造成创伤性脑损伤(TBI)后不良结果的主要因素是继发性脑损伤。低脑组织氧张力(PbtO2)已被证明是不良预后的独立预测因子。虽然PbtO2为临床医生提供了对脑生理缺血和非缺血紊乱的了解，但其价值并未考虑到影响患者预后的全身氧合。本研究分析TBI患者脑和全身氧合及一系列相关指标:PbtO2、部分动脉氧合压(PaO2)、PbtO2/PaO2、PbtO2与吸入氧分数(FiO2)的比值(ratio of PbtO2)、PaO2/FiO2。本研究的主要目的是确定脑缺氧的独立危险因素。次要目的是确定这些指标是否可以预测TBI患者的死亡结果。

2014-2018年剑桥大学医院神经危重症监护病房(NCCU)收治的70名TBI患者进行了单中心回顾性队列研究，这些患者接受了包括侵入性PbtO2在内的高级神经监测。同时测量3303个PbtO2、PaO2、PbtO2/PaO2、PbtO2/FiO2、PaO2/FiO2，并将NCCU出院时的死亡率作为结果。采用广义估计方程对纵向数据进行分析。

我们的结果显示PbtO2为28 mmHg作为定义脑缺氧的阈值。在校正颅内压(ICP)的混杂因素时，PaO2/FiO2被认为是脑缺氧的一个强有力的独立危险因素，调整后的优势比为1.78,95%置信区间为(1.10-2.87)，p值为0.019。就TBI的预后而言，PbtO2、PbtO2/PaO2、PbtO2/FiO2和PaO2/FiO2的折中值都是死亡率的独立预测因子，同时单独考虑，并根据ICP、年龄、性别和脑灌注压(CPP)的混杂因素进行调整。然而，当综合考虑所有折中值时，只有PaO2/FiO2成为死亡率的独立预测因子，调整比值比为3.47 (1.2 -10.04)，p-value = 0.022。

我们的结果表明:(1)大脑缺氧阈值为20 ~ 31 mmHg;年龄大于或等于60岁的患者的最佳缺氧阈值为28 mmHg，而年龄较小的患者的最低缺氧阈值为21 mmHg。(2) PaO2/FiO2与PbtO2显著相关，CPP、Hb与PbtO2相关性无统计学意义。PaO2/FiO2<310是脑缺氧的独立危险因素。(3) PbtO2、PbtO2/PaO2、PbtO2/FiO2、PaO2/FiO2均为死亡率的独立预测因子。当综合考虑所有这些折中值时，PaO2/FiO2成为最独立的死亡预测因子。

脑组织氧合的病理生理是复杂的，它依赖于许多因素，包括氧的输送(脑血流量)、动脉氧含量、氧从毛细血管到线粒体的扩散和线粒体的耗氧量。脑组织氧是一个很好的临床指标，以确定缺血性和非缺血性脑生理紊乱。一些研究表明，TBI患者的PbtO2值低于那些幸存的。

虽然许多人认为20 mmHg的PbtO2是与脑损伤患者不良预后相关的阈值，但与不良预后相关的PbtO2的最佳阈值尚不清楚，且各研究之间存在很大差异。Meixensberg等人发现，当靶向PbtO2高于10 mmHg时，6个月后的结果没有统计学上的改善。在一项包括TBI患者的前瞻性研究中，采用ICP和脑组织PbtO2监测的患者与单纯采用25mmhg PbtO2监测的对照组进行比较。作者发现显著降低了死亡率(44比25%，p <PbtO2监测组0.05)。最近出版的BOOST-II研究——随机对照试验比较患者在接受治疗协议基于ICP + PbtO2监测与ICP监测——发现基于PbtO2管理协议(目标20毫米汞柱)和ICP监测的时间比例减少脑组织缺氧严重创伤性脑损伤后(0.45 ICP-only组,0.16在ICP + PbtO2组;p & lt;与单纯icp治疗相比，有降低死亡率和更有利结果的趋势。正在进行的Booist - iii研究(ClinicalTrials.gov: NCT03754114)旨在进一步澄清这一问题。

与上述文献相比，我们的结果显示了更高的阈值，但与Eriksson等人的结果一致，后者发现PbtO2<29 mmHg的前72小时与较高的死亡率相关。这些结果挑战了传统使用的20 mmHg的脑氧合阈值，并描述了预测结果的PbtO2监测时间。然而，我们也发现，低氧PbtO2阈值随着年龄的变化而变化。最近的证据表明脑血管自动调节和ICP严重依赖于年龄(25岁)。例如，脑萎缩可以缓冲新的病理性颅内肿块，这可能与低颅内高压发生率有关。同样，老年人需要较高的PbtO2目标可能是由于较低的脑血管储备。影响PaO2的因素很多，包括pH值、温度和Hb的氧饱和度。其中CPP升高和随之而来的脑血流优化似乎是主要的决定因素之一。

Rosenthal等人研究了PbtO2是否更能反映与脑氧扩散或脑氧传递和代谢相关的变量。在本研究中，患者接受氧刺激(增加100%的FiO2)、压力刺激(增加动脉血压)和二氧化碳刺激(过度通气)。调整各种变量的多变量分析大脑氧气交付和新陈代谢,唯一显著PbtO2和产品之间的关系是,CBF和脑动静脉氧张力差异(AVTO2),认为一个强大的协会之间的脑组织氧张力和扩散溶解浆的氧穿过血脑屏障。在我们的队列中，所有的低氧发作都有低CPP，尽管CPP <60没有被证明是缺氧的独立预测因子。低氧期的ICP升高发生率(12/186,6.1%)与所有期ICP升高的一般发生率(18/303,5.9%)相当。60.6%的低氧发作(PbtO2)的ICP值低于20,CPP值大于60mmhg，这表明正常的ICP值和CPP值并不一定能预防缺氧。PbtO2还取决于系统氧合和呼吸机参数。假设肺泡功能正常，PaO2与吸入氧(FiO2)呈线性关系。对于急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)患者，使用标准呼吸机时的PaO2/FiO2比值是确保按疾病严重程度对ARDS患者进行正确分类的合适工具。有进一步的证据表明，PbtO2和FiO2之间有很强的相关性，PbtO2和PaO2之间有关系。在这些设置中，FiO2很容易控制，但PaO2可能是可变的，因此PaO2随FiO2的变化(由于上述各种依赖因素)将对PbtO2产生影响，因此它将取决于PaO2的波动。因此，在考虑PaO2时，可以更好地解释PbtO2的绝对值。

在脑损伤的情况下，传统生理学认为，如果CBF低于一个确定的缺血阈值，受影响的脑区必须从有限的血供中提取更多的氧气，以维持脑代谢。通过使用氧-15 (15O)正电子发射断层扫描(PET)，作者表明，与常氧区相比，缺氧区平均氧分数(OEF)的增加量明显较小，CBF也有类似的下降。这些发现暗示可能存在其他机制导致组织缺氧，而这些机制无法用与大血管脑缺血相关的经典生理学概念来解释。Menon等人在脑外伤患者常氧区和低氧区使用末端毛细血管氧张力(PvO2) PbtO2梯度来提供微血管氧输送效率的测量。作者发现，与常氧区相比，大脑缺氧区在组织和毛细血管末端之间显示了巨大的扩散梯度，尽管CBF也有类似的降低。这可以解释为由于内皮肿胀、斑片状微血管塌陷和血管周围水肿而导致的扩散距离增加(组织供氧路径长度增加)。基于这些发现，PbtO2/PaO2和PbtO2/FiO2比值可能比绝对PbtO2更能反映脑损伤的严重程度。独立PbtO2监测的局限性被Arikan et al。能够计算低氧阈值使用的比例PbtO2 / PaO2表明没有低氧血症(低PaO2)和脑代谢率以恒定的氧气(CMRO2),比例& lt; 0.10表示秘密缺氧和缺乏交付氧气进入大脑。

术中利用PbtO2/PaO2比值研究动静脉畸形(AVMs)周围组织和远脑的氧合状态，以更好地了解灌注压突破现象。22例幕上AVMs患者和16例脑动脉瘤患者作为对照，PbtO2/PaO2比值比绝对PbtO2在检测AVMs边缘和同侧脑远端术中缺氧方面表现更好。在我们的研究中，我们发现PbtO2/ pao2 0.27是死亡率的独立预测因子。我们的结果证实了之前的结果，但同时也增加了新的见解，因为患者的数量更高，以及这一指标在创伤性脑损伤患者中的应用及其与结果的相关性。PbtO2 /供给比迄今为止从未被研究过,但上面提到的原因——它是可信的,它可能是能够预测系统和脑氧化损伤的严重程度,可能会有用的决策对升级后的治疗创伤性脑损伤。最后,PaO2 /供给阈值死亡率和PaO2 / ARDS供给的定义是一致的,似乎是最独立的预测死亡率比较其他比率,提示系统氧合和机械通气在脑损伤患者中起着重要作用。

目前的研究有几个限制，可能会干扰结果的一般化。首先，这是一项回顾性研究，对于特定类型的TBI损伤和神经外科干预缺乏一些临床资料。第二，研究人群是异质性的，临床表现不同(就GCS而言)。第三，研究样本量小，无论是在研究对象的数量和每个患者的测量数量。第四，当Pbto2和Pao2测量值可用时，我们的数据集由可变值组成。针对这些问题进行前瞻性研究，以进一步验证我们的发现。

在脑氧合的决定因素中，全身氧合似乎起着更大的作用。因此，适当的机械通气以达到适当的供氧目标是TBI患者治疗的基础。PbtO2的临界值可能与患者的年龄有关;因此，制定脑氧合的阈值时应考虑患者的特殊性和个体化需求，以考虑治疗的升级。PbtO2/PaO2、PbtO2/FiO2、PaO2/FiO2比值等指标可用于判断TBI患者的死亡风险。因此，我们认为纳入这些指标可能更全面地反映了脑和肺病理之间的相互关系。未来的工作可以包括在前瞻性研究中进一步验证这些发现。