颅脑创伤患者血气指标监测及其意义

出处：按学科分类—医药、卫生 第二军医大学出版社《颅脑创伤临床救治指南》第56页（7048字）

简介

1．结论

对颅脑损伤患者进行血气指标监测，能早期发现低氧血症，并为改善患者呼吸功能、纠正酸碱失衡提供依据。

2．方法选择

血气指标的变化能反映脑损伤轻重，并与预后有密切关系。根据颅脑损伤急性期的动脉血氧分压(PaO₂)、二氧化碳分压(PaCO₂)及酸碱平衡变化，能了解脑组织的血供和氧供状况；脑脊液(CSF)气体分析最能反映脑组织是否存在酸中毒。

一、概述

过去20多年的深入研究显示，颅脑损伤导致的脑损害分为原发性和继发性两类。继发性脑损害是影响存活率、神经功能恢复的最主要因素。其中与继发性脑损害的发生、发展密切相关的最重要因素之一是脑组织的缺血、缺氧。组织学检查已经证实，绝大多数脑伤死亡者有脑缺血(氧)的病理改变。大量的研究证据显示，脑损伤后头24h脑血流量下降超过50%，在头4h甚至可降至20ml／(100g·min)以下。另一方面，颅脑损伤可引起呼吸抑制、呼吸节律紊乱、误吸、神经源性肺水肿、肺淤血、肺通气／灌流比例失调(肺分流)等，导致呼吸功能不全，出现缺氧。研究表明，脑损伤后低氧血症常立即发生。然而，临床上判断缺氧的程度却十分困难，通常要在PaO2＜6．7kPa时才有缺氧症状，发绀的出现往往标志着组织缺氧已非常明显严重。因此，及时了解脑组织氧合程度及酸碱状况，尽早采取相应的治疗措施，对降低颅脑损伤的病死率具有重要意义。

理论上CSF生化测定、气体分析更能反映脑组织代谢(包括脑氧代谢)状态。但CSF气体分析的准确性受技术操作的限制，误差比较大；脑伤后CSF血染对气体分析有影响；不同部位(脑室、延髓池、腰池)的CSF气体指标也有差别。另外，因腰穿存在诱发脑疝的风险，或血肿形成、脑肿胀致脑室受压变小，使CSF的采集存在困难，尤其是重伤患者难以常规进行CSF气体分析。近年来出现的脑组织氧分压的直接测定需要专门的设备，代价昂贵，目前尚难以普及。

PaO₂、PaCO₂直接影响脑血管的舒缩状态，同时血液的酸碱度影响氧在组织的释放。因此，脑组织的血供和氧供与动脉血的氧合程度及酸碱状态密切相关。血气分析具有指标多、敏感性高、标本采集方便、微创、无风险等优点，可在临床广泛应用。在过去的30多年，国内外学者对颅脑损伤后血气指标变化的规律，血气指标与脑损伤程度和预后的关系，以及血气分析的价值进行了较深入的研究。

二、论点形成过程

对1970～2001年文献进行了检索。国外文献利用MEDLINE检索，国内文献通过CMCC(中文生物医学期刊数据库)和CBMD(中国生物医学光盘)检索，输入关键词为颅脑损伤、气体分析、酸碱平衡、呼吸障碍。获得国外相关文献34篇，国内文献23篇，对所有中、英文临床研究文献均进行了复习。

三、科学基础

绝大多数研究采用动脉血标本监测血气指标，少部分研究同时对静脉血(主要是颈静脉血)和(或)CSF的气体指标进行观察，仅有极少的研究专门对颈静脉血或脑脊液气体指标进行检测。总体上看，少有大标本(＞100例)研究。Zupping最早报道对45例颅脑损伤同时进行动脉血、颈静脉血和CSF气体指标检测的结果，发现脑伤组PaO₂、脑脊液氧分压(CSFPO₂)明显低于对照组，深昏迷患者更明显；而颈静脉血氧分压(PvO₂)虽有下降，但与意识障碍无关，且死亡者PvO₂高于存活者；PaO₂与PvO₂和CSFPO₂之间无相关关系。脑伤组动脉血、颈静脉血、CSF的二氧化碳分压均明显低于对照组，昏迷和死亡者低碳酸血症最为明显。脑伤组动脉血和颈静脉血pH值升高，CSFpH值则下降；动脉血呈碱血症的原因主要是过度通气，CSF酸中毒则为乳酸含量增高所致。以后国内、国外对动脉血气指标的监测取得基本一致的结果。典型表现是，PaO₂、PaCO₂、明显低于正常，pH值升高，实际碳酸氢盐下降并低于标准碳酸氢盐，即呼吸性碱中毒。这些研究证实，颅脑损伤急性期低氧血症、低碳酸血症是最常见的血气指标异常。

陶寅检测142例颅脑损伤患者动脉血气指标，并按脑伤严重程度分成4组比较，发现随着脑伤加重，低氧血症比例从30%升至77．8%。其他研究也显示，中型脑损伤低氧血症发生率约为20%，重型颅脑损伤中低氧血症平均发生率一般均超过50%(48%～72．5%)，可持续数天，在手术后24～48hPaO₂降至最低；脑伤越重PaO₂越低，昏迷、植物生存和死亡者的PaO₂明显低于清醒和存活者，说明动脉血氧分压与伤情和预后有密切关系。Chesnut等认为PaO₂＜8．0kPa是估计预后的5个最具价值预测指标之一，但无其他研究支持确定动脉血氧分压的危险阈值。低碳酸血症发生率为50%～81%。

朱诚报道60例颅内血肿术后均有过度通气，并可持续数天，提示大多数脑伤患者存在自发性过度通气。脑伤越重低碳酸血症越明显，昏迷和死亡者低碳酸血症最明显，持续降低者预后不良。与低碳酸血症相对应，动脉血酸碱失衡主要表现为碱血症，为呼吸性碱中毒，可伴有代谢性酸中毒或代谢性碱中毒，但代谢因素较少参与脑创伤后的酸碱改变。

有关血气指标与颅内压(ICP)关系的研究较少。Paul等发现PaCO₂对ICP的影响有3种类型，PaO₂过度下降并不能进一步降低ICP。朱诚对ICP与血气指标变化的关系进行了比较，ICP超过2．0kPa时，PaO₂明显降低，但观察病例仅5例。血气指标与ICP变化的关系尚不明确。

对CSF气体指标的检测结果仅pH值和HCO₃^-的下降是比较一致的发现，而氧分压、二氧化碳分压的变化各家报道差异较大，甚至相互矛盾，因此对CSF氧分压是否能反映脑组织氧合情况存在争议，这也提示脑脊液气体分析的临床价值尚不肯定。颈静脉血气分析研究较少，各家研究结果也不尽一致，尚需更多的研究才能对其临床意义作出评价。

多数学者认为，在呼吸道保持通畅的情况下，脑伤后的低氧血症的形成与肺通气／灌流比例失调，肺分流增加，静脉血掺杂及微肺不张等因素有关，而自发性过度通气则是脑组织酸中毒的代偿性反应，由此产生的低碳酸血症使脑血管痉挛，自动调节功能丧失，加重脑组织缺血、缺氧，形成恶性循环。因此，纠正低氧血症和低碳酸血症非常重要。许多研究者提出一些处理意见或经验，但极少有严格设计的处理脑伤后低氧血症和低碳酸血症的研究报道，仅有一项研究提供了气管切开加机械通气降低死亡率的证据。一般主张对已有二氧化碳分压下降、pH值升高病例，应控制过度通气，如用纸罩罩住患者口鼻或气管切开处，增加CO₂回吸；对采用人工呼吸者则应减少通气量。对大流量吸氧仍不能纠正低氧血症者，则应行气管切开及机械辅助通气，采用呼气末正压给氧法。

四、小结

对颅脑损伤患者动脉血气指标的监测显示，低氧血症、低碳酸血症(自发性过度通气)、呼吸性碱中毒是脑损伤后血气指标改变的主要形式，且与脑伤轻重、预后密切相关。适当控制过度通气、气管切开、机械辅助呼吸以及呼气末正压给氧对纠正低碳酸血症和低氧血症有益。

五、前景与展望

应对颅脑损伤后血气指标的改变与ICP变化的关系，与脑氧代谢的关系进行更多大样本的研究。有限的研究显示，颈静脉血的氧分压、氧饱和度能够代表脑氧代谢水平，需要对此进行更多的研究，才能确定颈静脉血气分析的临床价值。

六、主要依据

形成本章观点主要作者的研究概要及结论见表8-1。

表8-1 形成血气指标监测观点主要作者的研究概要及结论

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