颅内压波形及其在神经重症患者中的应用
颅内压波形及其在神经重症患者中的应用
颅内压（intracranial pressure，ICP）监测是神经重症患者临床管理的重要部分，其具有实时性和个体化特点，可有效预测神经重症患者的预后情况[1,2]。目前临床上多以ICP均值为监测指标，但随着科技手段的进步及相关领域研究的深入，多项研究表明ICP波形可更有效地反映患者的脑组织顺应性、不同类型的脑组织病变以及预测患者预后，具有更高的临床应用价值[3,4]。因此，ICP波形分析及ICP波形相关衍生指标分析受到越来越多的临床工作者关注。本文在简单介绍ICP监测技术及ICP均值缺陷的基础上，重点围绕ICP波形分析及其相关衍生指标分析的近年来研究进展展开综述，详细阐述其相关原理及临床应用情况，以期为ICP波形在神经重症患者中的广泛应用提供一些参考依据。
一、ICP监测及ICP均值缺陷
ICP监测分为有创ICP监测和无创ICP监测。有创ICP监测包括脑室内、脑实质、硬脑膜外和蛛网膜下腔监测等方式。脑室内监测为目前ICP监测的"金标准"，可反映全脑的压力，同时方便行脑脊液外引流，降低ICP[5]；脑实质监测的颅内感染率较低，但由于脑组织压力梯度的存在，无法精确反映远隔部位的ICP[6]；硬脑膜外和蛛网膜下腔监测目前临床应用较少[7]。无创ICP监测包括鼓膜移位法、经颅多普勒法和视神经鞘直径评估法[8,9]。鼓膜移位法是通过鼓膜位移间接地推测ICP的变化，但仅适用于听小骨结构完整的患者，而经颅多普勒法受血管因素影响较大，故无创ICP监测因多不可控、灵敏度和精确度较低，临床应用较少[10,11]。
目前神经重症患者的ICP监测多以ICP均值为监测指标，然而其却存在一定的缺陷。首先，其存在一定的滞后性。目前临床上一般当ICP均值超过22 mmHg、持续5 min以上才给予相应的干预[12]。然而，这样可能会使得一些较小的但有临床意义的ICP变化得不到及时的临床干预。其次，随着ICP监测设备及技术的发展，ICP监测也可以如同心电图一样反映患者脑组织在每次动脉搏动过程中发生的压力变化[13,14]。这种压力变化可以更好地体现脑组织顺应性的改变，而这不是ICP均值所能反映出的。最后，ICP均值的准确性易受外界因素的干扰，如临床治疗及操作均会对其产生影响，从而影响对患者病情的评估和预后的判断。Åkerlund等[15]也提出，在创伤性颅脑损伤患者中仅仅监测ICP均值可能会带来重大的治疗风险。因此，部分学者尝试对连续ICP数值进行收集并处理，从而得到ICP波形，发现针对ICP波形形态的定性分析，以及对其衍生相关指标的定量分析，可以更加全面地评估神经重症患者的脑组织特性，对患者脑组织的抗打击能力及病情转归等做出更加准确的判断。
二、ICP波形及其相关衍生指标
如上所述，针对ICP波形的分析主要包括针对ICP波形本身形态的定性分析，以及针对ICP波形相关衍生指标的定量分析。目前ICP波形理论普遍认为ICP波形包括3种不同的形态：脉搏波、呼吸波和慢波，根据不同的形态具有不同的频率，采用频谱分析可以将3种形态区分开。ICP波形相关衍生指标主要包括压力反应指数（pressure reactivity index，PRx）、压力振幅相关性系数（relationship of amplitude and pressure，RAP）、压力振幅指数（pressure amplitude index，PAx）及脑灌注压振幅相关性系数（relationship of amplitude and cerebral perfusion pressure，RAC）等。
（一）ICP波形形态
1．脉搏波：
脉搏波被认为由动脉和静脉压力波组成，是动静脉血流冲击脑组织引起ICP变化所形成的一种特定形态，包括P1、P2、P3波，频率为50~180次/min，与心率一致。研究认为P1波起源于动脉搏动，波峰尖锐，振幅稳定；P2波代表最初动脉冲击之后的反弹，在形状和振幅上比P1波变化更大；P3波起源于静脉，可能代表了主动脉瓣关闭，其波形的频率与静脉血液流出同步[16]。在正常生理情况下，P1波振幅>P2波振幅>P3波振幅，但在病理情况下P2波振幅会出现异常升高。
2．呼吸波：
呼吸波被认为是呼吸运动引起ICP变化所形成的一种特定形态，为正弦曲线波，频率为8~20次/min，与呼吸频率保持一致，是一种生理性波动[17]。
3．慢波：
慢波被认为起源于体循环，是脑组织在接受脑血管自动调节机制调节后体积、压力的相应变化所形成的波形。慢波与脑血管收缩、扩张及脑组织体积变化相关，频率为0.3~3.0次/min[18]。慢波有多种分类方式，Janny等曾依据慢波频率分为1型和2型，而目前主要采用的是Lundberg等于1960年提出的分类方法：A波、B波、C波[19]。A波又被称为"高原波"，振幅为50~100 mmHg，持续5~20 min，被认为与脑血管弹性受损及脑组织顺应性储备能力降低有关，包含上升段、平台段、下降段。A波的出现被认为是脑血管压力反应性受损相关的血管扩张所致。B波振幅为10~20 mmHg，有时可达50 mmHg，频率为0.5~2.0次/min。B波的形成可能与脑血管舒缩功能处于自动调节下限时的不稳定或脑灌注压的不稳定有关[20]。C波振幅为20 mmHg，频率为4~8次/min，可能与交感神经活动有关，被认为是压力感受器和化学感受器反射控制系统振荡的结果[21]。另外，近年来随着对ICP波形研究的深入，吴翔[19]报道了在创伤性颅脑损伤患者中发现的纺锤波，其频率为（0.07±0.05） Hz，形态为两端宽中间窄，纺锤波出现期间的平均ICP为（18.11±7.67） mmHg，平均振幅为4 mmHg。
（二）ICP波形相关衍生指标
1．PRx：
PRx是通过计算4 min内ICP均值与平均动脉压（mean arterial pressur，MAP）均值之间的相关系数得出，是目前应用广泛且可靠的衍生指标[22]。其原理为当脑血管床正常时，MAP的任何变化都会产生脑血容量的反向调节，从而在一定程度上可以抵消MAP所引起的ICP变化，进而稳定ICP[23]。因此，PRx为正值时代表ICP与MAP的变化趋势相同，这意味着脑血管床的自主反应性消失，而负值代表脑血管自主调节能力较为正常。
2．RAP：
RAP是通过计算4 min内ICP振幅均值与ICP均值之间的线性相关系数来确定的。
3．RAC：
RAC是通过计算30个连续的10 s窗口内脑灌注压和ICP振幅之间的相关系数来确定的[24]。
4．PAx：
PAx是ICP振幅和MAP的相关系数，是通过计算30个连续的10 s窗口内ICP振幅和MAP之间的相关系数来确定的，与PRx类似[25]。
三、ICP波形及其相关衍生指标的临床应用
随着监测技术的不断进步，ICP监测目前已经可以精确测量动脉搏动过程中脑组织的微小压力变化，而进一步通过对ICP波形的频率、振幅和持续时间等形态学的定性分析，以及对其衍生相关指标的综合定量分析，可以更加精准地评估患者的脑组织特性，从而为调整治疗计划、改善患者预后提供客观、即时的检查依据。
（一）ICP波形分析的临床应用
脉搏波可以较好地判断神经重症患者的脑组织顺应性变化。Brasil等[3]通过采用基于Phyton的数据分析系统研究了脉搏波在开颅术后与保守治疗患者间的差异情况，发现开颅术后患者P2波与P1波振幅比（1.21±0.32）较保守治疗患者（1.01±0.24）更高，P1波和P2波间的时间间隔增大，并提出P2波振幅异常升高超过P1波振幅时可能表示脑组织顺应性下降，可用于创伤性颅脑损伤患者开颅术后ICP升高及脑组织代偿空间下降的评估。Kirkness等[26]认为P2波与P1波的振幅比>0.8可用于评估患者脑组织顺应性的下降程度及患者预后情况。Brasil等[27]于2021年通过Neurovent监测系统分析了P2/P1波振幅对164例创伤性颅脑损伤患者ICP、短期预后及脱离呼吸机情况的预测效果，结果显示P2/P1波振幅预测患者早期死亡的受试者工作特征曲线下面积（area under curve，AUC）为0.71（95%CI：0.53~0.87）；当P2/P1波振幅>1.2时，其敏感性为60%（95%CI：31%~83%），特异性为69%（95%CI：57%~79%）。Fan等[28]的研究则表明P2波振幅升高可代表脑组织顺应性下降，但其与患者预后的相关性尚不能确定。研究结论的差异可能是因为Kirkness等[26]的研究较为久远，当时缺乏自动检测波形的相关技术，研究时仅仅着重于对波形的粗略判断，缺乏整体监测。
呼吸波在多数人群中主要为生理性正常情况，但在脑积水患者中可体现出一定的临床价值。Momjian等[29]通过对45例正常压力脑积水患者进行输液试验，研究了呼吸波与脑积水患者脑脊液循环阻力的关系，线性回归分析显示两者存在明显相关关系（r=0.66，P<0.05），提示呼吸波的频率增加可能与正常压力脑积水患者脑脊液循环阻力增加有关。此外，Foltz等[30]的研究也表明呼吸波振幅与脑积水患者的颅内顺应性是否良好相关。
慢波中A波的出现通常怀疑早期脑疝的发生，但是A波的出现机制目前尚不清楚，可能是因为脑灌注压不足以满足脑组织代谢需求，随后脑血管舒张、脑血容量增加，导致恶性循环，脑灌注压进一步降低[31]。A波的不同阶段有着不同的临床应用价值，在上升段时表示患者处于急性进展期，而在下降段过后，ICP通常降至基线水平以下，反映了脑组织顺应性代偿储备有所改善[23]。研究发现，当患者出现A波或B波且伴随持续（超过30~40 min）颅内高压时，均需干预以降低ICP和保持适当的脑灌注压；但是，如果出现A波或B波时并没有伴随持续的ICP升高情况，则尚不能表示预后不良[32]。还有研究显示，在创伤性颅脑损伤患者中，纺锤波的总持续时间与术后6个月的扩展格拉斯哥预后量表（Glasgow outcome scale-extended，GOSE）评分呈正相关关系，且出现纺锤波期间，患者的ICP均值及振幅等各项指标均较纺锤波出现前有明显改善[19]。
（二）ICP波形相关衍生指标的临床应用
PRx可用于预测脑血管床的自主反应性消失或脑脊液代偿储备紊乱。PRx的增加意味着脑血管压力反应性受损，并被证明是创伤性颅脑损伤患者预后不良的预测指标[33,34]。此外，还有研究发现PRx可能与自发性蛛网膜下腔出血患者发病后更差的改良Rankin量表评分、动脉瘤破裂和急性发作性血管痉挛、迟发性脑缺血发生率增加等相关[35]。
RAP可用于反映脑脊液代偿储备和脑血管反应性[32]。当RAP接近+1时，表明其在"压力-容积曲线"中的位置右移至陡峭部分，此时表示颅内代偿空间较小，例如在脑损伤后脑组织水肿患者中，RAP通常接近+1；当RAP接近0时，表示患者具有良好的颅内代偿空间；RAP<0时则表示曲线继续右移，大脑自动调节能力耗竭，可能引发脑组织缺血，对患者造成不可逆的损伤。
RAC同时具有ICP振幅和脑灌注压的生理信息，可以反应脑血管反应性、脑组织顺应性。RAC快速地趋近+1可能表示脑组织自动调节功能受损、顺应性降低。Zeiler等[36]进行的一项大规模队列研究表明，在测定最佳脑灌注压、判断患者6个月预后方面，RAC的能力优于PRx、PAx，RAC预测创伤性颅脑损伤患者6个月预后不良的AUC为0.691（95%CI：0.619~0.763），而PRx、PAx分别为0.649（95%CI：0.574~0.724）和0.658（95%CI：0.583~0.732）。不过，RAC的准确临床意义仍需要联合大量其他数据如PRx、PAx、脑灌注压等进行综合判断[37]。
PAx较低时可能表示疾病处于急性期或正在进展。Aries等[38]研究表明，PAx可以更好地区分ICP<15 mmHg患者中发病后6个月可能存活者与死亡者，与PRx[AUC为0.63（95%CI：0.56~0.71）]和ICP均值[AUC为0.60（95%CI：0.68~0.75）]相比，PAx预测发病后6个月死亡的效能最高[AUC为0.70（95%CI：0.64~0.79）]。Zeiler等[36]的研究也表明PAx与PRx在判断患者预后方面有着类似的作用。然而，一项欧洲多中心合作的大规模前瞻性研究却表明，PAx在预测创伤性颅脑损伤患者发病后6个月的GOSE评分方面不如PRx和RAC[39]。目前，关于PAx的研究较少，且不同研究间的纳排标准不同可能会造成研究结果的差异性，将来应进一步扩大研究规模，深入验证其临床意义。
三、总结及展望
ICP监测为神经重症患者重要的监测手段，方式包括有创ICP监测、无创ICP监测等。目前，因ICP均值反映患者病情时存在一定的滞后性及脑组织顺应性等信息反映不全等局限性，ICP波形的形态及其相关衍生指标正成为研究热点。但是，针对ICP波形的分析，目前大多仍仅采用形态学的定性分析，未来还需要应用更精准的算法或软件以实现更加全面地定量分析；同时，针对ICP波形及其相关衍生指标的大样本多中心研究也较为缺乏，未来需要进一步深入开展研究以验证其临床价值。
引用: 车腾雨, 孙泽林, 高玮琪, 等. 颅内压波形及其在神经重症患者中的应用研究进展 [J] . 中华神经医学杂志, 2024, 23(1) : 100-104.