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第八章 脑血流与脑代谢
一、脑血流和脑血容量
流动于脑血管内的血液是颅腔内容物的第三大组成部分。脑血流(cerebral blood flow,CBF)平均为45~65ml/(100g·min),灰质较多为75~80ml/(100g·min),白质较少为20~30ml/(100g·min)。全脑CBF和局部CBF相比,以下变化发生的更快些:CBF下降至40~50ml/(100g·min)时,蛋白合成下降;下降至35ml/(100g·min)时,将出现无氧糖酵解;下降至25ml/(100g·min)时,脑电图显示无明显脑电活动;下降至12ml/(100g·min)时,脑干听觉诱发电位消失;下降至10~20ml/(100g·min)时,细胞间交流功能丧失;下降至8~15ml/(100g·min)时,缺氧导致快速去极化。当局部CBF变化时,脑组织能稍微耐受。脑灌注下降的时间决定是缺血还是梗死。
正常情况下,颅内血容量主要由脑血流量和脑血管紧张度决定。脑血流增加,脑血容量随之增加,反之亦然。许多生理因素通过影响脑血流量进而影响局部或者全脑的血容量。临床上调节脑血流量的主要因素包括局部代谢、脑灌注压(CPP)以及血氧和二氧化碳分压。脑血管还可进行自身调节,即在一定范围内可以通过调节小动脉直径(紧张度)使脑血流量保持恒定。
脑代谢依赖于血液中葡萄糖和氧气的连续供给。虽然脑的重量仅占体重的2%~3%,血流量却占心输出量的15%~20%。正常成人每分钟每100g皮质的脑血流约为50~75ml,白质代谢水平为皮质的一半。脑各部分的血流量与该部分脑组织的代谢活动程度密切相关,具体机制不明,可能涉及多种代谢产物的局部效应(如K、腺苷、ATP等)。
如上所述,影响脑代谢的因素会相应的影响脑血流。例如,发热和癫痫发作会引起脑血流、脑血容量和颅内压的相应增加。除脑的代谢活动外,诸如灌注压、氧分压、动脉血氧含量、二氧化碳分压以及血黏度等许多因素都可以影响脑的血流量。但是,在颅内压显著升高的情况下,所有这些因素对脑血流的影响都显得微不足道,极高的颅内压会使脑血流量连同脑血容量都严重减少,最终引起神经损害。
二、脑灌注压与自动调节
脑灌注压为脑动、静脉的压力差,一般认为,脑灌注压是平均动脉压(MAP)减去颅内压。
脑血流的自动调节是指在正常情况下,灌注压在相当大的范围内波动时脑血流都可以保持恒定。自身调节是通过改变脑血管阻力实现的。
缺血性脑卒中、头部外伤等病变会造成自动调节的减弱甚至丧失。此时,CPP过高,则会引起脑血流的增加,甚至发生脑水肿和脑出血,进一步升高ICP。而CPP过低,则引起脑缺血缺氧,导致患者预后不良。《重型颅脑损伤治疗指南》中推荐CPP至少要维持在70mmHg。
三、脑血管阻力
在正常生理状态下,脑血管阻力(cerebral vascular resistance,CVR)可随CPP进行自动调节,以维持CBF稳定。病理状态下或超出CVR自动调节范围时则不再起作用。当CPP在50~125mmHg之间,脑血管可扩张或收缩以维持恒定的CBF;当CPP处于50~60mmHg,血管已经扩张到极限,不能再继续扩张;如果CPP继续下降,则CBF会随着下降。同样,当CPP处于125mmHg,脑血管已经收缩到极限,如果CPP继续增加,CBF就会增加,就会引起毛细血管内皮间的紧密连接受损,造成血管源性脑水肿。
CVR的大小和调节范围会随具体情况发生改变。脑损伤(除继发性脑损伤)、低血压、缺血和过度通气状态下,CVR自动调节功能存在,但曲线左移。到目前为止,还没有可以连续测量CVR的直接方法。通常使用经颅多普勒测量,通过测量搏动指数和阻力,试图量化CVR和CBF,公式如下:
CBF=CPP/CVR=(MAP-ICP)/CVR
四、颅脑损伤患者的低血压处理
重型颅脑损伤后,CBF不仅在损伤周围下降,而是全脑都下降,可降至正常平均水平的一半。一次低血压事件可使重型颅脑损伤患者的病死率和致残率增加2倍。低血压还可使血管收缩增加1.65倍,增加脑血容量和颅内压。任何时候都不能采用低血压来治疗重型颅脑损伤。脑创伤基金会发表的《重型颅脑损伤治疗指南》中建议如下:必须避免发生低血压(SBP<90mmHg)或者缺氧(窒息或发绀,PaO 2<60mmHg,氧饱和度<90%),一旦发生,应立即纠正。建议:在整个治疗过程中,要通过输液使平均动脉压维持在90mmHg以上,并试图使CPP超过70mmHg。在受伤现场即应处理收缩压和平均动脉压,如果患者为重型颅脑损伤,必须立即送往有神经外科医师的创伤中心,放置脑室外引流,监测颅内压。
五、脑缺血患者的血压处理
脑缺血患者的最佳血压水平尚存在争议。通常认为,血压过低会加重脑缺血。对于缺血性脑卒中的常用降压方案为:如果患者收缩压(SBP)>220mmHg或舒张压(DBP)>120~140mmHg,且间隔5~10分钟测量仍是如此,则每10分钟静脉注射10mg拉贝洛尔,最大剂量150mg;无效时使用硝普钠0.5~10.0μg/(kg·min)。
高血压是脑卒中患者再次发生脑卒中的高危因素,对于治疗中需要将血压调整为140/90mmHg甚至以上的患者,在治疗4~7天后要逐步恢复到患者的基础血压,然后缓慢降低至降低心血管风险的最佳指标120/80mmHg。
六、脑出血患者的血压处理
对出血性脑卒中的血压处理仍存在争议。目前,美国心脏病学会指南建议维持MAP<130mmHg,SBP<180mmHg,CPP>70mmHg。在脑出血后最初的几个小时内将SBP降低至<160mmHg可预防再出血。
急性颅内出血的高血压处理如下:有高血压病史者,SBP维持在<160mmHg;无高血压病史者,SBP维持在<150mmHg;每10分钟静脉注射10mg拉贝洛尔,最大剂量150mg;无效则每6h静脉注射0.625mg依那普利;也可每16h重复给予0.625mg,至6h总剂量为2.5mg。
七、动脉瘤性蛛网膜下腔出血的血压控制
动脉瘤性蛛网膜下腔出血(aneurysmal subarachnoid hemorrhage,aSAH)时,血压过高会增加再出血风险;过低则可能加重脑缺血梗死。急性aSAH的血压处理原则如下:GCS 3~6分或有高血压病史,SBP维持在<140mmHg;GCS>6分,且无高血压病史,SBP维持在<120mmHg。
(李 兵 胡世颉)
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