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神经重症的应用生理Applying Physiology in Neurocritical Care2015脑外伤的病人，如果到我们ICU时还活着。他（她）就不会死掉！除非我们犯错！黄胜坚CHINA International Neuroscience Institute ICU评估评估治疗治疗监测监测监测改变治疗：休克临床事件描述：死亡过程中的暂停，特点为脉搏不能感知、细数及冷汗John Collins Warren(1895)生理描述：血管床和血管内容量不匹配造成的外周循环功能衰竭Blalock(1930)描述心输出量不足以使血液充盈动脉血管，血压也不足以保证器官和组织的足够血流 Simone(1964)病理生理学描述：全身灌注异常导致的以广泛细胞缺氧及重要器官功能障碍为特征的临床综合征Fink有效组织灌注显著且普遍降低，导致可逆性细胞损伤，若组织灌注不足持续存在，细胞损伤将进入不可逆状态。脑：是代谢器官吗？缺血缺氧性脑病？脑组织灌注不足？脑灌注代谢失衡？脑细胞能量代谢异常？脑细胞氧利用障碍？颅内高压就是脑水肿？脑水肿就是脑休克？如何解释RCT的阴性结果？临床研究方案设计欠缺？临床研究结果解释不合理？统计学的数字游戏？现象背后的本质是什么？IICP治疗：stepwise？Bundle？Trigger?对症？对因？Furthermore,we should recognize that current treatments that are initiated in response to intracranial hypertension are simplistic and often ill-focused.此外，我们应该认识到：当前的以颅内高压为出发点的治疗方案过于简单并且常常是失焦的。Current protocol-driven approaches use a“one size fits all,”staircase approach with an escalating intensity of therapy,regardless of the underlying pathophysiological features.More individualized approaches may be preferable,but we are not yet able to identify specific causes of Increased intracranial pressure with sufficient reliability.目前的指南化的治疗措施是“一条指南打遍天下（one size fits all）”的阶梯化治疗方案，逐级增加治疗强度，而不考虑疾病背后的病理生理学特点。也许更可取的方法是采取更加个性化的治疗方案，但我们目前尚无充分可信的证据来确定颅内压增高的特殊原因。Return to Return to applying applying physiologyphysiology稳态（Homeostasis）的建立与维持颅内压稳态的建立与维持脑血流稳态：全脑和局部温度稳态：散热、保温和产热调节神经兴奋与抑制的稳态脑内环境的稳态神经调节与体液调节脑 自身如何实现灌注与代谢匹配？脑血管自动调节功能（CA）:脑自我保护功能血脑屏障(BBB)：脑自我保护功能脑血流量：占心输出量（CO）的15-20%；供能；散热。脑代谢：体重的2%，消耗 20%氧；60%ATP；循环停止10秒就出现意识障碍，5-6分钟神经损伤不可逆。基本无储备。大脑是需求最苛刻的器官吗？证明或证伪脑血流是恒定的吗？脑温的调节：Thermoregulation脑血流量 CBF脑的血液供应取决于脑的活动状态The Principles of Psychology:We must suppose a very delicate adjustment whereby the circulation follows the needs of the cerebral activity.Blood very likely may rush to each region of the cortex according as it is most active,but of this we know nothing.William James(1890)脑血流量 CBFCBF的多样性功能，导致多机制的CBF调节。脑血流的目的：Glucose+O2清除CO2脑部散热脑血流量 CBFCBFPaO2 15050PaO2 30 mmHg,CBF的增加达到的增加达到100%。CBF CMRO2PaO2与与CBF：mm Hg脑血流量 CBFCBFPaCO28020PaCO2与与CBF：mm HgPaCO2:20 80 mm Hg的范的范围，1 mm Hg 3 5%的的CBF。脑血流量 CBFCO2与细胞内H+：CO2易溶于水，经血流迅速从组织中洗脱。CBF的增加，加快CO2的清除，有利于调节控制细胞内液的pH。CO2脂溶性强，易透过血脑屏障及细胞膜，从而直接影响细胞内液的pH。血液的H+难以透过血脑屏障，因此，对细胞内液的pH影响非常有限（Siesjo BK,1978）。动物实验：PaCO2从40 mmHg增加到60 mmHg，全脑的血流量增加到100%（Grubb et al.,1974）。Cell脑细胞的pH与抽搐（O2+Glucose）Lactate +pHi 6.4SeizuresPekka Mellergard,1987脑血容量（Cerebral blood volume,CBV）：人类的CBV约占脑容量的4%（60 ml）5%25%70%CBF增加增加60%，而，而CBV只有只有5%的增加。的增加。CBF的增加为什么不会导致脑的肿胀？密闭的骨性颅腔没有延展性,ICP的作用。CBF的增加对CBV的影响极其有限（60%:5%）。脑搏动与脑脊液的调节作用。Vtotal=Vcef+Vblood+Vbrain 10%5%85%CHINA International Neuroscience Institute ICU 脑的自我保护功能：脑血管自主调节功能（CA）本质是：脑根据代谢需求调节脑血管舒缩调节脑血流量。脑血管自主调节功能的各个机制是相互独立的。CA对于保证颅腔内容积稳定至关重要。理解CA：CA 与、ICP、Bp注意CA是肌源性的。通过调节血管直径改变脑血管阻力。寻找适当的脑灌注：滴定治疗 脑血管自主调节功能受损或丧失的情况下，CPP与CBF，CBV和ICP呈正比。此种状况下，适当的脑灌注压选择变得异常重要；不适当的灌注压会造成不适当的脑灌注，意味着脑缺血或充血。灌注压过高或过低对患者都会造成损害。77.J.H.van Blankenstein,et al.Effect of arterial blood pressure and ventilation gases on cardiac depression induced by coronary air embolism.J Appl Physiol,1994;77:1896-1902.CA、Bp&ICPEffective sedation and stress reduction Sedatives(midazolam,propofol,thiopental)combined with a2-agonist and b1-blockade.*Caution to avoid side effects of barbiturates(e.g.pneumonia,ARDS,fever).Clonidine may have adverse a1-agonistic(vasoconstriction)effects at high doses a2-agonist“dexmedetomidine”CHINA International Neuroscience Institute ICU评估治疗监测TCD评估脑血流灌注：指导CPP调整ABP 137/71 MAP 93 ICP 38 CPP 55ABP 170/92 MAP 116 ICP 39 CPP 77脑灌注和脑血管自动调节功能临界闭合压：CrCP脑顺应性理论实际HYPOTHERMIAHYPOTHERMIA7 7 7 7PENTOBARBITALPENTOBARBITAL6 6 6 6HYPERVENTILATIONHYPERVENTILATION5 5 5 5OSMOTHERAPYOSMOTHERAPY4 4 4 4 CPP OPTIMIZATION CPP OPTIMIZATION3 3 3 3SEDATIONSEDATION2 2 2 2SURGICAL DECOMPRESSIONSURGICAL DECOMPRESSION1 1 1 1Columbia Stepwise Columbia Stepwise ICP ICP ProtocolProtocol普遍认识的继发神经损伤因素：颅内高压Midazolam 5-20 mg/h+Low-dose thiopental 0.5-3 mgkg-1h-1+Fentanyl 2-5 gkg-1h-1+1-antagonist metoprolol 0.2-0.3 mgkg-124h-1 iv.+2-agonist clonidine 0.4-0.8 gkg-1h-1 4-6 iv.(已由右美托米啶替代)+维持正常血容量，适度液体负平衡：速尿1-3mg/hr +维持胶体渗透压和携氧能力：ALB40g/L;Hb 12.5 g%隆德概念的 BUNDLE：GCS9分镇静控制应激反应脑灌注的质和量的管理镇痛脑创伤患者的临床救治流程：肌松试验舒马赫的“冷静”治疗问题镇静为什么会降低颅内压？低温为什么会降低颅内压？FAQ：昏迷的患者为什么还需要镇静？受伤的脑组织是否还活着?CT成像有局限性ICP监测有局限性昏迷，预后不确定性代谢显像表明组织大部分仍然活着有风险代谢危机状态CBFFDGPre-OPPost-OpOEFCHINA International Neuroscience Institute ICU昏迷 不等于 脑细胞死亡昏迷 不等于 没有感觉昏迷 不等于 不知道疼痛和伤害昏迷 不等于 没有需求或需求降低昏迷 不等于 休息！昏迷：可能是一种保护，更可能损伤在继续！需要连续、动态评估：病理、功能、结构、压力、血流、电生理、代谢。寻找继发神经损伤的风险因素并加以控制！颅内压定义：是指颅腔内容物对颅腔壁所产生的压力通常以侧卧位时腰段脊髓蛛网膜下腔穿刺所测得的脑脊液压为代表。颅内压增高的控制思路：Think DifferentThink Different.脑脊液引流CPP,PEEP,过度通气；体位；颈位；静脉窦支架LUND therapy渗透压治疗镇静，低温。外科手术减压控制IICP：减少颅腔內容积，哪怕5ml也好！脑温度、血流和代谢（电生理）的耦合 Cross Talk脑代谢脑血流量颅内压脑温脑血容量脑电活动Return to applying physiologyReturn to applying physiologyMatching Matching Treatment with CauseTreatment with Causethe causal mechanism of the rise in ICP.在采取颅内高压干预治疗前，先排除一些简单的导致颅内高压的因素：头位、颈位和体位气道通畅、呼吸障碍疼痛和躁动人机对抗胸腹腔高压发热低氧血症和高碳酸血症低钠血症（Na120）新发颅内出血，占位，颅腔变小the causal mechanism of the rise in ICP.除外或纠正上述因素后：简单的需考虑下列三大因素：1.迅即增加的CBV导致充血性脑肿胀：脑血管自动调节功能受损，动脉扩张（主动和/或被动）静脉回流受阻（胸腹腔高压、颅内静脉窦闭塞）2.脑水肿：任何形式的脑水肿均可以发生(Miller,1979).脑挫伤灶周、血管源性水肿静水压性脑水肿（被挤压的脑组织减压后水肿）细胞毒性水肿（缺血）渗透性水肿（低钠血症）3.脑脊液流出受阻（极少发生在颅脑创伤早期）Acta Neurochir(1993)Suppl 57:152-159Management of Intracranial Hypertension in Head Injury:Matching Treatment with CauseJ.D.Miller,I.R.Piper,and N.M.Dearden Department of Clinical Neurosciences,University of Edinburgh,Scotland,U.K问题受损的脑组织为什么会充血？脑外伤？SE？脑热池？ICP增高背后的故事：缺血还是充血？ICP、CPP&CBFICP、CPP&CBFReturn to applying physiologyReturn to applying physiologyMatching Matching Treatment with Treatment with CauseCauseThink differentThink different，Make difference.Make difference.脑脊液引流CPP,PEEP,过度通气；体位；颈位；静脉窦支架LUND therapy渗透压治疗镇静，低温。外科手术减压控制颅内高压等同于脑保护吗？今天不肿等于明天后天就不肿吗？区别：扬汤止沸、釜底抽薪、近期效应和远期效应Think Different,Make Difference.直接作用实质远期效应过度通气减少脑血流避免低碳酸血进入导致中枢神经系统内环境紊乱酸碱失衡脑组织缺血风险镇静降低脑电活动降低脑代谢需求，利用CA功能间接降低脑血流量和脑血容量有利于维持脑代谢供需平衡渗透治疗脑组织脱水有效性依赖于大部分血脑屏障的完整性甘露醇可能造成BBB破坏EVD释放脑脊液使ICP短期下降下降的是脑室压，而脑组织肿胀未获缓解。可能造成ICP误判CPP保障脑灌注压假设提高脑灌注压=提高脑灌注量难以估计CCP？低温降低脑代谢26种机制实现脑保护值得期待颅内压增高的控制思路：Think Different降低颅内高压=减少颅腔内容物或扩大颅腔物理治疗：外科手术清除占位、减压（内减压/DC）；引流脑脊液；HOB，颈位血脑屏障相关治疗：渗透治疗、低温CA和脑代谢相关治疗：镇静，人工昏迷，TTM，低温有效持久稳定的控制颅内高压需要：充分利用和保护脑血管自动调节和血脑屏障功能-神经血管单元颅内高压的控制是实现脑保护的必要非充分条件!Neuro Vascular Unit，BBB&CA播散性去极化（CSD）与脑灌注损伤继发神经损伤：兴奋还是抑制？是失衡！Park E.,et al.CMAJ.2008;178(9):1163-70抗癫痫药物（AEDs）的机制神经兴奋与抑制的动态平衡提示：我们真的只是在做镇痛镇静吗？改变脑的病理生理状态：纠正神经兴奋性异常？控制神经炎性反应？重建兴奋性递质与抑制性递质的平衡？实现神经兴奋与抑制的动态平衡：稳态（Homeostasis）？恢复脑代谢和血流的偶联？隆德概念（Lund concept）基本概念：脑血管自动调节功能（CA）血脑屏障(BBB)脑代谢重点关注：减少颅腔内容积，哪怕5ml也好！不常规使用甘露醇控制颅内压！脑组织的血管床被包在一个密闭腔内的示意图：Pc：脑毛细血管的静水压。Ptissue：脑组织压力（ICP）。（Pc-Ptissue）：跨毛细血管的静水压。Midazolam 5-20 mg/h+Low-dose thiopental 0.5-3 mgkg-1h-1+Fentanyl 2-5 gkg-1h-1+1-antagonist metoprolol 0.2-0.3 mgkg-124h-1 iv.+2-agonist clonidine 0.4-0.8 gkg-1h-1 4-6 iv.(已由右美托米啶替代)+维持正常血容量，适度液体负平衡：速尿1-3mg/hr +维持胶体渗透压和携氧能力：ALB40g/L;Hb 12.5 g%隆德概念的 BUNDLE镇静控制应激反应脑灌注的质和量的管理镇痛Shlosberg,D.et al.Nat.Rev.Neurol.2010;6:393403 Different ways of Secondary brain injury Different phases of brain injury 继发神经损伤：没那么简单压力伤：颅内高压，神经组织移位，脑疝灌注伤：缺血、充血、再灌注损伤、毛细血管渗漏电生理伤：神经兴奋性异常增高、癫痫、脑电风暴、播散性去极化（CSD）温度伤：脑热池代谢伤：氧、糖、其他生化伤：炎性反应、细胞外液、内环境生物伤：感染医疗伤：？！这些，归根结底是神经血管单元的损伤，或早或迟会表现为颅内高压！殊因同果？！Neuro Vascular Unit，BBB&CA的损伤继发神经损伤防治：从神经生理出发控制颅内高压：标本兼治保护脑血管自动调节功能：稳定最重要：血压、血氧、二氧化碳保护血脑屏障：渗透治疗：晶渗压还是胶渗压保护脑内环境稳定：血PH、血温度、血流量 Return to applying physiologyReturn to applying physiologyMatching Matching Treatment with Treatment with CauseCauseThink differentThink different，Make difference.Make difference.Start by doing Start by doing whats whats necessarynecessary，Then do whats possibleThen do whats possible，And suddenly you are doing the impossible.And suddenly you are doing the impossible.St.Francis of Assisi St.Francis of Assisi 脑-作为电生理器官，其复杂的功能和结构导致了复杂的功能缺陷和紊乱感谢聆听！