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严重创伤性脑损伤的自发性过度通气:发生率和与不良神经系统结局的相关性

 医贰叁Doc 2021-03-10

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背景

低碳酸血症引起脑血管收缩,导致脑血流量减少,从而导致脑缺血。由于自发性过度通气(SHV),低碳酸血症可以是有意治疗颅内高压或无意的。蛛网膜下腔出血后常发生SHV。然而,在严重创伤性脑损伤(TBI)患者中还没有研究。本研究的目的是描述严重TBI后SHV的发生率及其对预后的影响。

方法

我们进行了一项回顾性、观察性研究,包括在创伤中心入院并在镇静停止后24 h仍昏迷的所有插管TBI患者。SHV定义为至少存在一种动脉血气(ABG),PaCO2均<35 mmHg,pH>7.45。从重症监护室收治的所有插管TBI的前瞻性登记研究中提取患者特征和结局。从患者文书中检索ABG结果。建立了多变量逻辑回归模型,以确定6个月随访时与不良结局(定义为格拉斯哥结局量表1-3分)独立相关的因素。

结果

在7年期间,纳入了110例完全符合入选标准的患者。SHV的总发生率为69.1%(95%CI[59.9–77])。SHV患者损伤更严重(中位头部AIS评分(5[4-5]vs. 4[4-5];p = 0.016)),并在住院期间表现出发病率升高。SHV患者中具有不良功能神经系统结局的患者比例显著较高:40例(52.6%)vs 6例(17.6%),p = 0.0006。校正混杂因素后,SHV仍然是6个月随访时不利结局的独立相关因素(OR 4.1;95%CI[1.2-14.4])。

结论

SHV常见于严重TBI后持续昏迷的患者(总发生率:69%),并与6个月随访时的不良结局独立相关。

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按照国际指南对所有患者进行镇静,插管和机械通气。机构治疗管理方法如上图所示,并且在整个研究期间保持不变。

无SHV患者的GOS评分分布更有利(p = 0.0007)(图下所示)。基于我们的二分法,SHV患者中具有不利功能神经系统结局的患者比例显著较高:40例(52.6%)与6例(17.6%),p = 0.0006。

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根据是否存在自发性过度通气,创伤性脑损伤后6个月的功能性神经系统结局。所示为6个月时格拉斯哥结局量表的评分分布。评分范围为1-5分,1分表示死亡,2分表示持续植物状态,3分表示重度残疾,4分表示中度残疾,5分表示恢复良好。两组之间的总体评分分布存在显著差异(p = 0.0007)。

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与6个月神经功能预后不良相关的因素

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与6个月神经功能不良相关的因素的多因素Logistic回归模型

其他终点

发生SHV的患者在住院期间表现出发病率升高。值得注意的是,与无SHV的患者相比,SHV患者的镇静持续时间显著更长(9[4-14]天vs. 3.5[2-6.5]天,p = 0.0002),机械通气持续时间显著更长(14.5[10-21]天vs. 5.5[4-10]天,p < 0.0001),住院时间显著延长(33[25-49]天vs. 14[10-32]天,p = 0.0001)。住院死亡率无差异:7例(9.2%)vs. 3例(8.8%),p = 1.00。

讨论

对110例镇静中断后仍昏迷的重度TBI患者的前瞻性观察性队列进行的回顾性分析显示,SHV的发生率较高(约69%),包括几乎33%的重度SHV。这种情况与其他类型脑损伤的相似结果一致。值得注意的是,在蛛网膜下腔出血(SAH)中,SHV的频率从55%到92%不等。TBI后这种情况的病理生理学尚未完全确立,但可以讨论多重假说。首先,TBI可能通过破坏脑干呼吸中枢的皮质抑制,释放SHV,从而触发过度通气,从而诱导SHV。其次,SHV可能是阵发性交感神经功能亢进(PSH)的一部分,其还与心率升高、血压升高、体温过高和出汗相关。PSH常见于神经重症监护室,报告的患病率范围为8-33%。最后,SHV可能仅仅是由于与TBI及其护理间接相关的其他因素,如疼痛、气管插管不适、感染引起的发热或镇痛和镇静药物戒断综合征。

本研究的第二个也可能是主要发现是SHV与6个月时不利的功能性神经系统结局之间的独立相关性。事实上,发生SHV的严重TBI患者发生不良结局的几率是前者的4倍。然而,SHV是否只是反映了脑损伤的严重程度或促成了其加重尚不清楚。众所周知,低碳酸血症,尤其是发生在TBI后前几天的低碳酸血症,通过引起或加重脑缺血与不良结局相关。事实上,低碳酸血症导致脑脊液碱中毒,触发多种神经系统效应。首先,脑脊液碱中毒通过脑动脉血管收缩降低CBF,在较小程度上降低脑血容量,导致氧输送减少。在TBI患者中,PaCO2每增加1 mmhg,CBF降低约3%。Coles等人证实,诱导的中度低碳酸血症(36-29 mmHg)可显著降低整体CBF(31-23 mL/100 g/min),并导致严重低灌注组织的体积显著增加。然而,一些研究已经证明,长时间过度通气与低碳酸血症效应的快速抗药反应性相关,因此,延长脑动脉血管收缩的可能性不大。其次,低碳酸血症通过增加神经元兴奋性或诱导癫痫发作增加脑需氧量。2007年,Coles及其同事使用正电子发射断层扫描和体感诱发电位表明,低碳酸血症与脑氧代谢(CMRO2)增加相关。这两种机制(即通过降低CBF和增加CMRO2减少氧输送)都会恶化血流-代谢平衡,并可能导致转换为无氧代谢,甚至更差,促发脑缺血,尤其是在预先存在CBF损伤的区域。最后,脑脊液碱中毒可能诱导神经毒性,尤其是通过产生兴奋性氨基酸,如局部细胞毒性的N-甲基-D-天冬氨酸。

尽管SHV患者在目前的工作中有更严重的疾病(在初始GCS评分、瞳孔异常率、需要去骨瓣减压术或巴比妥类药物输注等先进治疗方面),但有两个因素可能支持SHV对结局的直接负面影响。首先,在多变量分析中校正年龄和TBI严重程度标志物后,SHV仍与6个月时不利的功能性神经系统结局相关。其次,Carrera等人证实,在严重脑损伤(SAH、颅内出血或TBI)患者中,SHV可能对脑组织氧张力(PbtO2)监测的脑组织氧合产生负面影响。与血碳酸正常相比,低碳酸血症患者PbtO2 < 15 mmHg的每小时数据百分比显著较高(EtCO2正常患者为15.7%,EtCO2 < 25 mmHg患者为33.9%)。而且,TBI患者EtCO2和PbtO2密切相关。已经证明,PbtO2 < 15 mmHg与导致继发性脑损伤的脑缺血风险增加相关,因此,功能神经系统结局较差。由此可见,Carrera等人的工作。支持我们的观点,即SHV可能诱导脑缺氧事件,可能改变预后。

即使本研究证实SHV与神经功能预后不良独立相关,仍有必要进一步研究以确定SHV治疗是否有效或导致预后改善。总体而言,证据等级太低,无法推荐任何干预措施来治疗SHV。此外,此类患者减少换气过度的治疗选择有限,要么通过在呼吸机回路中增加死腔以减少低碳酸血症进行机械通气,要么使用镇静剂、阿片类药物或作用于PSH的更多特异性分子如α2激动剂(例如可乐定)进行药物治疗。但是,这两种选择均有副作用,如呼吸功增加或干扰临床监测。

研究局限性

我们的研究有几个局限性。首先,这是一项单中心研究;因此,研究结果并不适用于所有患者群体。其次,由于这是一项观察性研究,因此不可能解释所有导致SHV和不良功能性神经学结果之间关联的混杂因素。尽管如此,最终的逻辑回归模型包含了大多数公认的与不良预后典型相关的参数(年龄、GCS评分、马歇尔分类的放射严重程度等)。此外,鉴于数据的历史性质,临床实践中的时间变化可能会影响结果。例如,在研究的时间范围内,从业者更加意识到SHV的潜在副作用,导致针对PSH的药物(普萘洛尔、可乐定)的使用增加,因为PSH被认为会导致一些SHV病例。因此,SHV的发病率及其后果本可以人为降低。最后,我们排除了停止镇静后迅速拔管的患者。这导致SHV的发生率非常高(69.1%;95%置信区间[59.9–77])。然而,我们希望这项研究可以帮助临床医生确定哪些患者的预后较差,而这个问题似乎与TBI初期仍处于昏迷状态的患者更相关。

结论

本研究表明,重型颅脑损伤患者SHV的发生率较高。我们发现,大多数患者在停止镇静后,SHV会很快开始。此外,我们的结果表明SHV与不良的神经功能结果有关。

翻译:王尔山   编辑:姚可鑫

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