多模式脑监测指导脑生理学和灌注压

除了ICP以外，还有其他选择包括脑组织氧合（brain tissue oxygenation，PbtO2）、近红外光谱（near-infrared spectroscopy，NIRS）和经颅多普勒（TCD），也被用于指导严重TBI患者的脑生理学。SIBICC共识工作组建议，PbtO2监测是中重度患者除ICP监测外另一个重要变量。然而，PbtO2的结果仍然可以有不同的解读，需要进一步的前瞻性研究来确认其临床益处。如最近的一篇综述所述，几种稳态过程有助于将富含氧气和营养的动脉血液充分输送到大脑，以满足大脑代谢需求。这些过程以不同的速率运行，以精确调节脑灌注。同时，脑微循环血流受到代谢驱动的神经血管耦合、氧气和二氧化碳水平以及葡萄糖浓度的影响。研究结果认为存在“神经血管复合体”，该复合体由分布在不同节段的功能多样的大脑单元中。这些单元协同工作，使“中枢”和“外周”信号执行脑血管反应保持一致，确保维持大脑稳态。重要的是要认识到，目前，在大多数临床情况下，假设血管反应完全受损，只能在ABP和CPP中选择其中一个目标控制患者的血流动力学。

为了设定TBI患者的ABP或CPP目标，没有还有其他的监测方法，包括有创还是无创的方法。有创和无创监测包括ICP、PbtO2、TCD、NIRS和脑微透析（CMD）。据我们所知，表面和深部脑皮层电图、脑温、局部脑血流和颈静脉球血氧饱和度尚未用于指导TBI患者的ABP或脑灌注。

ICP

脑血流的压力自动调节是一个重要的体内平衡过程，为代谢要求高的大脑维持稳定的血液供应。当CPP低于或高于自动调节的极限时，脑血流变直接受压力驱动。CPPopt可能是限制低灌注和高灌注风险的生理上合理的靶点。回顾性数据显示，CPP值与计算的CPPopt值一致时，患者的预后更好。最新的COGiTATE随机对照试验发现CPPopt的可行性和安全性，为更个性化的治疗铺平了道路。在干预组中，每四小时向临床医生提供更新的CPP建议（CPPopt），并与CPP固定阈值管理（60-70mmHg范围）进行比较。使用多窗口加权算法的专门设计的软件，自动计算CPPopt值，能够得出脑自动调节最佳的CPP（使用ICP衍生的PRx）。TBI患者只需要监测ICP/CPP，所以这种疗法在大多数中高收入国家立即可用。尽管作者证明了基于PRx的自动调节指导治疗的可行性和安全性，但临床获益需要在更大的研究中得到证实。这种潜在的治疗选择现在也在儿童TBI和其他疾病中进行研究。

TCD

TCD是最常用的无创方法。它具有双重目的，有助于早期识别脑血流动力学问题，如脑水肿加重、占位性脑病变（space-occupying cerebral lesions，SOL）扩大和迟发性脑缺血/血管痉挛，同时也有助于筛选适合有创监测的患者。TCD可以定期监测估算脑血流速度（cerebral blood flow velocity，CBFV）、颅内压、颅内顺应性和脑自动调节状态。CBFV实时数据可以让我们了解MAP变化对脑灌注的影响，但必须考虑这些监测结果是在假设血管直径恒定情况下得出的。来自阿根廷的同事发布了一项针对严重TBI患者超声引导心脑复苏（UGCeR）的方案。

为了应对搏动指数>1.4和舒张CBFV<20cm/s这种低脑灌注状态，建议以10mm Hg的增量（高达120mm Hg）升高MAP，并定期重新评估TCD值。尚未评估过该方案对临床结局的影响。然而，频繁的测量是耗时的，依赖于用户，并且由于有些患者骨窗不好，并非每个患者都能进行测量。较短时间TCD已被用于计算接受体外循环（CPB）的心脏手术患者的自动调节指数和“最佳”MAP目标，以避免有害的脑灌注波动。在手术过程中，优化MAP目标为大于个体患者的LLA，能够显著降低了术后谵妄的发生率。到目前为止，长程机器人TCD记录以及在TBI患者中确定基于TCD的CPPopt目标的可行性，经验是有限的。

NIRS

NIRS是一种无创监测技术，采用近红外光谱中的光来测量光学氧传感器(optodes)下方组织中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度的变化。测量局部血红蛋白浓度（rSO2，%）的变化，反映了大脑的氧供应和代谢需求之间不匹配，这似乎很有吸引力（图3）。rSO2能够提供被监测组织中氧合血红蛋白相对于总血红蛋白的比例。显著下降或下降趋势与急性脑损伤后的继发性脑损伤和不良预后有关。2016年NORMOSAT研究的结果证实，使用基于生理NIRS的算法是成功管理高危手术患者术中rSO2降低的可行方法。该算法的早期干预，由rSO2值相对于基线降低10%触发，能够改善氧饱和度下降的逆转率，防止脑氧饱和度进一步到20%的“临床显著饱和度下降”，并降低了脑氧饱和度下降的总负荷。在NORMOSAT治疗算法的初始阶段，评估MAP水平，并将MAP调整到基线值的20%以内，来解决任何低血压问题。近红外光谱还可推导出与脑灌注、缺氧、颅内容积、自动调节和代谢变化相关的几个指标。使用基于NIRS（体积）指数的总血红蛋白指数（THx）评估CPPopt是可能的（只是仅能在50%次记录中），并且在严重TBI患者中与基于ICP的CPPopt显示出显著的一致性。对于判断脑自动调剂的恢复和连续性，NIRS也具有诊断价值，特别是在有创ICP监测不可行的患者中。在心肺转流（CPB）的小儿心胸外科患者中，MAP低于基于NIRS的自动调节脑血氧饱和度指数（COx）界值与术后急性肾损伤（AKI）独立相关，而非MAP绝对值。在儿科体外循环手术患者中，发现受损的压力自动调节负荷与血清脑损伤生物标志物（serum brain damage biomarker，GFAP）升高之间存在关联。然而，应该牢记，NIRS方法有许多局限性，主要是由于我们对rSO2算法还缺乏认识，以及其物理特性受到脑外组织的严重影响，比如颅内/颅外血肿和气颅。因此，在TBI患者中，NIRS指导的灌注疗法一直很少使用。

图3.严重TBI患者接受ICP、CPP和无创双额NIRS监测。A 在8小时的记录期内CPP（灰线）和CPPopt（黑线）的趋势。由于脑血管反应性严重受损（PRx接近+1，如C所示），在虚线框标记的期间内无法计算CPPopt。然而，脑血管反应性逐渐恢复，CPPopt的趋势表明有必要将CPP水平维持在80 mmHg左右。B NIRS区域氧饱和度（rSO2）的两种趋势都随着时间的推移而提高，特别是CPP水平较高时，这表明额叶的氧合缓慢改善：

脑组织氧饱和度

PbtO2评估大脑间质组织内的氧水平，受细胞外间隙的氧气运动的影响。这种运动受毛细血管供氧和细胞氧耗之间平衡的控制，由浓度梯度驱动。PbtO2阈值<20 mm Hg是治疗和干预的触发值，特别是在严重TBI患者中。然而，Hirschi等人发现，低于治疗阈值的持续时间（“低氧负荷”）与结局的相关性比平均PbtO2更强。19 mmHg的阈值最能有力地区分患者的预后，尤其是从第3-5天开始。然而，也有人建议将数值保持在至少33 mm Hg的水平上会带来额外的好处。Kunapaisal等人的一项回顾性研究调查了联合ICP、间歇性TCD和PbtO2监测的严重TBI患者中，增加MAP是否改善PbtO2。MAP增加导致四种PbtO2反应：正常和维持不变（第1组：58.5%），正常和恶化（第2组：2.2%；平均45.2%的PbtO2降低），低和改善（第3组：12.8%；平均44%的PbtO2升高），低而没有改善（第4组：25.8%）。总体而言，MAP或CPP与PbtiO2之间没有相关性。

最近的一项综述总结了目前（主要是回顾性的）关于PbtO2指导治疗对TBI患者预后影响的证据。与ICP指导治疗相比，使用PbtO2/ICP联合指导治疗与更好的神经预后和更高的住院生存率有关。值得注意的是，在BOOST-II试验中，仅在PbtO2和ICP联合监测组中才会把CPP增加至70 mmHg以上（57名患者共记录了41例CPP增加）。在这方面，这项试验可能与研究CPP导向疗法的试验相似（图4）。在最近发布的法国OXY-TC随机对照试验中，监测ICP和PbtO2并将PbtO2和ICP的绝对阈值分别设置为>20 mm Hg和<20 mm Hg，并没有降低6个月时神经功能不良的患者比例。然而，对入住ICU时ICP超过20 mm Hg的亚组患者进行事后分析时，观察到ICP和PbpO2治疗组的不良结局评分明星更低。考虑到两组的高ICP治疗方法差不多，这有点出乎意料。这可能表明正确选择患者的重要性，这些患者可能会从多模监测指导的治疗方法中受益。从实际情况来看，在ICP和PbtO2组脑内导管和脑内血肿相关的技术故障更为常见。

图4.一名正在接受ICP、CPP和PbtO2监测的严重TBI患者。A 5小时内CPP（灰线）和CPPopt（黑线）的趋势。B 除外CPP值较低时（与ABP降低有关，特别是在虚框内30分钟，提示血管最大舒张状态，同时CPP水平降至约40毫米汞柱），PRx的趋势显示值在零或负值附近。C 在此“不稳定”CPP期间，PbtO2值降至10 mm Hg以下。D 以PRx为输入变量的CPPopt曲线表明，该患者的“最佳”CPP值约为74 mm Hg。LLR和ULR由该曲线自动得出，PRx值为0.2作为脑血管压力反应性受损的阈值：

OXY-TC和BOOST-II试验的结果差异对长期结局方面的影响尚不完全清楚。值得注意的是，在治疗低PbtO2而提出的算法中，各个步骤或项目的优先级和顺序存在显著差异，这可能是进一步理解这些算法的关键。在OXY-TC方案中，当患者表现出ICP升高和PbtO2降低时，该方案建议在加强PbtO2干预措施之前，首先解决ICP问题。目前，正在进行两项随机对照试验，调查PbtO2指导治疗对TBI患者临床结局的影响：BOOST-III和BONANZA试验。

在等待这些试验的进一步结果的同时，目前关于TBI管理的建议和临床算法建议，随着ICP治疗的升级，可以考虑进行额外的PbtO2监测，以获得不同的CPP目标、“安全”降低PaCO2和维持更高的血红蛋白值。

当与CPP绘制时，PbtO2在严重TBI患者中产生了三相曲线，就像之前基于人群的脑血流与CPP图（所谓的拉森曲线）一样。三相曲线包括一个平台区域，两侧是相对缺血（缺氧）和充血（高氧）区域。与正常时相比，当自动调节中断时，平台区缩短了。在一项大型单中心回顾性TBI研究中发现，低PbtO2，低于25 mm Hg，特别是低于15 mm Hg，持续时间越长，如果联合全脑生理变量（如CPP<60 mm Hg或PRx>0.3），则结局更差，可能表明脑缺氧的危害。需要前瞻性试验来确定个体化PbtO2靶向治疗是否有益，确定合理的个体PbtO2阈值，特别是存在脑生理功能障碍的情况下，如脑低灌注或自动调节受损。

脑微透析

微透析是一种用于ICU的有创技术，可以连续监测和采样脑细胞外液，提供脑代谢的实时数据。这种方法可以在床旁分析各种代谢物，包括葡萄糖、乳酸、丙酮酸、谷氨酸和甘油。这些代谢物的绝对水平、比率和时间模式提示了脑代谢功能障碍，并预示着潜在的干预目标。在这些参数中，乳酸/丙酮酸比值（LPR）的研究最为深入。它是细胞氧化还原状态和有氧代谢与无氧代谢平衡的关键标志。LPR值升高，特别是超过25或40的阈值，与TBI后更高的死亡率和更差的预后有关。此外，观察研究和比较不同血糖控制策略的试验表明，低脑葡萄糖水平（约0.8-1mM）与不良结局有关。相反，过高的脑葡萄糖水平也可能对神经元健康有害。在一项大型单中心研究中，观察到LPR降低与CPP水平升高（>70 mm Hg）、自动调节功能正常（PRx<0.1）、PbtO2升高和脑葡萄糖水平升高（分别>18 mm Hg和>1 mm）之间存在显著的非线性关联。初步研究旨在结合生理干预来治疗紊乱的微透析参数，但这些尚未被证明具有临床益处。未来需要前瞻性研究来确定改善脑代谢和预后的有效策略。

（待续...）

Neurocrit Care

. 2024 Oct;41(2):369-385. doi: 10.1007/s12028-024-02048-5. Epub 2024 Jul 9.

How to Define and Meet Blood Pressure Targets After Traumatic Brain Injury: A Narrative Review