ICH），如临床出现昏迷和天幕裂孔疝或严重脑积水，应考虑行ICP监测和EVD治疗。ICP监测在脑膜炎和缺氧性脑病等其他疾病中更具有争议性。
SYNAPSE-ICU研究是一项大型国际多中心观察性研究，旨在调查TBI、SAH和ICH中ICP监测现状，其纳入2395例患者，其中55%行ICP监测。结果发现目前各国家、中心ICP监测均在巨大差异，且主要应用于具有特定损伤前特征（如年龄、损伤前合并症较少）和损伤相关特征（如CT发现异常，瞳孔反射正常）的严重急性颅脑损伤患者。这项研究中，对于至少有一侧瞳孔反射消失的患者行ICP监测和治疗，和患者6个月病死率显著降低相关。
有创ICP监测技术
正如Lundberg在1965年首次描述的那样，最佳的ICP监测仪器应该是测量准确、结果可靠、性价比高的并且对患者的损伤是最小的。最近ICP仪器测量的压力范围为0-100mmHg，精度为±2mmHg，范围为0-20mmhg，最大的误差为10%，范围为20-100mgHg（http://www.aami.org）。各类ICP监测仪器的准确性、可靠性和成本各不相同（详见表1）
表1. 各类有创和无创颅内压（ICP）测量方法的主要特点总结
01
脑室内导管
脑室内液体压力是目前测量ICP的金标准，因其是最准确、低成本、可靠的ICP监测方法。这种方法允许定期重新校准，更重要的是可治疗性脑脊液外引流。脑室外引流的主要缺点是可能发生导管堵塞，而且外部换能器必须保持在固定参考值（即外耳道）。换能器位置的改变可能导致ICP测量不准确，而且导管头端孔隙的堵塞会阻碍压力传递并导致ICP数值的低估。此外，该系统仅在脑室外引流关闭时才能准确测量ICP。脑脊液引流期间的ICP数值，因为静水压力，ICP数值始终会小于等于引流水平。一些市售的脑室导管在其管腔内有一压力传感器，可同时进行准确的ICP监测和CSF引流。当脑室受压或移位时，EVD置管可能具有挑战性。无框立体定位可辅助准确定位。
尽管脑室外引流管置管常被视为一项小手术，但它仍可能出现严重的出血和感染并发症，以及神经功能障碍。一项荟萃分析显示，整体出血并发症发生率在7%，大出血的风险相对较低（0.8%）。导管相关脑室炎和脑膜炎是可能危及生命的并发症。脑室造口相关感染发病率范围很广，从0-20%不等，具体取决于所使用的感染定义和研究人群的特征。抗菌管或涂银导管和感染风险显著降低有关。
02
脑实质传感器
ICP监测第二常用的设备是脑实质传感器探头，这种设备有两种类型，一种为基于压力敏感电阻的固态设备，另一种为采用光纤设备。光纤设备中有Camino ICP监测仪（Integran LifeScience，Plainsboro，美国新泽西州）是一种通过光纤电缆将光传输到尖端可移动的镜子，ICP变化时使反射镜扭曲，反射光轻度的差异转化为ICP数值。固态设备中有Codman监测仪（美国Codman & Shurtleff，Raynham, MA）、Raumedic Neurovent-P ICP监测仪（德国Raumedic，Helmbrechts）、Pressio传感器（法国奥塞Sophysa）均属于压电应变仪器。换能器因为ICP变化发生变形时，电阻也会发生改变，并将其转换为ICP数值。脑实质内ICP传感器探头通常放置在右侧额叶区域，深度约2cm。Codman和Raumedic传感器与磁共振成像兼容，但Camino和Pressio传感器含有铁磁组件，和磁共振成像不兼容。
所有内部微传感器都有一个共同的缺点，即放置后无法重新校准。尽管这两种类型的仪器在插入时都非常准确，但随着时间的推移存在一定程度的零点漂移，可能导致几天后测量出现误差。然而，目前尚未报道与这种漂移相关的临床并发症。微传感器ICP监测设备的整体安全性良好，一些具有临床意义的并发症（如感染、血肿）不常发生。而这些微传感器的成本高于传统的抗生素浸渍的脑室导管系统。值得注意的是，在极少数情况下（如搬动患者时）曾出现换能器的断裂。
硬膜下和硬膜外监测不如脑实质内置管准确，而且硬膜下测得的ICP低于硬膜外腔压力，这类监测在临床中很少应用。
无创颅内压估测方法
尽管ICP监测的金标准是侵入性设备，但正如讨论的那样，置管存在并发症的风险。此外，有时ICP监测是可选择放置的但没有明确的指征。因此，最近学术界一直在努力开发非侵入性可反映ICP的工具。一些是基于形态学的特征（磁共振、CT和眼底镜检查），另一些是基于生理变化（经颅多谱勒超声、眼科多谱勒超声、鼓室测量、近红外光谱、脑电图、耳声发射评估）。特别重要的是基于超声的方法和自动瞳孔测量法，它们具有安全、可重复性强、廉价的优点。
01
视神经鞘直径
视神经鞘直径（ONSD）是一种简便、可床旁快速应用的技术，有望用于评估ICP是否增高及增高的程度。视神经鞘（ONS）和大脑硬脑膜相连，因此围绕着含有CSF的蛛网膜下腔。由于ONS是可扩张的，当CSF压力增高时，ONSD会扩大。目前ONSD阈值在4.5-6mm不等。在一项前瞻性研究中，基于ONSD的无创测量ICP（nICP）和ICP具有更好的相关性（ONSD的R=0.76）。此外，在最近一项荟萃分析中，用于ONSD预测ICP增高的AUC为0.938。
02
经颅多谱勒超声
经颅超声多谱勒（TCD）是另一项有前景的无创ICP评估技术，有望用于无创CPP监测。颅内高压会引起脑血流速度和波形的特异改变，其中舒张期血流速度特别敏感。Gosling搏动指数（gPI）是通过TCD监测获得的用于评估ICP的首批参数之一，因其受动脉血压和二氧化碳变化的影响较多，其精度较差因此临床实用性仍待商榷。目前已经提出了其他适用于评估ICP和CPP，其中最有希望的方法之一是基于舒张期流速，并且已在一项试点研究中显示其监测ICP升高的敏感度为100%。一项纳入262例患者的大型多中心IMPRESSIT研究已证实TCD监测对颅内高压的阴性预测值较高（即对ICP>20mmHg的阴性预测值91.3%，ICP>22mmHg时为95.6%，ICP>25mmHg时为98.6%）。
03
自动瞳孔测量
近年来，自动瞳孔测量在ICU环境中使用有所增加。目前已对各种参数进行了评估，其中神经瞳孔指数（NPi）和ICP有关。Che等人在一组134例患者中证明，对于瞳孔反应正常患者，平均ICP为19.6mmHg，瞳孔反应异常患者，平均ICP为30.5mmHg。有趣的是，在ICP显著增加前15.9h就可监测到瞳孔的异常改变，这表明NPi可能可早期预警颅内高压。随后的研究也证明了NPi值和颅内压之间的负相关，进一步支持瞳孔测量可能有助于无创评估ICP。
目前非侵入性ICP测量方法受观察者内部和观察者间的异质性高、需要培训及缺乏标准化的限制。最重要的是，这些方法仍不够准确，无法替代有创方法。但当侵入性ICP监测不能或不想使用时，这些方法无疑也是一种选择。
颅内压阈值和其他ICP应用
尽管目前普遍认为ICP最佳干预阈值不详，但BTF指南在4个版本中分别推荐了20mmHg、20-25mmHg、20mmHg及22mmHg作为ICP治疗阈值。事实上低于20mmHg也可能是有害的，而且有证据表明超过阈值有时也是可以容忍的。ICP监护不仅可以便于临床讲ICP维持在阈值以下，而且有助于早期发现颅内血肿扩大。在需要影像学检查或非颅脑操作时对确保颅内压维持在正常范围是有价值的；而且可确保治疗操作的安全性，如提高平均动脉压（MAP）或低通气时。此外，还可根据ICP来估测CPP。目前的证据更支持以CPP为导向而非ICP导向的诊疗。
ICP也是确定患者自我调节状态不可或缺的一部分。大脑自动调节是通过颅内小动脉扩张或收缩来维持大脑恒定营养供应的过程（见图3）。理解ICP和脑自动调节原理有助于临床医师了解脑血容量在ICP每秒变化中的重要作用。正如Risberg和Lundberg所认识的，自动调节机制中的脑充血似乎是高原波的基础。Rosner描述了该过程相关的血管舒张和血管收缩级联反应（见图4）。向损伤大脑增加营养输送可引起血管收缩，从而将少颅内血容量、降低ICP。当脑血管自动调节有效时，ICP升高的耐受时间更长。
图3. Lassen曲线
脑血管自主调节是脑内小动脉改变管径来维持恒定的营养供应，该过程和全身血压、血液粘度、营养物质和代谢产物浓度及其他变量的变化有关。压力自动调节是最熟悉的自动调节机制，在此以Lassen曲线表示。在压力自动调节的上限和下限之间，尽管全身血压发生变化，但通过小动脉直径的变化仍可保持脑血流量的相对恒定。颅脑损伤后该机制功能丧失，从而导致颅内压力被动改变。对于处理严重TBI的临床医生来说，熟悉自动调节原理、测量压力自动调节状况并将其纳入诊疗计划是非常重要的。
图4. Rosner的血管舒张、收缩级联反应
血管舒张和收缩级联反应反映了广泛的自动调节过程，可影响脑血管直径，从而影响脑血容量和颅内压，从而损伤大脑。Rosner在临床观察中发现了这些级联反应，这些级联反应具有临床意义，因为其了一种可通过增加向颅脑输送影响来降ICP的方法。
压力自动调节，即在全身血压发生变化时仍能保持恒定血流流向大脑的一种自动调节的亚型，所有治疗TBI医生都应该能够评估它并将其纳入诊疗计划。TBI后，压力自动调节可能会被破坏，从而使颅内压处于一种被动状态。自动调节功能的状态以重要的角色改变患者诊疗。例如，压力自动调节障碍的患者保持较低的CPP目标（通常为60mmHg，满足灌注需求）即可，因为过高将提高ICP。相反地，压力自动调节功能完整的患者在更高的CPP目标（通常为70mmHg）更佳。目前已提出了各种评估压力自动调节功能的方法，如压力反应指数（PRx）即ICP和MAP之间的相关系数。然而，目前任何评估压力自动调节功能的方法在准确性、可重复性、临床有效性上尚未达成共识。
自动调节原则的扩展引出了CPPopt（即最佳CPP）的概念，它被定义为PRx最低点时的CPP。II期COGiTATE研究评估了CPPopt的可行性和安全性，累积计算4小时数据。目前该方法仍在试验阶段，证据支持有限，实施起来也可能很费力。然而，最佳CPP值的概念也正式考虑了不同的患者个体可能具有不同的最佳ICP的治疗阈值。目前也有研究正在探究个体化ICP阈值可能是使PRx始终高于+0.20的ICP值。
此外，另一个重要的ICP数值的衍生参数为顺应性，它指的是颅内容积增加时ICP增加的量（见图2）。顺应性差的患者耐受性较差，可能需要更严苛控制ICP。鉴于这些测量在临床诊疗中的价值，目前正在努力探索一些床旁脑顺应测量。众所周知，ICP波形尽管不精确但可反映顺应性。RAP指数是ICP均值和ICP脉冲幅度（定义为一个心动周期中测得的最高和最低ICP的差值）之间的相关系数，已在反映代偿储备和脑组织顺应性中显示一定的前景。ICP脉冲形态的聚类分析（MOCAIP）是另一种正在探索反映脑组织顺应性的密集型计算方法，其涉及对ICP波形各种形态特征的分析和测量。
颅内高压的治疗策略
BTF早期发布的严重TBI管理已被广泛应用，但后来的指南中却没有再出现，因为它们不是基于证据的。这也留下了循证报告和床旁经验诊疗未被填补的空白。为解决这个问题，2019年由40多名国际各个学科在治疗严重TBI方面的专家组成了一个多元小组，制定了西雅图国际严重创伤性颅脑损伤共识会议（SIBICC）共识，用于管理ICP监测（SIBICC I）和ICP和PbtO₂监测（SIBICC II）。尽管它们也融合了第4版BTF指南中的一些证据内容，但这些共识主要还是反映了专家意见，旨在制定一种安全、现代、有组织的全面的管理方案，适用于没有专业指导的严重TBI患者的管理。这些共识不是标准诊疗、不具有法律效力，也不是质量保证工具，更不是完全准确或唯一的方式，不能替代周到的护理和临床判断。团队或机构可采纳里面的内容，也可以改编应用。
在处理ICP绝对阈值及每例患者特异病理生理改变的问题时，根据对两个关键损伤类别的影响来解释ICP。在患者病程早期，ICP经常发生显著变化，通过辅助监测，可评估“ICP毒性”的存在和性质（见图1）。当ICP升高时，在给予降低ICP治疗的同时，观察患者瞳孔和运动比那话、瞳孔测量数值、ICP波形等可进一步了解这些升高的ICP值具有“脑疝相关”毒性。PbtO₂、SjvO₂、乳酸/丙酮酸比值、脑电图（EEG）数值、CBF监测等可反映“脑缺血相关”毒性。这些指标可为床旁护士补充一些他们可能观察不到的不明显的趋势。当患者似乎可耐受20-22mmHg以上的ICP数值时，在严密临床监测下仔细修改治疗阈值似乎也变得合理。在镇静间期对患者进行“唤醒”也可以在这种精准医学方法中受益。
结论
ICP测量仍是严重颅内病变患者重症监护不可或缺的一部分，由于ICP监测和所显数值的实用性，目前暂没有其他监测技术可取代。非侵入性技术的进一步发展和普及将提高ICP数值的安全性和可用性。然而，目前仍存在许多未解决的问题，ICP监测的各个方面仍应作为进一步研究的重中之重。
叶相如
华山医院神经重症医生，目前从事神经重症、气道管理、感染方向的临床及科研工作。
华山神经重症
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