亚高原地区早期常压氧疗联合亚低温对重型颅脑损伤后脑组织氧代谢的影响

施 镔,白焕英

(西宁市第三人民医院)

在亚高原地区,不同浓度氧疗对重型颅脑损伤(severe traumatic brain injury,sTBI)患者的临床疗效存在争议。本研究采用前瞻性、随机对照研究评估不同浓度常压氧疗对重型颅脑损伤后脑组织氧代谢的影响。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究采用前瞻性、随机对照研究,选择2014年1月至2017年1月在青海省西宁市第三人民医院就诊的90例重度sTBI患者。本研究经相关医学伦理委员会批准,所有患者均签署知情同意书。

1.2 纳入和排除标准

纳入标准：①所有患者均为西宁地区(海拔2260米)重型颅脑损伤患者;②所有患者均适合亚低温治疗;③所有患者格拉斯哥昏迷量表(Glasgow Coma

Scale,GCS)≤8分。排除标准：①非亚高原地区患者;②有心、肝、肾功能不全及多器官功能衰竭者;③合并肺部损伤或伤后出现吸入性肺炎者;④有严重多发伤者。

1.3 分组与治疗方法

共纳入90例sTBI患者。将90例患者随机分为研究组(n=45)和对照组(n=45),研究组患者年龄39～48岁,平均40.9±11.2岁;男38例,女7例;GCS评分2～7分,平均5.18±2.15分。对照组研究对象年龄38～49岁,平均40.2±11.7岁;男32例,女13例;GCS评分3～6分,平均5.24±1.97分,研究组与对照组的研究对象年龄、性别及GCS评分差异均无统计学意义(均P＞0.05),具有可比性。对照组患者在亚低温下通过呼吸机或高流量氧疗仪给予50%浓度常压氧气吸入,研究组患者在同等条件下给予80%浓度常压氧气吸入,治疗持续1周。

所有患者均予常规治疗：予手术治疗的同时予脱水降颅压、抗感染及对症治疗。

所有患者均予亚低温治疗：1.静脉注射顺本磺酸阿曲库铵(8mg);2.静脉注射冬眠药物(哌替啶100mg+氯丙嗪50mg+异丙嗪50mg)进入冬眠状态后行物理降温,以(1～1.5)℃/h的速度降温,使肛温维持在32℃～35℃之间,待颅内压恢复至正常水平(5～15mmHg)后维持24 h。

1.4 观察指标

通过侧卧位行腰椎穿刺术间接测量患者ICP,并用颅内压监护仪(法国,型号：BJM428SOPHYSA)对患者动态监测ICP,记录两组患者治疗前、后第1、3、5、7天清晨9点ICP水平。正常成人侧卧位值为5～15 mmHg。 记录两组患者治疗后第 1、3、5、7 天GCS评分,其中使用镇静剂患者停用镇静剂3 h后进行评估。在治疗后第1、3、5、7天清晨抽取两组患者5 mL空腹静脉血,分离血清,采用双抗体夹心ELISA法检测血清特异性烯醇化酶(Neuron specific enolase,NSE)含量。记录患者治疗前及治疗7天时脑血流相关指标。使用激光多普勒血流灌注成像仪(PeriScan PIM 3)监测平均脑血流速度(Vmean)、平均脑血流量(Qmean)、动态阻力(DR)及脉搏波速(Wv)。使用脑部血氧饱和度监护仪(CFDA6821-10-8)记录患者治疗前及治疗7天时颅脑氧代谢相关指标,监测颈静脉球部的血氧含量(CjvO2)、颈静脉血氧饱和度(SjvO2)、脑氧摄取率(CERO2)、动脉血氧含量(CaO2)。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 颅内压水平

治疗前及治疗第1天时,比较患者组间颅内压(ICP)水平,差异无统计学意义(P＞0.05);治疗第3、5、7天时差异有统计学意义(P＜0.05),且随着治疗时间延长两组ICP水平逐渐降低,差异有统计学意义(P＜0.05)。详细数据见表1。

表1 两组患者ICP比较结果(±s)Table 1 Comparison of ICP(intracranial pressure)between the two groups(±s)

表1 两组患者ICP比较结果(±s)Table 1 Comparison of ICP(intracranial pressure)between the two groups(±s)

组别 例数 治疗前 治疗1天 治疗3天 治疗5天 治疗7天 F P对照组 45 25.24±1.97 24.46±1.67 21.29±1.56 19.25±1.58 16.88±1.15 214.040 ≤0.001研究组 45 25.18±2.15 23.19±1.93 18.29±1.61 16.17±1.85 13.22±1.27 347.366 ≤0.001 t- 0.138 3.338 8.977 8.493 14.330 - -P - 0.891 0.001 0.000 0.000 0.000 - -

2.2 格拉斯哥昏迷量表评分及血清特异性烯醇化酶值

两组患者在治疗第5、7天时GCS评分较治疗第1天明显升高,差异有统计学意义(P＜0.05),且第5天、第7天研究组GCS评分显著高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05)。两组患者治疗第3天时NSE值较治疗第1天明显升高,差异有统计学意义(P＜0.05),随后逐渐降低;研究组治疗第7天时NSE值与治疗第1天比较,其值显著下降,差异有统计学意义(P＜0.05),且显著低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05)。详细数据见表2。

表2 两组患者GCS评分及NSE比较结果(±s)Table 2 Comparison of GCS score and NSE between the groups(±s)

表2 两组患者GCS评分及NSE比较结果(±s)Table 2 Comparison of GCS score and NSE between the groups(±s)

a：与治疗第 1 天比较,b：与治疗第 3 天比较,c：与治疗第 7 天比较;1：P＜0.01,2：P＜0.05。 *：t′值

时间GCS评分研究组(n=45) 对照组(n=45) t P NSE(ng/mL)研究组(n=45) 对照组(n=45) t P治疗 1 天 4.6±0.7 4.4±0.6 1.455 0.149 38.4±15.2 36.1±13.2 0.766 0.446治疗 3 天 4.3±0.9 4.2±0.8 0.557 0.579 56.3±17.8a1 52.6±18.1a1 0.978 0.331治疗 5 天 5.6±1.3a1b1 4.9±0.8a1b1 3.076* 0.002 40.9±13.5b1 44.2±15.5a2b1 1.077 0.284治疗 7 天 6.8±1.6a1b1c1 5.4±1.1a1b1c1 4.837* ＜0.001 31.9±9.4a2b1c1 40.2±13.0b1 3.470 0.001 F 41.378 18.263 - - 23.502 9.796 - -P＜0.001 ＜0.001 - - ＜0.001 ＜0.001 - -

2.3 脑血流指标

治疗前两组患者 Vmean、Qmean、DR、Wv无显著差异(P＞0.05);治疗第7天,两组患者Vmean、Qmean较治疗前均升高,DR、Wv较治疗前均降低,差异均有统计学意义(P＜0.05);治疗后研究组Vmean、Qmean较对照组均显著升高,DR、Wv较对照组均显著降低(P＜0.05)。详细数据见表3。

表3 两组患者脑血流各项指标比较结果(±s)Table 3 Comparison of various cerebral blood flow indexes between the two groups(±s)

表3 两组患者脑血流各项指标比较结果(±s)Table 3 Comparison of various cerebral blood flow indexes between the two groups(±s)

指标治疗前研究组(n=45) 对照组(n=45) t P治疗后7天研究组(n=45) 对照组(n=45) t P Qmean(mL/s) 6.24±0.88 6.19±0.78 0.285 0.776 13.19±2.32 8.92±1.23 10.908 ＜0.001 Vmean(cm/s) 12.21±1.25 12.16±0.97 0.212 0.833 19.27±3.15 15.28±2.45 6.707 ＜0.001 Wv(m/s) 18.43±2.66 18.66±2.30 0.439 0.662 10.72±1.63 15.28±1.53 13.683 ＜0.001 DR(kPa.s/m) 465.79±23.63 459.63±35.26 0.974 0.333 231.68±28.22 367.28±25.14 24.068 ＜0.001

2.4 氧代谢指标

对治疗前两组患者 CjvO2、SjvO2、CERO2、CaO2行组间相比,差异无统计学意义(P＞0.05);治疗7天后两组患者CjvO2、SjvO2、CERO2均升高,但以研究组升高更显著;CaO2均降低,但以研究组降低更显著,差异有统计学意义(P＜0.05)。详细数据见表4。

表4 两组患者氧代谢各项指标比较(±s)Table 4 Comparison of various oxygen metabolism indexes between the two groups(±s)

表4 两组患者氧代谢各项指标比较(±s)Table 4 Comparison of various oxygen metabolism indexes between the two groups(±s)

指标治疗前研究组(n=45) 对照组(n=45) t P治疗后7天研究组(n=45) 对照组(n=45) t P SjvO2(%) 89.22±5.25 89.16±4.48 0.058 0.954 98.69±4.15 94.32±3.37 5.484 ＜0.001 CjvO2(mL/L) 89.16±3.47 88.75±3.81 0.534 0.595 99.62±4.21 95.42±3.39 5.212 ＜0.001 CaO2(mL/L) 165.49±17.44 166.53±16.88 0.287 0.775 140.50±12.61 153.29±11.47 5.033 ＜0.001 CERO2(%) 30.25±2.69 30.69±2.81 0.759 0.450 42.18±3.26 34.25±2.95 12.100 ＜0.001

3 讨论

本研究结果显示,在亚高原地区,行80%浓度早期常压氧疗并联合亚低温治疗重型颅脑损伤,可显著降低患者颅内压、改善氧代谢及脑血流水平。

重型颅脑损伤患者随着脑水肿的逐渐加重,可出现颅内压升高而使脑灌注压下降,影响到脑血流的供应,且缺血损伤的脑组织较正常脑组织需更多的氧耗,脑组织血氧的供需平衡失调可出现无氧代谢增加、乳酸生成增多,使脑水肿进一步加重[1-2]。

亚低温治疗为目前治疗神经功能损伤的常用方法,其通过降低颅脑继发性损伤而达到保护脑组织、促使神经系统重建等作用。研究显示[3-4],亚低温治疗可降低机体,尤其是脑组织氧耗,减少乳酸堆积、预防酸中毒,减轻脑水肿、保护血脑屏障、抑制内源性毒素产生,减少ATP消耗、增加脑组织再灌注,促进脑功能恢复。尽管如此,亚低温治疗无法根本解决颅脑损伤患者脑缺血缺氧情况,仍需给予患者氧疗。目前临床对于颅脑损伤患者所行氧疗方法为常压低浓度氧疗,但此方法对于提高重型颅脑损伤患者氧分压疗效欠佳。常压高浓度氧疗为正常气压下高浓度氧气吸入治疗,可使血液中氧分压升高而提高对脑组织的供氧量。有研究显示[5],高浓度常压氧疗可使脑组织氧分压增加、损伤区域脑血流量增加、颅内压降低、脑代谢及神经细胞活动得以改善,但对亚高原患者改善程度存在不同认识。机体对氧的利用程度决定了改善的结果,高原地区发生颅脑损伤时,低张性缺氧与循环性缺氧共同作用,氧疗可以直接增加肺组织氧分压,使 PaO2、SaO2增高。但在亚高原地区,部分患者因存在程度不一的肺部疾患,故对氧的利用有很大的区别,所以,高浓度常压氧疗对亚高原患者改善程度受肺部疾患、年龄因素影响。同时,有研究显示[6],高浓度氧疗可以明显改善脑组织的有氧代谢,使HCO3-及pH下降的程度减缓,并降低血浆Lac浓度,可延缓代谢性酸中毒的进一步加重。

本研究通过对比治疗前及治疗第1、3、5、7天时的ICP水平发现,治疗前及治疗第1天时,患者组间ICP无统计学差异;治疗第3、5、7天时组间ICP有统计学差异;且随着治疗时间逐渐增加两组ICP逐渐降低。ICP为颅腔内的脑脊液压力,颅脑损伤时ICP可升高,且颅脑损伤后脑水肿亦可使ICP升高;高浓度常压氧疗可通过增加脑组织氧分压、改善脑代谢等降低颅内压[7],这与孙旭日等人的研究结论相同[8]。本研究显示两组患者组内比较治疗第5、7天时,GCS评分较治疗第1天明显升高,且组间差异有统计学意义,其原因可能为通过5～7天的亚低温和常压氧疗治疗,两组患者ICP均有不同程度的降低有关;两组患者治疗第3天时NSE值较治疗第1天明显升高,随后逐渐降低;研究组治疗第7天时NSE值与治疗第1天对比显著下降,且显著低于对照组。重型颅脑损伤后脑组织缺氧,使磷酸肌酸及三磷酸腺苷在数分钟内被消耗,细胞内发生无氧酵解产生大量乳酸;NSE存在于成熟神经元及神经内分泌细胞中,是糖酵解的特异酶;在神经细胞受损后,细胞膜完整性遭破坏,NSE由损伤的神经元漏出至脑脊液及血液中,致使血液中NSE水平升高[9-10]。所以出现本研究两组患者治疗第3天时NSE值较治疗第1天明显上升,随着神经细胞受损修复,NSE值逐渐降低。但本研究显示研究组治疗第7天时NSE值与治疗第1天对比显著下降,且显著低于对照组,高浓度氧疗组的GCS及NSE水平得到明显改善,提示高浓度氧疗治疗重型颅脑损伤患者效果显著。

本研究显示,在亚高原地区,治疗第7天时Vmean、Qmean较治疗前均升高,DR、Wv较治疗前均降低;治疗7天后两组患者CjvO2、SjvO2、CERO2均升高,CaO2均降低,提示高浓度氧疗在患者脑血流及氧代谢改善等方面起着重要作用,其原因可能为高浓度氧疗能增加脑组织氧供,抑制兴奋性氨基酸、一氧化氮、氧自由基等有害物质释放,该结果与国外相关研究类似[11-12]。CjvO2直接接收颅脑回流血液,反映脑氧耗与氧供平衡情况,可用于监测脑氧代谢;SjvO2与脑氧耗、氧供及脑组织血流量等因素相关,可在一定程度反映脑组织缺氧情况;CERO2反映脑组织对血氧的摄取情况。通过以上指标,可反映机体动脉血氧分压与颅脑血氧情况[13-15]。本研究中,高浓度氧疗后的 CjvO2、SjvO2、CERO2均升高,提示脑组织得到有效的氧供。本研究显示,研究组患者临床疗效明显优于对照组。

综上所述,在亚高原地区,80%浓度常压氧疗联合亚低温治疗重型颅脑损伤效果好于50%浓度。