急性脑损伤患者的通气和氧合

ICU收治的急性脑损伤（acute brain injury，ABI）患者常因气道保护能力丧失或呼吸驱动下降而发生呼吸衰竭，并有发生肺炎、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）等肺部并发症的风险，需要机械通气支持。正压通气引起胸腔内压、中心静脉压（CVP）和颅内腔室之间复杂的相互作用，可能会对大脑产生不利影响。在危重患者中广泛应用的肺保护性通气，并非适用于所有颅脑损伤患者。

正常情况下，即使平均动脉压（MAP）在一定范围内（50～150 mmHg）波动，脑血流系统可以通过自动调节来维持足够的脑血流量。脑损伤患者的自动调节功能受损后，随着MAP的升高，脑血容量增加，颅内压升高，而MAP的下降又会导致脑缺血或灌注不足。所以脑血流量的优化对ABI患者尤为重要。

图片来源：Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2013, 304(12):H1598-614.

由于CO₂升高可能会引起脑血管扩张，脑血流量增加，导致颅内压增高，进行机械通气的ABI患者应避免出现高碳酸血症。反之，过度通气时，PaCO₂会降低，从而引起脑血管收缩，脑血容量减少和颅内压降低。研究表明，过度通气引起颅内压降低呈现出时间相关性，颅内压可在短时间（60～80 min）内恢复至基础值，但同时发现脑血流量会持续减少，导致脑组织继发缺血性损伤的可能。脑血管收缩也可能增加细胞外乳酸和谷氨酸水平，导致继发性脑损伤，临床结局恶化。

图片来源：Intensive Care Med, 2004, 30(12):2180-2187.

小潮气量通气伴允许性高碳酸血症是降低ARDS患者死亡率的主要策略之一，但不用于某些ABI患者，尤其是存在颅内高压的患者。ARDS合并颅内高压患者机械通气的关键是避免高碳酸血症，以避免脑血流量和颅内压增加。2020年欧洲关于ABI患者机械通气的共识推荐，PaCO₂的最佳目标范围是35～45 mmHg；不应常规使用过度通气手段来降低颅内压，过度通气仅作为一种临时性干预手段来帮助解决颅内压危象（如脑疝）。建议对所有ABI患者进行呼气末二氧化碳（ETCO₂）的监测。

关于PEEP对脑血流的影响，一方面，高水平PEEP可能增加平均气道压力和胸内压，阻碍颅内静脉回流，从而增加颅内压，降低脑灌注压，使脑组织氧代谢恶化，引起继发性脑损伤。一项回顾性研究显示在重度肺损伤患者中，PEEP与颅内压之间存在有统计学意义的正相关关系，PEEP每增加1 cmH₂O，颅内压升高0.31 mmHg。但另一方面，在回顾性研究中发现，PEEP可以安全地用于大多数机械通气的重型颅脑损伤患者。研究发现在严重ABI患者中，应用PEEP对无严重肺损伤患者的颅内压或脑灌注压均无影响。

之所以会有上述这样矛盾的结果，可以用Starling阻力器原理来解释，即PEEP对颅内压的影响取决于CVP与颅内压的关系。若由PEEP引起CVP增高并且超过颅内压，由此脑内静脉压高于颅内压（即Starling阻力器腔内压力高于腔外压力），从而导致脑血容量增加，颅内压增高（即PEEP的压力通过增高的CVP传导至颅内），特别是颅脑顺应性降低的患者容易发生。若PEEP引起CVP增高但未超过颅内压，由于颅内压高于CVP，脑血容积并不会进一步增加（即Starling阻力器的“瀑布效应”，PEEP产生的压力不会通过增高的CVP传导至颅内，因而颅内压无明显变化。

图片来源：Crit Care Med, 2019, 47(2):254-263.

研究表明，合并ARDS的创伤性脑损伤患者使用PEEP似乎可以显著改善脑组织氧合。在处理创伤性脑损伤患者的ARDS时，甚至可以应用高达15～20 cmH₂O的PEEP以及适当地应用APRV模式，关键是需要进行颅内压监测。所以，2020年欧洲共识推荐，在伴有ABI和ARDS的机械通气患者中，如果没有临床显著的颅内压升高，应采用肺保护性机械通气策略（强烈推荐）。

关于ABI合并ARDS患者是否进行肺复张的研究发现，肺复张尤其是使用CPAP模式维持持续气道正压的方法，导致颅内压显著增高，MAP和脑灌注压显著降低，且复张后氧合没有改善。所以，对于同时患有ARDS和ABI，无论伴或不伴颅内压升高的机械通气患者，不建议行常规肺复张（不推荐，支持证据非常少）。

保守性氧疗是ABI患者机械通气的氧合目标。Girardis等研究结果表明，保守性氧合目标（PaO₂目标分别为70～100 mmHg，SpO₂为0.94～0.98）可能降低机械通气危重患者的ICU病死率。多项回顾性研究表明，低氧血症（PaO₂＜60 mmHg或P/F＜300 mmHg）和高氧血症（PaO₂＞300 mmHg）均会增加ABI（包括脑损伤、脑卒中和蛛网膜下腔出血）患者的住院病死率。2020年欧洲共识推荐，无论是否存在颅内压升高，ABI患者PaO₂的最佳目标范围为80～120 mmHg（强烈推荐）。