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有创颅内压监测技术的研究进展

作者:利发88 日期:2021-02-27 21:13

  颅内压(intracranialpressure,ICP)监测是神经重症治疗不可缺少的组成部分。ICP监测已应用于颅脑损伤、蛛网膜下腔出血、颅内肿瘤、颅内出血、脑梗死、脑积水、中枢神经系统感染和暴发性肝衰竭病人的临床治疗管理。ICP监测技术分为有创和无创两种,本文就有创ICP监测技术研究进展展开综述。

  ICP监测装置基本原则:置入颅内的监测装置对脑组织损伤小,感染风险可忽略不计,无脑脊液漏风险,操作简单、可靠,进行诊断和治疗操作时能继续发挥作用。ICP监测装置标准:适用压力范围为0~100mmHg,在0~20mmHg范围内,精度应为2mmHg,在20~100mmHg最大误差为10%。

  脑室外引流(externalventriculardrain,EVD)连接到外部压力传感器,目前是测量ICP的“金标准”,是神经外科医生监测ICP的首选方法。EVD操作可在急诊室床旁、重症监护室床旁或手术室进行。根据解剖标记将脑室引流管插入侧脑室,使其顶端位于室间孔,通过充满脑脊液的导管连接外部压力传感器测量脑室内液体压力(即代表ICP)。压力传感器可在不影响EVD的情况下重新校准,并可连接到标准的重症监护室监测系统,显示ICP测量值及其他生理数据(如脉搏、血压或中心静脉压)。

  在蛛网膜下腔出血或脑室内出血病人中,并发脑积水可引起ICP升高,鉴于EVD兼备压力监测和引脊液降低ICP的功能,因此是最合适的ICP监测手段。EVD的缺点在于徒手放置脑室引流管很难精确定位,在一些病人中,由于占位病变或脑水肿,引起脑室受压变小或脑室移位,导致EVD置管操作很难完成。

  脑室内压力监测的并发症包括导管错位、导管堵塞、颅内出血和颅内感染。EVD导管错位率4%~20%,大多数导管错位的EVD没有明显临床后遗症,但约4%EVD需要重新置管。导管堵塞常由脑组织或血凝块引起,特别是在蛛网膜下腔出血或脑室内出血病人,大部分导管堵塞可通过冲洗解决。EVD引起的穿刺部位出血甚少发生,且大多数相关的穿刺部位出血没有明显症状。临床需要手术清除的严重穿刺部位出血发生率仅约为0.5%,穿刺部位出血包括脑内出血、硬膜下血肿和硬膜外血肿,凝血障碍、抗凝药和抗血小板药物的使用亦增加出血风险。此外,穿刺所致皮质动脉撕裂可导致创伤性假性动脉瘤形成。

  EVD操作最显著的风险是颅内感染,高危因素包括蛛网膜下腔出血、脑室内出血、实施开颅术、脑脊液漏、全身系统性感染和颅骨凹陷性骨折等。造成脑脊液感染的技术因素包括导管留置时间和导管冲洗。研究发现采用较长的皮下隧道置管可降低感染风险,而浸渍抗生素的导管可显著降低感染率。

  光纤设备通过传感器顶端测量压力敏感性膜片上反射的光强度。光纤ICP监护仪适用于脑实质内、脑室内和硬膜下。

  临床应用最广泛。其主要优点是易于置入,最常用技术是将探头置入右额叶区域,也可将探头插入病变区域。大脑不同区域,其压力也各不相同,因此,监护仪探头置入位置选择非常重要。因为不需要进行脑室穿刺置入探头,所以即使在脑室严重受压或中线明显偏移的病人中,也可应用光纤ICP监护仪。研究表明:脑实质型光纤ICP监护仪测量的ICP与EVD测量的ICP之间存在高度相关性,相比于EVD测量的ICP结果,脑实质型光纤ICP监护仪测量数值平均高了9mmHg。

  脑实质型光纤ICP监护仪相关并发症发生率较低,在一项纳入1000余名病人的大型研究中,脑实质型光纤ICP监护仪相关出血发生率仅为2.5%,并且出血均无临床症状,该研究没有临床感染发生。脑实质型光纤ICP监护仪相关出血率0%~5.1%,相关感染率也低于EVD脑室内ICP监测。

  脑实质型光纤ICP监护仪最重要的问题是零点漂移,该装置首先调零至大气压(通常在室温下),然后置入脑实质,重新校准需拔除传感器,调零后再置入颅内。因此,随着时间推移,零点漂移会导致错误的ICP读数。文献研究报道:中位绝对零点漂移为2.0mmHg,最大漂移甚至大于20mmHg(正值或负值)。当发现影像学结果与ICP读数不匹配或监护仪上出现ICP读数负值时,经常需要重新校准。

  光纤探头也可以置入脑室内或硬膜下。脑室型光纤ICP监护仪通过螺栓可以同时引脊液和进行ICP监测。脑室内光纤装置测量的ICP与EVD测量的ICP相关性极高,两者之间97%的读数相差在5mmHg以内。光纤探头也可以置入硬膜下间隙,多用于开颅术后ICP监测,但目前尚无大规模临床研究来判断其准确性。此外,光纤装置还可添加温度探头或脑组织氧探头。

  微型压电应变式探头顶端置有一个微芯片压力传感器,传感器的电阻随ICP变化而改变,通过换算后可监测ICP。这种传感器可以置入不同部位,包括脑室、脑实质和硬膜下间隙。脑室内微型压电应变传感器测量的ICP与EVD测量的ICP,两者测量数值之间存在很好的相关性,而脑实质型光纤ICP监护仪与脑实质内微型压电应变传感器测量的ICP数值存在显著差异。

  KOSKINEN等对549名置入脑实质内微型压电应变传感器的病人进行分析,平均监测时间为(7.0±4.9)d。平均置入脑实质深度为(21.3±11.1)mm(0~88mm)。27例病人出现传感器置入相关血肿,其中26例血肿小于1ml,1例血肿8ml;感染率为0.6%。

  气动传感式探头的顶端具有微小气囊,施加于气囊上的压力等于周围组织压力,亦即ICP,传感器位于ICP监护仪内部,容易进行环境压力重新校准。最新的设计具备脑脊液引流功能,并可定期进行自动漂移校正。THOMPSON等研究证实使用Spiegelberg气动传感器进行ICP监测,可准确了解病人ICP动态变化,并可进行较长时间监测。

  多模式颅内监测是一种集成装置,整合脑实质ICP监护仪、脑室引流系统和多模态监测探头序列。该装置具有一个钛螺栓端口,用于颅骨骨孔固定,通过中空管道置入脑室外引流导管,确保导管前进轨迹限于4°角的变化之内。该装置另有两个侧端口,可供放置其他功能的探头,如将脑组织氧分压监测探头置于硬脑膜下30mm、与螺栓中轴线°角处。除包含脑室导管的端口和多模态监测探头的端口,该套装置还包含一个气动传感式脑实质ICP监护仪。

  CHOHAN等在2259个多模式颅内监测的测量结果中,对脑实质测量的ICP和EVD引流测量的ICP进行统计学分析,结果显示:两者93%ICP数值差异在±3mmHg范围内,当由于解剖变异置入EVD失败时,集成装置的脑实质ICP监护仪是一种可行的替代方法。

  遥测ICP监测系统提供长期ICP监测的可能性,尤其对于出院后能正常生活的病人。早期遥测ICP监测系统研发,应用于颅后窝肿瘤切除术后和脑积水脑室分流术后病人的ICP监测。置入式遥测ICP监测系统包括可置入探头、示读装置和便携式记录装置。可置入式的ICP探头顶端为脑实质压力感受器,另一端连接帽状腱膜下的传感器。探头通过骨孔置入额叶脑实质内,通过链接外部读取单元测量ICP,ICP数据通过头皮传输,最终由频率为1Hz或5Hz的记录装置接收。研究发现:神经重症监护室的病人在标准大骨瓣开颅减压术后进行遥测ICP监测是可行的,信号质量和稳定性足以用于基于平均ICP的临床决策选择。

  颅内顺应性(intracranialcompliance,IC)是与ICP相关的生理变量,其表示颅内容积代偿机能的强弱,决定颅脊腔内所能接受的容量。低顺应性状态意味着颅腔内容物体积的微小变化将导致ICP巨大变化,因此,低顺应性状态病人,ICP增高的风险大。气动传感器将少量气体注入气囊,并测量因颅内容物体积变化而引起的的压力改变,基于200个循环期间的压力变化计算顺应性。测定IC的重要意义在于ICP水平正常或轻度增高的时候,能及时发现颅内容积代偿能力下降并予以干预。

  目前IC监测仍处于探索阶段,测定值时有变异,与临床实际不符,但初步研究数据表明其临床应用具备潜在价值。

  在婴幼儿、儿童和青少年重型颅脑损伤的医学治疗指南中,由于没有足够的证据推荐,ICP监测仅作为治疗重型颅脑损伤(GCS<8)病儿的一种方法。一项儿科重症监护病房3608例重型颅脑损伤病儿临床资料回顾性分析,共计27%病儿接受ICP监测。然而,监测在1岁以下的婴儿中非常罕见。小儿ICP监测包括EVD测量ICP、脑实质型ICP监护仪和硬膜下型ICP监护仪等,其并发症发生率在成人和儿童之间相差无几。

  MA等回顾分析385例病儿,采用脑实质内微型压电应变传感器监测ICP,总并发症发生率为8.3%(32/385);硬件故障发生率4.2%,脑脊液漏发生率为3.6%,术后出血率为0.5%,感染1例(0.3%)。

  脑室内压力监测仍是ICP监测最可靠、最经济、最准确的方法,这也是惟一一种允许同时引脊液的ICP监测技术,然而EVD置入存在较高感染率,较小但明显的出血率。近年来脑实质ICP监护仪普遍应用于临床,这些装置易于置入,并发症发生率低,尽管存在零点漂移和机械故障等问题,但这些监护仪在ICP监测和管理具有积极临床作用。

  此外,脑实质ICP监护仪还可同时与其他监测设备(如脑温度或脑组织氧分压监测)一起置入,进行多模态监测,评估脑组织可否维持有效氧气供应和能量代谢。随着医学技术和工程技术发展,ICP监测方法取得较大进步,逐渐从有创监测向无创监测发展,但目前仍然没有一种可用于临床的高精确度、无创简便、持续性的监测方法。因此,现阶段仍需应用有创ICP监测技术,解析、整合和使用这些数据来管理重症病人,以指导临床及时干预,改善病人预后。

  来源:齐洪武,曾维俊,任胤朋,张卫宁.有创颅内压监测技术的研究进展[J].中国微侵袭神经外科杂志,2020(06):281-284.


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