肺保護性通氣策略對重型顱腦損傷并呼吸衰竭患者腦灌注壓及腦氧代謝的影響

劉寶鵬，代素敏

277606 山東省濟寧市，棗莊礦業集團滕南醫院

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·適宜技能·

肺保護性通氣策略對重型顱腦損傷并呼吸衰竭患者腦灌注壓及腦氧代謝的影響

劉寶鵬，代素敏

277606 山東省濟寧市，棗莊礦業集團滕南醫院

【摘要】目的 探討肺保護性通氣策略對重型顱腦損傷并呼吸衰竭患者腦灌注壓(CPP)及腦氧代謝的影響。方法選擇棗莊礦業集團滕南醫院2013—2014年收治的重型顱腦損傷并呼吸衰竭患者67例，根據通氣策略分為觀察組36例和對照組31例。觀察組患者給予肺保護性通氣策略，對照組患者給予常規通氣策略。比較兩組患者治療后血氧指標〔動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)、動脈血氧分壓(PaO2)、血氧飽和度(SpO2)、氧合指數、頸靜脈血二氧化碳分壓(PjVCO2)、頸靜脈血氧飽和度(SjVO2)〕、機械通氣參數〔潮氣量(VT)、呼氣末正壓(PEEP)及吸入氧濃度(FiO2)〕及CPP、顱內壓(ICP)、平均動脈壓(MAP)。結果觀察組患者PaCO2、PjVCO2、PEEP、ICP高于對照組，VT、FiO2低于對照組(P<0.05)；兩組患者PaO2、SpO2、氧合指數、SjVO2、CPP及MAP比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。Pearson相關性分析結果顯示，PEEP與ICP呈正相關(r=0.447，P=0.006)；當PEEP>10 cm H2O時，PEEP與CPP呈負相關(r=-0.396，P=0.018)；當PEEP≤10 cm H2O時，PEEP與CPP無直線相關性(r=-0.322，P=0.069)。PaCO2與ICP無直線相關性(r=0.302，P=0.081)，與CPP呈正相關(r=0.417，P=0.022)；SjVO2與ICP(r=-0.512，P=0.367)、CPP(r=0.281，P=0.098)、MAP(r=-0.194，P=0.296)無直線相關性，與PjVCO2呈負相關(r=-0.512，P=0.002)。結論肺保護性通氣策略對重型顱腦損傷并呼吸衰竭患者CPP及腦氧代謝無明顯影響。

【關鍵詞】顱腦損傷；呼吸功能不全；肺保護性通氣策略；腦灌注壓；腦氧代謝

劉寶鵬，代素敏.肺保護性通氣策略對重型顱腦損傷并呼吸衰竭患者腦灌注壓及腦氧代謝的影響[J].實用心腦肺血管病雜志，2016，24(1)：118-120.[www.syxnf.net]

Liu BP，Dai SM.Impact of lung protective ventilation strategy on cerebral perfusion pressure and cerebral oxygen metabolism of severe craniocerebral injury patients complicated with respiratory failure[J].Practical Journal of Cardiac Cerebral Pneumal and Vascular Disease，2016，24(1)：118-120.

顱腦損傷是神經外科的常見病、多發病，多由高能量創傷所致，其中15%～20%的患者常合并急性呼吸窘迫綜合征或急性肺損傷，誤吸、感染、神經源性肺水腫等是導致患者出現繼發性肺損傷的主要原因[1]。嚴重顱腦損傷患者會出現腦組織氧供需失衡、腦血流灌注不足及顱內壓升高等情況，導致患者致殘或死亡。目前，機械通氣是治療重型顱腦損傷并呼吸衰竭的主要措施，且采用及時、有效的通氣策略可有效改善患者的預后[2]。本研究探討了肺保護性通氣策略對重型顱腦損傷并呼吸衰竭患者腦灌注壓(CPP)及腦氧代謝的影響，旨在為臨床治療提供參考依據，現報道如下。

1資料與方法

1.1納入與排除標準納入標準：(1)格拉斯哥昏迷量表(GCS)評分為3～8分；(2)創傷后6 h內入院治療；(3)無其他部位嚴重復合傷，且術前無梗死病灶；(4)患者出現呼吸節律改變、血氧飽和度降低、呼吸急促等需要行有創機械通氣治療。排除標準：(1)單純后顱窩血腫或硬腦膜外血腫患者；(2)腦疝形成患者；(3)凝血功能障礙患者；(4)既往無嚴重神經系統疾病史患者。

1.2一般資料選擇棗莊礦業集團滕南醫院2013—2014年收治的重型顱腦損傷并呼吸衰竭患者67例，均符合我國創傷外科學會制定的重型顱腦損傷診斷標準[3]。根據通氣策略將所有患者分為觀察組36例和對照組31例，觀察組中男25例，女11例；年齡23～64歲，平均年齡(41.6±10.7)歲；腦損傷原因：打擊傷3例，高處墜落傷9例，車禍傷24例；入院時GCS評分：3～5分者29例，6～8分者7例；受傷至就診時間0.5～4.5 h，平均(1.6±0.4)h。對照組中男21例，女10例；年齡20～69歲，平均年齡(42.1±10.9)歲；腦損傷原因：打擊傷3例，高處墜落傷5例，車禍傷23例；入院時GCS評分：3～5分者25例，6～8分者6例；受傷至就診時間0.5～5.0 h，平均(1.7±0.4)h。兩組患者性別(χ2=0.881)、年齡(t=0.189)、腦損傷原因(χ2=0.795)、入院時GCS評分(χ2=0.000)及受傷至就診時間(t=0.499)比較，差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.3方法

1.3.1監測顱內壓ICP患者一旦確診為重型顱腦損傷并呼吸衰竭則即刻行ICP監測，行手術治療患者于手術期間置入導管，未行手術治療患者于額中線旁、額部發髻后2.5 cm處取穿刺點置入導管，通過微創顱內血腫穿刺針進行鉆顱，進針3～5 cm見腦脊液流出后置入CODMAN腦室型顱內壓探頭監測患者ICP，并記錄患者初始ICP。

1.3.2治療方法兩組患者均給予鎮痛、鎮靜、機械通氣治療，呼吸機為德國西門子公司生產的SERVO-I V4.0型呼吸機，通氣模式為壓力調節容量控制通氣(PRVC)模式，吸入氧濃度(FiO2)為40%～80%，呼吸頻率為12～20次/min。對照組患者給予常規通氣策略，觀察組患者給予肺保護性通氣策略，兩組患者均給予呼吸頻率調節、鎮靜處理，以避免CO2過度潴留或過度通氣，兩組患者均保持動脈血氧分壓(PaO2)在34～60 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。

1.3.3通氣策略常規通氣策略：潮氣量(VT)8～12 ml/kg，初始FiO2為40%，初始呼氣末正壓(PEEP)為0，根據患者病情5～10 min后增加2 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)，保持FiO2與PEEP基本同步升高，可保持PEEP處于允許性低值，密切監測PaO2和血氧飽和度(SpO2)，直至PaO2≥90 mm Hg、SpO2≥95%。肺保護性通氣策略：VT 6～8 ml/kg，初始FiO2為40%，初始PEEP為2 cm H2O，根據患者病情5～10 min后增加2 cm H2O，保持FiO2與PEEP基本同步升高，保持FiO2處于允許性低值，密切監測PaO2和SpO2，直至PaO2≥90 mm Hg、SpO2≥95%。

1.4觀察指標比較兩組患者血氧指標、呼吸機參數(VT、PEEP及FiO2)及CPP、ICP、平均動脈壓(MAP)，血氧指標包括動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)、PaO2、SpO2、頸靜脈血二氧化碳分壓(PjVCO2)、頸靜脈血氧飽和度(SjVO2)，并計算氧合指數(PaO2/FiO2)。

2結果

2.1兩組患者血氧指標比較觀察組患者PaCO2、PjVCO2高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；兩組患者PaO2、SpO2、氧合指數及SjVO2比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表1)。

表1　兩組患者血氧指標比較±s)

注：PaCO2=動脈血二氧化碳分壓，PaO2=動脈血氧分壓，SpO2=血氧飽和度，PjVCO2=頸靜脈血二氧化碳分壓，SjVO2=頸靜脈血氧飽和度

2.2兩組患者呼吸機參數及CPP、ICP、MAP比較觀察組患者VT、FiO2低于對照組，PEEP、ICP高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；而兩組患者CPP和MAP比較，差異無統計學意義(P<0.05，見表2)。

2.3相關性分析Pearson相關性分析結果顯示，PEEP與ICP呈正相關(r=0.447，P=0.006)；當PEEP>10 cm H2O時，PEEP與CPP呈負相關(r=-0.396，P=0.018)；當PEEP≤10 cm H2O時，PEEP與CPP無直線相關性(r=-0.322，P=0.069)。PaCO2與ICP無直線相關性(r=0.302，P=0.081)，與CPP呈正相關(r=0.417，P=0.022)；SjVO2與ICP(r=-0.512，P=0.367)、CPP(r=0.281，P=0.098)、MAP(r=-0.194，P=0.296)無直線相關性，與PjVCO2呈負相關(r=-0.512，P=0.002)。

Table2ComparisonofventilatorparametersandCPP，ICP，MAPbetweenthetwogroups

組別例數VT(ml)PEEP(cmH2O)FiO2(%)ICP(mmHg)CPP(mmHg)MAP(mmHg)對照組31566.7±51.85.8±2.452.7±10.417.1±3.968.8±8.486.2±7.4觀察組36438.5±39.48.3±3.446.1±7.819.8±3.765.9±11.784.8±9.7t值-11.4883.423-2.9622.905-1.148-0.656P值0.0000.0010.0040.0050.2550.514

注：VT=潮氣量，PEEP=呼氣末正壓，FiO2=吸入氧濃度，ICP=顱內壓，CPP=腦灌注壓，MAP=平均動脈壓

3討論

當顱腦損傷并急性呼吸窘迫綜合征或急性肺損傷時，單純提高FiO2無法有效糾正患者的低氧血癥，而低VT聯合最佳PEEP能盡可能地打開萎陷肺泡，避免復張肺泡出現反復塌陷，從而減少肺內分流、改善機體氧合狀態[4]。但低VT聯合最佳PEEP可導致CO2潴留，引起重型顱腦損傷患者的腦血管明顯擴張、腦血容量明顯增加，進而導致患者ICP升高[5]。有學者認為，輕、中度高碳酸血癥具有神經保護效果，偏酸性環境及相對增加的PaCO2可使氧離曲線右移，利于組織葡萄糖代謝及氧的充分利用，可改善腦組織的缺氧狀況[6]。

本研究探討了不同通氣策略對重型顱腦損傷并呼吸衰竭患者CPP及腦氧代謝的影響，觀察組患者行肺保護性通氣策略，即低VT聯合最佳PEEP通氣；對照組患者行常規通氣策略，即正常VT聯合較低PEEP通氣，結果顯示觀察組患者PaCO2、PjVCO2、PEEP、ICP高于對照組，VT、FiO2低于對照組，但兩組患者PaO2、SpO2、SjVO2、氧合指數、MAP及CPP間無差異，表明肺保護性通氣策略能升高ICP，但ICP升高并未降低CPP，且其對患者SjVO2無明顯影響。

進一步進行Pearson相關性分析結果顯示，PEEP與ICP呈正相關，提示隨著PEEP增加ICP亦升高；且當PEEP>10 cm H2O時，PEEP與CPP呈負相關；當PEEP≤10 cm H2O時，PEEP與CPP無直線相關關系。閏潤民等[7]分析了PEEP對犬腦內血腫高顱壓的影響，結果顯示，ICP正常時增加PEEP可使ICP明顯升高，但顱內高壓時增加PEEP并不會使ICP明顯升高，且對ICP>40 mm Hg的犬模型增加PEEP時CPP明顯降低，本研究結果與之相一致。提示ICP在一定范圍時，機體腦血管會進行自動調節，此時CPP受PEEP的影響較輕微；但當ICP過高時，機體腦血管的自動調節功能受損，此時增加PEEP會導致ICP持續升高、CPP不斷降低。因此，對重度顱內高壓患者進行機械通氣時，PEEP不宜過高，需盡快降低ICP以保持有效呼吸支持。Pearson相關性分析結果還顯示，PaCO2與CPP呈正相關，提示輕度CO2潴留可增加CPP，但PaCO2與ICP無直線相關關系，與其他研究結果不一致[8]。分析原因可能為本研究所選患者PaCO2控制為輕度升高，雖然可擴張腦血管、提高血容量，但并未使患者ICP升高；但輕度CO2潴留可提高交感神經、呼吸中樞的興奮性，使MAP升高，從而引起患者CPP升高[9]。

有研究顯示，部分CPP正常的顱腦損傷患者仍會出現繼發性腦損傷，這與腦氧代謝、腦組織灌注關系密切。SjVO2變化可有效反映腦氧代謝率和腦血流之間的平衡，其參考范圍為55%～71%，若SjVO2長時間<50%則表明腦組織缺血嚴重[10]。本研究結果顯示，兩組患者SjVO2間無差異，且SjVO2與PEEP、ICP、CPP、MAP無直線相關關系，表明僅依靠腦壓力指標無法準確評估患者的腦氧代謝狀況。本研究結果亦發現，SjVO2與PjVCO2呈負相關，其原因可能為隨著SjVO2升高，血液分流增加、氧彌散異常等導致有氧代謝降低，使腦組織中CO2含量明顯減少，從而導致PjVCO2降低[11]。

綜上所述，肺保護性通氣策略對急性顱腦損傷并呼吸衰竭患者CPP及腦氧代謝無明顯影響，可能與輕度CO2潴留能提高CPP、較高PEEP能降低CPP，但二者共同作用時對CPP影響較小有關。因此，臨床監測重型顱腦損傷患者CPP的同時還應監測PjVCO2和SjVO2，以準確評估患者腦組織氧耗及氧代謝情況。

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(本文編輯：謝武英)

Impact of Lung Protective Ventilation Strategy on Cerebral Perfusion Pressure and Cerebral Oxygen Metabolism of Severe Craniocerebral Injury Patients Complicated With Respiratory Failure

LIUBao-peng，DAISu-min.

TengnanHospitalofZaozhuangMiningGroup，Ji′ning277606，China

【Abstract】ObjectiveTo investigate the impact of lung protective ventilation strategy on cerebral perfusion pressure(CPP)and cerebral oxygen metabolism of severe craniocerebral injury patients complicated with respiratory failure.MethodsA total of 67 severe craniocerebral injury patients complicated with respiratory failure were selected in Tengnan Hospital of Zaozhuang Mining Group from 2013 to 2014，and they were divided into control group(n=31)and observation group(n=36)according to ventilation strategies.Patients of control group received conventional ventilation strategy，while patients of observation group received lung protective ventilation strategy.PaCO2，PaO2，SpO2，oxygenation index，PjVCO2，SjVO2，VT，PEEP，FiO2，CPP，ICP and MAP were compared between the two groups.ResultsPaCO2，PjVCO2，PEEP and ICP of observation group were statistically significantly higher than those of control group，VT and FiO2of observation group were statistically significantly lower than those of control group(P<0.05)，while no statistically significant differences of PaO2，SpO2，oxygenation index,SjVO2，CPP or MAP was found between the two groups(P>0.05).Pearson correlation analysis showed that，PEEP was positively correlated with ICP(r=0.447，P=0.006)；PEEP was negatively correlated with CPP when it was over 10 cm H2O(r=-0.396，P=0.018)，while PEEP was not linearly correlated with CPP when it was equal or less than 10 cm H2O(r=-0.322，P=0.069).PaCO2was not linearly correlated with ICP(r=0.302，P=0.081)，while PaCO2was positively correlated with CPP(r=0.417，P=0.022)；SjVO2was not linearly correlated with ICP(r=-0.512，P=0.367)，CPP(r=0.281，P=0.098)or MAP(r=-0.194，P=0.296)，while SjVO2was negatively correlated with PjVCO2(r=-0.512，P=0.002).ConclusionLung protective ventilation strategy has no significant impact on CPP and cerebral oxygen metabolism of severe craniocerebral injury patients complicated with respiratory failure.

【Key words】Craniocerebral injury；Respiratory insufficiency；Lung protective ventilation strategy；Cerebral perfusion pressure；Cerebral oxygen metabolism

(收稿日期：2015-10-25；修回日期：2016-01-09)

【中圖分類號】R 651

【文獻標識碼】B

doi:10.3969/j.issn.1008-5971.2016.01.035