颅脑创伤患者血压和脑灌注压的维持
出处：按学科分类—医药、卫生 第二军医大学出版社《颅脑创伤临床救治指南》第14页（12247字）
简介
1．结论
成人收缩压稳定在16kPa左右，不低于12kPa，保持平均动脉压在10kPa以上，才能维持有效的脑灌注压；一般颅内压应维持在2．7kPa以下，脑灌注压应不低于8．0kPa；维持正常的脑血流灌注有赖于正常的平均动脉压与脑血流的自动调节，使脑血流灌注压和血流量稳定在可适应的上限和下限，即不高于正常的30%～40%，不低于正常的25%。
2．方法选择
院前快速复苏、直接转送至主要的创伤机构、院内颅内压(ICP)监测和维持足够的脑灌注压等将改善颅脑创伤患者的预后；理想的监测应包括ICP、平均动脉压(MAP)、脑灌注压(CPP)、脑血流量(CBF)、颈静脉氧饱和度(SjO2)、动静脉氧差(A-VDO2)、脑电活动及经颅多普勒(TCD)等监测；至少应监测ICP、MAP、CPP和A-VDO2。
一、概述
严重颅脑创伤的患者常伴有低血压、低氧血症。低血压和颅脑创伤后引起的颅内高压导致低灌注压，造成CBF不足，产生继发性脑缺血的危险。早期低血压、缺血与缺氧可明显增加继发性脑损伤和不良后果，使死亡率倍增。院前快速复苏、直接转送至主要的创伤救治机构、院内ICP监测和维持足够的脑灌注等将改善颅脑创伤患者的预后。
在创伤现场早期发现颅脑创伤患者，对于有呼吸与循环障碍的危重患者，应及早行气管内插管，辅助呼吸，输液扩容，稳定血压，避免早期低血压、低氧血症与高碳酸血症，造成继发性脑损伤。在成人，对收缩压低于12kPa必须及时诊断和治疗。引起颅脑创伤患者低血压最常见的原因是合并其他部位如胸、腹部内脏伤，脊柱脊髓伤，大骨折的出血；开放性颅脑损伤合并创口大出血；婴幼儿重型颅脑损伤及脑干伤，功能衰竭患者。
血管内补液是维持血压最有效的方法。成人循环复苏的策略包括快速输注乳酸林格液、生理盐水、血液或血液代用品等。要求血压升至正常水平，成人收缩压稳定在16kPa左右，不低于12kPa，保持平均动脉压在10．6kPa以上，才能维持有效的脑灌注压。
不应常规预防性使用甘露醇，因为低血压患者有低血容量的危险。有低血容量的颅内高压患者，仅在充分复苏的情况下才能使用甘露醇，以防血压骤降；也不要常规使用过度换气降低PCO2，否则可加重脑缺血。但在小脑幕切迹疝体征出现时，应使用过度通气和甘露醇。
外伤性脑水肿在脱水疗法的过程中，在尿量增多情况下必须补足液体和电解质，不应限制液体与钠的摄入量，以保证血压和CPP在正常范围，防止脑缺血、缺氧所导致的损伤。在处理CPP前，必需保证正常的血容量，中心静脉压维持在0．5～1．0kPa。接受升压治疗以维持CPP在9．3kPa以上的患者，如果血容量过多或液体正平衡，则可能引起脑过度灌注和增加肺部的并发症。
维持正常的脑血液灌注，有赖于正常的平均动脉压与脑血流的自动调节，使脑血流灌注压和血流量稳定在可适应的上限和下限，即不高于正常的30%～40%，不低于正常的25%。超过上限或低于下限，都会难以调节和耐受。
世界上主要的颅脑创伤治疗中心目前都在使用ICP和CPP监测指导治疗，已成为严重颅脑创伤患者治疗中不可缺少的组成部分。对ICP和CPP同时进行监测，不但能及时了解ICP变化，也能判断CBF量，这对维持重型颅脑创伤患者正常的CPP非常重要，并对其诊断、治疗及预后的评估有一定作用。
目前，ICP和CPP监测主要采用连续测定的ICP监护仪和多功能心电监测仪进行，通过两者压力差来计算CPP。由于ICP监测属于损伤性方法，适用于入院时CT检查异常的重型颅脑创伤患者，即意识障碍，GCS评分3～8分，CT发现有颅内血肿、脑挫裂伤、脑水肿和基底池受压、中线结构移位者。对CT检查正常的重型颅脑创伤患者，如果年龄在40岁以上，出现单侧或双侧锥体束征阳性，血管收缩压＜12kPa者，也应进行ICP监测。对轻型或中型颅脑创伤患者，ICP监测并不作为常规方法。ICP监测常用的方法有脑室内压、硬脑膜外压和脑组织内压监测等，其中脑室法ICP监测，除了有了解颅内压的变化，对一些治疗有一定的指导作用外，同时可行脑脊液引流，具有降低颅内压、减少蛛网膜下隙出血、减轻脑血管痉挛及脑水肿的作用。ICP的监测为可能出现的脑疝提示预警信号，并能评估CPP的改变。
CPP正常值为9．3～13．3kPa，一般认为维持适当的CBF要求最小的CPP阈值是9．3kPa。正常颅内压为0．7～2．0kPa，2．7～3．3kPa是正常上限。许多研究者用2．7kPa作为治疗开始的阈值。重型颅脑创伤患者的ICP增高的发生率占40%～82%，它是引起CPP降低、CBF减少的主要原因，并因此导致中枢神经系统功能障碍或死亡。因此，及时了解伤后ICP和CPP的变化十分重要，其对预后的预测亦有积极意义。
理想的监测应包括ICP、MAP、CPP、CBF、SjO2、A-VDO2、脑电活动及TCD等，至少应监测ICP、MAP、CPP和A-VDO2几项。使用多参数监测，可以准确鉴别引起颅内高压的原因是脑缺血还是脑充血。对于脑血流低灌注的患者，要及时纠正休克，保证患者有足够的循环血容量，通过提高体循环动脉压和降低颅内压以维持必要的脑灌注压，使尚可挽救的脑组织得到足够的脑血流灌注。对于高灌注的患者，则应控制过高的体循环动脉压，必要时给予适度的过度通气，降低PaCO2，使扩张的脑血管恢复张力，减轻脑肿胀和脑水肿。
CPP最适当的水平是既能保证满足脑代谢所需的足够血流量，又能使毛细血管静水压控制在较低水平以利于脑水肿液的吸收。对严重颅脑创伤患者除一般常规颅内压监测外，如有条件可结合颈静脉球氧饱和度(SjVO2)或A-VDO2的持续监测。在动脉氧饱和度正常情况下，当SiVO2≤50%提示脑缺血、缺氧，SjVO2≥75%说明脑血流供应相对过多，据此可以指导脑CPP的调控。适度升高血压或有效降低颅内高压，或者两者结合，都是增加CPP的重要途径。增加CBF，改善脑缺血，除升高CPP外，还可考虑使用降低血液粘滞度和药物解除血管痉挛等方法。
二、论点形成过程
通过MEDLINE检索1990～2001年文献，输入关键词为颅脑创伤和血压及灌注压，共发现相关文献212篇。对颅脑创伤患者血压和灌注压的维持的相关文献进行了复习。
三、科学基础
脑作为高级神经中枢，在正常的脑代谢和功能运转过程中，对脑血液灌注，氧和葡萄糖的需求量高于其他的器官。脑代谢消耗葡萄糖的量占全身葡萄糖耗量的17%，氧耗量占全身氧耗量的20%。其中，脑皮质(灰质)的氧耗量高于白质的3～5倍。脑必须有充足、稳定的有效灌注压，保证有充分的氧供给，并从血中摄取氧、葡萄糖和其他与生命相关的物质，才能发挥正常的功能。也只有在有利的内环境、内稳定状态下才能促进脑损伤的康复和代偿。脑细胞内葡萄糖的储备极有限，更没有氧的储备，因此对缺血、缺氧的耐受性很差。在完全缺血、缺氧环境下，人脑皮质能耐受完全缺氧的时限为3～4min，一般常温时超过5min就会发生细胞损害；小脑能耐受的时间为10～15min；延髓为20～40min。
正常成人约有1200ml／min血液进入颅内，通过脑血管的自动调节功能进行调节。其公式为：CBF=CPP／CVR(脑血管阻力)=(MAP-ICP)／CVR，其正常值为50ml／(min·100g脑组织)。这种较恒定的CBF的维持主要有赖于脑阻力血管的舒缩，从而改变CVR的大小以适应MAP与ICP的升降和CPP的波动。这一调节机制仅在CPP为5．3～21．3kPa范围内发生作用。
一般认为CBF在20ml／(min·100g脑组织)以下即为脑缺血，20～35ml／(min·100g脑组织)为供血不足，35ml／(min·100g脑组织)以上尚能维持正常脑代谢的需要。Rosner根据理解ICP各种现象必需的基本生理和病理生理概念，结合以往的Poiseuille定律，重新确定了CBF是CPP、血管半径(r)和血液粘滞度(n)的函数，即CBF=CPP×r4／n。脑灌注压为平均动脉压减去颅内压，因此受血压与颅内压高低的影响。
临床和实验证实，伤后第1天CBF可降到正常值的一半以下，接近形成梗死的阈值［20ml／(min·100g脑组织)］，外伤越重，下降越明显，在脑挫伤和颅内血肿附近可能更低。重型颅脑创伤患者中，低血压和低血氧发生率占1／3以上。颅脑创伤患者在受伤后出现休克，未得到早期及时纠正者，死亡率可增加1倍以上。成人循环复苏要求血压升至正常水平，成人收缩压稳定在16．0kPa左右，不低于12kPa，保持平均动脉压在10．6kPa以上，才能维持有效的CPP。否则动脉压过低，引起CPP降低，使血流量减少，脑血流自动调节机制也随之消失，将加重脑水肿，脑损害难以恢复。
实验表明，用高渗盐液代替等渗盐液能获得更高的收缩压和更好的预后。高渗盐液恢复血动力指标在速度和质量上均优于等渗盐液，在同样程度的脑外伤伴休克时，每失血1ml高渗盐液仅需补充1ml，而等渗盐液则要3～4ml；在血流动力学指标恢复速度上，高渗盐液输入半小时内使各项指标迅速上升，并持续数小时之久，等渗盐液输入后，由于其渗透压较低，主要依靠其本身的容量使血容量增加，往往需要在其容量输入大部分后(约需1h)缓慢使上述各指标上升，且持续时间较高渗盐液短。而低渗液减少了血清钠，并增加了静水压，使脑水肿加重。总的来说，高渗盐液在严重颅脑创伤患者应用具有一定好处，但直接的前瞻性临床试验尚未进行。有研究发现，用高渗盐液和右旋糖酐治疗并发低血压颅脑创伤患者的生存率是用标准疗法治疗的2倍。高渗盐液不仅能提高血压而且还能降低颅高压患者的颅内压。但有的研究显示，用高渗盐液(用或不用右旋糖酐)代替等渗盐液进行液体复苏对生存率没有提高。
脑损伤常合并颅内血肿继发脑水肿，迅速产生颅内压增高。在一般轻度或中度的颅内压增高，颅内容物增加的量不超过颅腔容积的代偿限度，患者尚能适应。颅内压严重增高，脑灌注压随之降低，如果低于5．3kPa以下，则必然引起或加重脑损伤。
1990年以前，在重型颅脑创伤的治疗中，ICP监测的目的集中在ICP本身的处理上。1990年以后，开始强调CPP处理的重要作用。将各种降低ICP的方法作为改善CPP的必要手段，以改善CBF为目的。重型颅脑创伤后脑血管自动调节机制受到不同程度的损害，CBF和ICP易受到CPP的影响。当脑血管自动调节机制丧失后，CBF直接受CPP的影响，CPP下降易引起CBF不足，导致脑缺血损害；反之，CPP增高可造成CBF增加，超过脑代谢所需，形成过度灌注，增加脑血容量，进一步破坏血脑屏障，加重脑水肿，从而使颅内压进一步升高。当CPP低于8．0kPa时，脑血管的自动调节将不能维持正常CBF。随着CPP继续下降，CBF会急剧降低。较高或高CPP对于脑血管自动调节机制尚完善者并无明显不利影响，但对脑血管自动调节机制已严重受损、血管处于麻痹状态并有充血性脑肿胀者，升高CPP，可使CBF明显增加，如果这种CBF增加不伴有脑氧代谢率增加，可认为是过度灌注。
CPP与颅脑创伤后重要的脑病理生理变化有着紧密的联系，低CPP有造成CBF不足导致脑缺血的危险，而较高CPP则有增加毛细血管内静水压，加重脑水肿及使颅内压增高的危险。临床上CPP应维持在什么水平较适宜呢?目前有两种看法。一种为维持CPP在较高水平(≥9．3kPa)；另一种为维持CPP在较低水平(8．0kPa)。从减少继发性脑缺血损害发生来看，维持较高CPP对保证充足的CBF极其重要。因为颅脑创伤后的脑血管自动调节曲线右移，所以在多数情况下升高CPP可以增加CBF，引起血管收缩，降低脑内血容量，达到降低ICP和改善脑缺血的目的。
Chan等观察了CPP对大脑中动脉流速和SjVO2的影响，发现当CPP不足9．3kPa时脑血流阻力增加(搏动指数PI上升)，SjVO2下降。故主张CPP不应低于9．3kPa，否则预后不良。
Rosner等采用扩容、增加胶体渗透压、脑室引流和(或)升高血压的综合措施维持CPP在9．3kPa以上，并认为重型颅脑创伤后，脑血管自动调节机制并未完全受损，只是受到抑制或部分受损，其调节反应变慢，阻力增加，要求维持更高的CPP水平。升高的CPP可以使脑血管出现收缩反应，从而使CBV降低，最终产生降压作用。
美国神经外科协会认为，严重颅脑创伤患者维持CPP高于9．3kPa使死亡率降低，生存质量提高，使缺血区的灌注增强。没有研究证实维持CPP在9．3kPa以上使颅内高压、伤残率、死亡率增加，甚至使血容量正常或血压升高。
但维持CPP达9．3～10．6kPa以上的观点并未得到广泛认同。前期的经典的CPP处理方案是建立在损伤后脑血管的自动调节机制的完整或部分保留，这与实际情况不符。Kiening等对23例颅脑创伤后昏迷的患者进行了mSAP、ICP、CPP及tiPO2(局部脑组织氧分压)等检测，发现将CPP从(4．3±0．3)kPa提高到(9．0±0．5)kPa，可明显提高tiPO2［从(1．7±0．3)kPa到(2．8±0．1)kPa］，而将CPP从(9．0±0．3)kPa提高到(11．2±0．3)kPa则并不改变，因此，CPP＞8．0kPa是保证充足的脑组织氧分压的最重要因素，进一步提高CPP则并不改善tiPO2。
近年来，越来越多的研究证实，脑低灌注期大多数发生在颅脑创伤早期(12～24h之内)，当脑血流量低于20ml／(min·100g脑组织)表明脑缺血存在，随后出现相对高血流状态。颅脑创伤后的充血期一般发生在伤后1～3d，此时脑水肿加重，往往伴随着A-VDO2升高，有应用过度换气的指征。这些研究对维持CPP在一较高水平以上的合理性提出了质疑。重型颅脑创伤的血管自动调节机制和血脑屏障遭受不同程度的损害，升高CPP可以直接增加毛细血管内静水压，加重血管源性水肿，加上升高的CPP可能使CBV增加，从而可以引起ICP进一步升高。
MG等发现CPP在8．0～9．3kPa水平预后最好，高于9．3kPa不良预后反而增加，而低于8．0kPa预后最差。在许多研究证实，重型颅脑创伤患者的高ICP和低CPP与预后不良有很大的相关性。Kelly等认为CPP与预后不良相关，这是因为：脑损伤后高糖代谢造成血流代谢不匹配；在较低CBF时细胞蛋白合成受到抑制，影响细胞正常功能，最终导致细胞损伤或死亡；脑代谢抑制导致脑功能抑制。
颅脑创伤患者CPP降低约占病例的40%，CPP的高低与患者的预后直接相关，当CPP＞10．6kPa时，死亡率为35%～40%；CPP＜10．6kPa时，每下降1．3kPa，死亡率升高20%。当CPP＜8．0kPa，死亡率升高至95%。如术前ICP较高而CPP为低值，术后ICP和CPP迅速恢复且没有反跳者预后较好；如术中和术后ICP持续增高，CPP显着降低，且对治疗作用不明显者预后较差。
Juul等前瞻性研究427名严重颅脑创伤患者ICP和CPP与预后的关系。颅内压是最有力的神经功能残疾预后的预测因子，尽可能将升高的ICP降至2．7kPa以下，CPP高于8．0kPa后与预后无关。
除原发性脑损伤严重程度外，脑缺血是影响脑外伤预后最重要的因素。重型颅脑创伤后的大脑处于缺血状态，是继发性脑损伤的重要病理生理过程，且脑挫裂伤区和血肿的邻近区域缺血尤为严重，这可能与血肿压迫、昏迷患者的代谢率降低或外伤后脑血管痉挛有关。
根据CBF=CPP×r4／n，在CPP维持一定的数值后，影响CBF的因素还有血管半径和血液黏滞度。近年来的研究表明，伤后血中儿茶酚胺大幅度升高，白细胞和血小板等在受损的毛细血管中聚集并释放血管活性物质，使脑血管床阻力增加。在实验研究中，通过对大鼠脑损伤后血流动力学改变的动态观察，发现脑损伤早期出现高黏滞血症，全血黏度、红细胞体积分数、红细胞聚集指数升高，红细胞变形能力降低，这些变化在伤后6h已很明显，24h达高峰，72h后逐渐恢复，经曲线拟和分析，血流动力学异常与脑水肿呈正相关，血粘度越高脑水肿越明显。颅脑损伤后血液儿茶酚胺含量增高或应用外源性儿茶酚胺均可导致红细胞膜ATP酶活性降低，由此造成红细胞内Ca2+、Na+聚集，导致红细胞聚集性升高，变形能力下降，这是颅脑损伤后血流动力学异常变化的主要原因。应用低分子右旋糖酐等容血液稀释或丹参治疗，可明显改善大鼠颅脑损伤后的血流动力学状态，减轻脑水肿。临床应用血液稀释疗法治疗重型颅脑损伤，将红细胞体积分数控制在30%～33%，患者血流动力学状态明显改善，死亡率为12．5%，明显低于对照组(27．5%，P＜0．05)。应用血液稀释疗法的适应证是伤后患者出现明显高黏滞血症者。目前一般应用低分子右旋糖酐做等容血液稀释，用量约500ml／d，以将红细胞体积分数控制在30%左右为度，连续用药7～10d。其他的稀释液包括羟乙基淀粉、白蛋白和血浆等。
Nordstrom等主张用降低静水压和减少脑静脉血容量的方法(脑静脉血容量占全脑血容量的70%)来增加CBF。其方法仍有争论。
四、小结
严重颅脑创伤的患者常伴有低血压、低氧血症。低血压和颅脑创伤后引起的颅内高压导致低灌注压，造成CBF不足，产生继发性脑缺血的危险。血管内补液是维持血压最有效的方法。成人收缩压稳定在16kPa左右，勿低于12kPa，保持MAP在10．6kPa以上，才能维持有效的CPP；一般颅内压应维持在2．7kPa以下，CPP应不低于8．0 kPa。理想的监测应包括ICP、MAP、CPP、CBF、SjO2、A-VDO2、脑电活动及TCD等；至少应监测ICP、MAP、CPP和A-VDO2几项。院前快速复苏、直接转送至主要的创伤机构、院内ICP监测和维持足够的脑灌注压等将改善颅脑创伤患者的预后。
五、前景和展望
临床上CPP应维持在什么水平较适宜仍有不同意见，一种为维持CPP在较高水平(≥9．3kPa)；另一种为维持CPP在较低水平(8．0kPa)。经典的CPP处理方案是建立在损伤后脑血管的自动调节机制的完整或部分保留，这与实际情况不符。CPP的适宜水平有待于进一步探讨。局部脑组织灌注情况的监测为颅脑创伤患者的治疗提供更直接依据，而最佳监测指标的确定还需进一步探索。
六、主要依据
形成本章观点主要作者的研究概要及结论见表3-1。
表3-1 形成维持颅脑创伤患者血压和灌注压观点主要作者的研究概要及结论
【参考文献】：
1 Alspaugh DM，Sartorelli K，Shackford SR，et al．Prehospital resuscitation with phenylephrine in uncontrolled hemorrhagic shock and brain injury．J Trauma，2000，48(5)：851
2 Chesnut RM，Marsha’l LF，Klauber MR，et al．The role of secondary brain injury in determining outcome from severe head injury．J Trauma，1993，34：216
3 Fearnside MR，Cook RJ，McDougall P，et al．The westmead head injury project outcome in severe head injury：a comparative analysis of pre-hospital，clinical and CT variables．Br J Neurosurg，1993，7：267
4 Bouma GJ，Muizelaar JP，Bandoh K，et al．Blood pressure and intracranial pressure-volume dynamics in severe head injury：relationship with cerebral blood flow．J Neurosurg，1992，77(1)：15
5 Biestro A，Barrios E，Baraibar J，et al．Use of vasopressors to raise cerebral perfusion pressure in head injured patients．Acta Neurochir Suppl(Wien)，1998，71：5
6 Gruen P，Li C．Current trends in the management of head injury．Emerg Med Clin North Am，1998，16：63
7 Ghajar J．Traumatic brain injury．Lancet，2000，356(1)：923
8 Rosner MJ，Daughton S．Cerebral perfusion pressure management in head injury．J Trauma，1990，30(8)：933
9 Anonymous．The Brain Trauma Foundation．The American Association of Neurological Surgeons．The Joint Section on Neurotrauma and Critical Care．Indications for intracranial pressure monitoring．J Neurotrauma，2000，17(6)：479
10 O’Sullivan MG，Statham PF，Jones PA，et al．Role of intracranial pressure monitoring in severely head-injured patients without signs of intracranial hypertension on initial computerized tomography．J Neurosurg，1994，80(1)：46
11 Gupta AK，Bullock MR．Monitoring the injured brain in intensive care：present and future．Hosp Med，1998，59(9)：704
12 Favre JB，Ravussin P，Chiolero R，et al．Hypertonic solutions and intracranial pressure．Schweiz Med Wochenschr，1996，126(39)：1635
13 Munar F，Ferrer AM，de Nadal M，et al．Cerebral hemodynamic effects of 7．2%hypertonic saline in patients with head injury and raised intracranial pressure．J Neurotrauma，2000，17(1)：41
14 Chan KH，Miller JD，Dearden NM，et al．The effect of changes in cerebral perfusion pressure upon middle cerebral artery blood flow velocity and jugular bulb venous oxygen saturation after severe brain injury．J Neurosurg，1992，77(1)：55
15 Rosner MJ，Rosner SD，Johnson AH．Cerebral perfusion pressure：management protocol and clinical results．J Neurosurg，1995，83(6)：949
16 Anonymous．The Brain Trauma Foundation．The American Association of Neurological Surgeons．The Joint Section on Neurotrauma and Critical Care．Guidelines for cerebral perfusion pressure．J Neurotrauma，2000，17(6)：507
17 Kiening KL，Hartl R，Unterberg，AW，et al．Brain tissue pO2-monitoring in comatose patients：implications for therapy．Neurol Res，1997，19(3)：233
18 Kelly DF，Martin NA，Kordestani R，et al．Cerebral blood flow as a predictor of outcome following traumatic brain injury．J Neurosurg，1997，86(4)：633
19 Juul N，Morris GF，Marshall SB，et al．Intracranial hypertension and cerebral perfusion pressure：influence on neurological deterioration and outcome in severe head injury．J Neurosurg，2000，92：1
20 Nordstrom CH．11th International Congress of Neurological Surgery Abstract．1997．335