2023年10月16日发布 | 540阅读

【学术报告整理】中枢神经系统的评估与监测——中国医科大学附属盛京医院臧彬教授分享

臧彬

中国医科大学附属盛京医院

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脑医汇,由外而内,融“汇”贯通

一般监测:查体、评分、影像学→颅内压的监测→脑氧饱和度监测→脑血流监测→脑功能监测→脑脊液动力学及脑代谢→脑结构监测→多模块整合

本期带来中国医科大学附属盛京医院臧彬教授在<辽宁省医学会神经外科学分会2022年学术年会暨第三届京沈脑疾病与脑科学论坛>分享的《中枢神经系统的评估与监测》内容,欢迎大家阅读、分享!


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NO.1

一般监测:查体、评分、影像学


•意识状态、心电监护

•瞳孔大小、光反射

•生理以及病理反射:Babinski’s sign,颈强...

•GCS评分

-睁眼、语言、运动

•镇静状态评估

-RASS(Richmond agitation-sedation scale)评分

-SAS(Sedation-agitation scale)评分

-谵妄的评估

•影像学

-CT、MRI:监测脑结构



NO.2

颅内压的监测


•颅内压(Intracranial pressure,ICP):是指颅腔内容物对颅腔壁产生的压力

•导致ICP升高的因素分为两种:

①颅腔空间缩小,如狭颅综合征、颅骨骨折等先天及后天因素;

②颅腔内容物体积或容量增加,如脑脊液增多、脑体积增加、脑血流量增加等。

•ICP升高的三大体征:头疼、呕吐和视神经水肿,严重者可能昏迷、意识障碍等。

•颅脑疾病的病因较多、病情变化较快,及时合理地处理颅高压对颅脑重症患者具有极为重要的作用。

•颅内压(ICP)是神经系统监测最常用以及最重要的指标之一。

•颅骨为骨性结构,脑组织、脑脊液和脑血流的总体积是固定的,其中任何一项体积增加,均可引起ICP升高,导致其他组织体积受限,而ICP升高可继发引起脑灌注不足(CPP=MAP-ICP)。

•脑室内导管测压是监测ICP的金指标,但属于有创操作,且反映局部压力变化,留置时间有限,感染风险较高。

•无创性颅内压监测-测量视神经鞘直径(ONSD)可间接反映ICP。

•临床上可根据颅内压(直接测压或ONSD)选择合适的目标MAP,保证理想的脑灌注压。


有创性颅内压监测

•有创性颅内压的监测更为准确,目前通常的监测手段是通过脑室外引流或者脑实质内监测。

脑室外引流监测反映的是总体的颅内压,可以校准,减少测量漂移,可以进行干预性治疗,比如引流脑脊液;缺点是置管有一定难度,尤其是脑室受压偏移的病人,导管也可以因血凝块阻塞。

脑实质压力监测容易放置,提供持续的颅内压支持,一般通过钻孔将装置安放在脑实质1.5-2.0cm的深度。由于病灶和非病灶一侧的颅内压相差可达10mmHg,因此,应将装置安放在病灶附近。


颅内压的监测

•颅内压的正常值为7-15 mmHg,除了绝对值,ICP的波形同样有重要意义,需要评估分析。

•P1:动脉博动,P2:脑组织的顺应性;P3:主动脉瓣关闭。

•P1 > P2,提示脑组织的顺应性正常;

急性脑损伤的病人,P1、P2比值反转,导致P1 < P2,提示脑组织的顺应性较差。


无创性颅内压监测

•应用颅脑超声测量视神经鞘直径(ONSD)可间接反映ICP,且相关性在CT、MRI和有创ICP监测的研究中已得到验证。

•多数研究将ONSD > 6.0 mm用于预警颅内高压。

•可根据颅内压(直接测压或ONSD)选择合适的目标MAP,保证理想的脑灌注压。


视神经鞘直径(ONSD)可间接反映ICP?

•颅脑超声视神经鞘直径测量定性评估ICP,是在球后3mm处垂直于视网膜中央动静脉的视神经鞘的直径,这样才能准确地预测患者ICP。


在整个神经损伤的急性期,ONSD评估可能不是监测ICP的可靠方法,即使ICP控制后,ONSD仍可持续扩大,这可能我们的研究中发现的即使ICP正常,ONSD也会扩大的原因。需要进一步大规模研究证实。



ONSD是安全、低成本的床旁工具,适用于筛查需要其他神经影像学检查和需要有创颅压监测的病人。


NO.3

脑氧饱和度监测


•外周的血氧饱和度不能反映脑组织的氧合,脑组织氧合取决于脑动-静脉氧分压差、脑血流以及组织对氧的摄取。

-颈静脉血氧饱和度(jugular venous blood oxygen saturation,SjvO2);

-颅内导管直接测得脑组织氧分压(brain tissue oxygen partial pressure,PbtO2);

-基于近红外光谱技术(near infrared reflectance spectroscopy,NIRS)的局部脑氧饱和度(regional cerebral oxygen saturation,rScO2)或脑组织氧合指数(tissue oxygenation index,TOl)。


颈静脉血氧饱和度(SjvO2

•经颈内静脉逆行穿刺置管于颈静脉窦内,连续监测SjvO2变化,根据公式计算脑氧代谢率及脑组织在单位时间内所消耗的氧量,反映脑组织氧代谢的情况。

•研究提示,SjvO2低于50%和超过70%时,预后不良率明显增加。

•SjvO2局限性:计算出的脑组织氧代谢反映的是全脑氧代谢的情况,不能反映局部脑氧供/氧需的状态。


近红外光谱技术(NIRS)

•NIRS是一种非侵入性装置,利用近红外光穿透生物组织的特性评价脑组织的氧合水平,可无创、实时、快速监测局部血氧饱和度(rScO2)。

•其原理为通过组织分子对近红外光(血红蛋白和细胞色素aa3)的吸收比率获取。

•基于含氧和乏氧血红蛋白浓度和其特定波长光吸收的差异,利用血红蛋白浓度变化和细胞色素aa3的相对氧化还原状态来计算含氧浓度。

•基于NIRS的局部血氧饱和度(rScO2)监测,可床旁操作,与颈静脉血氧饱和度(SjvO2)的一致性较好。


脑氧饱和度监测

•只有脑组织氧输送与氧消耗平衡,才能达到合适的局部组织氧饱和度状态。而脑氧饱和度是判断脑血流充足性的重要指标,可反映神经重症患者的脑氧代谢改变。

•脑氧合指标提供了有关脑氧输送与氧利用之间的平衡以及脑灌注是否充足等信息,提示脑缺血的风险。

•以NIRS为基础的rScO2测量成为神经重症患者常规监测的重要组成部分,对脓毒症、休克复苏、创伤性脑损伤和重症相关认知功能障碍等疾病的监测具有重要意义。


NIRS为基础的脑组织氧饱和度监测已被应用于利用鉴别颅内血肿和脑水肿:对18例创伤性脑损伤(TBI)小型观察性研究发现rScO2 < 60%的时间延长,与颅压升高有关,表现为脑灌注压受损,病死率增加。


Yokose等研究表明NIRS对血管痉挛的敏感度达到100%和14例蛛网膜下腔出血主要差等级方面的预测特异度可达85.7%,在脑出血和缺血鉴别应用方面,无创脑氧饱和度可能成为最佳选项。


NIRS的局限

-颅骨红外光的穿透性较差,仅局限在脑的灰质。

-另外,头皮肿胀和硬膜下/硬膜外血肿,容易对信号产生“污染”,导致测量偏差。


NO.4

脑血流监测


•脑组织自身几乎无代谢储备,需脑血流持续输送氧和营养物质,因此,优化脑血流是颅脑血流动力学治疗的基础,保证恰当的脑血流是治疗的关键。脑血流也是评估重症患者脑灌注的重要指标。


•CT和MRI也可用于评估颅内血流状态,但仅可提供即时状态,不能连续动态观测。

•临床上利用经颅多普勒超声(transcranial doppler,TCD)监测脑血流速度间接反映脑血流量。

•大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)的MI段流经同侧大脑半球的血流占比40-50%, MCA的M1段是最常用的TCD监测位点。

•建议从同一位置持续监测脑血流速度,通过TCD波形测得同侧大脑动脉收缩期峰流速和舒张未期流速。计算平均血流速度(mean velocity,MV)、 脑血流指数(cerebral blood flow index,CBFi)、阻力指数(resistance index,RI)和搏动指数(pulsatility index,PI)等。



•脑血流也是脑灌注监测的重要指标。

脑血流的自身调节曲线。脑血流的自身调节机制,保证大脑的血流量在一定范围内(平均动脉压大约50-150mmHg)相对恒定。如果MAP>150mmHg,会出现内皮细胞损伤、血管反应机制受损,导致大脑充血、血管源性水肿、颅内压升高。低于50mmHg,有动脉塌陷和缺血的风险。

•常用的评估手段包括经颅多普勒超声、热弥散血流监测、激光多普勒。


脑血流监测

•经颅多普勒(Transcranial doppler,TCD)是评估脑血流最常用的方法

•经颅多普勒超声通常选用2 MHz的专用探头,由于颅骨对超声的透过性低,通常选用颞骨、枕下、前囟三个部位作为观察的“窗口”。

•通过监测同侧大脑动脉收缩期峰流速和舒张未期流速,计算如下指标:

-平均血流速度(mean velocity,MV

-脑血流指数(cerebral blood flow index,CBFi

-阻力指数(resistance index,RI

-搏动指数(pulsatility index,PI

•当大脑中动脉(MCA)平均流速>200cm/s时预测脑血管痉挛的概率较高,血流速度增快提示脑充血状态(过度灌注)或脑血管痉挛状态,

•测量MCA血流速度/同侧颅外段颈内动脉的血流速度的比值即为Lindegaard比率(Lindegaard rate, LR)。

•LR < 3提示脑充血状态,LR ≥ 3 提示脑血管痉挛,LR > 6提示严重脑血管痉挛。

•当MCA血流速减低,提示脑组织处于缺血状态。


经颅多普勒(transcranial Doppler,TCD)

•颞骨窗经颅多普勒超声(TCD)图像。


脑血流监测

•除此之外,TCD频谱形态变化亦具有重要意义,出现S1、S2融合提示脑组织顺应性下降,而出现震荡波、钉子波等情况则提示处于脑死亡发展过程。

•TCD的局限性在于受操作者技术的影响较大,而且当血流速在120-199cm/s时,不能鉴别症状性以及非症状性的血管痉挛。


热弥散血流监测(thermal diffusion flowmetry,TDF)是一种有创监测脑血流的手段,其原理基于组织的散热特性。监测探头放置于颅内脑组织中,探头具有两个温度传感器,两者之间保持一定距离,一个传感器对脑组织加温(39°C),另一个传感器探测温度变化,脑血流量越高,两传感器间温度差越大,依此通过微处理器计算出脑血流量。

激光多普勒(Laser Doppler flowmetry,LDF),探头需放置于颅内(通常选择脑白质区域),发射单色极光束,通过测量红细胞的数量和运动速度,整合得出表示血流量的相对数值。只能反映局部脑血流的变化,主要应用于术中脑血流的监测。


脑血流/脑血管的自我调节能力(cerebral autoregulation,CA)

脑血管的自我调节能力(CA)保证脑血流在一定压力范围内相对稳定。

•CA受损后,患者出现低血压进而导致继发性脑损伤;相反,患者血压升高,导致ICP升高,可出现脑充血。

•针对CA受损,以优化脑灌注压(CPP)为导向的治疗方案,可以改善患者预后。

CPP=MAP-ICP。通过监测CA,可针对性地制定最佳CPP和MAP,以优化脑灌注,避免缺血或充血所致的继发性脑损伤。

瞬时充血反映测试是应用TCD技术,通过短暂压迫同侧颈总动脉后,监测脑动脉峰值流速评估脑血流的自我调节能力。即当短暂压迫(3-5s)同侧颈总动脉后,MCA的血流速峰值增加大于基线血流速峰值的9%(即充血反应后脑血流峰值与基线血流峰值的比率≥1.09)时,说明脑血管的自动调节功能存在。


NO.5

脑功能监测


•脑功能监测是判断脑组织氧供氧需是否平衡的最终指标。

•脑功能评估分为临床评估脑电生理评估,临床评估因受镇静剂和肌松剂的干扰,不能可靠地监测颅内病理生理的细微变化,且发生时间较晚,但其可作为重症脑功能监测的补充;

脑电生理评估(包括脑电图及诱发电位)可早期预警脑缺血,比临床症状及影像学早数小时,更为重要的是此时的脑缺血为可逆性损伤。


脑功能监测-脑电图


•脑细胞损伤后可导致脑电图(EEG)的异常表现,随着病情发展及转归,EEG亦会出现动态变化,因此,动态持续监测EEG的变化更有意义。

•随着脑血流逐渐减少,脑电图首先表现为快波减少,随后慢波逐渐增多,甚至爆发抑制,提示严重缺氧导致神经元跨膜电位消失,细胞死亡。此时需联合脑血流监测、脑氧饱和度监测等手段进行及时评估、优化脑灌注。


脑功能监测

•重症神经损伤患者是癫痫发作(非惊厥性癫痫发作/非惊厥性癫痫持续状态)的高危人群,此类患者异常的脑电活动使脑耗氧显著增加。

•由于镇静剂的应用,相当一部分为隐匿性发作,因此神经重症患者有必要行脑电功能监测。

•新的量化EEG(quantitative EEG,qEEG)分析技术已经可以通过大量脑电信号的分析与整合,获得更为准确、客观的判断结果。比如量化分析后的爆发抑制比(burst suppression ratio,BSR)、相对功率比[(δ+θ)/(α+β),DTABR]、脑相对指数(brain symmetry index,BSI)量化脑电反应性,对脑损伤的判断更加精准,即便是非EEG专业人员也能“读懂”。

•连续监测EEG需要有专业经验的临床医生实时解读,耗费人力。其次脑电图的视觉分析是主观的,不同临床医生可能会得到不同的结论。

•脑电信号采集后,根据EEG振幅、功率、频率等,通过计算机模拟转换、快速傅立叶变换等处理后,可以量化成数值或百分比,生成定量脑电图(qEEG),并可以设定报警阈值。

•主要计算出δ波段(1-3 Hz)、θ波段(4-7 Hz)、α波段(8-10 Hz)、β波段(14-20 Hz)4个波段的绝对功率。α、β为快波,δ、θ为慢波。



急性和慢性皮质损伤,皮质下结构正常时,脑电图表现为α波活动减慢,而无慢波出现;皮质下结构异常或者脑积水,表现为慢波活动;而当皮质和皮质下损伤同时存在或者弥漫性脑组织损伤时,表现为α波活动减慢及慢波活动。

•相对功率比[(δ+θ)/(α+β),DTABR]是反映原始EEG中慢波成份与相对快波成份功率比值的量化指标。正常清醒成人的EEG以α节律为主,仅混有少量的慢波及β波节律,故DTABR值应接近于0。

•爆发抑制比(burst suppression ratio,BSR):为描述整个EEG低于阈值的脑电部分(抑制成份)的比例,反映大脑皮层功能的抑制程度,因此BSR与GCS评分有相关性。该参数波动于0%~100%,升高则是心肺复苏后昏迷预后不良的标志

•BSI(brain symmetry index),脑对称指数,可以反映左右半球脑电的对称性,量化每个半球的平均频谱功率的差异。BSI的范围在0到1之间,0表示双侧完全对称,1表示双侧完全不对称。BSI数值越接近1,双侧差异越大,对于单侧脑损伤的患者来说,脑组织的损伤越重。

•脑电双频指数(bispectral index,BIS)是计算机对脑电图的功率、频率、谐波和位相进行分析,把复杂的脑电信号进行数字化处理,最后转化成无量纲的数字(即没有具体单位)。

•BIS运用非线性算法,将4个参数(突发抑制率、抑制指数、快慢波的相对同步性和β比率)转化成简单的数字(0 ~100),即脑电双频指数,用来反映大脑皮层及皮层下的受抑制程度。

BIS ≥ 85时表示完全清醒状态,

    65 - 84代表深度睡眠或镇静状态,

    40 - 64代表麻醉或昏迷状态,

    < 40可出现爆发性抑制,

BIS = 0提示脑死亡状态。

•在给予患者镇静时,为确保镇静合理,建议将BIS控制在65-84的范围内。


NO.6

脑脊液动力学及脑代谢


•脑脊液在中枢神经系统中起着“淋巴液”的作用,可营养脑组织并通过类似“冲洗”的作用转运代谢产物。若中枢神经系统发生病变,神经细胞代谢出现紊乱,脑脊液的性状和成份也将发生改变。

脑脊液动力学是指脑脊液及其组成成分在脑室循环及脑组织运动和分布的规律,对脑顺应性、颅内压力、脑功能等均有明显影响。

•如颅内血肿长期压迫周围脑组织,出现缺氧、缺血,可造成脑细胞代谢和功能发生改变,局部出现脑水肿,严重时可造成脑细胞不可逆损伤。

•在血肿吸收期,尤其是破入脑室的残余血刺激蛛网膜,堵塞蛛网膜下腔颗粒,引起粘连或导水管阻塞,从而导致脑积水。此时,可引流一定量的脑脊液以协助脑脊液循环,减少吸收过程中其产物对蛛网膜的刺激。

•应重视对脑脊液压力、温度、容量、循环、生化、乳酸及其他生物标志物等特征性指标的监测。


正常脑脊液的分泌、吸收以及循环的生理学特点

•成人颅腔的容积相对恒定,脑组织的体积约为1400 ~ 1500 ml,而脑脊液的体积约为 125-150 ml。

•脑脊液处于不断分泌和吸收的动态平衡中,每天更新3 ~ 4次。成人脑液生成的速率为0.35 ml/min(500 ml/d),脑脊液的pH值约为7.33,比重为1.007。

•脑脊液主要自脉络丛产生,经由脑室系统、通过腰池和蛛网膜下腔,从蛛网膜颗粒吸收入静脉血,少量脑脊液经由脑胶质淋巴系统重吸收入静脉系统。


脑脊液的检测和监测

•外观性状:正常脑脊液呈无色透明。脑脊液中存在陈旧性出血或蛋白含量过高时可呈黄色,存在新鲜出血时可呈淡红色或红色,发生细菌性脑膜炎时可呈乳白色、橙黄色或绿色混浊

•脑脊液细胞计数:正常脑脊液中无红细胞。白细胞计数:成人为0~8 xlO6/L,淋巴细胞所占比例:成人为40%~80%,单核细胞所占比例:成人为15%~45%,中性粒细胞所占比例:成人<6%,嗜酸性粒细胞及室管膜细胞均罕见。

•颅脑创伤后脑脊液的红细胞计数可因蛛网膜下腔出血、脑挫裂伤、硬膜下血肿等原因而增高,而白细胞计数也相应增高;在合并感染的情况下,白细胞计数会显著增高。


生化检测:

蛋白含量经腰椎穿刺为0.15~0.45 g/L;经脑室穿刺为0.05 -0.15 g/L;经脑池穿刺为0.10-0.25 g/L。脑脊液的蛋白含量升高多与细胞增多同时发生,见于各种中枢神经系统感染,颅脑创伤亚急性阶段也可仅有蛋白含量增高而白细胞计数正常或略高。

的正常含量为2.8-4.5 mmol/L,约为血糖值的1/2 - 2/3。脑脊液糖含量降低见于细菌性或隐球菌性脑膜炎等,糖含量增高见于血糖含量增高以及颅脑外伤导致的血脑屏障通透性增大。

氯化物的正常值为7.2 - 7.5 g/L,较血液氯化物含量(5.7- 6.2 g/L)高。


其他检测:

•对于疑有颅内感染的患者应进行微生物检查,通过行脑脊液微生物涂片、培养和药物敏感性试验以及分子生物学检测;亦可行脑脊液免疫球蛋白检测、酶学检测、乳酸检测以及其他特异性检测如C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)检测。


NO.7

脑结构监测


•颅脑影像学检查是评估脑结构的主要方法,可检测进行性损伤,尤其是进行性创伤性挫伤,对于选择手术干预时机至关重要。临床治疗过程中,可通过CT等影像学检查方法监测颅脑进行性出血性损伤。

•最新研究指出,中型颅脑损伤(GCS为9-13分)可根据患者GCS评分和Marshall CT评分进行于预措施分层。若患者GCS为9-11分及Marshall CT为Ⅱ级以上,以及GCS为12-13分及Marshall CT为Ⅲ级以上,需密切监测重症神经功能,而当出现局灶性改变且产生占位性效应时,应积极行手术治疗。

•因此,在神经重症患者的治疗和监测过程中,应根据患者的临床表现及脑血流、脑功能、脑氧合等监测指标变化,随时进行脑结构评估。

Marshall CT分级


脑代谢:微透析技术

•脑微透析技术(cerebral microdialysis,CMD)对脑的代谢产物、神经递质可以做到每1小时进行一次测量分析。

•微透析导管为0.62 mm宽、内衬孔径通常为20 kDa的半透膜,导管插入到皮质下白质,通过微量泵灌注生理盐水或林格氏液(0.1-2.0 μL/min),低于膜孔径的分子沿着浓度梯度扩散,最终与灌注液平衡,透析液被收集到小瓶中,采用酶分光光度法或者高效液相色谱法对生物标记物或代谢产物进行分析。



•微透析技术可以监测脑的代谢物质和神经递质:比如

-血糖下降可能是由于灌注降低、全身供给减少或者利用增加。

-血糖升高,可能由于充血、全身水平升高或者代谢下降。

-乳酸、丙酮酸或者乳酸、丙酮酸比值是反映无氧代谢的重要指标。

-谷氨酸是一种兴奋性神经递质,与脑缺血、炎症和细胞损伤有关,可以作为血管痉挛的标志物。

-甘油三酯是神经元的组成成份,水平升高意味着缺血已经导致细胞损伤。


NO.8

多模块整合


•脑的多模态监测是整合了多个监测模块,将多个参数整合到单个探头中,实时监测多个指标,允许对这些参数在床边进行可视化整合分析。

•神经重症整合监测尚无标准化模式,除了颅内压监测,常整合的是脑组织氧饱和度和微透析监测模块。目前,国内仅有少数医院可以开展神经重症的多模态监测。

•颅脑损伤病人生理指标的实时关系。当颅内压升高,达到平台(箭头),可以观察到脑灌注压(CPP)同时降到60mmHg以下,PbtO2低于15mmHg。微透析导管数据提示乳酸/丙酮酸比值(LPR)升高,但平台期大脑葡萄糖的水平下降,提示脑血流衰竭所导致的大脑缺氧,使脑代谢出现紊乱。


ICP增高只是一种病理生理的状态,其背后的原因多种多样,可能一种也可能多种并存。

它们包括颅内占位性病变,脑血容量增加,或者是由于血管充血和(或)过度代谢需求和(或)高碳酸血症导致的自身调节紊乱导致的脑血容量增加,或者是血管源性或细胞毒性脑水肿,或者是脑脊液重新吸收受损,或者癫痫所致脑代谢增加。那么如何识别ICP增高真正的原因才是精确治疗的关键。



讲者简介


臧彬 主任医师

中国医科大学附属盛京医院

•中国医科大学附属盛京医院重症医学教研室和重症医学科主任、教授、博士生导师

•中华医学会重症医学分会第三、四、五届委员会委员

•中国医师协会重症医学医师分会第一、二、三、四届委员会委员

•中国病理生理学会重症医学分会委员

•中国研究型医院学会休克与脓毒症专业委员会委员

•中华医学会辽宁重症医学分会副主任委员

•中华医学会沈阳重症医学分会主任委员

•中华危重病急救医学编委

•Critical Care Medicine中文版常务编委

•中国实用内科杂志常务编委

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