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在ICU,严重创伤性脑损伤(TBI)目前采用内、外科相结合的手段进行综合管理。治疗旨在预防额外脑损伤并优化脑功能恢复的条件。TBI通常被视为一种病理范畴,尽管实际上它是包含一系列病变的综合征,因而可能需要不同的治疗和生理目标。由于监测和影像方面的进步,现在有可能确定脑损伤的特定机制,并更好地针对患者个体进行治疗。TBI患者中,老年人越来越多,对其开展目标性治疗尤其适用,因为该人群的伤前合并症及其基本治疗等需要特别的管理策略。监测和了解TBI病理生理机制的进展可以改变ICU的现有管理,实现有针对性的干预,最终可以改善预后。
引言
TBI是全球人口死亡和残疾的主要原因。据估计,欧美超过万人患有与TBI相关的残疾。大约10-15%的TBI患者有严重的损伤而需要专科治疗。严重TBI患者通常在ICU内采用内、外科结合的方法进行管理,这在过去20年中变化不大。有几个理由需要对这一领域的临床实践进行重新评估。首先,最近对这种治疗进行的专家重新评估表明,支持大多数干预措施的证据很少或根本不存在,缺乏随机对照试验(RCT)结果指导治疗决策。鉴于缺乏基于证据的医学来支持临床治疗,临床医生不得不依赖专家机构的最佳实践陈述,但这些陈述基于的是数十年积累和精炼的临床经验。此外,纳入临床指南的治疗目标通常来自人口研究,并用于ICU中的所有TBI患者。这种方法降低了处理的针对性,忽视了潜在病理特征的差异。事实上,TBI是一种包括一系列脑损伤的综合征,其病理机制或为独立,有时候是多样的,治疗方面的需求因而也是不一样的。因此,针对具有TBI的总体人群而不是针对特定疾病机制和患者群体的非个体化干预可能会失败,例如神经保护剂临床试验的反复失败。
此外,现如今许多接受ICU治疗的TBI患者同以往积累过大量临床经验、研究、指南的脑外伤患者有很大的区别。在高收入国家,65岁以上人群脑外伤的比例越来越高。年至年期间,美国老年人与TBI相关的住院率已经上升了50%以上。而这一比率在15-44岁的人群中保持稳定或下降。这种流行病学变化反映了预期寿命的延长,加上老年人伴随的危险因素,如与年龄相关的合并症及其药物治疗。这些老年患者通常是因为从相当低的高度跌倒后而就诊的,并且这些TBI的临床过程因多种合并症及其治疗而变得复杂。
本文以年LancetNeurol杂志发表的关于严重TBI的ICU管理综述为主线,概述ICU中严重TBI的病理和病理生理特征的异质性,讨论了在缺乏高质量RCT证据的背景下如何组织合理的临床治疗。考虑到脑外伤患者病理生理的多样性,本文还介绍了依据现有监测技术的进步推测我们如何进行个性化治疗以实现精确治疗的目标。文章末尾附上了UpToDate关于急诊和ICU阶段TBI处理的注意要点,以供临床一线医生参考。
病理生理学特点
原发和继发性损伤
经典地,TBI被划分为两个不同的阶段:原发性损伤,然后是迟发性的继发性损伤。原发性损伤源于对头部的外来暴力,产生颅骨骨折、血肿、脑组织变形和破坏,包括挫伤和轴索损伤。随着时间的推移,可能会产生继发性损伤,伴随有多种分子和细胞途径的激活。受伤过程中的轴索牵拉会引起跨膜离子流动的紊乱和轴突运输障碍,受损的轴索易受二次神经切断和脱髓鞘的影响。离子通透性的改变和兴奋性神经递质特别是谷氨酸的释放,可通过能量衰竭和自由基过载而造成损伤。改变的细胞渗透性也增加钙流入,这导致线粒体功能障碍,引发进一步的能量不足和坏死与凋亡过程。
这些分子和细胞的变化可能导致细胞毒性或血管源性脑水肿的发展,扰乱脑血管自主调节,由此颅内内容物的体积由于血管扩张和/或液体积聚而增加。一旦体积增加超过颅内空间的代偿能力,颅内压(ICP)就会升高。创伤后早期癫痫发作会加剧能量消耗与供应之间的不平衡。另一种电扰乱-播散性去极化-可发生在TBI患者中,并可能对谷氨酸拮抗剂有反应。播散性去极化导致无氧代谢和能量底物耗尽,并且它似乎也与更糟糕的结局相关。
创伤直接影响血脑屏障,渗透性增加有利于血管源性水肿形成和促炎状态的激活。由小胶质细胞促进的炎症可能提供神经保护或加重继发性损伤。TBI患者常有颅外损伤(如骨折、胸腹部外伤)和大量出血。这些可引起缺氧或动脉低血压并引发全身炎症反应综合征,其可进一步加重继发性损伤的发展。这一系列复杂的事件在创伤后几分钟开始,可持续数周甚至数月,特别是炎症。
TBI的异质性
通常根据临床严重程度对TBI进行分类,严重TBI通常是总格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分为8分或更低。TBI产生各种病变,范围从轻度损伤到破坏性损伤。硬膜外或硬膜下血肿增大可能需要在受伤后的头几个小时内进行紧急手术予以清除;脑实质内挫伤可在数小时或数天内加重,也可能需要手术治疗。更多细微的病变,如创伤性轴索损伤(即弥漫性轴索损伤,仅用于涉及三个或更多位置损伤)在其初始CT扫描中可能不明显,但是,由于神经网络的破坏,可能对幸存者的生活质量产生严重影响,并且可以在MRI上有体现。这些不同的病变类型通常以组合的形式出现:例如,脑挫裂伤可形成于硬膜下血肿下方,并且还可能与轴索损伤有关。图1提示了高ICP、病死率和残疾的风险如何因病变类型而异。
TBI血清与脑脊液(CSF)中的几种生物标志物目前正被研究中,包括:神经元损伤如神经元特异性烯醇化酶(NSE)、泛素C-端水解酶L1(UCHL1)、血影蛋白裂解产物;轴突损伤如tau蛋白,神经丝;胶质细胞损伤如胶质原纤维酸性蛋白、Sβ。这些标志物可以单独或组合用于表征损伤程度和类型,并且它们可能具有预后价值。虽然轻度TBI的一些生物标志物的成本效益的初步证据正在出现,但它们在更严重损伤中的作用仍然不确定。我们需要对最有希望的生物标记物(或生物标记物组)进行大规模研究,以确定它们是否可用于优化严重TBI患者的初始表征。
图1.TBI的异质性。道路交通事故、故意伤害及跌倒可导致不同类型的头部病变;与颅骨骨折一起,各种实质和血管损伤经常共存。在该示意图中,为了分类的目的单独列出病变,并显示高ICP、病死率和残疾的风险估计。一些病变,如硬膜下血肿,意味着ICP增高的风险较大,而另一些如轴索损伤,则很少造成ICP变化,但可能会对结局产生非常严重的影响。多个脑功能区域的轴突损伤通过破坏神经元连接导致认知、运动及感觉功能受损。病理性肿块,例如挫伤或颅内血肿,可以在大小和扩展趋势上有所变化。当大的病理体积累积时,进一步压迫脑组织,则出现不利结局、高病死率和严重残疾的可能性就会增加。其他血管损伤,例如大血管夹层或创伤性动脉瘤,可能未被常规影像所诊断,因而可以通过适当的检查进行确定。病死率和残疾与若干因素有关,如年龄、合并症、创伤性损伤的部位和程度。同样,ICP增高可能取决于多种紊乱,如低钠血症,而不仅仅是最初的解剖学损伤。有关结局的信息来自IMPACT研究。ICP=颅内压;SAH=蛛网膜下腔出血;TBI=创伤性脑损伤。
老年人TBI的特点老年患者的TBI通常来自低能量损伤,如地面水平跌倒。这种情况发生硬膜下血肿的比例较高,而挫伤或硬膜外血肿较年轻患者少见。脑萎缩和增加的CSF空间能缓冲新出现的颅内血肿,这可能也就是为什么ICP增高的发病率较低的原因。老年患者GCS可能会低估脑损伤的严重性,因而到专科中心治疗的GCS分数阈值应更高。此外,与年龄相关的合并症(如糖尿病、慢性心肺疾病、肾功能障碍)降低了生理储备,并且由于诸如缺氧和低血压的二次损伤增加了脑损伤的发生率和严重性。用于这些慢性疾病的许多治疗(特别是抗凝血和抗血小板药物)可能会增加出血的风险,或者可能使颅内创伤病变的进展恶化(维生素K拮抗剂的风险最大)。最后,降低的脑储备在这些老年患者限制了潜在的可塑性和神经修复,因此,妨碍了成功康复。
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