颅内压监测研究进展

梁强，邵淑琦，段磊。颅内压监测研究进展 [J]. 中国神经精神疾病杂志，2019, v.45 (04):54-57.

目前基于平均颅内压（ICP）的监测方法不能可靠地反映大脑对颅内压的自我代偿调节能力，也就是顺应性。可通过获取、分析连续的 ICP 波形数据和多模态监测来解决这一不足。

1. 颅内压及其影响因素

Monro-Kellie 学说指出，在正常条件下，颅内体积保持恒定，颅内压取决于颅内容物的含量。颅内容物主要包括脑组织（80%）、血液（10%）及脑脊液（10%）。由于脑组织不可压缩，增加的颅内体积（如肿瘤，血肿，脑水肿）就需要通过减少其他内容物的体积来代偿。正常成人的颅内压为 7～15mmHg，儿童为 3～7mmHg，婴儿为 1.5～6mmHg。这一颅内压的范围，并不是恒定的，颅内压会因个体、年龄等因素的不同而呈现个体化。

ICP 在其生理界限内的代偿能力对于减少颅内压升高至关重要，ICP 升高会导致脑缺血、缺氧乃至脑疝。在生理条件下，脑顺应性好的机体，即使颅内压升高，通过机体自我代偿，机体也不会觉得异常。然而，正常颅压的病人，如顺应性差，颅内体积的微小变化都将导致 ICP 的巨大波动，患者仍会感到不适。故而，仅仅依靠固定的 ICP 平均值，无法准确评估不同的个体。1927 年，ADSON 和 LILLIE 第一次使用基于脑室外引流（EVD）的流体测压系统进行了 ICP 监测，具有里程碑的意义。从那时起，ICP 监测逐渐应用于临床，指征不断扩大，其形式主要分为有创和无创监测两种。

2. 有创 ICP 监测

有创 ICP 监测分为植入流体监测系统和微传感器两种，前者应用更为广泛。基于脑室外引流的 ICP 监测被认为是金标准，不仅因为它测压的准确性，还因为它通过引流脑脊液来达到降低颅内压的治疗目的。在脑室内植入外引流管，脑室内的液体进入导管，当导管中的压力与脑室内压力平衡时，由传感器进行压力测量。有时因先天或脑肿胀致脑室很小，脑室型颅内压监测系统（外引流管）的植入存在困难，其出血的风险为 5%～7%。

有创 ICP 监测不适合长期监测，颅内感染的风险随时间延长开始增加，植入 5d 后的感染风险为 5%。另一种不常用的基于流体的颅内压监测系统是蛛网膜下螺钉，它尖端的探头通过颅骨钻孔穿破硬脑膜进入蛛网膜下腔进行探测。然而，它不能排出脑脊液，而且有相当大的局部伤口感染风险。

ICP 监测也可以使用植入式微传感器，如应变传感器、气动传感器和光纤传感器。在应变传感器中，ICP 的变化导致膜片弯曲，引起用于计算 ICP 的电阻发生变化。气动传感器在探头的远端有一个气球，其中施加在气球上的压力等于周围组织的压力（即 ICP）。在光纤传感器中，ICP 的变化会在传感器的顶端移动一个可替换的反射镜，从而改变沿着光纤电缆反射回来的光的强度。大多数微传感器都在脑实质放置，但也可以置入脑室、蛛网膜下腔、硬膜下或硬膜外。

与植入流体系统相比，植入微传感器具有较低的感染率和出血风险。然而，这些仪器费用较高，且通常需要在现场重新校准，这可能影响测量的精度。虽然 ICP 监测为颅内压的临床管理带来了明显的益处，但在众多文献中却没有达成共识。虽然一些研究表明，ICP 监测与改善生存率有关，但也有一些研究表明，ICP 监测与患者死亡率显著增加，住院时间延长，并发症的发生率以及医院资源利用率增加有关。

颅脑创伤（TBI）患者行 ICP 监测的唯一随机对照试验是由 CHESNUT 等在 2012 年进行的，作者将接受有创 ICP 监测的患者与仅通过影像学和临床查体指导治疗的患者相比，生存率并没有提高。难道颅内压监测真的没有实际临床意义？深入分析，我们发现，过往人们对颅内压数据的采集、处理、分析还不够深入，并没有将颅内压监测的作用发挥到最强，ICP 监测的临床应用实用性仍有改进的余地。

3. 无创 ICP 监测

目前，有创颅内压监测被广泛应用，除了其提供准确的诊断信息外，EVDS 还通过脑脊液的引流达到治疗目的。尽管植入 ICP 探头存在一定风险，但对大多数危重病人来说，益远大于弊。然而，在一些特殊情况下，如现场急救或患者经济条件差等，也需要无创的方法来初步评估 ICP。无创 ICP 的监测方法，虽准确率不如有创方法，但因其无创、便捷、费用低，也被逐渐用于筛查颅内压升高的患者，减少不必要的有创颅内压监测。

3.1 经颅多普勒（TCD）

TCD 是最常用于监测蛛网膜下腔出血相关血管痉挛时脑血流量（CBF）变化的工具，其测量指标主要是大脑中动脉的血流速度（FV），动脉血压和搏动指数（PI）。最近的一项前瞻性研究发现，基于 TCD 数据的多模态数据模型计算的 ICP 值与有创 ICP 测量值相关（R=0.47；P<0.05），曲线下面积为 0.73（P<0.05）。虽然理论上，基于 TCD 加权的 ICP 测量值更准确，但该技术像大多数超声波技术一样，容易出现一些主观和客观的偏差。且 TCD 一次测量提供一次数值，它虽具有作为筛查工具的潜力，但无法做到实时连续监测。

最近的一项研究表明，基于 TCD 的脑血流量（CBF）和自动调节能力评估，比基于 TCD 的 ICP 评估更成功，为此该技术可以作为神经监测的重要辅助手段。

3.2 视神经鞘直径（ONSD）

当视神经进入眶内时，仍被硬膜所包围，视神经周围的蛛网膜下腔与颅内蛛网膜下腔相通。颅内压可通过蛛网膜下腔的脑脊液传导，导致视神经鞘扩张，经眼超声可检测到这一点。有几项研究表明，有创测量的 ICP 值与超声 ONSD 测量结果之间存在相关性，总的敏感性和特异性分别为 0.90 和 0.85。

最近一项前瞻性研究显示了类似的敏感性和特异性，并建议把直径 5.6mm 作为诊断 ICP 升高的最佳方法。然而，这种技术不能用于面部创伤或有 Graves 病、结节病等患者。此外，当 ICP 出现剧烈波动时，ONSD 的特异性会减弱。尽管如此，ONSD 测量仍有望成为一种便捷的筛查测试，以判断是否进行进一步的有创监测。光学相干断层成像（OCT）是另一种用于 ICP 测量的眼科学方法，它也取决于 ICP 通过视神经鞘的传播，并在评估儿童 ICP 方面显示出更好的前景。

3.3 基于影像的方法

与颅内压升高相关的大体解剖改变可以用 CT 和 MRI 来显现。例如，占位性病变的存在会导致脑室受压和中线移位。同样，扩大的脑室提示脑积水，灰质和白质结构分化丧失提示脑水肿。CT 和 MRI 广泛用于诊断目的，其也能提供有关 ICP 的定性信息。在一项小型的试点研究中，一项基于 MRI 技术，通过评估经颅的血流量和脑脊液流量来预测 ICP 的高低，可以区分正常或升高的 ICP 患者。另一项针对 TBI 患者的小型研究表明，CT 上测量出的脑脊液体积与颅内总体积的比值可以判断正常和升高的颅内压，预测准确率为 67%。然而这些方法还不能作为判断 ICP 独立可靠的筛查工具。

3.4 遥测传感器

遥测传感器的发明与植入，使患者需要长期 ICP 的监测成为可能。它可以用于长期评估脑室腹腔分流术后患者的分流功能障碍，也可用于评估慢性颅内高压症患者的 ICP。遥测传感器的性能及植入感染风险正被评估。

近年来，技术相对成熟的两种商用传感器都是应变微传感器。一种是由一个皮下安置的外壳单元和一个通过颅骨上的小钻孔向颅内延伸的元件组成的脑实质内微传感器，而另一种则将微传感器连接到脑室内导管上。这两种传感器，通过在微芯片上记录 ICP 变化引起的电路电阻的变化，使用外部设备读取并分析信息。这两种传感器都有望用于指导长期分流患者的压力调整。

3.5 无创颅内压检测仪

闪光视觉诱发电位（FVEP）是目前临床理论研究最早、最完善的一种皮层诱发电位。它是由弥散的非模式的闪光对视网膜刺激所引起的大脑皮层（枕叶）的电位变化。FVEP 反映了从视网膜到枕叶皮视觉通路的完整性。颅内发生病变时常常会影响视神经功能障碍，从视网膜光刺激到大脑枕叶视觉电位的改变，在一定程度上反映了颅内的生理病理变化。当颅内压 ICP 持续增高时，易产生视通路神经损害，神经元及纤维缺血缺氧，代谢障碍，神经电信号传导阻滞，闪光视觉诱发电位波峰潜伏期延长。基于这一原理的无创颅内压检测仪在临床得到了更广泛的应用。

4. 提高 ICP 监测实用性的探讨

4.1 脑顺应性评估和 ICP 波形分析

目前国际上颅内压的管理以平均 ICP 作为指导指标。鉴于颅内压力 - 体积曲线的形状，目前的颅内压监测只获得平均 ICP 的数值，却不知其在压力 - 体积曲线的位置，必将影响更有效的控制颅压，限制了颅内压的临床指导意义。因此，该领域的研究者已将注意力转移到如何确定患者在任一时间沿着压力 - 体积曲线的位置，通过对连续颅内压的数值进行收集、处理并试着评估脑顺应性。将每一时间段的平均 ICP 数据用软件（如 Odin 监控系统）进行收集处理，会得到对应的可视化 ICP 波形。

经研究，ICP 波形由三部分组成：①与呼吸周期相关的呼吸波形（0.1～0.3Hz）；②与动脉周期相关的脉冲压力波形（AMP）；③低频率血管波形（如 LundbergA 和 B 波）。AMP 波又被细分为三个波（P1,P2,P3）。

ICP 升高不仅使平均 ICP 数值增高，也改变了 ICP 波形的正常特征。具体来说，P1 为冲击波，与动脉搏动有关；P2 为潮汐波，反映颅内顺应性；P3 为微波，与主动脉瓣关闭的压力传递有关。上升的 P2 波是 ICP 升高和颅内顺应性降低的特征指标。此外，LundbergA 波是指一段持续 5～20min 的平均 ICP 持续急剧增加的波形，这反映了脑顺应性的下降。LundbergB 波是一段 ICP 的周期性升高的聚集波，它以每分钟 0.33～3 个周期的速率发生，持续时间为 5～30min，但此指标特异性不大，也存在于 ICP 正常的患者，有待深一步的研究。

AMP 波可以通过 ICP 波形的频谱分析得出，它被证明较高的 AMP 与较低的脑顺应性有关。RAP 系数是 AMP 波振幅（A）和平均 ICP（P）之间的相关系数（R），它是反映脑代偿储备的一个重要指标。在低 ICP 时，RAP 值在 “压力 - 体积曲线” 的线性部分为 0，表明良好的代偿储备（脑顺应性）。当 ICP 中度升高时，RAP 值在上升指数部分为 1，这表明 RAP 的代偿储备较低。当 ICP 进一步显著增加时，由于脑灌注的减少和脑微血管的破裂，AMP 值下降，RAP 变为负值。虽然关于 AMP 或 RAP 是否能准确地评估脑顺应性，在文献中还没有明确的共识，但最近的一项研究表明，AMP 和 RAP 值与 TBI 患者的预后有显著相关性。

虽然 ICP 波形的定性研究已逐步开展，但仍需要一种广泛使用的计算模型来定量分析这些 ICP 波形。最近的一项研究表明，通过计算机的深度学习数据处理模型，仅利用 ICP 的波形特征就能检测出 ICP 的升高，其准确率约为 92%。同样，由 BrainIT 小组进行的一项多中心研究也表明，基于计算机深度学习的模型，可以提前 30min 预测 ICP 的升高。

4.2 脑血管自身调节能力监测

如前所述，ICP 变化时，脑血管自身调节是维持持续脑灌注压（CPP）的重要内在机制。有学者提出，我们应该更加关注脑血管自身调节和 CPP 监测，将其作为 ICP 监测的一种辅助手段，对临床管理颇有裨益。脑血管自我调节最常用的指标是压力反应性指数（PRx），以及 ICP 与动脉血压的相关系数（MAP）。PRx 为正值，表示大脑的自我调节能力受损，而负值则表明自我调节能力正常。有专家已经提出，使用基于 PRx 加权后的特异性 ICP 阈值、CPP 阈值，比固定的 ICP 阈值（20~25mmHg）、CPP 阈值更能准确的预测死亡率。

4.3 脑氧饱和度监测

颅内压升高，脑血管自身调节受损后的主要风险是脑缺血和脑缺氧。一些研究表明，有部分 TBI 患者虽然 CPP 正常，但因脑供氧和扩散能力不足，也会发生脑缺氧。他们提出，脑氧饱和度（PbO2）的监测，相比普通平均 ICP 监测，与患者的预后关联性更强。这一观点在最近完成的随机对照 Boost-Ⅱ 试验中得到验证。

在这项试验中，重型 TBI 患者随机分为两组：单纯 ICP 组和 ICP 联合 PbO2 组，ICP 探针和 PbO2 探针均在脑实质内放置。这项研究表明，与单纯的 ICP 监测相比，联合 PbO2 监测的多模态方法，减少了脑组织缺氧，降低了死亡率。在即将进行的 Boost-Ⅲ 试验中，将进一步评估这种多模态监测对神经系统预后的影响。近红外光谱（NIRS）技术，目前正在被开发用于评估脑氧合和 ICP。NIRS 传感器向头部表面发射近红外光，并检测反射光。组织特性的变化影响光的吸收和扩散，经过光谱分析获取有关组织状态的信息。该技术已成功用于儿科心脏和血管手术。而对于头皮和颅骨损伤的患者，光谱技术会受到干扰，因此在 TBI 患者中实施该技术存在一定障碍。

5. 结语

长期以来，对 ICP 升高的治疗一直被认为会影响患者的预后。ICP 监测系统仍有改进的空间，它可提供更多的可操作信息，以指导临床及时干预，改善预后。近期美国匹兹堡大学医学中心在《Critical Care Medicine》上提出了一种新的重型颅脑创伤的分型方法，即颅内压轨迹，引起了国内外的广泛关注。这种分型方法确定了 6 组轨迹模型的初始颅内压、演变和大于 20mmHg 峰值的数量及比例，阐明了各分型的临床意义，为颅内压监测的深入研究，提供了崭新的方向，前景广阔