動(dòng)靜脈乳酸差值和動(dòng)靜脈氧差在診斷重型顱腦損傷合并腦梗死的意義

徐福林，王建清，鄧星奇，全 勇

重型顱腦損傷患者監(jiān)護(hù)的主要目的是及早發(fā)現(xiàn)急性顱腦損傷后繼發(fā)性腦損害［1］。神經(jīng)病理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)死于重型顱腦損傷患者尸檢時(shí)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有缺血性病灶，除此之外，重度殘疾患者系列頭顱CT檢查發(fā)現(xiàn)有腦梗死灶［2］。造成腦缺血的原因考慮重型顱腦損傷病人顱內(nèi)壓增高引起腦灌注壓下降，但臨床研究發(fā)現(xiàn)二者之間并無(wú)明確的相關(guān)性［3］，提示創(chuàng)傷性腦梗死可能與腦血管自動(dòng)調(diào)節(jié)功能受損、腦血管痙攣、神經(jīng)生化方面變化，如興奮性氨基酸升高、腦酸堿平衡等影響腦血流量(CBF)或腦組織氧代謝等有關(guān)［4］。

臨床上有幾種指標(biāo)用來(lái)判斷重型顱腦損傷患者的CBF。AVDO2反映腦組織氧供應(yīng)和代謝消耗之間的平衡，間接反映腦CBF的變化;AVDL監(jiān)測(cè)則可以反映CBF下降及腦組織無(wú)氧代謝的程度。本文通過(guò)前瞻性研究45例重型顱腦損傷病人，通過(guò)觀察AVDL和AVDO2的變化來(lái)預(yù)測(cè)創(chuàng)傷性腦缺血、腦梗死的發(fā)生，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及早干預(yù)，為提高重型顱腦損傷的療效提供依據(jù)。

資料與方法

1 一般資料

我院自2011年3月～2013年6月，共收治45例重型顱腦損傷。男性33例，女性12例;年齡16～65歲，平均(39．6±3．5)歲。傷后0．5～5h收治入院，平均1．5h。

2 研究對(duì)象

入選標(biāo)準(zhǔn):(1)所有患者均為sTBI患者;(2)均在傷后3h內(nèi)入院;(3)GCS≤8分。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡＜16歲;(2)復(fù)蘇后血壓≤90/60mmHg;(3)除外嚴(yán)重的胸部、腹部及其他臟器損傷;(4)除外嚴(yán)重的心律失常、冠心病、糖尿病等。

3 常規(guī)處理

入院后1h內(nèi)行頭顱CT檢查，6h后復(fù)查頭顱CT。顱內(nèi)血腫或腦挫傷有手術(shù)指征者行手術(shù)治療。病人通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)治療方案:頭位抬高15°～30°，芬太尼加咪唑安定鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜，根據(jù)顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)情況調(diào)整脫水藥物，若顱內(nèi)壓(ICP)增高＞25mmHg予腦脊液(CSF)引流、甘露醇快速滴注，0．25～1mg/kg，維持血紅蛋白在7g/dL以上，動(dòng)脈血氧飽和度維持在90%以上。常規(guī)行鎖骨下靜脈穿刺建立深靜脈通道，每日經(jīng)深靜脈通道給予適量的糖、氨基酸、脂肪乳、電解質(zhì)和液體，維持全身營(yíng)養(yǎng)、水和電解質(zhì)平衡。根據(jù)病情需要對(duì)患者實(shí)施氣管切開(kāi)，保持氣道通暢，必要時(shí)呼吸機(jī)輔助通氣。顱內(nèi)壓嚴(yán)重增高時(shí)，實(shí)施輕度過(guò)度通氣。

4 常規(guī)監(jiān)測(cè)

所有sTBI手術(shù)病人均行硬膜下置管持續(xù)ICP監(jiān)測(cè)，非手術(shù)治療患者行側(cè)腦室穿刺置管持續(xù)ICP監(jiān)測(cè)。并行床邊心電監(jiān)測(cè)、血壓和脈搏血氧飽和度(SPO2)。定期測(cè)血糖、血尿素氮、血肌酐、電解質(zhì)等。

5 腦氧監(jiān)測(cè)

依據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道方法［5］，進(jìn)行頸內(nèi)靜脈逆行穿刺置管，一般采取腦損傷側(cè)和腦損傷嚴(yán)重側(cè)的頸內(nèi)靜脈為靶血管。在常規(guī)心電監(jiān)護(hù)下，患者輕度鎮(zhèn)靜(2mg咪唑安定針靜脈注射)，去枕平臥，頭微偏向健側(cè)或受傷相對(duì)較輕側(cè)，雙肩部墊高，暴露頸部，穿刺點(diǎn)在甲狀軟骨下緣頸動(dòng)脈搏動(dòng)略外側(cè)標(biāo)記，測(cè)標(biāo)記點(diǎn)與乳突尖距離，常規(guī)消毒鋪巾，B超定位下使用深靜脈穿刺針向乳突方向穿刺，回血暢拔出針芯，置入導(dǎo)絲(不長(zhǎng)于穿刺點(diǎn)至乳突距離)，將穿刺導(dǎo)管順導(dǎo)絲緩慢置入，直到遇到少許阻力后回撤少許(＜1cm)，使導(dǎo)管頂端約在第2頸椎水平，放射線(xiàn)下確認(rèn)應(yīng)在乳突的中點(diǎn)水平附近。通常成人從穿刺點(diǎn)到導(dǎo)管頂端的水平約10～12cm，肝素生理鹽水封管。每6h緩慢抽取頸內(nèi)靜脈血，用全自動(dòng)多參數(shù)血?dú)夥治鰞x(ABL700型，丹麥Radicmeter公司)行血?dú)夥治?、乳酸測(cè)定。每6h抽取股動(dòng)脈、頸內(nèi)靜脈血樣測(cè)定血?dú)?、乳酸。從傷后?d起連續(xù)記錄3～5d。

AVDL通過(guò)計(jì)算動(dòng)靜脈乳酸測(cè)量值的差值，根據(jù)Gibbs等［6］研究，AVDL的正常取值范圍為-0．38～0．03μmol/ml，AVDL＜-0．38μmol/ml考慮腦組織無(wú)氧代謝增加;同時(shí)計(jì)算出動(dòng)靜脈氧差，利用公式:AVDO2=1．34×Hb×(SaO2-SjvO2)，正常取值范圍為4．5vol% ～8．5vol%，均值為6．7vol%，SaO2動(dòng)脈血氧飽和度，SjvO2頸內(nèi)靜脈血氧飽和度。

3～5d內(nèi)行頭顱CT掃描作為金標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)有無(wú)顱內(nèi)梗死灶。

6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS16軟件包處理，計(jì)算靈敏度、特異度、陽(yáng)性似然比、陰性似然比及繪制AVDL和AVDO2的ROC曲線(xiàn)。

結(jié) 果

1 CT影像學(xué)改變

5例患者CT影像出現(xiàn)腦梗死表現(xiàn)，動(dòng)脈供血區(qū)域低密度灶，部位和范圍與阻塞血管供應(yīng)區(qū)域一致，呈扇形，基底貼近大腦表面。其中1例位于額葉，為前動(dòng)脈分支供血;2額頂區(qū)，大腦中動(dòng)脈供血;2例丘腦和枕部，大腦后動(dòng)脈供血。

2 AVDL及AVDO2(表1)

表1 AVDL及AVDO2的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

為統(tǒng)計(jì)學(xué)需要，選擇靜脈與動(dòng)脈乳酸測(cè)定的差值(VADL)，最低為-0．03μmol/L，提示腦組織的代謝活躍，乳酸通過(guò)單羧酸鹽載體進(jìn)入神經(jīng)元，被活動(dòng)的神經(jīng)元做為能源底物加以利用，特別在機(jī)體應(yīng)激的情況下，乳酸和糖相比較，優(yōu)先被氧化利用。因此部分病例出現(xiàn)靜脈乳酸的測(cè)定值小于動(dòng)脈血樣本的測(cè)定值。最高為0．42μmol/L。而AVDO2最低為3．19vol%，最高為9．03 vol%，均值為5．67 vol%。3 ROC曲線(xiàn)(圖1)

圖1 VADL和AVDO2診斷創(chuàng)傷性腦梗死的ROC曲線(xiàn)

兩者曲線(xiàn)下面積均為0．92，診斷效能等同。當(dāng)VADL=0．3μmol/L時(shí)為前者的最佳臨界點(diǎn)，靈敏度為91%，特異度為84%;AVDO2=6．24vol%時(shí)為后者的最佳臨界點(diǎn)，靈敏度為81%，特異度為89%，平行試驗(yàn)的聯(lián)合靈敏度為94%。

討 論

重型顱腦損傷死亡患者尸體解剖時(shí)發(fā)現(xiàn)60%～90%合并有缺血性腦損傷的特點(diǎn)［2］。目前，重型顱腦損傷患者合并腦梗死，其發(fā)病機(jī)制目前尚未完全明確。局灶性損傷引起區(qū)域內(nèi)腦血流量顯著減少可能是腦梗死的一個(gè)重要原因，而且創(chuàng)傷性腦梗死的臨床表現(xiàn)缺乏特異性表現(xiàn)，易與顱高壓引起的神經(jīng)功能惡化相混淆［7］。目前的診斷手段主要依賴(lài)于影像學(xué)檢查，但檢查時(shí)間窗通常為24～48h后，且需要搬運(yùn)病人，增加了院內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的危險(xiǎn)。因此需要發(fā)現(xiàn)一種有效的、可替代的床邊監(jiān)測(cè)工具［8］。

腦缺血過(guò)程中，腦組織不能進(jìn)行正常的有氧代謝，葡萄糖通過(guò)無(wú)氧酵解的方式產(chǎn)生少量三磷酸腺苷(ATP)。Na+、K+-TP酶的激活使ATP消耗增多，進(jìn)一步激活星形膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的糖酵解相關(guān)酶，導(dǎo)致無(wú)氧糖酵解加劇，將攝入的葡萄糖轉(zhuǎn)化成大量乳酸，形成乳酸堆積。同時(shí)pH值下降，酸中毒引發(fā)毛細(xì)血管的通透性增加和血腦屏障的破壞，乳酸通過(guò)通透性增加的血腦屏障、腦組織-腦脊液屏障，進(jìn)入腦室系統(tǒng)和血液系統(tǒng)，造成腦脊液和回流的腦內(nèi)靜脈血的乳酸含量增加，腦脊液和靜脈血通過(guò)靜脈竇回流到頸內(nèi)靜脈，測(cè)定頸內(nèi)靜脈球血液的乳酸濃度與動(dòng)脈血內(nèi)的乳酸濃度的差值(AVDL)，反映出腦組織有無(wú)氧供不足的現(xiàn)象或程度，從而判定有無(wú)創(chuàng)傷性腦梗死的發(fā)生，同時(shí)要排除全身氧供不足和面部血液回流混雜的干擾［5，9-11］。

乳酸和葡萄糖一樣是神經(jīng)元的能量底物，并且在病理?xiàng)l件下是神經(jīng)元最直接的底物，同時(shí)也是神經(jīng)元低氧后恢復(fù)功能和有氧呼吸所優(yōu)先利用的底物［1］。這就可以解釋臨床上有些病例的AVDL為正值。

在實(shí)驗(yàn)室和臨床試驗(yàn)中［12-13］，檢測(cè)到顱腦損傷患者腦脊液和頸內(nèi)靜脈血液中的乳酸濃度增加。Murr等［13］在一組21例重型顱腦損傷患者中發(fā)現(xiàn)不同的AVDL與顱內(nèi)壓增高和預(yù)后有關(guān)。但仔細(xì)分析該組數(shù)據(jù)，作者并沒(méi)有給出正常的AVDL的閾值，且大部分?jǐn)?shù)據(jù)均＞-0．30μmol/L，據(jù)Gibbs等［6］報(bào)道這是一個(gè)正常范圍。本組資料中的358例標(biāo)本檢測(cè)，最高為0．03μmol/L，最低為-0．42μmol/L，均值為-0．26μmol/L。通過(guò)ROC曲線(xiàn)決定最佳臨界點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示當(dāng) AVDL的正常閾值為-0．30μmol/L時(shí)，最接近左上角，所得靈敏度與特異度之和最大，取它的靈敏度為91%，特異度為84%，陽(yáng)性似然比為5．69，陰性似然比為0．095。測(cè)定AVDL的值作為判定有無(wú)外傷性腦梗死的床邊測(cè)量工具，具備較高的靈敏度和特異度。

臨床實(shí)踐中以Robertson等［14］為代表間斷采取頸內(nèi)靜脈和股動(dòng)脈血樣本進(jìn)行血?dú)夥治?，通過(guò)公式計(jì)算AVDO2來(lái)評(píng)估CBF，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)腦血流動(dòng)力學(xué)變化。AVDO2反映腦氧供和氧需之間的平衡，重型顱腦損傷患者AVDO2的增高與合并腦梗死有關(guān)。隨著CBF的下降，腦的氧供不能滿(mǎn)足腦代謝的需求，腦細(xì)胞攝取氧的能力代償性增加，出現(xiàn)頸內(nèi)靜脈血氧飽和度進(jìn)行性下降，AVDO2逐步加大。超出代償能力時(shí)，腦組織通過(guò)增加攝取血液中氧并不能滿(mǎn)足腦氧代謝的需要，腦組織缺血低氧，出現(xiàn)腦梗死［14-16］。

本組實(shí)驗(yàn)資料中，統(tǒng)計(jì)描述發(fā)現(xiàn)AVDO2最低為3．19vol%，最高為9．03vol%，均值為5．67vol%。通過(guò)ROC曲線(xiàn)選擇最佳臨界點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示當(dāng)AVDO2的正常閾值為6．24vol%時(shí)，最接近左上角，所得靈敏度與特異度之和最大，取它的靈敏度為81%，特異度為89%，陽(yáng)性似然比為7．36，陰性似然比為0．212。

采用AVDO2與AVDL指標(biāo)相較，兩者診斷效能接近，但前者陽(yáng)性似然比較大，陽(yáng)性患者診斷合并腦梗死的準(zhǔn)確性較高;后者陰性似然比較小，陰性患者排除腦梗死的準(zhǔn)確性較高?？紤]到重型顱腦損傷合并腦梗死是嚴(yán)重的并發(fā)癥，死亡率明顯增加。本實(shí)驗(yàn)中采用AVDL和AVDO2兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行平行試驗(yàn)，得到聯(lián)合靈敏度為94%。靈敏度的提高有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)腦梗死，為早期采取合理的措施提供依據(jù)。

重型顱腦損傷并發(fā)腦梗死引起局部或廣泛的腦缺血、低氧，造成無(wú)氧代謝增加，影響患者的預(yù)后。通過(guò)床邊測(cè)定AVDL和AVDO2等指標(biāo)，有助于早期發(fā)現(xiàn)病變，從而為臨床更好地治療提供依據(jù)。

［1］Gactz M．The neurophysiology of brain injury［J］．Clin Neurophysiol，2004，115(1):4-18．

［2］Graham DI，F(xiàn)ord DI，Adams JH，et al．Ischaemic brain damage is still common in fatal non-missile head injury［J］．J Neurol Neurosurg Psychiatry，1989，52(2):346-350．

［3］Miller JI．Head injury and brain ischaemia implications for therapy［J］．Br J Anesth，1985，57(9):120-130．

［4］Gennarell TA，Tipperman R，Maxwell WL，et al．Traumatic damage to the nodal axolemma:an early，secondary injury［J］．Acta Neurochir Suppl(Wien)，1993，57(5):49-52．

［5］Artru F，Dailler F，Burel E，et al．Assessment of jugular blood oxygen and lactate indices for detection of cerebral ischemia and prognosis［J］．J Neurosurg Anesthesiol，2004，21(8):225-231．

［6］Gibbs EL，Lennox WG，Nims LF，et al．Arterial and cerebral venous blood arterial-venous differences in man［J］．JBiol Chem，1942，144(2):325-332．

［7］Rasmussen P，Wyss MT，Lundby C．Cerebral glucose and lactate consumption during cerebral activation by physical activity in humans［J］．FASEB J，2011，25(9):2865-2873．

［8］Chieregato A，Marchi M，F(xiàn)ainardi E，et al．Cerebral arterio-venous pCO2 difference，estimated respiratory quotient，and early posttraumatic outcome:comparison with arterio-venous lactate and oxygen differences［J］．J Neurosurg Anesthesiol，2007，19(7):222-228．

［9］Masaoka H．Cerebral blood flow and metabolism during mild hypothermia in patients with severe traumatic brain injury［J］．J Med Dent Sci，2010，57(2):133-138．

［10］Monnet X，Julien F，Ait-Hamou N，et al．Lactate and venoarterial carbon doxide difference/arterial-venous oxygen difference ratio，but not central venous oxygen saturation，predict increase in oxygen consumption in fluid responders［J］．Crit Care Med，2013，13(6):13-21．

［11］徐福林，王建清，徐征，等．重型顱腦損傷患者頸內(nèi)靜脈氧飽和度及動(dòng)靜脈乳酸差值與預(yù)后的關(guān)系［J］．醫(yī)學(xué)臨床研究，2007，24(12):2082-2083，2086．

［12］Zehtabchi S，Sinert R，Soghoian S，et al．Identifying traumatic brain injury in patients with isolated head trauma:are arterial lactate and base deficit as helpful as in polytrauma［J］．Emerg Med J，2007，24(4):333-335．

［13］Murr R，Stummer W，Schurer L，et al．Cerebral lactate production in relation to intracranial pressure，cranial computed tomography findings，and outcome in patients with severe head injury［J］．Acta Neurochir(Wien)，1996，38(2):928-937．

［14］Robertson CS，Narayan RK，Gokaslan ZL，et al．Cerebral arteriovenous oxygen difference as an estimate of cerebral blood flow in comatose patients［J］．JNeurosurg，1989，70(2):222-230．

［15］Le Roux PD，Newell DW，Lam AM，et al．Cerebral arteriovenous oxygen difference:a predictor of cerebral infarction and outcome in patients with severe head injury［J］．J Neurosurg，1997，3(4):871-878．

［16］Matthias F，Wlofram S，Dorothee W，et al．Arterio-venous differences of oxygen and transcranial Doppler sonography in the management of aneurysmatic subarachnoid hemorrhage［J］．JClin Neuro，2008，15(1):630-636．