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个体化的脑组织氧监测探头放置有助于指导治疗并优化神经重症监护的结果
作者:周睿 2021.03.14

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脑组织氧供是治疗例如颅脑外伤(TBI)和蛛网膜下腔出血(SAH)等急性脑部疾病的关键参数。脑组织缺氧使细胞代谢和生存能力处于危险之中,并可能导致这些患者继发性脑损伤。对脑组织氧分压(ptO2)的有创测量可连续监测脑氧合并早期发现缺血。ptO2的测量是通过一个钻孔将一个对氧气敏感的小型探头插入大脑组织来进行的。ptO2降至10mmHg以下与脑缺血和细胞死亡有关。因此,在TBI患者的临床研究中,较低的ptO2值与不良的预后和较高的死亡率相关。重要的是,即使在没有大血管缺血或颅内高压的情况下,组织缺氧也可能发生。因此,ptO2测量可提供其他预后信息。几项回顾性研究以及一项近期的前瞻性随机II期试验表明,与单纯ICP相比,TBI患者根据ptO2和颅内压(ICP)指导治疗时,具有改善结局和降低死亡率的临床获益。目前,随机对照III期BONANZA试验以及BOOST-3试验正在招募重度TBI患者,以提供进一步的证据。在动脉瘤SAH中,显示ptO2降低与血管造影颅内动脉管径减少、脑梗塞发生和生存率降低显著相关。此外,在SAH发生后,以ptO2为导向的治疗与预后改善相关。但是,较低的ptO2值与结局之间在SAH患者的临床研究中仅为弱相关,结果一直存在冲突。值得一提的是,ptO2的测量是局部的,仅覆盖了几立方毫米范围内的非常有限的大脑体积。因此,在SAH患者中能否检测到由于血管痉挛引起的严重脑灌注取决于ptO2探头的位置,这或许可解释矛盾的结果。

 对于常规临床应用,通常将ptO2探头插入标准额部钻孔中,并将其放置在右侧额叶的白质中。许多机构使用三腔或四腔空心螺栓进行多模式颅内监测,包括ICP、ptO2、脑血流量、微透析、脑温和/或颅内脑电图。尽管这种方法通过限制钻孔的数量来最大程度地减少了创伤,但并未考虑到患者的病理状况。脑部代谢概况在很大程度上取决于探头相对于脑部病变的位置。因此,将探头选择性地放置在感兴趣的特定区域对于提供临床有用的信息至关重要。因此,探头的非特异性放置将降低测量的诊断价值,并最终损害患者的治疗效果。

 在这里,研究团队描述了一种新型、快速且易于应用的技术,该技术使用CT引导将ptO2探头放置在感兴趣的特定区域中,该区域针对每个患者个体化选择。本研究的目的是评估CT引导下ptO2探头放置的准确性,适用性和临床价值。研究团队假定通过CT指导,能够将ptO2探头成功地放置在特定的目标区域,将改善对急性神经系统疾病患者的监测和护理,并有可能改善预后。

   研 究 方 法   

该研究纳入2010-01至2019-04于瑞士伯尔尼大学医院接受ptO2探头植入的所有成年患者,大部分为TBI或SAH患者,其中2017-10后的患者均为CT引导下植入。

 研究团队根据临床情况以及CT灌注成像低灌注的放射学表现、血管造影检查基底动脉的血管痉挛或占位性病变的局灶性水肿,为每个患者单独确定一个ptO2目标区域,通常旨在将ptO2探头放置在有缺氧性脑损伤危险的区域。对于大脑前动脉(ACA)和大脑中动脉(MCA)供血区域内均发生血管痉挛的患者,目标是这两个区域之间的分水岭。相反,在仅出现一条血管痉挛患者中,目标是特定的供血区域。如果患者先前存在实质内血肿、挫伤或梗塞,则应避免该区域。对于颅脑外伤的患者,如果一侧额叶更容易受颅内损伤的影响,目标是该侧的额叶;如果两侧受到同等的影响,目标则是右侧的额叶。在距出血性挫伤和已有的外部脑室引流管安全距离的范围内选择目标区域。从解剖学上讲,如果进入分水岭区的通道受到已存在的外部脑室引流管的限制,则探头将瞄准ACA和MCA供血区之间的分水岭区或MCA供血区域的前部。

 CT引导的ptO2探头插入技术已改进,可参考研究团队近期发表的CT引导下插入外部脑室引流管的描述文献。方法是,使用独立的空心螺栓插入ptO2探头,与其他神经监测设备的位置无关。因为市售的ptO2探头螺栓套件(LICOX,Integra LifeSciences)必须插入距颅骨内壁30毫米或距颅骨外壁35毫米的固定深度到大脑中,所以团队将半径为35mm的球体投影到患者的CT扫描上,该球体的中心区域位于目标区域的中心。然后,研究团队在与颅骨外表相交线上选择一个点,该点用于钻孔的设置和探头的插入。在CT中测量到颅骨骨性标志的准确距离,将这些测量值标记到患者的颅骨上,并相应地设置了钻孔。手钻钻孔、将螺栓沿确定角度插入颅骨后,执行CT扫描,以确定螺栓的角度;反复调整直到找到正确的螺栓角度。插入ptO2探头后,进行最终的CT扫描以评估ptO2探头尖端是否处于目标区域中的正确位置。

   研 究 结 果   

12名患者在2017-10至2019-04之间放置了CT引导的ptO2探头。排除一名未成年患者,11人中6人有单侧探头放置,5人有双侧探头放置。因此,研究组中有11名患者的16种探头可用于分析。

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基线数据

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不同供血区域探头放置参数

在2010-01至2017-10之间,有21例患者采用传统技术放置了ptO2探头。6人因各种原因被排除,在对照组的其余15位患者中,有11位患者放置了双侧探头,有4位患者放置了单侧探头。因此,在对照组中分析了26种探头。研究和对照患者的基线特征无显着差异。但是,研究组患者的年龄趋向年轻。

研究组中ptO2监测的平均持续时间(8.81天,范围1-13天)比对照组(4.33天,范围1-8天)更长(p<0.001)。研究组的所有患者均可获得临床和放射学随访数据,而对照组中有4个探头的3例患者无放射学随访。

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发生低脑氧时的干预流程

   结 论 与 讨 论   

结果分析中,研究团队认为CT引导放置的研究组因为探测到脑氧降低而进行干预的频率要高于对照组;而研究组患者预后也优于对照组(72.73%对46.67%),死亡率明显低于对照组(0%对40%)。

研究团队认为结果证明了CT准确引导、个体化放置ptO2探头的可行性。通过使用这种简单的技术,团队将探头放置在目标区域中,成功率为93.75%。主要的困难是如果相对于颅骨的角度太小,钻孔可能遇到困难。

此外,团队认为插入轨迹比插入点更加重要;通常将探头插入中线外侧3.5–4cm,并在冠状缝线前方约2cm处插入。如果已有外部脑室引流,且进入部位在Kocher点处,则可以估计ptO2探头的插入部位比现有引流的位置要更靠前1-2cm。

根据团队经验,插入MCA区域前部需要瞄准冠状面的鼻梁和矢状面的枕骨隆突的角度。插入ACA区域需瞄准矢状面的颧骨突和冠状面的对侧眼球位置。对于分水岭区,大致以冠状面的鼻孔和矢状面的耳廓为角度。显然,进入点越靠两侧,越应增加与冠状面的角度。

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钻孔位置统计

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钻孔角度统计

研究团队认为,探头放置的关键在于将其放置于临近病损区域、最易受损伤影响的脑实质中,这样可及时监测到该部分脑组织的脑氧变化,从而及时干预;但植入病损区域则失去其意义,因为病损区域已受创,脑氧不会再有显著改善。团队认为,通常的徒手放置有相当概率将探头植入病损区域,而通过CT引导可尽量避免此种状况发生,从而改善探头的效率及患者预后。


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