謝甬淋 高堅 李景琦?
作者單位:310051 武警浙江省總隊杭州醫(yī)院(謝甬淋 高堅)
311215 杭州明州腦康康復(fù)醫(yī)院(李景琦)
神經(jīng)內(nèi)外科疾病如顱腦損傷、腦出血等常導(dǎo)致顱內(nèi)壓(ICP)升高。ICP增高可使患者出現(xiàn)意識障礙、嚴(yán)重者出現(xiàn)腦疝,并可在短時間內(nèi)危及生命。因此,ICP監(jiān)測是顱腦疾病處理的重要前提。ICP監(jiān)測的金標(biāo)準(zhǔn)為有創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測技術(shù),但由于其技術(shù)要求高,并發(fā)癥多,且局限于神經(jīng)外科開展,在康復(fù)科應(yīng)用受到了較大限制。因此,國內(nèi)外開始了ICP無創(chuàng)監(jiān)測技術(shù)的研究?,F(xiàn)將目前無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測技術(shù)及其在腦外傷、腦卒中等疾病康復(fù)治療中的應(yīng)用綜述如下。
1.1 經(jīng)顱多普勒法 無創(chuàng)性ICP監(jiān)測技術(shù)中報道最多的是經(jīng)顱多普勒(TCD)法,TCD法通過觀察高顱壓時腦血管動力學(xué)改變來估計 ICP[1]。1987 年,Klingelhofer J等[2-3]首次描述了ICP升高與TCD血流動力學(xué)參數(shù)阻抗指數(shù)RI之間的關(guān)系。RI=(VS-Vd)/ VS,其中VS為收縮期峰值血流速度,Vd為舒張期峰值血流速度。ICP與腦動脈血流速度呈負(fù)相關(guān),ICP增高對TCD頻譜有明顯影響,反之,TCD頻譜可以反應(yīng)ICP增高與否及其增高程度[4]。以上只是TCD對ICP的定性監(jiān)測,在臨床工作中,作者更關(guān)心的是ICP的數(shù)值。Schmidt在1997年提出的“黑匣子”理論基礎(chǔ)上,提出了包含腦自主調(diào)節(jié)功能調(diào)節(jié)校正的ICP計算公式[5-6]。但尚無一個得到大家公認(rèn)的,可以共同使用的公式[7]。
TCD監(jiān)測ICP,具有技術(shù)操作方便、無創(chuàng)、能反應(yīng)腦血流動態(tài)變化、觀察腦血流自身調(diào)節(jié)機(jī)制是否完善,提示臨床治療時機(jī)等優(yōu)點(diǎn)。同時也存在以下缺點(diǎn):TCD測量流速而非流率指標(biāo),腦血管活性受多種因素(氧分壓、二氧化碳分壓、PH、血壓、腦血管自身調(diào)節(jié))影響時,ICP和腦血流速度的關(guān)系會發(fā)生變化。
1.2 閃光視覺誘發(fā)電位法 閃光視覺誘發(fā)電位(FVEP)是目前臨床理論最早、最完善的一種皮層誘發(fā)電位,反應(yīng)了從視網(wǎng)膜至枕葉皮層視通路的完整性。顱內(nèi)壓增高使腦干血液循環(huán)發(fā)生障礙,神經(jīng)元及神經(jīng)纖維代謝出現(xiàn)障礙,神經(jīng)元電信號傳導(dǎo)阻滯。因而,可以建立FVEP與ICP之間的回歸方程間接獲得ICP的值,從而實現(xiàn)對ICP的監(jiān)測。1981年,York D等研究了嚴(yán)重腦外傷后腦積水患者的ICP與FEVP之間的對應(yīng)關(guān)系,得出了FVEP的N2波潛伏期的延長與ICP增高成正比關(guān)系。隨后在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步得出對于ICP與FVEP的N2波的潛伏期成較好的線性關(guān)系。Sjostrom A等[8]人也討論了FEVP的P100用于監(jiān)測腦水腫引起的ICP增高的可能性。國內(nèi)也報道了FEVP和有創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測的相關(guān)性和一致性,對138例顱內(nèi)壓增高患者用FEVP與腰椎穿刺測壓或硬膜外測壓法同時監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)FVEP的N2波潛伏期與ICP增高成線性相關(guān)。
基于FEVP應(yīng)用于ICP監(jiān)測的可行性,目前研制開發(fā)的顱內(nèi)壓無創(chuàng)分析儀已經(jīng)取得醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證,并在多家醫(yī)院和科研單位獲得了臨床應(yīng)用。臨床試驗也表明,該儀器所測得的顱內(nèi)壓值與有創(chuàng)顱內(nèi)壓值比較具有較高的一致性和重復(fù)性,可正確反應(yīng)患者顱內(nèi)壓的變化趨勢,指導(dǎo)臨床用藥。
1.3 近紅外光譜信號分析法 近年來,近紅外光譜(near infrared spectrum,NIRS)分析法發(fā)展迅速并在臨床得到應(yīng)用。用兩種不同波長的入射光照射腦組織,再根據(jù)接收到的兩種波長的部分散射光的不同強(qiáng)度,可直接計算出組織中的脫氧血紅蛋白、氧合血紅蛋白濃度,并推算出血氧飽和度、腦血流量、腦血流速度等血氧和血流動力學(xué)參數(shù),而這些參數(shù)與ICP有一定的相關(guān)性。1977年Jobsis首先利用無創(chuàng)NIRS技術(shù)測量了腦組織的血氧參數(shù),但其空間分辨率低,腦組織外的腦脊液、軟腦膜、顱骨和頭皮中的血供影響了參數(shù)的準(zhǔn)確性。隨后,Rostrup等和Masako等[9]將NIRS光纖探頭發(fā)展成點(diǎn)陣排列,并與MRI、PET等進(jìn)行圖像融合,提高了空間分辨率。Nikolaus等[10]通過手術(shù)暴露硬腦膜后,對大鼠腦組織脫氧血紅蛋白、氧合血紅蛋白濃度、血氧飽和度進(jìn)行了測量,將空間分辨率提高到了毫米級,但該方法創(chuàng)傷大,實用性差,不易在人體中開展類似研究。
NIRS技術(shù)具有無創(chuàng)、連續(xù)、實時和無放射性等優(yōu)點(diǎn),可用于血腫定位及腦氧代謝情況的監(jiān)測,便于及時診斷繼發(fā)損傷,指導(dǎo)治療,評價預(yù)后。但存在一定局限性:(1)探頭與頭皮接觸如果欠緊密,容易引起光子的顯著丟失。監(jiān)測過程中正常的腦外血流、外界光源均能使結(jié)果出現(xiàn)偏差。(2)對顱內(nèi)損傷患者,頭皮下及顱內(nèi)小出血灶會影響血氧監(jiān)測結(jié)果,對開顱術(shù)后存在硬模外積氣的患者也是如此。
1.4 阻抗測量技術(shù) 生物電阻抗技術(shù)是利用生物組織與器官的電特性及其變化,提取與人體生理、病理狀況相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)信息的一種無損傷監(jiān)測技術(shù)。顱內(nèi)壓增高導(dǎo)致腦組織的病理改變,影響到細(xì)胞膜的通透性、細(xì)胞間質(zhì)的電解質(zhì)濃度變化等,均影響腦組織的阻抗特性。早在1981年,國外學(xué)者Lanner曾經(jīng)對腦血管代償失調(diào)的患者進(jìn)行了腦阻抗與顱內(nèi)壓的相關(guān)性研究,證實了顱內(nèi)壓與腦阻抗變化之間的相關(guān)性[11]。
1.5 無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測的其他方法 (1)影像學(xué)檢查法:ICP與CT/MR的形態(tài)變化有對應(yīng)關(guān)系,一側(cè)腦腫脹者腦中線結(jié)構(gòu)移位>10mm,ICP可高達(dá)>6.6kPa(約670mmH20)。有文獻(xiàn)指出,當(dāng)ICP測定>5.33kPa時,頭顱CT檢查表現(xiàn)為側(cè)腦室變形縮小1/3~1/2,腦中線結(jié)構(gòu)移位5~10mm;而ICP測定值>10kPa時,CT檢察表現(xiàn)為側(cè)腦室壓縮>2/3,腦中線移位>10mm[12-14]。影像學(xué)監(jiān)測具有客觀、準(zhǔn)確、能定位定性等優(yōu)點(diǎn),但價格昂貴,不能床旁連續(xù)監(jiān)測。且受手術(shù)減壓的影響,腦脊液循環(huán)和吸收障礙等因素使側(cè)腦室變形,腦中線結(jié)構(gòu)移位的恢復(fù)常常落后于顱內(nèi)壓的降低。(2)視網(wǎng)膜靜脈壓或動脈壓法:正常情況下,視網(wǎng)膜靜脈壓或動脈壓大于ICP。ICP增高將導(dǎo)致視乳頭水腫和視網(wǎng)膜靜脈搏動消失。Firsching和Motschmann等通過研究發(fā)現(xiàn)ICP和視網(wǎng)膜靜脈壓有明顯的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)r值分別為0.983、0.986。Querfurth等在測定視網(wǎng)膜靜脈壓的同時測定視網(wǎng)膜中央動脈和眼動脈流速,比較視網(wǎng)膜靜脈壓和動脈壓與ICP的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜靜脈壓增高與ICP呈線性關(guān)系(r=0.87),眼動脈與視網(wǎng)膜中央動脈搏動指數(shù)與ICP增高呈逆相關(guān)(r=0.66)。但該方法只能瞬間測定,不能連續(xù)、重復(fù)監(jiān)測。當(dāng)視乳頭水腫明顯或眼內(nèi)壓高于靜脈壓時不適用。(3)眼內(nèi)壓法:由于眼內(nèi)壓與大腦臨近并與顱腔相通,眼內(nèi)壓與ICP的解剖關(guān)系密切,ICP升高可引起眼內(nèi)壓相應(yīng)升高,Sajjadi等[15]連續(xù)測定了55例中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的ICP與眼內(nèi)壓,得出兩者之間存在顯著正相關(guān)。但是,由于眼內(nèi)壓受到多種因素的影響,如房水生成率、房水流出阻力、上鞏膜靜脈壓和血壓都會影響眼內(nèi)壓,因此眼內(nèi)壓測定在臨床上應(yīng)用存在一定局限性。不過,眼內(nèi)壓與ICP之間存在顯著的正相關(guān),對患者連續(xù)測量眼內(nèi)壓仍可以比較準(zhǔn)確地反應(yīng)ICP的動態(tài)變化。(4)鼓膜移位法:ICP的改變引起外淋巴液的壓力變化,壓力從聽骨鏈傳至鼓膜,影響鼓膜的內(nèi)外移動,即鼓膜移位。通過ICP改變時鼓膜移位的值和正常鼓膜移位的值的差別可估算ICP。鼓膜移位可由測量裝置超敏氣流感受器上的探測隔膜的配合移位反應(yīng)出來。鼓膜移位監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn):在ICP增高或降低引起的頭痛不易區(qū)分時,可作為鑒別手段;在ICP增高導(dǎo)致眩暈、耳鳴或迷路病變難以鑒別時,也可提供幫助。但此法不適合連續(xù)監(jiān)測,且老年人由于耳迷路導(dǎo)管閉合,無法監(jiān)測。在腦干和中耳病變時,反射缺陷,也不能應(yīng)用此法,所以臨床上此種方法應(yīng)用較少。
2.1 無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測在顱腦損傷康復(fù)治療中的應(yīng)用 顱內(nèi)損傷發(fā)生后,ICP增高是影響其預(yù)后的重要因素,早期發(fā)現(xiàn)并識別ICP增高對疾病的轉(zhuǎn)歸至關(guān)重要。在國內(nèi),視覺誘發(fā)電位技術(shù)監(jiān)測顱內(nèi)壓發(fā)展最為成熟。FEVP無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測用于急性重型顱腦損傷患者,可及時發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)壓增高,為早期手術(shù)創(chuàng)造了條件,顯著降低了腦疝發(fā)生率,為患者康復(fù)提供了更多機(jī)會。對于遲發(fā)性創(chuàng)傷性顱內(nèi)血腫,F(xiàn)EVP無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測對發(fā)生血腫時顱內(nèi)壓升高的預(yù)警作用有較高的敏感性和臨床符合率,提高了腦外傷的恢復(fù)幾率。甘露醇的脫水降顱內(nèi)壓作用已得到廣泛認(rèn)可,F(xiàn)EVP無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測可以指導(dǎo)顱腦損傷后甘露醇的使用時間,避免長時間應(yīng)用甘露醇導(dǎo)致腎功能損害,并且,F(xiàn)VEP無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測技術(shù)還有助于新型脫水藥物的研究。
無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測的重要意義還在于外傷后腦積水的監(jiān)測,早在上世紀(jì)80年代,K. von Wild等[16]就將無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用在嬰兒腦積水術(shù)前、術(shù)中及術(shù)后隨訪,貫穿整個治療過程,證實了其有效性及實用性?;赥CD監(jiān)測顱內(nèi)壓的可靠性,可應(yīng)用在外傷性腦積水的康復(fù)治療過程,動態(tài)評估顱內(nèi)壓的變化,選擇合適的手術(shù)時機(jī),避免因反復(fù)腦脊液穿刺法測壓所致的創(chuàng)傷和感染風(fēng)險。并且,對于顱骨缺損的患者,動態(tài)監(jiān)測顱內(nèi)壓可及時發(fā)現(xiàn)顱低壓,有利于指導(dǎo)臨床決策。
2.2 無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測在腦出血康復(fù)治療中的應(yīng)用 腦出血發(fā)生后血腫對周圍組織的壓力急劇上升,NICP監(jiān)測與ICP變化有較高的敏感性和準(zhǔn)確性,早期應(yīng)用ICP監(jiān)測有助于早期發(fā)現(xiàn)病情變化及指導(dǎo)治療,減少并發(fā)癥,提高療效和判斷預(yù)后。腦出血后血腫擴(kuò)大將嚴(yán)重影響腦神經(jīng)正常功能及預(yù)后,研究發(fā)現(xiàn),ICP增加的同時,NICP潛伏期也隨之延長,兩者呈密切的相關(guān)性。因此,NICP監(jiān)測可早期預(yù)警血腫的擴(kuò)大,并且具有無創(chuàng)、動態(tài)監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn),可在臨床推廣。
目前對ICP的無創(chuàng)監(jiān)測方法的研究都是基于ICP與某種生理參數(shù)之間的關(guān)系,通過監(jiān)測到該生理參數(shù)的變化間接得到ICP監(jiān)測值或ICP的變化情況,都存在精確度差、重復(fù)性不夠、普適性不高等缺點(diǎn)。從本文可以看出,每一種無創(chuàng)監(jiān)測方法都有其局限性,因而僅通過一種方法實現(xiàn)臨床ICP的監(jiān)測,其實用性和精確度方面并不能滿足臨床需求。為了克服單一顱內(nèi)壓監(jiān)測方法的不足,未來可能向數(shù)學(xué)模型的方法發(fā)展。利用數(shù)據(jù)挖掘和系統(tǒng)辨識方法,提取出引起ICP增高的不同病癥與ICP無創(chuàng)監(jiān)測方法特征值之間的相關(guān)性,構(gòu)建新型的數(shù)據(jù)庫管理機(jī)制和模型訓(xùn)練機(jī)制,建立經(jīng)過細(xì)化處理的可學(xué)習(xí)、可記憶的數(shù)學(xué)模型,從而實現(xiàn)不同的引起顱內(nèi)壓增高的病理和生物力學(xué)控制參數(shù)深層次的無縫融合及綜合應(yīng)用。
目前,國內(nèi)外大部分研究僅限于證實無創(chuàng)顱內(nèi)壓的有效性及準(zhǔn)確性,其臨床應(yīng)用有待進(jìn)一步研究和開發(fā)。