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编号:10503526
亚低温对重型颅脑损伤后脑循环动力学的影响
http://www.100md.com 《中华创伤杂志》 2000年第10期
     亚低温对重型颅脑损伤后脑循环动力学的影响

    夏永勤 徐如祥 王向宇

    摘 要 目的 研究亚低温对重型颅脑损伤(SHI)后脑循环动力学的影响及其临床意义。 方法 36例SHI患者,随机分为常规治疗组和亚低温组,各18例。用脑循环动力学检测仪检测伤后0,1,3,7,10,14,21 d的脑循环动力学指标(CVDI),结合CT动态观察,分析两组CVDI变化规律、伤灶脑水肿大小和预后。 结果 与正常组比较,常规治疗组伤后CVDI可划分为四个期,即低灌注期(0 d)、 高灌注期(1~3 d)、脑血管痉挛期(4~14 d)、好转期(>15 d);而亚低温组仅表现出三个期,即低灌注期(0 d)、好转期(1~3 d)、恢复期(>4 d)。常规组和亚低温组CVDI出现脑血管痉挛(CVS)变化者分别是8/18例和2/18例(P<0.05),初步得出诊断外伤性CVS的CVDI参考值。伤灶脑水肿体积:常规组在伤后第14天最大[(140.9±22.95) cm3],亚低温组在伤后第3天最大[(95.83±14.97) cm3 ],亚低温组比常规组在伤后第14天减少42%(P<0.05)。伤后1周内转清醒率:常规组为22.2%(4/18例),亚低温组为55.6%(1018例)(P<0.05);预后良好率:常规组为38.9%(7/18例),亚低温组为66.7%(12/18例)。 结论 亚低温通过稳定SHI后脑循环功能,减轻脑水肿,改善预后。CVDI动态变化可做为SHI后亚低温治疗时程、脑血管痉挛防治、预后判断的参考指标之一。
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    关键词:脑损伤,重型;脑血管循环;预后;亚低温

    近年研究认为,重型颅脑损伤(SHI)后脑血流动力学变化可划分为低灌注期(0 d)、充血期(1~3 d)、脑血管痉挛期(4~14 d)[1]。大量研究已证明,30~35℃的亚低温能显著改善SHI伤员的预后。脑血流量是最重要的最终决定脑温的因素[2]。亚低温改善预后是否与改善脑循环动力学紊乱有关,尚不清楚。能否找到一种客观的指标来决定亚低温治疗时程也是目前当务之急[3]。笔者对此做了初步观察,旨在了解亚低温治疗下的脑循环动力学变化特点及其临床意义。

    资料与方法

    1. 临床资料:选择伤前无严重心血管系统疾病史,伤时无重要脏器合并伤,伤后24 h以内入院的36例SHI(GCS≤8分)病人,收缩压≥12 kPa(1 kPa=7.5 mm Hg),年龄16~50岁。随机分为常规治疗组和亚低温组,每组各18例。两组病人临床特征无统计学差异,见表1。两组病人的常规治疗方法相同。伤后1周按GCS评分判定意识恢复情况,伤后3个月按GOS标准评定预后。预后不良包括重残、植物生存和死亡。同期筛选出24例本地正常人,年龄、性别构成与两组SHI病人相似,检测其CVDI,作为正常值参照组(正常组)。
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    2. 亚低温治疗方法:亚低温组在伤后2~22 h内入院(平均14 h),立即行气管插管,用冰帽、冰毯和冰袋同时全身降温。应用冬眠I号辅助降温,4~8 h内将病人肛温降至33℃左右。维持3~5 d(平均3.4 d),复温采取缓慢升温法:先将冰毯设置为35℃,2 d左右逐渐停用冬眠I号,使肛温逐渐升至36℃左右,而后停用冰毯自然复温。

    3. 监测项目:两组病人均住 ICU病房,除常规监测生命体征、颅内压外,主要监测:(1)脑温:亚低温组有10例病人监测了脑实质温度。(2)伤灶脑水肿体积:每例病人伤后当天(0)、1,3,7,14,21 d各行一次CT检查,伤灶脑水肿体积,采用多田公式计算:V=π/6×L×S×含有伤灶脑层面的总层厚,由CT测出最大伤灶层面的伤灶脑水肿区的长轴(L)和短轴(S),CT值为13.4~37 Hu的伤灶周围低密度区包含在内。(3)脑循环动力学指标(CVDI):用脑循环动力学检测仪于伤后当天(0)、1,3,7,10,14,21 d每例患者各检测一次,选用伤侧下列敏感指标进行对比分析:①颈动脉最低血流速度(Vmin,cm/s);②颈动脉最低血流量(Qmin,ml/s);③脑血管阻力(R Pa.s/ml);④脑血管自动调节功能:用动态阻力(DR,Pa.s/cm)表示,DR越高则脑血管自动调节功能越差。
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    4. 统计学分析:数据以 X±s表示,组间差异的显著性用t检验和χ2检验。

    结果

    1. 体温变化:常规组伤后0 d体温是(38.1±0.23)℃ ,此后逐渐升高,7 d是(38.6±0.25)℃ ;亚低温组0 d与常规组相似,但有7/10例脑实质温度在38.5℃以上,亚低温治疗期间体温在35℃ 以下。

    2. CVDI变化:正常组CVDI为:Vmin(11.25±0.38) cm/s、Qmin(4.51±0.09) cm/s、R(1335.21±34.67) Pa.s/ml、DR(241.33±18.05) Pa.s/cm。与正常组比较,常规组伤后CVDI可划分为四个期,即低灌注期(0 d)、高灌注期(1~3 d)、脑血管痉挛期(4~14 d)、好转期(>15 d);而亚低温组仅表现出三个期,即低灌注期(0 d)、好转期(1~3 d)、恢复期(>4 d)。常规组与亚低温组同一时点比较,伤后1~14 d各项指标均出现差异(P<0.05)。各期特点:低灌注期:两组CVDI无差异,取其平均值,Vmin和Qmin分别低于正常34.04%和48.56%,R和DR分别高于正常33.94%和57.97%。高灌注期:取1~3d平均值,Vmin、Qmin分别高于正常34.18%、12.53%,R低于正常6.17%,DR高于正常31.74%;脑血管痉挛(CVS)期:伤后第7天为峰值,Vmin和Qmin分别低于正常36.53%和39.47%,R和DR分别高于正常35.05%和72.4%;好转期:Vmin、Qmin、R 和DR向正常方向转化,但有些指标仍未达到正常;恢复期:CVDI已基本接近正常。
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    3. 脑血管痉挛发生率:SHI后4~14 d,常规组和亚低温组CVDI出现CVS变化者分别是8/18例和2/18例(P<0.05),高峰是伤后7~8 d,由此导致预后不良的是5/18例和1/18例(P<0.05)。这6例患者在CVDI出现CVS变化后的2~8 d出现二次脑缺血症状并经CT证实脑损害加重。初步得出CVDI诊断外伤性CVS的参考值为Vmin (2.99±0.13) cm/s、Qmin(1.78±0.13) ml/s、R(2455.3±198.93) Pa.s/ml 、DR(396.3±24.1) Pa.s/cm。

    表1 两组病人临床特征

    组别

    例数

    年龄

    男/女
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    交通伤/坠

    落伤/其他

    GCS评分

    颅内血肿

    (例次)

    脑疝

    (例次)

    脑挫裂伤

    (例次)

    开颅手术

    (例)

    术中见蛛网膜

    下腔出血(例)
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    常规治疗组

    18

    33.1

    13/5

    13/3/2

    5.58

    14

    14

    16

    16

    16

    亚低温组

    18
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    32.2

    12/6

    14/3/1

    5.46

    16

    14

    15

    16

    15

    4. 伤灶脑水肿体积变化:常规组伤灶脑水肿体积逐渐增大,伤后14 d达到高峰[(140.9±29.95) cm3],而亚低温组仅在伤后3 d为高峰[(95.83±14.97) cm3],此后逐渐减少。伤后3 d亚低温组比常规组减少1.5%,14 d减少42%(P<0.05)。
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    5. 预后: 常规组和亚低温组的伤后1周内转清醒率分别为22.2%(4/18例)和55.6%(10/18例) (P<0.05);预后良好率分别为38.9%(7/18例)和66.7%(12/18例)。

    讨论

    SHI后脑循环动力学变化,反映出病理机制的演变过程及其转归。有关研究表明[4],对脑水肿的防治,不宜单纯采用脱水治疗,更需要早期防治脑血管痉挛,改善脑血流。笔者的观察结果证明,亚低温通过稳定脑循环功能,对脑水肿和脑血管痉挛都有好的影响,兼有预防和治疗作用。通过本项临床研究,有以下初步见解。

    1. 亚低温治疗的应用依据:受伤后,两组CVDI都处于低灌注期,体温都高于正常,亚低温组7/10例监测到脑温在38.5℃以上,说明都经历了伤后高代谢、低血流这种分离状态的影响。脑缺血期间大脑呈反应性高温,而轻度低温(降低1~3℃)就可以对大脑缺血结局产生重大影响这是近年脑缺血研究上的重要发现。也促使人们重新认识低温这个有效而又方便的治疗方法与作用机制[5]。有作者发现,脑损伤后颅内压升高之前,脑温可上升至38~43℃,存在脑内热贮留现象,认为这是脑低温疗法的客观依据[2]。笔者的观察结果与上述相符。
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    2. 脑损伤后脑循环动力学改变及分期:动物及临床研究表明CVDI是直接反映脑循环功能的定量指标[6]。本组病人伤后Vmin、Qmin分别比正常组降低34.04%、 48.56%,说明脑灌注压降低,R和DR 分别高于正常33.94%和57.97%,说明脑微循环阻力大、调节差,微循环处于紊乱状态,综合表明脑组织处于低灌注状态,称之为低灌注期。伤后第1天的R低于正常15.01%,DR高于正常30.18%,与正常组相比有明显差异(P<0.01)。阻力低、调节差,说明脑微循环血管处于麻痹状态,从而导致反应性高灌注。脑血管痉挛期:是根据“Vmin <4 cm/s时表明颅内微循环有器质性病变或脑血管痉挛”的标准,结合Qmin、R和DR判断,两组病人此期间共有10例CVDI出现CVS变化,并有6例出现了CVS临床症状,故称此期为CVS期。上述分期与Neil等研究报告相似[1],但笔者做了21 d监测,对照组14 d后我们称之为好转期,此期2/3病人好转向恢复期过渡,1/3病人病情恶化。故CVS期的治疗是SHI后第二个关键时期。
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    3. 亚低温治疗平抑了SHI后急性高灌注:在SHI后1~3 d常规组发生了急性高灌注,加上体温高、代谢率增加,这可能是继发性脑损害的启动因素。当Vmin、Qmin异常增高,突破其调节上限时,势必造成“再灌注损伤”的后果。目前认为自由基的作用和细胞内钙超负荷是缺血-再灌注损伤的重要发病环节[7]。而亚低温对自由基和钙超载均有阻抑作用[8]

    4.亚低温治疗减少外伤性CVS发生率:近年来的研究表明:CVS早期为钙离子依赖性收缩阶段,恶性期和极期(7~10 d)为蛋白激酶C(PKC)依赖性收缩阶段[9]。亚低温在早期减少了细胞内钙超载并能改变缺血后多种钙离子靶酶活性,对PKC活性也有保护作用,使其维持在正常水平[8]。这可能是亚低温组CVS发生率低、预后好的重要原因之一。

    5. 亚低温治疗明显减少伤灶脑水肿体积:初步研究结果显示,脑水肿减轻与亚低温治疗能平抑SHI后急性高灌注、减少外伤性CVS发生率有关。研究表明,亚低温通过对脑能量代谢、兴奋性氨基酸释放、Ca2+水平及其靶酶活性、自由基产生等多种机制的影响产生脑保护作用[8]。最近有研究报告亚低温有抑制脑外伤后细胞凋亡的效应[10],这可能是亚低温组伤灶脑水肿体积3 d后逐渐减少,而常规组逐渐增大最重要的原因之一。
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    6. 临床意义:(1)亚低温治疗能平抑SHI后急性高灌注并可减少外伤性CVS发生率,从而明显减少伤灶脑水肿体积,改善预后。(2)根据CVDI动态变化可决定亚低温治疗时程和估计预后,即CVDI趋于正常者可以考虑结束亚低温治疗;反之趋向加重,特别是出现CVS和二次脑缺血症状者预后不良。(3)通过动态监测,初步总结出SHI后用CVDI诊断CVS的参考值。对SHI后CVS的防治提供了有用的数据。(4)CT反映形态学变化,CVDI反映脑循环功能变化,CVDI能在形态学变化之前发现脑循环功能异常,而且检查无创、方便,可在床边反复进行,两者结合,在SHI后的机制探索、诊治水平提高、预后判断等方面有实际意义。

    基金项目:全军医药卫生“九五”攻关课题(NO. 96Z008),首届“涂通今奖学金”、“全军临床医学中青年人材培养基金”资助项目

    作者单位:夏永勤(836500 阿勒泰,解放军第十六医院)

, 百拇医药     徐如祥(第一军医大学附属珠江医院、全军神经医学中心神经外科)

    王向宇(第一军医大学附属珠江医院、全军神经医学中心神经外科)

    参考文献

    1 Martin NA,Patwardhan RV,Alexander MJ,et al.Characterization of cerebral hemodynamic phases following severe head trauma: hypoperfusion, hyperemia and vasospasm. J Neurosurg,1997,87:9-19.

    2,曲成业,张秉钓.脑低温疗法.日本医学介绍,1997,18:76-78.

    3,陈群,曾因明.低温治疗脑缺血的研究进展.国外医学麻醉学与复苏分册,1997,18:350-354.
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    4,易声禹.重型颅脑损伤救治几个关键问题的处理.中华神经外科杂志,1999,15:3.

    5,岳云.缺血期间大脑呈反应性高温.国外医学麻醉学与复苏分册,1995,16:350-352.

    6,丁光宏,汪昕,王彦博.脑血管动力学参数及其临床应用.临床神经科学,1996,4:110-113.

    7,金惠铭.病理生理学.第4版.北京:人民卫生出版社,1997.14-15.

    8,刘莉,张光毅.低温保护缺血性脑损伤机制研究进展.国外医学脑血管疾病分册,1998,6:329.

    9,王政伟,鲍耀东. 血管痉挛回顾.国外医学神经病学神经外科学分册,1998,25:79-82.

    10,Xu RX,Nakamura T,Nagao S,et al. Specific inhibition of apoptosis after cold-induced brain injury by moderate post injury hypothermia. Neurosurg,1998,43:107-115., 百拇医药