肺保护性通气策略对重型颅脑损伤并呼吸衰竭患者脑灌注压及脑氧代谢的影响

刘宝鹏，代素敏

277606 山东省济宁市，枣庄矿业集团滕南医院



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肺保护性通气策略对重型颅脑损伤并呼吸衰竭患者脑灌注压及脑氧代谢的影响

刘宝鹏，代素敏

277606 山东省济宁市，枣庄矿业集团滕南医院

【摘要】目的 探讨肺保护性通气策略对重型颅脑损伤并呼吸衰竭患者脑灌注压(CPP)及脑氧代谢的影响。方法选择枣庄矿业集团滕南医院2013—2014年收治的重型颅脑损伤并呼吸衰竭患者67例，根据通气策略分为观察组36例和对照组31例。观察组患者给予肺保护性通气策略，对照组患者给予常规通气策略。比较两组患者治疗后血氧指标〔动脉血二氧化碳分压(PaCO2)、动脉血氧分压(PaO2)、血氧饱和度(SpO2)、氧合指数、颈静脉血二氧化碳分压(PjVCO2)、颈静脉血氧饱和度(SjVO2)〕、机械通气参数〔潮气量(VT)、呼气末正压(PEEP)及吸入氧浓度(FiO2)〕及CPP、颅内压(ICP)、平均动脉压(MAP)。结果观察组患者PaCO2、PjVCO2、PEEP、ICP高于对照组，VT、FiO2低于对照组(P<0.05)；两组患者PaO2、SpO2、氧合指数、SjVO2、CPP及MAP比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。Pearson相关性分析结果显示，PEEP与ICP呈正相关(r=0.447，P=0.006)；当PEEP>10 cm H2O时，PEEP与CPP呈负相关(r=-0.396，P=0.018)；当PEEP≤10 cm H2O时，PEEP与CPP无直线相关性(r=-0.322，P=0.069)。PaCO2与ICP无直线相关性(r=0.302，P=0.081)，与CPP呈正相关(r=0.417，P=0.022)；SjVO2与ICP(r=-0.512，P=0.367)、CPP(r=0.281，P=0.098)、MAP(r=-0.194，P=0.296)无直线相关性，与PjVCO2呈负相关(r=-0.512，P=0.002)。结论肺保护性通气策略对重型颅脑损伤并呼吸衰竭患者CPP及脑氧代谢无明显影响。

【关键词】颅脑损伤；呼吸功能不全；肺保护性通气策略；脑灌注压；脑氧代谢

刘宝鹏，代素敏.肺保护性通气策略对重型颅脑损伤并呼吸衰竭患者脑灌注压及脑氧代谢的影响[J].实用心脑肺血管病杂志，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.

颅脑损伤是神经外科的常见病、多发病，多由高能量创伤所致，其中15%～20%的患者常合并急性呼吸窘迫综合征或急性肺损伤，误吸、感染、神经源性肺水肿等是导致患者出现继发性肺损伤的主要原因[1]。严重颅脑损伤患者会出现脑组织氧供需失衡、脑血流灌注不足及颅内压升高等情况，导致患者致残或死亡。目前，机械通气是治疗重型颅脑损伤并呼吸衰竭的主要措施，且采用及时、有效的通气策略可有效改善患者的预后[2]。本研究探讨了肺保护性通气策略对重型颅脑损伤并呼吸衰竭患者脑灌注压(CPP)及脑氧代谢的影响，旨在为临床治疗提供参考依据，现报道如下。

1资料与方法

1.1纳入与排除标准纳入标准：(1)格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分为3～8分；(2)创伤后6 h内入院治疗；(3)无其他部位严重复合伤，且术前无梗死病灶；(4)患者出现呼吸节律改变、血氧饱和度降低、呼吸急促等需要行有创机械通气治疗。排除标准：(1)单纯后颅窝血肿或硬脑膜外血肿患者；(2)脑疝形成患者；(3)凝血功能障碍患者；(4)既往无严重神经系统疾病史患者。

1.2一般资料选择枣庄矿业集团滕南医院2013—2014年收治的重型颅脑损伤并呼吸衰竭患者67例，均符合我国创伤外科学会制定的重型颅脑损伤诊断标准[3]。根据通气策略将所有患者分为观察组36例和对照组31例，观察组中男25例，女11例；年龄23～64岁，平均年龄(41.6±10.7)岁；脑损伤原因：打击伤3例，高处坠落伤9例，车祸伤24例；入院时GCS评分：3～5分者29例，6～8分者7例；受伤至就诊时间0.5～4.5 h，平均(1.6±0.4)h。对照组中男21例，女10例；年龄20～69岁，平均年龄(42.1±10.9)岁；脑损伤原因：打击伤3例，高处坠落伤5例，车祸伤23例；入院时GCS评分：3～5分者25例，6～8分者6例；受伤至就诊时间0.5～5.0 h，平均(1.7±0.4)h。两组患者性别(χ2=0.881)、年龄(t=0.189)、脑损伤原因(χ2=0.795)、入院时GCS评分(χ2=0.000)及受伤至就诊时间(t=0.499)比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.3方法

1.3.1监测颅内压ICP患者一旦确诊为重型颅脑损伤并呼吸衰竭则即刻行ICP监测，行手术治疗患者于手术期间置入导管，未行手术治疗患者于额中线旁、额部发髻后2.5 cm处取穿刺点置入导管，通过微创颅内血肿穿刺针进行钻颅，进针3～5 cm见脑脊液流出后置入CODMAN脑室型颅内压探头监测患者ICP，并记录患者初始ICP。

1.3.2治疗方法两组患者均给予镇痛、镇静、机械通气治疗，呼吸机为德国西门子公司生产的SERVO-I V4.0型呼吸机，通气模式为压力调节容量控制通气(PRVC)模式，吸入氧浓度(FiO2)为40%～80%，呼吸频率为12～20次/min。对照组患者给予常规通气策略，观察组患者给予肺保护性通气策略，两组患者均给予呼吸频率调节、镇静处理，以避免CO2过度潴留或过度通气，两组患者均保持动脉血氧分压(PaO2)在34～60 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。

1.3.3通气策略常规通气策略：潮气量(VT)8～12 ml/kg，初始FiO2为40%，初始呼气末正压(PEEP)为0，根据患者病情5～10 min后增加2 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)，保持FiO2与PEEP基本同步升高，可保持PEEP处于允许性低值，密切监测PaO2和血氧饱和度(SpO2)，直至PaO2≥90 mm Hg、SpO2≥95%。肺保护性通气策略：VT 6～8 ml/kg，初始FiO2为40%，初始PEEP为2 cm H2O，根据患者病情5～10 min后增加2 cm H2O，保持FiO2与PEEP基本同步升高，保持FiO2处于允许性低值，密切监测PaO2和SpO2，直至PaO2≥90 mm Hg、SpO2≥95%。

1.4观察指标比较两组患者血氧指标、呼吸机参数(VT、PEEP及FiO2)及CPP、ICP、平均动脉压(MAP)，血氧指标包括动脉血二氧化碳分压(PaCO2)、PaO2、SpO2、颈静脉血二氧化碳分压(PjVCO2)、颈静脉血氧饱和度(SjVO2)，并计算氧合指数(PaO2/FiO2)。

2结果

2.1两组患者血氧指标比较观察组患者PaCO2、PjVCO2高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；两组患者PaO2、SpO2、氧合指数及SjVO2比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表1)。

表1　两组患者血氧指标比较±s)

注：PaCO2=动脉血二氧化碳分压，PaO2=动脉血氧分压，SpO2=血氧饱和度，PjVCO2=颈静脉血二氧化碳分压，SjVO2=颈静脉血氧饱和度

2.2两组患者呼吸机参数及CPP、ICP、MAP比较观察组患者VT、FiO2低于对照组，PEEP、ICP高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；而两组患者CPP和MAP比较，差异无统计学意义(P<0.05，见表2)。

2.3相关性分析Pearson相关性分析结果显示，PEEP与ICP呈正相关(r=0.447，P=0.006)；当PEEP>10 cm H2O时，PEEP与CPP呈负相关(r=-0.396，P=0.018)；当PEEP≤10 cm H2O时，PEEP与CPP无直线相关性(r=-0.322，P=0.069)。PaCO2与ICP无直线相关性(r=0.302，P=0.081)，与CPP呈正相关(r=0.417，P=0.022)；SjVO2与ICP(r=-0.512，P=0.367)、CPP(r=0.281，P=0.098)、MAP(r=-0.194，P=0.296)无直线相关性，与PjVCO2呈负相关(r=-0.512，P=0.002)。

Table2ComparisonofventilatorparametersandCPP，ICP，MAPbetweenthetwogroups

组别例数VT(ml)PEEP(cmH2O)FiO2(%)ICP(mmHg)CPP(mmHg)MAP(mmHg)对照组31566.7±51.85.8±2.452.7±10.417.1±3.968.8±8.486.2±7.4观察组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=潮气量，PEEP=呼气末正压，FiO2=吸入氧浓度，ICP=颅内压，CPP=脑灌注压，MAP=平均动脉压

3讨论

当颅脑损伤并急性呼吸窘迫综合征或急性肺损伤时，单纯提高FiO2无法有效纠正患者的低氧血症，而低VT联合最佳PEEP能尽可能地打开萎陷肺泡，避免复张肺泡出现反复塌陷，从而减少肺内分流、改善机体氧合状态[4]。但低VT联合最佳PEEP可导致CO2潴留，引起重型颅脑损伤患者的脑血管明显扩张、脑血容量明显增加，进而导致患者ICP升高[5]。有学者认为，轻、中度高碳酸血症具有神经保护效果，偏酸性环境及相对增加的PaCO2可使氧离曲线右移，利于组织葡萄糖代谢及氧的充分利用，可改善脑组织的缺氧状况[6]。

本研究探讨了不同通气策略对重型颅脑损伤并呼吸衰竭患者CPP及脑氧代谢的影响，观察组患者行肺保护性通气策略，即低VT联合最佳PEEP通气；对照组患者行常规通气策略，即正常VT联合较低PEEP通气，结果显示观察组患者PaCO2、PjVCO2、PEEP、ICP高于对照组，VT、FiO2低于对照组，但两组患者PaO2、SpO2、SjVO2、氧合指数、MAP及CPP间无差异，表明肺保护性通气策略能升高ICP，但ICP升高并未降低CPP，且其对患者SjVO2无明显影响。

进一步进行Pearson相关性分析结果显示，PEEP与ICP呈正相关，提示随着PEEP增加ICP亦升高；且当PEEP>10 cm H2O时，PEEP与CPP呈负相关；当PEEP≤10 cm H2O时，PEEP与CPP无直线相关关系。闰润民等[7]分析了PEEP对犬脑内血肿高颅压的影响，结果显示，ICP正常时增加PEEP可使ICP明显升高，但颅内高压时增加PEEP并不会使ICP明显升高，且对ICP>40 mm Hg的犬模型增加PEEP时CPP明显降低，本研究结果与之相一致。提示ICP在一定范围时，机体脑血管会进行自动调节，此时CPP受PEEP的影响较轻微；但当ICP过高时，机体脑血管的自动调节功能受损，此时增加PEEP会导致ICP持续升高、CPP不断降低。因此，对重度颅内高压患者进行机械通气时，PEEP不宜过高，需尽快降低ICP以保持有效呼吸支持。Pearson相关性分析结果还显示，PaCO2与CPP呈正相关，提示轻度CO2潴留可增加CPP，但PaCO2与ICP无直线相关关系，与其他研究结果不一致[8]。分析原因可能为本研究所选患者PaCO2控制为轻度升高，虽然可扩张脑血管、提高血容量，但并未使患者ICP升高；但轻度CO2潴留可提高交感神经、呼吸中枢的兴奋性，使MAP升高，从而引起患者CPP升高[9]。

有研究显示，部分CPP正常的颅脑损伤患者仍会出现继发性脑损伤，这与脑氧代谢、脑组织灌注关系密切。SjVO2变化可有效反映脑氧代谢率和脑血流之间的平衡，其参考范围为55%～71%，若SjVO2长时间<50%则表明脑组织缺血严重[10]。本研究结果显示，两组患者SjVO2间无差异，且SjVO2与PEEP、ICP、CPP、MAP无直线相关关系，表明仅依靠脑压力指标无法准确评估患者的脑氧代谢状况。本研究结果亦发现，SjVO2与PjVCO2呈负相关，其原因可能为随着SjVO2升高，血液分流增加、氧弥散异常等导致有氧代谢降低，使脑组织中CO2含量明显减少，从而导致PjVCO2降低[11]。

综上所述，肺保护性通气策略对急性颅脑损伤并呼吸衰竭患者CPP及脑氧代谢无明显影响，可能与轻度CO2潴留能提高CPP、较高PEEP能降低CPP，但二者共同作用时对CPP影响较小有关。因此，临床监测重型颅脑损伤患者CPP的同时还应监测PjVCO2和SjVO2，以准确评估患者脑组织氧耗及氧代谢情况。

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(本文编辑：谢武英)

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)

【中图分类号】R 651

【文献标识码】B

doi:10.3969/j.issn.1008-5971.2016.01.035