重度颅脑外伤重度颅脑损伤术后患者可能因各种原因需要进行机械通气[1],呼气末正压通气可防止肺萎陷,增加功能残气量,减少肺部血气分流,从而增加氧饱和度,因而被广泛使用。但是应用PEEP会增加通气时胸腔内压力,颈静脉回流受阻[7],呼气末正压通气可能加重颅内高压,加重缺血缺氧性脑损伤[2]。同时,应用PEEP也可能会引起MAP、CPP、脑氧代谢变化,对颅脑外伤术后患者的预后产生一定影响[8]。因此重度颅脑外伤重度颅脑损伤术后患者是否可以应用一定程度的呼气末正压通气存在一定争议。
1 资料与方法 1.1 一般资料回顾性分析郑大一附院EICU2018年3月1日至2019年12月31日收治的重度颅脑损伤术后需要机械通气的患者112例。本研究由郑州大学第一附属医院伦理委员会批准,伦理批号:KY-2019-0003, 所有纳入研究患者均签署知情同意书。纳入标准:①重度颅脑外伤(GCS评分3-8分)行重度颅脑损伤手术术后患者。②患者术后出现需要机械通气的指征并进行机械通气。③治疗期间血糖为6.1~10 mmol/L之间,治疗期间无低血糖或严重高血糖事件发生。排除标准:①无法应用固定PEEP进行机械通气患者。②患者发病前存在心、肝、肾、肺等重要器官的功能障碍,或有严重胸部外伤,无肺癌、COPD、肺纤维化等慢性肺基础疾病。③存在其他可能导致CPP、ICP、脑氧代谢异常的情况(如脑肿瘤)。
1.2 资料与方法临床实施方法及观察指标
所有患者因重度颅脑外伤需要手术,术中均在脑室内放置颅内压监测探头,术后返回重症监护病房,常规保持头高30°体位,均常规予以脱水、抗感染、营养神经、营养支持、维持内环境平衡等治疗。均予以丙泊酚或者力月西镇静,维持镇静评分RASS评分-1~0分。根据患者的呼吸机支持条件中PEEP的不同分为3组,第一组PEEP≤5 cmH2O,共59人,第二组5 cmH2O<PEEP≤10 cmH2O,共36人,第三组10 cmH2O<PEEP≤15 cmH2O,共计17人,均应用美敦力柯惠泰科呼吸机PB840辅助呼吸。所有患者均在彩超引导下行颈内静脉穿刺置管,置入约距皮肤4~6 cm,距锁骨下静脉汇入处1 cm,采集颈内静脉血供进一步分析。
所有患者均应用甘露醇125 mL,1次/6 h。在应用脱水药物2~3 h,采集桡动脉及颈内静脉血应用Radiometer ABL90血气分析仪收集PaCO2、PaO2、SjVO2、PjVCO2信息,通过心电监护仪无创压收集MAP信息,通过颅内压监测仪探头收集ICP信息,CPP =MAP-ICP。通过SJVO2,PjVCO2与PaCO2的GAP值来判断脑代谢水平。
1.3 统计学方法采用graphpad 7.0进行统计学方法,计数资料采用χ2检验,计量资料采用均数±标准差(Mean±SD)表示,三组间比较采用单因素方差分析,两组比较采用成组t检验,两个变量间的相关分析采用Pearson相关性检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果三组间患者性别、年龄、肥胖程度、严重程度间差异无统计学意义,见表 1。三组间ICP变化差异无统计学意义(P=0.16, F=1.89); 三组SJVO2、PjVCO2差别无统计学意义(P=2.08, r=0.13;P=0.71, r=0.49)与第一组比较,第二组MAP、CPP变化均无统计学意义(P=0.25, t=1.16;P=0.38, t=0.87);但与第一组比较,第三组MAP、CPP呈显著下降,差异具有统计学意义(P < 0.01, t=2.66;P < 0.01, t=6.30)(表 2)。根据person相关性分析,三组内MAP与CPP均有较好的相关性(P=0.01, r=0.32;P=0.03, r=0.41;P < 0.01, r=0.72), 各组内MAP、CPP与PEEP亦具有较好的相关性(表 3)。
组别 | 例数 | 性别(例) | 年龄 (岁) |
BMI (kg/m2) |
GCS评分 | APACHEⅡ | |
男性 | 女性 | ||||||
第一组 | 59 | 31 | 28 | 38.51±5.18 | 25.37±5.72 | 4.19±1.41 | 15.37±9.45 |
第二组 | 36 | 22 | 14 | 39.02±9.24 | 24.16±6.07 | 5.27±3.82 | 16.40±10.16 |
第三组 | 17 | 10 | 7 | 41.35±10.15 | 24.82±9.20 | 4.87±2.10 | 17.03±6.24 |
χ2/F值 | 0.72 | 0.94 | 0.39 | 2.12 | 0.27 | ||
P值 | 0.70 | 0.39 | 0.67 | 0.12 | 0.76 |
组别 | 例数 | SjVO2 (mmHg) |
PjVCO2-PaCO2 (mmHg) |
MAP (mmHg) |
ICP (mmHg) |
CPP (mmHg) |
第一组 | 59 | 76.31±1.13% | 4.40±0.84 | 87.63±10.94 | 13.31±3.31 | 74.83±6.49 |
第二组 | 36 | 75.80±1.37% | 4.25±0.71 | 84.45±15.85 | 13.10±4.10 | 72.35±9.33 |
第三组 | 17 | 76.12±0.89% | 4.19±0.63 | 79.35±12.62 | 15.00±2.60 | 64.29±4.27 |
F值 | 2.08 | 0.71 | 2.83 | 1.89 | 4.33 | |
P值 | 0.13 | 0.49 | 0.06 | 0.16 | 0.01 | |
注:1 mm Hg=0.133 kPa;1 cmH2O=0.098 kPa |
第一组 | r | P值 | 第二组 | r | P值 | 第二组 | r | P值 |
PEEP与ICP | 0.20 | 0.13 | PEEP与ICP | 0.20 | 0.33 | PEEP与ICP | 0.06 | 0.78 |
PEEP与CPP | 0.31 | 0.02 | PEEP与CPP | 0.47 | 0.01 | PEEP与CPP | 0.57 | 0.02 |
PEEP与MAP | 0.32 | 0.01 | PEEP与MAP | 0.46 | 0.02 | PEEP与MAP | 0.51 | 0.04 |
MAP与ICP | 0.10 | 0.44 | MAP与ICP | 0.18 | 0.38 | MAP与ICP | 0.06 | 0.78 |
MAP与CPP | 0.32 | 0.01 | MAP与CPP | 0.41 | 0.03 | MAP与CPP | 0.61 | < 0.01 |
许多重度颅脑外伤手术后的患者术后可能会面临中枢性呼吸衰竭、肺挫裂伤、神经源性肺水肿、误吸、肺部感染等问题[9],呼吸机辅助治疗是常见的支持手段。在呼吸机辅助治疗时呼气末正压通气可防止肺萎陷,增加功能残气量,减少肺部血气分流,从而增加氧饱和度,因而被广泛使用[3],但应用PEEP通气时可能会引起MAP、ICP的波动,进而影响脑灌注压[15],脑灌注压对预防脑梗死及维持脑灌注、代谢水平具有重要意义,是影响颅脑手术患者预后的重要因素[10]。但是PEEP影响CPP的具体机制目前尚不明确。Muench等[4]研究提示CPP的变化与MAP的变化具有高度的相关性,Frost等[5]研究显示即使PEEP升高至40 cmH2O,ICP仍不会有显著改变,与本文的研究结果一致。而Huynh等[6]研究提示,PEEP升高后,反而出现ICP下降、CPP升高,与本文结果差异较大。
CPP =MAP-ICP,因此PEEP的应用若引起MAP或者ICP的变化,均可能引起脑灌注压的变化。主要原因有:①PEEP升高使胸腔内压升高,致使回心血量减少,有效循环容量减少导致MAP下降[11]。②胸腔内压升高使腔静脉回流受阻,引起脑循环淤血、脑水肿,使ICP升高。③椎管内压力升高使脑脊液回流受阻进而使ICP升高[12, 14]。
在本研究中发现,同时随PEEP的升高,ICP变化不显著。可能与腔静脉、脑脊液回流受阻的程度尚不能引起ICP变化有关,同时椎静脉回流受胸腔内压影响较小,起到了一定的代偿作用有关。随PEEP升高(≤5 cmH2O、5 cmH2O~10 cmH2O,10 cmH2O~15 cmH2O),CPP呈下降趋势,5 cmH2O<PEEP≤10 cmH2O时,与PEEP≤5 cmH2O时的CPP值变化不明显,当10 cmH2O<PEEP≤15 cmH2O时,明显低于PEEP≤5 cmH2O时CPP,因此考虑当10 cmH2O<PEEP≤15 cmH2O时,CPP会受PEEP的影响,出现一定程度的下降。与此同时,笔者发现在CPP下降时,MAP亦显著下降,且MAP的下降与CPP的下降的相关性有统计学意义。而三组患者ICP数值变化并无统计学意义。计算CPP =MAP-ICP。因此考虑当10 cmH2O<PEEP≤15 cmH2O时可能会引起CPP下降,且CPP下降主要与MAP的下降有相关性。
健康成年人SjVO2正常值为50%~75%,SjVO2反映了脑氧供与脑氧耗之间的平衡,可作为一种间接手段监测脑氧代谢[16]。当脑氧供下降(如低血压、贫血、低血氧等)或脑氧耗增加(如高热、躁动)时SjVO2随之下降。在脑氧供充足的情况下,若脑组织摄氧功能障碍或脑氧代谢下降,SjVO2可出现升高。静脉-动脉二氧化碳分压差(PjVCO2-PaCO2)反映了组织的二氧化碳清除率,是一种间接反映脑组织灌注的指标[17]。健康成年人正常值3~5 mmHg,若该数值升高,往往提示脑组织灌注不足的存在。在本文中随PEEP升高,三组SjVO2、PjVCO2-PaCO2差别无统计学意义。因此考虑三组脑氧代谢、脑灌注水平并差异无统计学意义。
总之,本研究发现,在一定程度内使用PEEP(≤10 cmH2O)是相对安全的,对CPP及脑代谢、脑灌注影响不大。当PEEP较高(10 cmH2O~15 cmH2O)时,脑代谢氧代谢水平影响不大,但CPP随之下降。过低CPP可能导致脑梗死等并发症[13],影响患者总体预后,临床工作中需根据患者的具体情况酌情使用,必要时予以ECMO支持治疗以改善呼吸功能同时避免应用高PEEP引起CPP降低导致的并发症。另外,本研究样本中并无使用极高PEEP的患者(最高15 cmH2O),因此使用极高PEEP(大于15 cmH2O)时需监测具体患者的实际指标,充分权衡利弊。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
[1] | Mascia L. Ventilatory setting in severe brain injured patients: does it really matter?[J]. Intensive Care Med, 2006, 32(12): 1925-1927. DOI:10.1007/s00134-006-0407-z |
[2] | 黄澄, 陈胜龙, 曾红科. 机械通气与颅内压[J]. 中华急诊医学杂志, 2012, 2(12): 1301-1302. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2012.12.001 |
[3] | 邱海波, 许红阳, 杨毅, 等. 呼气末正压对急性呼吸窘迫综合征肺复张容积及氧合影响的临床研究[J]. 中国危重病急救医学, 2004, 16(7): 399-402. DOI:10.3760/j.issn:1003-0603.2004.07.005 |
[4] | Muench E, Bauhuf C, Roth H, et al. Effects of positive end—ex piratory pressure on regional cerebral blood flow.intra·cranial pressuret and brain tissue oxygenation[J]. Crit care Med, 2005, 33(10): 2367-2372. DOI:10.1097/01.ccm.0000181732.37319.df |
[5] | Frost EA. Effects of positive end—expiratory pressure On intraeranial pressure and compliance in brain—injured patients[J]. J Neurosurg, 1977, 47: 195-200. DOI:10.3171/jns.1977.47.2.0195 |
[6] | Huynh T, Messer M, Sing RF, et al. Positive end—expiratorypressure alters intracranial and cerebral perfuaion pressure in severe traumatic brain injury[J]. J Trauma, 2002, 53(3): 488-492. DOI:10.1097/00005373-200209000-00016 |
[7] | 单梦田, 兰超, 陈荣昌, 等. 头罩与面罩无创通气在急性呼吸衰竭中的随机对照研究[J]. 中华急诊医学杂志, 2019, 28(8): 1010-1016. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2019.08.018 |
[8] | 闰润民, 李安民, 张志文, 等. 急性颅内高压时呼气末正压通气对脑氧代谢的影响[J]. 中华神经外科疾病研究杂志, 2007, 6(3): 250-253. DOI:10.3969/j.issn.1671-2897.2007.03.017 |
[9] | 吴雪海. 神经重症患者的精准液体管理和脑保护[J]. 中华急诊医学杂志, 2019, 28(12): 1463-1465. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2019.12.001 |
[10] | 张文德, 章翔, 易声禹. 重型颅脑损伤后颅内压、脑灌注压变化及意义[J]. 中华神经外科杂志, 1998, 14(3): 189. DOI:10.3760/j.issn:1001-2346.1998.03.013 |
[11] | 秦英智. 关注机械通气条件下对脉搏指示连续心排血量监测的影响因素[J]. 中国危重病急救医学, 2009, 21(10): 577-578. DOI:10.3760/cma.j.issn.1003-0603.2009.10.001 |
[12] | 张智宏, 陈路佳, 陈本华. 呼气末正压通气对去骨瓣减压术后患者颅内压及脑灌注压的影响[J]. 临床急诊杂志, 2015, 16(5): 332-334. DOI:10.13201/j.issn.1009-5918.2015.05.002 |
[13] | 赵爱国, 李新钢. 外伤性脑梗死的临床研究进展[J]. 国外医学(神经病学神经外科学分册), 2004, 31(2): 176-179. DOI:10.3969/j.issn.1673-2642.2004.02.023 |
[14] | Boone MD, Jinadasa SP, Mueller A, et al. The Effect of Positive End-Expiratory Pressure on Intracranial Pressure and Cerebral Hemodynamics[J]. Neurocrit Care, 2017, 26(2): 174-181. DOI:10.1007/s12028-016-0328-9 |
[15] | 吴宇娟, 高巨. 创伤性颅脑损伤患者机械通气的研究进展[J]. 国际麻醉学与复苏杂志, 2019, 40(5): 485-489. DOI:10.3760/cma.j.issn.1673-4378.2019.05.015 |
[16] | Murr R, Schürer L. Correlation of jugular venous oxygen saturation to spontaneous fluctuations of cerebral perfusion pressure in patients with severe head injury[J]. Neurol Res, 1995, 17(5): 329-333. DOI:10.1080/01616412.1995.11740338 |
[17] | 李大亮, 黄雪敏, 蒋劲柏, 等. 中心静脉-动脉血二氧化碳分压差联合中心静脉压行液体管理对重型颅脑外伤患者预后的影响[J]. 中国医刊, 2016, 51(11): 94-99. DOI:10.3969/j.issn.1008-1070.2016.11.029 |