用ICP波形评估脑顺应性
PMID: 34439590
DOI: 10.3390/brainsci11080971
来自巴西圣保罗大学附属医院神经外科的Sérgio Brasil等对颅内压波形进行分析，结果提示ICPW可有效反映脑顺应性，是神经重症领域一个ICP平均值以外的重要监测指标。结果发表在2021年7月的Brain Sci上。
研究背景
颅腔内主要包括脑脊液（CSF）、脑组织和血容量，是颅内压（ICP）的决定因素。容纳不同状态下的颅内内容物的能力称为脑组织顺应性（intracranial compliance, ICC）。ICC是腔内动态体积变化的一种特性，但其扩张能力是非常有限的，提示颅腔各内容物之间相互制约。而且，ICC可根据ICP的变化反映血管（主要是颅内大静脉窦）和CSF间隙（环池、脑室、蛛网膜下腔）的代偿能力。
近期，国际多学科共识会议关于神经重症多模态监测中罗列了一系列推荐，包括ICP监测。共识强烈推荐监测ICP，指导内外科干预，早期发现致死性脑疝前期。然而，ICP干预阈值目前仍不明确。共识也推荐持续评估监测ICP，包括ICP波形质量，且指出需要通过自动高通量监测及新的分析方法来进一步研究探究ICP和临床预后之间的关系。
近年来有关ICP脉冲波形（ICPW）的理解不断深入、临床应用也越来越多。ICPW是ICC损伤的早期标记，其主要包括3个不同的峰值：P1（冲击波）、P2（潮汐波）、P3（重搏波）。生理情况下，动脉收缩产生P1波（曲线上最高的波峰）、P2反映压力脉冲传导的血管和脑室回弹；相比其他系统和脏器，脑血管阻力相对较低，因此P2波振幅低于P1。上述的缓冲机制失代偿后且出现颅内压增高（ICH）时，ICPW形态变化，P2振幅高于P1，且ICPW逐渐变为金字塔形，P1和P2之间间隔变大。见图1.。
图1. Langfitt’s压力/容积波形叠加ICP波形，假设金字塔形表明颅内顺应性降低（P2/P1比值逐渐缩小）
上述所有发现均已做过动物模型或临床观察性研究，但是ICH治疗后ICPW变化研究仍较少。颅内占位手术切除或去骨瓣减压（DC）会改变大脑结构及血流动力学，导致ICP干预阈值发生变化。在这种情况下，多模态监测对于指导治疗显得尤为重要。尽管神经外科手术可有效控制ICP，但ICH发病率仍较高，可能跟ICC持续低水平相关（尽管ICP值仍在可接受范围）。本研究的目的是评估术后ICPW的变化，及其与ICC之间的关联。
研究方法
该研究是一项单中心（巴西圣保罗大学das Clínicas医院神经重症监护室）、前瞻性、观察性病例系列研究。
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研究设计
纳入急性颅脑创伤需要机械通气支持，遵照指南需行有创ICP监测的患者；收集10min内同步的有创动脉压、ICP、心率、氧饱和度数据。在第7min时进行60s超声引导下手动压颈试验（压迫颈内静脉IJVC）来人为模拟诱导ICP增高（见图2）
图2. 超声辅助下手动压迫颈内静脉（蓝色）60s提高ICP，避免压迫颈内动脉
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患者
纳入标准：任何行有创I CP监测超过5天的神经重症患者。
排除标准：机械通气和血流动力学稳定后出现瞳孔散大固定或中等大小的瞳孔超过2h的患者。
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临床特征和颅内参数变量
人口学、临床表现、影像学表现、严重程度评估。
临床变量：年龄、诊断、入院GCS评分、SAPS3（简化急性生理评分）、TBI时Marshall评分、SAH时改良Fisher评分、动脉压、腋温、心率、呼吸频率、氧饱和度、镇静药物。
ICP监测：使用Neurovent监测系统（Raumedic®，德国）监测ICP，使用脑室内监测探头。该系统可通过适用于各种监测病人类型的小型零点特异模拟器连接到任何监测仪上。
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数据提取和分析
自动分析系统验证所有收集的数据，包括ICP脉冲波形态参数：P2/P1比值（P2波幅和P1波幅的比值）、达峰时间（TTP，即每个波从起始到P2的时间间隔）、波幅间隔、脉冲波幅（每个波的平均波幅）。本研究中，所有计算均使用ICP平均值，排除可能的伪差。平均脉冲是P1和P2波幅减去ICP基线值计算得来的。该自动分析系统采用Phyton，带NumPy和SciPy语言扩展。该系统可根据心动周期测算出P2在波形中的位置和TTP。见图3.。
图3. 计算基线和60s压颈内静脉试验中的平均ICP、P2/P1、TTP、脉冲波幅及其关联（两个箭头之间的平台为颈内静脉压迫实验）
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样本量
样本量没有预先计算，但样本量必需满足80%的检验效率来检测3个不同颅骨状态（颅骨完整、开颅术后/颅骨骨折、颅骨缺损）、2个时刻（颈静脉受压前、颈静脉受压时）的差别。效应量𝛈²至少为0.06（中效应），𝛂误差0.05，重复测量间的的关联率0.5。
结果
患者特征
2017-08至2020-05共计98例患者，41例排除在外，其中7例不是儿童，25例记录值质量不佳，10例患者数据遗失。一共在57例患者10min内共收集并分析了38456个ICP波数据。见图4.。
图4. 患者入组流程
表1.中可见不同颅骨缺损下各组患者的特征。各组患者在年龄、性别、血色素、SAPS3评分上类似。去骨瓣减压组患者卒中更常见（矫正残差3.4，p=0.028）。左侧去骨瓣中有8例（53%），右侧去骨瓣中有6例（40%）、双侧去骨瓣有1例（6%）。
表1. 颅骨缺损情况的患者特征
表2 显示了不同颅骨缺损情况及矫正年龄后的颅内压监测参数。 所有患者都在IJVC期间出现了ICP增高，但各组在基线/颈静脉压迫期间的ICP波形参变化上没有差别，p=0.565（见图5.）。IJVC期间，颅骨完整和开颅/颅骨骨折组P2/P1比值增加，但颅骨缺损组没有变化（交互P值为0.010，双侧p0.161，效应量大）IJVC期间达峰时间和波幅都没有明显改变，各组间、各时段（基线/颈静脉压迫）均没有相互作用。矫正血色素和SAPS3评分后仍没有差异。
表2. 不同颅骨缺损状态下颅内压监测参数
图5. 不同颅骨缺损状态下P2/P1
虽然颅骨缺损组患者基线ICP和P2/P1值更高，但仍需行敏感性分析来验证颅骨缺损和P2/P1之间独立相关性。图6.根据P2/P1状态（正常或异常）分层分析IJVC期间的P2/P1。对于基线P2/P1出现改变，颅骨完整组（6例，占28%）、开颅/颅骨骨折（10例，占47%）在IJVC期间出现P2/P1增高（平均差为0.05，95%IC为0.01-0.09，p=0.033），但颅骨缺损组未出现类似变化（9例，60%，平均差为-0.07，95%IC为-0.15-0.02，p=0.103，交互P值为0.026）。因此，表2.和图6中的结果不能归因于天花板效应。简而言之，基线P2/P1正常组（颅骨完整15例、开颅/颅骨骨折11例）在IJVC期间出现了P2/P1增高平均差0.10，95%IC为-0.02～0.08，p=0.134），但交互作用没有统计学差异（p=0.425）。
图6. 不同颅骨缺损状态及不同基线P2/P1下，压迫颈内静脉后P2/P1的变化
为了做另一项敏感性分析，多因素线性回归模型矫正年龄和基线参数后来验证颅骨缺损对P2/P1比值的影响（颈静脉压迫期间-基线），见表3.。相比颅骨完整和开颅/颅骨骨折患者，颅骨缺损是P2/P1比值变化不大的独立危险因素（-0.09，95%IC为-0.15～-0.02，p=0.009）。
研究干预及监测期间没有不良反应报道
表3. P2/P1变量（压迫颈内经静脉-基线）的多因素线性回归分析
讨论
本研究的新颖之处是探讨了颅骨完整性受损神经外科患者ICPW的特点。主要发现是急性闭合性颅脑损伤、甚至开颅术后的患者，其P2/P1比值变化和去骨瓣患者截然相反。尽管没有统计学差异，但去骨瓣组患者基线平均ICP水平和P2/P1比值较高，当诱导ICP升高时后者显著降低。因此，该结果表明P2/P1比值可能可带来一些额外的神经监护的信息，以及去骨瓣减压不仅能改善ICP而且可增加颅内顺应性，可防止ICP进一步升高。
去骨瓣减压组患者神经系统情况更重，因此ICP及P2/P1高，但有趣的是，去骨瓣减压组患者在诱导升高ICP时P2/P1表现出来的ICC更佳。该现象未在既往研究中被证明过，因此将来需要更多的研究去探索其是否能作为去骨瓣减压治疗成功的指标。
既往的研究主要关注指数和ICP曲线下面积计算来估测ICC，而ICP波形信息的应用受限于特殊硬件和软件，从而使这些观察发现难以日常应用。现有的研究应用：英国剑桥大学ICM+软件研究ICP波形波幅和ICP平均值、RAP指数之间的相关性，以及动脉压和ICP、PRx之间的关系。美国洛杉矶加州大学MOCAIP软件对脑血流变化时的ICP波峰进行自动分析。无创床旁ICC监测（B4C，巴西圣地亚哥）最近正在儿童脑积水、COVID-19患者中验证，该系统试试监测ICPW，自动计算P2/P1值，将来可能应用于进展性ICC恶化的患者，用其来协助临床筛查出需要去骨瓣减压的患者。
研究结论
颅内压波形可有效反映颅内顺应性，对神经重症患者来说ICPW可能是除ICP平均值外的一个重要监测指标。去骨瓣减压术后，ICP的进一步升高不会使脑顺应性进一步的恶化。
叶相如
华山医院神经重症医生，博士在读，目前从事神经重症、气道管理、感染方向的临床及科研工作。
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