中枢神经系统损伤可分为原发损伤(primary insult)和继发损伤(secondary insult)两类。原发损伤主要包括创伤、脑血管意外(缺血或出血)以及全脑缺血缺氧性损害。无论何种类型的原发损伤，都将引起机体在器官、组织、细胞和分子水平发生一系列病理生理学改变，这些改变对机体造成的损伤称为继发损伤，主要原因是缺血和缺氧。大量流行病学调查显示，继发损伤是导致中枢神经系统损伤患者不良转归的主要因素。例如，对创伤性昏迷数据库(traumatic coma data bank，TCDB)的分析表明，低血压事件(定义为动脉收缩压＜90mmHg)将使脑创伤患者的死亡风险增加一倍，且并发症发生率明显升高。若再合并缺氧事件，情况则更为恶化。因此，神经重症监测的目标是对继发损伤的预防和治疗，神经系统功能监测的目的则在于及早发现缺血缺氧的迹象。最基本的神经功能监测是床旁体格检查，定时严密观察患者的神志、体动、语言和瞳孔情况，及时发现病情变化，给予相应处理。但是，体检也存在明显局限性，如对于接受镇静剂或处于癫痫持续状态的患者，往往无法实施常规体检。此外，体检所提供的常是定性资料，在脑血流和代谢变化的早期，灵敏度不足。正是由于这些局限性，促使人们开发各种各样的监测手段，以期早期提供定量的监测数据。随着生物医学工程技术的进步，近年来临床引入了多种先进监测手段，可大致分为脑灌注压(颅内压)监测、脑血流监测、脑氧和代谢监测以及神经电生理(脑电图)监测。本章将在介绍神经系统体检的基础上，概述这些监测手段的技术特点和临床应用。最后，将介绍近年来形成的针对脑功能的多元化监测理念。

虽然重症医学科病房(ICU)可利用的监测设备越来越多，但临床医师切不可忽视基本的体格检查。体检所提供的信息也决非一两项监测参数所能代替。对于神经危重患者，最常用的体检方法包括格拉斯哥昏迷量表和目标式神经系统检查。

格拉斯哥昏迷量表(Glasgow coma scale，GCS)包括3部分内容，分别对患者的睁眼(E)、体动(M)和语言(V)功能进行判断，每部分内容分为不同等级，记录为不同评分(表14-1-1)。GCS最低为3分，代表最差;最高为15分，代表最佳。

GCS简单、可重复性好，被广泛应用于脑损伤程度的评价。由于早期发现继发损伤是防止出现永久性神经损伤的最佳手段，并能为后续治疗提供指导。因此，对神经系统功能的评估应反复定时进行。有文献报道，将GCS评分做成曲线图定时监测有利于及时发现病情变化，改善患者转归。

根据患者的GCS评分，可将昏迷分为轻、中、重度三个程度:

GCS为14～15分。这类患者意识丧失的时间较短，仅需要密切观察患者病情变化，通常不需要进入ICU。

GCS为9～13分。这类患者的临床转归存在较大差异。

GCS≤8分。这类患者几乎全部需要ICU收治，并应进行相应的神经系统特殊监测。

GCS属于主观评价系统，评估的准确性有赖于评估者的操作水平，因此，进行恰当的培训非常重要。有研究表明，对神经外科护士进行为期1个月的强化培训，可使GCS的正确率由62%提升至96%。

实施一套完整的神经系统体检约耗时15～20分钟，日常巡查患者时并不实用。ICU中应用的神经系统体检常为目标式(hypothesis-driven neurologic examination)。之所以这样命名，是由于每项检查都有明确的针对性。检查结果的记录应简单，并按照一定顺序，使其他人在其他时间可以理解。对于危重患者的神经检查必须包括:①皮层功能;②脑干功能;③脊髓功能。

GCS反映的主要是皮层功能(觉醒、语言和注意力)和部分脑干功能(昏迷)，虽然对运动有所体现，但未包括感觉功能。皮质运动区位于前中央回，控制对侧肢体运动和眼球向对侧随意注视，损害后通常表现为面部和上肢无力。感觉区位于对侧半球的后中央回。当患者出现偏瘫、感觉丧失、或一侧凝视时，应立即进行影像学检查。

脑干控制眼球的不随意运动、瞳孔功能、面部感觉和基本生命功能。了解脑干功能对确定损伤部位和预后非常重要。按照节段不同，脑干损伤的表现包括:

表现为瞳孔中度大小、固定;眼肌麻痹;偏瘫;巴宾斯基征阳性。

表现为针尖样瞳孔但光反射存在;核间眼肌麻痹;面瘫;角膜反射减退。

表现为水平凝视;偏瘫;巴宾斯基征阳性。

表现为呼吸紊乱;循环紊乱，如低血压、高血压、心律失常等。

颅神经共有12对，除嗅和视神经外，其余颅神经核均位于脑干内不同平面，神经则由颅底穿出。脑干或颅底病变易导致颅神经损伤，尤其是后组颅神经(舌咽神经、迷走神经、副神经和舌下神经)，损伤后影响到吞咽和呛咳反射，气道保护性反射减弱或消失。后组颅神经的检查方法包括:

舌咽神经和迷走神经共同支配咽部感觉和咽部肌肉，损伤时表现为声音嘶哑、呛咳消失、吞咽困难。患者咽反射消失，一侧神经受损时，张口发“啊”音时，悬雍垂偏向健侧。颈静脉孔区和桥小脑角部位的肿瘤、脑膜炎、蛛网膜下腔出血以及肿瘤转移均可能导致舌咽和迷走神经损伤。

属纯运动神经，支配胸锁乳突肌和斜方肌。损伤时这两块肌肉萎缩，影响到耸肩和转颈动作。

属纯运动神经，支配舌肌运动。双侧损伤时，患者不能伸舌;单侧受损时，伸舌偏向患侧。

与脑干和皮质损伤不同，脊髓损伤通常导致双侧肢体对称性损害，且从不引起面瘫。脊髓前柱司肌力、感觉刺痛和温度;后柱感觉振动和本体感觉。检查时应注意区分。骶神经功能检查包括肛门括约肌张力和球海绵体反射。

肌力也是神经损伤患者的常用检查。检查时嘱患者做肢体屈伸动作，操作者从反方向施加阻力，并感觉阻力的大小。肌力分为6级:

5级:患者对抗阻力的动作和力量正常。

4级:患者能做出对抗阻力的动作，但力量较弱。

3级:患者肢体能抬离床面，但不能对抗阻力。

2级:患者肢体能在床面平移，但不能抬离床面。

1级:患者肢体肌肉有收缩动作，但不能产生动作。

0级:完全瘫痪。

多种类型的脑损伤可导致颅内压(ICP)升高，如颅内占位(肿瘤、创伤、出血)、脑脊液循环失调以及弥漫性脑水肿。颅腔为一半封闭、刚性腔隙，内容物包括脑组织、血液和脑脊液。脑组织的可压缩性很小，当ICP升高时，血液和脑脊液被挤压出颅腔，作为代偿机制。脑血流量降低造成脑缺血性损害，是发生继发脑损伤的主要原因。早在1960年，Lundberg就建议对脑损伤患者进行持续ICP监测，以作为早期发现继发损伤的手段。近年来的非随机对照研究表明，ICP监测可能改善脑创伤、脑出血和蛛网膜下腔出血患者的转归。

ICP与颅内容积之间并非线性关系(图14-2-1)。当颅内容物容积开始增加时，ICP的升高并不明显，表现为平坦阶段，代偿机制(颅内血容量和脑脊液容量降低)尚能发挥作用。随着颅内容积的进一步增加，代偿机制逐渐耗竭。这时即使小幅度的颅内容积增加，将导致ICP快速升高，表现为陡峭阶段。最后，当ICP升高到一定水平时(临界压力)，曲线再次表现出平坦的形状，ICP与平均动脉压(MAP)几乎相等，提示颅内动脉的可扩张性达到了极限，脑灌注压(CPP)几乎为0，脑动脉受到周围脑组织的压力开始闭塞。这种颅内压力-容积曲线再次出现平坦形状称为代偿耗竭阶段，可见于ICP极度升高的脑损伤患者。图14-2-1还同时显示了ICP波形随动脉搏动的变化幅度(灰色波形)。起始平坦阶段时，ICP波形的幅度很小，说明脑动脉的弹性和自身调节机制正常，动脉搏动未影响到ICP。进入陡峭阶段后，随着ICP的升高，ICP波形的搏动幅度越来越大，说明脑动脉的自身调节机制受损的程度越来越重。当到达代偿耗竭阶段后，ICP的波动幅度再次减小，提示脑动脉受压几乎闭塞，颅内几乎无血流灌注，动脉搏动无法传导到颅腔内。

从以上颅内压力-容积曲线的变化趋势可见，从代偿到失代偿之间的转化是非常迅速的。在代偿阶段，临床表现可能并不明显。而一旦进入到失代偿阶段，ICP迅速升高，脑血流灌注将在短时间内极度降低，临床常常表现出脑疝症状。这时再采取处理措施，可能挽救脑组织的机会已经丧失。因此，进行ICP监测的临床意义在于及时发现ICP升高的趋势，在进入失代偿期之前采取措施。

根据所采用的技术不同，ICP监测可分为多种类型，如脑室引流测压、脑实质探头、蛛网膜下腔探头、硬膜外探头、腰穿测压以及经颅多普勒等。图14-2-2显示了各种测压部位的示意图。表14-2-1列出了常用监测手段的优缺点。

脑室穿刺置管测压被认为是ICP监测的“金标准”，置管位置多选择一侧侧脑室前角。通常在颅骨钻孔处和头皮穿刺处之间建立皮下隧道，目的为降低感染发生率，并便于固定。以往多选择颅外水柱压力传感器，测压管路中充满生理盐水。应用这种测压装置的注意事项包括:

(1)一定要选择非注入式压力传感器:应用于血管内测压的传感器常外接压力袋，当压力达到300mmHg时，每小时将有3ml液体持续注入管路系统，目的是防止血液回流，血凝块堵塞管路。这种持续注入系统将导致ICP升高。

(2)一定不能将肝素加入测压管路预充液体中，否则将使出血的危险性大为增高。常规使用生理盐水作为预充液。

(3)测压系统可反复校正零点:准确的零点位置应是室间孔(foramen of Monro)水平，确定方法包括:①外眼角与耳屏连线的中点;②外眼角后1cm;③翼点上方2cm;④外耳道连线中点。临床常以平卧位患者的外耳道水平作为简便定位。

(4)水柱传导测压有赖于脑脊液的持续流出。脑水肿脑室受压常导致穿刺或监测失败。

现有将压力传感器整合在导管尖端的脑室测压系统，压力监测不依赖于脑脊液流量。但探头一旦置入，则无法重新校正零点。

顾名思义，这类监测导管的尖端配有传感器，有光纤(fiberoptic)和电-张力(electrical strain-gauge)传感器两种。探头尖端可放置到脑室、脑实质、蛛网膜下腔、硬膜外等部位(见图14-2-2)，扩大了监测适应证，操作也变得相对简单。目前欧美等国家多选择这类导管进行ICP监测。但价格昂贵可能是限制国内使用的主要因素。

对于存在ICP监测禁忌证的患者，如凝血功能异常，人们一直希望能寻找到一种无创方法。但是，到目前为止，尚未开发出能够准确实时反映ICP的无创手段。近年来研究较多的包括鼓膜移位(tympanic membrane displacement)、经颅多普勒(transcranial Doppler)和视觉诱发电位技术(visual evoked response)。但这些技术的准确性尚有待验证，临床应用尚处于摸索阶段。

对于任何监测手段来说，准确性都是影响其临床应用的重要因素。监测结果不能准确反映实际情况，将对临床处理造成不良影响。对于液体传导测压系统，其连接密闭性、管路质地、长度、内径、管路中气泡和管路通畅性，都会影响到监测结果，这些影响因素与血管内压力监测相同。影响ICP监测准确性的特殊因素包括:

不同监测手段所获得的结果存在差异。一直以来，都将脑室内测压作为ICP监测的标准方法，当前使用最多的则是脑实质内尖端传感器导管。有研究表明，硬膜外、硬膜下和蛛网膜下腔导管显示的监测结果可能不能真实反映深部脑组织内的压力。如前所述，对于无创方法获得的监测结果，准确性尚有待于进一步验证。

颅腔内容物并非均匀同质，由于组织和毛细血管密度不同，压力也不同，如脑组织和脑脊液之间、小脑幕上和幕下之间、左右半球之间。但这种差异在生理情况下的表现并不明显。人体和动物试验表明，ICP监测部位与局部脑损伤(无论是创伤、出血或梗死)部位之间的关系明显影响监测结果。由于这些研究应用的监测手段不同，目前尚未得出确切结论。但总的趋势是，监测部位离损伤部位越近，所获得的ICP越高。

尖端整合压力传感器的ICP监测导管，由于置入后无法再校正零点，因此存在基线漂移的问题。市售ICP监测导管均应符合行业标准，包括:①压力监测范围应达到0～100mmHg;②在0～20mmHg范围的准确性应在2mmHg以内;③20～100mmHg范围的误差应在10%以内。各种品牌的导管，说明书均表明有基线漂移的数据，一般在2mmHg/24h以内。说明书同时给出了推荐的持续使用时间，应用时应尽可能遵守。

对于液体传导测压系统，零点校正是容易导致监测误差的重要因素之一。体外传感器的水平应与体内零点位于同一水平面。推荐的校正手段包括:①水平尺(carpenter level);②封闭水柱管路(close loop with water column);③激光水平仪(laser level device)。虽然有这些零点校正手段，仍然有很多单位选择目测方法。有比较研究显示，目测将导致平均3.2mmHg的监测误差，激光水平仪的误差最小。这项针对大学医院神经ICU的研究还显示，有15%的护士根本就不知道如何校正ICP监测零点，操作的正确性与工作时间和受训次数相关。因此，在开展ICP监测的单位，应制订操作常规，并加强技术培训。

ICP监测的主要并发症是感染和出血。由于缺乏统一的诊断标准，很难给出确切的并发症发生率。

文献报告的ICP监测感染率在0%～27%，许多研究并未描述感染的诊断标准。表14-2-2列出了不同监测手段的感染发生率。皮下隧道可明显降低感染危险，脑实质探头的感染发生率较低。发生颅内感染的危险因素主要包括监测装置的置入时间＞5天和手术室外置管。置管和日常操作监测装置时严格遵守无菌原则(手套、口罩和隔离衣)。常见病原菌包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大肠埃希菌、克雷伯菌和链球菌。目前尚无证据表明预防性应用抗生素可降低感染发生率。

所有颅内置入的监测都存在导致出血的危险性。与其他创伤性操作相同，恰当的培训并获得实际经验是减少出血的主要手段。Blaha将ICP监测导致的出血进行了分级(表14-2-3)，该分级有助于比较各种监测手段的出血危险。对于脑实质测压，1级和2级出血的发生率为6.4%～9.2%，无3级出血的报道。脑室测压中，需要手术干预的出血发生率约为17%。

患者的凝血功能状态是临床实施ICP监测时关注的焦点。通常情况下都建议将患者的凝血功能纠正到正常范围之后，再进行ICP监测。爆发性肝衰竭患者可能合并严重的颅高压，对于这类患者，很难做到短时间内完全纠正凝血异常。虽然近期有研究提示了肝移植患者在应用脑实质ICP监测时的安全性，但多数单位仍然倾向于为肝衰竭患者选择硬膜外或蛛网膜下腔探头进行ICP监测。

其他ICP监测的并发症还包括:ICP监测装置故障、置管困难、导管脱出或探头位置不良等，发生率较低。有光纤导管断裂的个案报道。

2012年，《新英格兰医学杂志》发表的一项多中心随机对照研究，比较了应用ICP监测与常规体检加影像指导重度颅脑创伤患者的治疗，发现两种治疗策略对转归无明显影响。随后的2项荟萃分析显示，对于GCS评分3～5分和高创伤评分的患者，ICP监测能够使患者获益。由于ICP对转归影响的研究结果存在差异，导致各单位应用ICP监测的情况也不尽相同。2007年欧洲的一项针对重度脑创伤患者的流行病学调查显示，ICP监测比例为64%，其中脑实质探头的应用最多、占77%，其次为脑室置管测压、占10%。

有文献报道的ICP监测群体包括重度脑创伤、脑出血、蛛网膜下腔出血、缺血性卒中后并发严重脑水肿、缺氧性脑损伤、中枢神经系统感染以及爆发性肝衰竭。明确有指南推荐的是创伤和出血患者，分别是美国神经外科医师协会(AANS)2000年创伤指南、美国心脏学会(AHA)1999年脑出血指南和欧洲卒中促进委员会(EUSI)2006年指南(表14-2-4)。

需要临床干预的ICP界值，依患者病种和年龄的不同而有所区别。对于脑创伤患者，目前公认的界值是20～25mmHg。在多数ICU，患者ICP＞25mmHg时会给予积极处理。对于儿科患者，近期有文献推荐婴幼儿为15mmHg，8岁以下儿童为 18mmHg，8岁以上为 20mmHg。ICP监测的实际意义在于维持脑灌注。因此，越来越多的单位采用脑灌注压(CPP=MAP－ICP)作为干预措施的目标参数。2000年AANS指南推荐维持CPP＞70mmHg，在此之前的研究结果提示CPP应维持在更高水平(80mmHg)。CPP的维持水平与患者脑血管自身调节机制的受损程度相关。正常情况下，CPP在50～150mmHg间变化时，脑血流不会发生明显改变(图14-2-3)。脑损伤使自身调节曲线右移，使得引起脑血流减少的CPP阈值升高，理应适当提高CPP才能保证脑灌注。但是近期的两项研究提示，过分强调将CPP维持在过高水平可能造成脑损伤患者的不良转归。2007年，AANS在其指南更新中也将推荐的CPP界值更改为60mmHg，并指出若患者不存在脑缺血情况，不必将CPP维持在70mmHg水平以上，否则增加急性呼吸窘迫综合征的危险。由于脑损伤患者脑血管自身调节机制受损程度存在个体差异，因此维持CPP也应采取个体化原则。但是目前临床很难确切判断到脑血管对CPP变化的反应，整合其他脑功能监测手段可能会有所帮助，如对脑血流和代谢的监测。

脑血流量(CBF)一直是临床渴望获得的监测指标。床旁脑血流监测可追溯到1945年，Kety和Schmidt两位医师首次介绍了以N ₂O作为惰性示踪剂，应用Fick原理测定全脑血流量。到了20世纪60年代，又出现了Xenon-133脑血流测定方法，采用的是相同的原理。Xenon-133具有较高的脂溶性，吸入或注射后迅速穿过血脑屏障，且代谢率极低，基本以原型经肺排出。根据Xenon-133的洗出曲线，可计算出CBF。Xenon-133测定法是实验研究中最常采用的脑血流测定方法，其他新型测定方法多以其作为比照。但是就临床应用而言，Xenon-133法也存在较多局限性，包括:①这种方法测定的主要是大脑中动脉供应的皮层和皮层下血流;②仪器庞大、操作复杂;③患者暴露于离子辐射;④不可能持续监测。正是由于这些局限性，使Xenon-133多应用于实验室或临床研究，限制了作为常规监测手段应用于临床。

随着影像学技术的进步，近年来也开发出多种能够监测脑血流的功能神经影像手段，主要包括:①Xenon计算机断层扫描(Xe-CT);②正电子衍射断层扫描(positron emission tomography，PET);③单电子衍射CT(single photon emission computed tomography，SPECT);④CT 灌注成像;⑤磁共振(MRI)灌注成像。这些影像学技术能够提供局部脑血流灌注的资料，但是对于ICU患者也存在较大的局限性，例如:所提供的是脑血流灌注的瞬间状态;患者必须转运到放射科，且检查时间较长，患者的病情必须足够稳定才能耐受检查。

目前适合于ICU床旁监测脑血流的手段主要包括三种:经颅多普勒血流测定、激光多普勒血流测定和热弥散血流测定。

经颅多普勒(transcranial Doppler，TCD)脑血流监测技术于1982年引入临床应用，具有无创、便于使用、可反复操作等优点。TCD将脉冲多普勒技术和低频发射频率相结合，从而使超声波能够穿透颅骨较薄的部位进入颅内，根据多普勒位移原理检测红细胞移动速度，直接获得颅底动脉血流速度，无创动态连续检测脑血流动力学。TCD所监测到的是颅底动脉血流速度(测量单位为cm/s)，而非CBF。TCD测量的血流信号以音频和频谱两种方式表达。多普勒频谱显示包括多普勒信号的振幅、频率和时间，图像的横轴为时间，纵轴为频移数值——代表血流速度，频谱的灰度反映信号的强弱。频移数值包括收缩峰值血流速度，舒张末期血流速度，平均血流速度。

TCD监测窗口包括三种:①颞骨窗口:颞弓上方，从眼眶外侧至耳之间的区域，观察大脑前动脉、前交通动脉、大脑中动脉、颈内动脉终末段、后交通动脉、大脑后动脉和基底动脉分叉，是最常用的监测窗口;②眼眶窗口:观察颈内动脉虹吸段和眼动脉;③枕骨大孔窗口:头前倾，探头放置在枕骨粗隆下1～1.5cm处，超声方向指向眉弓，观察椎动脉颅内段和基底动脉。最常用的TCD监测部位是大脑中动脉(MCA)，操作方法为:经颞骨窗口，取样深度为50～55mm，血流方向朝向探头，为正相频移。

TCD在脑损伤患者中的应用主要包括三个方面:

脑血管痉挛是蛛网膜下腔出血的严重并发症之一，是导致迟发性缺血损害的重要危险因素。应用TCD可对脑血管痉挛作出快速诊断，监测部位常选择MCA。MCA平均血流速度的正常值为55cm/s。当MCA血流速度增快时，应进行血管痉挛和高动力循环状态的鉴别诊断。可应用Lindegaard比值(MCA血流速度/颅外动脉血流速度，多选择颈内动脉)协助鉴别，MCA平均血流速度＞120cm/s，Lindegaard比值＞3，提示脑血管痉挛;MCA平均血流速度＞120cm/s，Lindegaard比值＜3，提示高动力循环状态。以脑血管造影为标准，TCD在诊断脑血管痉挛方面具有较高的敏感度和特异度。

当超声探测角度和血管内径维持稳定时，MCA平均血流速度的变化程度与CBF的变化程度显著相关。这时可应用下列公式估算CBF:

公式中FVmean为平均流速;AV为MCA截面积;AI为超声束与血管间的交角。

当无血管硬化或血管痉挛、动脉压和血液流变学状况无变化时，可应用该公式估算CBF。

正常情况下，当脑灌注压发生变化时，脑血管阻力随之改变，以维持脑血流量稳定(见图14-2-3)。因此，脑血管阻力的变化是自身调节功能的核心。TCD监测时，搏动指数(PI，也称Gosling指数)可反映探测部位远端的血管阻力。

公式中 FVsys为收缩流速;FVdias为舒张流速;FVmean为平均流速。

PI的正常范围为0.6～1.1。初步研究显示，同时应用ICP、CPP和TCD计算MCA的搏动指数，可能对判断脑血管自身调节能力有所帮助。

激光多普勒(laser Doppler flowmetry，LDF)可以测定多种部位的微循环血流，脑组织是其中之一。探头需放置于颅内(通常选择脑白质区域)，发射单色激光束，通过测量红细胞的数量和运动速度，整合得出表示血流量的相对数值——PU。LDF测定范围很小，仅约1mm ³，是一种局部血流量监测手段。连续和简便是这种监测手段的优点，而局部和只能获得反映CBF的相对变化则是其主要缺点。目前LDF主要应用于术中CBF监测。

热弥散血流测定(thermal diffusion flowmetry，TDF)是另一项近年来引入临床的新型脑血流监测技术。TDF的原理基于组织的散热特性，监测探头也需放置于颅内脑组织中。探头具有两个温度传感器，之间保持一定距离，一个传感器对脑组织加温(39℃)，另一个传感器探测温度变化，脑血流量越高，两传感器间温度差越大，以此通过微处理器计算出脑血流量。TDF与LDF的相同之处在于其监测的连续性和局部性，不同之处在于LDF所获得的是CBF的绝对数值［ml/(100g·min)］。近来TDF技术的发展趋势是探头体积缩小，但监测的脑组织范围增大。

其他可床旁实施的CBF监测技术还包括:颈静脉热稀释血流测定(jugular blood flow，JBF)、经脑双示踪剂稀释技术(transcerebral double-indicator dilution technique，TCID)和对比增强超声技术(contrast-enhanced ultrasonography，CEU)。其中CEU可提供无创、实时的CBF测定，目前正在进行临床试验。

如前所述，脑缺血可能是导致脑损伤患者不良转归的重要因素。然而临床难以回答的问题是究竟应将CBF维持在什么水平。针对狒狒的研究提示，造成脑缺血的CBF阈值为15ml/(100g·min)。进行该试验的研究组(Symon等)后来提出了缺血“半暗带”(penumbra)的概念，指梗死灶周围尚能挽救的脑组织。应用PET手段提示，人脑梗死的CBF阈值为8ml/(100g·min)，半暗带为20ml/(100g·min)。目前的共识是应尽快抢救半暗带。对于现有的床旁CBF监测手段，多数尚处于临床摸索阶段，尚无绝对监测值的推荐指标。临床实践中多是观察动态趋势和对治疗的反应性。许多单位将ICP、CPP、CBF和脑代谢监测相结合，确定救治方案。

大脑具有极高的代谢率。虽然脑的重量只占体重的2%，但静息脑血流量却占到心输出量的15%，氧耗量是全身的20%。因此，大脑需要持续稳定的血流灌注。当存在缺氧或灌注不足时，大脑将发生一系列生物化学异常。脑氧和代谢监测的目的就是尽早发现这些异常情况。脑氧监测包括多种，其中临床最常应用的是颈静脉氧饱和度监测，其他还有近红外光谱仪经颅脑氧饱和度监测和脑组织氧分压监测。近年来逐渐成熟的脑组织微透析技术则是脑代谢监测的主要进展。

颈静脉氧饱和度(SjvO ₂)监测是最早出现的脑代谢相关监测手段，早在20世纪初就有经颈静脉采血测定氧饱和度的报道。20世纪初出现了置管持续监测SjvO ₂的报道。与体循环的肺动脉血相似，颈静脉血中包含了未被脑组织利用的氧。SjvO ₂监测可提示脑氧供给和消耗之间的平衡，并间接反映脑血流的情况。

脑的氧耗量(CMRO ₂)等于单位时间内进入和流出脑的氧量之差:

公式中CaO ₂、SaO ₂和PaO ₂分别为动脉血氧含量、氧饱和度和氧分压;CjvO ₂、SjvO ₂和PjvO ₂分别为颈静脉血氧含量、氧饱和度和氧分压;Hb为血红蛋白浓度。

血液中物理溶解的氧量很少，可忽略不计。公式可表示为:

公式可变形为:

可简化为:

由该公式可见，SjvO ₂由动脉血氧饱和度、脑氧耗量、脑血流量和血红蛋白浓度共同决定。临床实际中，血红蛋白浓度一般不会在短时间内发生剧烈变化，公式可再次简化为:

正常情况下，当脑氧耗量升高时，脑血流量随之升高;脑血流量降低时，脑氧耗量也随之降低，称为脑代谢-血流耦联。这时SjvO ₂维持不变，脑氧提取率也维持不变。病理情况下，脑代谢-血流耦联受损，将导致脑氧提取的变化，表现为SjvO ₂降低或升高。SjvO ₂监测的主要目的也就是提早发现SjvO ₂的变化，反映出的问题是脑血流与脑代谢之间的平衡失调。因此，许多文献也将SjvO ₂监测归入脑血流监测的范畴。

(1)导致SjvO ₂降低的因素主要包括:

1)脑氧输送降低，原因可以是全身缺氧，也可以是由低血压、血管痉挛、或颅高压导致的脑灌注压降低。

2)脑氧耗增加，原因多是癫痫和发热。

(2)SjvO ₂升高的临床情况更具挑战性，也有研究提示SjvO ₂升高与不良转归相关。导致SjvO ₂升高的可能因素包括:

1)脑血流高动力循环状态，自身调节机制受损时则表现为SjvO ₂升高。

2)脑氧耗显著降低，如低温。

3)脑组织失去提取氧的机会，如ICP明显升高达到MAP水平，此时若不给予紧急处理，将很快导致死亡。

4)脑细胞失去提取氧的能力，有研究监测到脑死亡患者的SjvO ₂呈升高趋势。

SjvO ₂经历了单次采血、导管置入间断采血和光纤导管持续监测几个阶段。由于深静脉导管的广泛使用，现已不再采用单次采血方法。目前可供临床选择的SjvO ₂持续监测仪主要包括两种:Abbott Laboratories的Oximetrix 3 ^系统和Baxter Healthcare的Edslab系统。这两种仪器的基本原理相同，差别在于Oximetrix 3 ^系统采用三波长技术，可同时测定血红蛋白浓度和氧饱和度。

在进行SjvO ₂监测时应注意的技术细节主要是导管的置入位置。从测定原理可见，SjvO ₂提示全脑氧利用情况。那么左右颈静脉的氧饱和度的一致性会影响到监测结果的准确性。尸体解剖发现，皮层下区域的静脉多回流至左侧静脉窦，而皮层区域多回流至右侧。对于弥漫性脑损伤患者的研究提示双侧SjvO ₂的数值无限制性差异。目前倾向于选择优势侧颈静脉作为监测部位，临床确定方法包括三种:

1.对于实施ICP监测的患者，交替按压双侧颈静脉，ICP升高幅度较大的一侧为优势侧。

2.观察CT显示的颈静脉孔，较大的一侧为优势侧。

3.超声扫描血流量较多的一侧为优势侧。

当缺乏上述确定方法时，由于大多数个体的右侧静脉窦较大，可首先选择右侧作为监测部位。有些研究建议选择病变侧作为监测部位，但尚存在争论。

颈内静脉逆向置管的技术相对简单，标准方法为在环状软骨水平，沿胸锁乳突肌锁骨头内侧，针尖指向头部穿刺置管。置管成功后导管放置深度却是影响监测结果的关键问题。颈内静脉出颅后还汇集面静脉血流，因此应将导管尖端置入颈静脉球部(图14-4-1)，此处约掺杂3%的面静脉血流。应将导管尖端尽量靠近颈静脉球部顶端，导管后撤2cm将使面静脉血流掺杂升高到10%。临床测量时可应用乳突作为颈静脉球部的体表标志。但是放置导管后应常规进行X线定位。颈部侧位片要求导管尖端超过第1～2颈椎，并尽可能靠近颅底。在后前位片，导管尖端应超过寰枕关节与眶底连线，并超过双侧乳突连线。

对于间断采血(进行血气分析)监测，采血速度也是影响因素之一。若抽血速度过快，将由于血液回流导致掺杂。现推荐采血速度应＜2ml/min。对于持续监测导管，置入后应定期校正(推荐至少每日1次，或当对监测结果存在疑问时)，否则也会影响准确性。

健康人采样显示，SjvO ₂的正常范围在55%～71%，平均62%，该范围是否适用于脑损伤患者还存在疑问。SjvO ₂监测是目前ICU中除ICP之外的另一种常用脑功能监测。队列研究提示，SjvO ₂＜50%，脑损伤患者的死亡率增加1倍。对接受心血管手术的患者，SjvO ₂＜50%将导致术后神经系统并发症的发生率明显增多。文献报道的应用群体包括了脑创伤、蛛网膜下腔出血、弥漫性脑缺氧损伤以及心血管手术围术期。尽管如此，目前尚缺乏有关SjvO ₂监测参数和转归的确定证据。对于究竟应将脑损伤患者的SjvO ₂维持在何种水平，也缺乏相应的推荐意见。多数单位选择55%～75%为SjvO ₂的目标界限。另一方面，由于SjvO ₂监测的是全脑氧利用状况，对于局灶性病变，其监测灵敏度可能存在问题。与其他脑代谢监测手段相同，单独应用SjvO ₂进行脑功能监测的价值是有限的。成功的临床报道几乎全部是整合了多种监测手段，并动态观察参数的变化趋势，及时调整处理策略。

光线穿过色基(chromophore)时被散射和吸收，光线衰减的程度与色基的浓度相关(Beer-Lambert定律)。波长为700nm～1000nm的近红外光具有良好的组织穿透力，且其衰减程度与血红蛋白中的铁及细胞色素aa3中的铜含量成正比。氧合血红蛋白与去氧血红蛋白的光吸收波长不同，由此可计算出组织氧饱和度。近红外光谱仪(NIRS)正是利用这一原理进行脑氧饱和度测定。NIRS的优点在于无创和连续。与脉搏血氧饱和度不同，NIRS测定的脑氧饱和度不能区分动静脉血，所监测的是整个脑组织血管床的氧饱和度，包括动脉、静脉和毛细血管，其中约70%的成分来自静脉血。此外，由于很难排除颅外组织对光线的吸收和散射，使NIRS测定结果的可靠性受到质疑。现已开发出多种NIRS装置，临床主要应用的是美国的INVOS系列和日本的NIRO系列。总的来看，作为床旁脑氧监测手段，NIRS仍需要进一步摸索。

脑组织氧分压(PbrO ₂)是近年来开发出的脑组织局部氧监测技术，将微电极放置于脑组织，可持续监测脑实质氧分压和局部温度。有些监测设备还可同时监测脑组织二氧化碳分压和pH值。

PbrO ₂的监测导管具有弹性，监测探头细小(直径＜0.5mm)，可在ICU床旁行颅骨钻孔放置，并由专门的螺栓固定于颅骨。目前有两种市售PbrO ₂监测仪:

1.Licox监测仪采用极谱分析技术(Clarke电极)，监测PbrO ₂和脑温，采样范围约为14mm ²。

2.Neurotrend监测仪采用光纤电极，除PbrO ₂和温度外，还可监测脑组织二氧化碳分压和pH值，采样范围约为2mm ²。

PbrO ₂监测引入临床的时间还不是很长，目前尚处于摸索阶段，需要回答的问题主要有:PbrO ₂监测结果究竟代表什么?PbrO ₂监测探头应当放置在什么部位?

综合多项研究结果提示，PbrO ₂与吸入氧浓度、脑灌注压、脑血流量和血红蛋白呈正相关，与脑氧提取率呈负相关。但是，PbrO ₂并不能直接替代这些参数，它应该是反映脑氧代谢的综合指标，也可以理解为监测当时的脑组织氧储备。PbrO ₂升高并非仅代表脑血流灌注的增加，发热(使脑氧摄取增加)和高动力循环状态也可使PbrO ₂升高。PbrO ₂降低也并非仅代表脑缺血，脑组织氧需要减少(如治疗性低温)也可使PbrO ₂降低。因此，目前尚不能单独依靠PbrO ₂监测提示脑代谢和血流改变。

与其他监测手段相同，人们也希望将PbrO ₂用作一种脑缺血的预警指标。应用不同的比照手段和不同的PbrO ₂监测方法，提示脑缺血的PbrO ₂下限指标也略有差异(表14-4-1)。虽然仍存在争议，目前普遍认为PbrO ₂降低至10～15mmHg时应引起重视。

文献报道最多的监测部位是额叶白质，弥漫性脑损伤患者多选择右侧，局部脑损伤患者多选择病变侧。对于同时应用脑实质ICP监测的患者，也常选择相同的探头部位。理论上讲，将脑氧探头放置在半暗带区域的临床指导意义最佳，但实际操作中很难准确到位。探头放置的深度多为硬膜下2～3cm。由于PbrO ₂监测的是局部脑组织氧分压，探头与脑动脉的相邻关系、局部脑血流速度和探头的监测半径均会导致监测结果的差异。因此，连续监测的临床意义大于单一读数。

虽然有观察性研究显示发生低PbrO ₂事件的次数和持续时间与不良神经系统转归相关，但是目前尚缺乏确定的证据证明。有些单位建立了以PbrO ₂为目标的诊疗流程，也进行了对转归影响的研究，但病例数均较少。这些诊疗流程中均配合了其他监测评估手段，如ICP和SjvO ₂等，也说明脑损伤的多元化监测理念的流行。

从患者群体来看，PbrO ₂主要应用于脑创伤和蛛网膜下腔出血。有个别研究报道了动脉瘤术中和心搏骤停后应用PbrO ₂。从全世界范围来看，应用PbrO ₂最多的国家依次是德国、意大利、西班牙、荷兰、英国、美国。总的来说，PbrO ₂是一种新型脑氧代谢监测手段，其临床应用价值有待进一步探索。

葡萄糖为细胞代谢的能量底物，氧则是高能释放所必需。有氧条件下，每分子葡萄糖代谢生产38分子ATP，而糖的无氧酵解仅生成2分子ATP。脑的能量储备很低，因此依赖于持续的血液(氧)供应。缺氧缺血时，能量储备在短时间内耗竭，造成一系列病理生理学损害。组织的代谢监测反映了供血供氧情况，以期在出现生化异常的早期给予积极处理。通过监测细胞外液的生化指标，微透析技术(microdialysis)代表了组织代谢监测的重要进展。肝脏是最早应用微透析监测的组织，已经有近三十年的历史。人体脑组织微透析监测始于1990年。随着市售微透析监测仪的出现和改进，使微透析成为一种床旁持续监测手段，越来越多的临床单位将该技术应用于脑损伤患者的代谢监测。

与脑实质ICP监测和脑组织氧分压监测相同，微透析监测也需要将监测导管放置到脑组织中。导管很纤细，直径仅为0.62mm。导管壁为聚酰胺材料的微透析膜，内充透析液(一般为生理盐水)。脑细胞外液中小于微透析膜孔径的物质(一般为20 000Da以下)，可由于浓度梯度弥散到透析液。定时收集透析液进行生化分析，提示脑组织细胞外液的代谢改变。目前市售的微透析监测仪(CMA600)可完成定时自动分析，与应用高效液相色谱测得的结果具有良好的相关性。

理论上，凡是可透过微透析膜的物质均可进行监测。目前临床主要监测的参数包括:

葡萄糖、乳酸、丙酮酸、腺苷、黄嘌呤。其中乳酸/丙酮酸比值是反映缺血的主要指标。

谷氨酸、天冬氨酸、GABA。

甘油、钾离子、细胞因子。

药物浓度。

微透析监测也存在部位问题。在2004年进行的一项研究中，作者对33例接受硬膜下血肿清除的重度脑创伤患者进行了包括微透析在内的多种脑功能监测。微透析和PbrO ₂探头放置于脑损伤周围。其中17例发生术后损伤局部脑梗死的患者，PbrO ₂明显降低，微透析监测乳酸水平明显升高，而反映全脑代谢的SjvO ₂并未发现明显改变。另5例发生难治性颅高压患者，微透析显示乳酸/丙酮酸比值和谷氨酸水平明显升高，葡萄糖浓度降低。Engstrom等则进行了更加细致的比较，在CT定位后，将微透析探头放置在损伤周围、损伤侧远离损伤的区域和损伤的对侧。结果显示，损伤周围区域的葡萄糖浓度明显降低，乳酸/丙酮酸比值明显升高。但是这些研究并未提供患者转归的资料。2004年，一组来自多所著名脑创伤中心的微透析监测专家发表了一篇共识声明，推荐了微透析监测探头的放置部位。对于弥漫性脑损伤患者，探头放置于右侧额叶;局灶性脑损伤患者，应在损伤部位周围实施微透析监测，有条件时，可在非损伤区放置第2个监测探头。

微透析监测技术的另一种进展体现在监测导管半透膜的孔径上。随孔径增大，生物大分子(如细胞因子)透过半透膜的可能性越大，对细胞损伤和炎症反应的提示越强。目前已经拥有20 000、100 000和300 0000道尔顿孔径的监测导管，对这些导管的应用研究也越来越多。

微透析监测的应用范围广泛，包括脑创伤、蛛网膜下腔出血、癫痫、缺血性脑卒中、肿瘤和神经外科术中监测。反映脑缺血的敏感指标是乳酸/丙酮酸比值和葡萄糖浓度，预警界限分别为＞30mmol/L和＜0.8mmol/L。小样本病例对照研究提示，该界值是不良转归的危险因素。与其他监测手段相同，目前也缺乏微透析监测的随机对照研究。将微透析整合到多元化监测，可能为改善脑损伤患者的转归提供良好前景。

脑电图是诊治癫痫的重要手段，能为癫痫的诊断、分型、确定局部病灶和观察治疗反应性提供帮助。近年来，随着计算机技术引入脑电监测装置，使床旁持续监测和数据分析有了较大的改进，也推动了脑电图在其他神经危重症患者的应用。ICU可利用的神经电生理监测还包括诱发电位技术，主要应用于脑干、脊髓和视神经病变的患者。

脑电图(electrophysiology，EEG)记录了大脑皮层神经元自发而又有节律的电活动，为兴奋性和抑制性突触后电位的总和。脑电波有振幅、周期、位相等特征组成(表14-5-1)。正常脑电波的波幅在10～200μV，癫痫发作时可高达750～1000μV。锥体细胞排列方向一致，又同步放电，兴奋通过神经元回路循环产生节律性α波。放电失去同步性，兴奋通过皮质内小神经元回路循环，则出现快波。神经细胞代谢速度减慢或形态改变，则出现各种慢波。神经细胞兴奋性异常增高，引起超同步放电，则出现棘波、棘慢波。

EEG是监测大脑癫痫放电的最佳方法。无抽搐样发作性癫痫在顽固性癫痫、脑外伤、脑卒中、颅内感染、脑肿瘤和代谢性昏迷患者中具有较高的发病率，而且影响转归。应用动态EEG监测可以及时发现病情变化并及时处理，降低癫痫持续状态的死亡率和并发症发生率。

EEG主要由脑皮质锥体细胞产生，锥体细胞对缺血具有相对易损性。因此，EEG对脑缺血也十分敏感。CBF＜20～25ml/(100g·min)时，脑电活动开始减慢;16～17ml/(100g·min)时，自发脑电活动衰竭，诱发脑电波幅进行性降低;＜12～15ml/(100g·min)时，诱发脑电消失;能量衰竭则在CBF＜10ml/(100g·min)时才发生，而在脑皮质发生不可逆损害之前，EEG已经变成等电位。

各种原因造成的昏迷患者，EEG监测可有助于了解中枢神经系统功能。体外循环、颅内手术、低温麻醉、控制性降压以及心肺复苏后，进行EEG监测有助于判断中枢神经系统的情况。对深度昏迷患者，EEG常表现为慢波。若病情好转可恢复到正常波;若病情恶化，则逐渐进入平坦波形。对怀疑脑死亡患者，其脑电活动消失，呈等电位改变，若持续30分钟以上，结合临床可协助脑死亡诊断。由于EEG受麻醉药的影响，因此判断脑功能状态时，必须排除麻醉药的作用。

EEG波型是大脑皮质的突触后兴奋与抑制电位在时间和空间上的综合表现。而突触后电位又受到来自间脑投射的网状系统活动的影响。这些成分中任何一个或多个障碍都会导致EEG异常。这种多层系统使EEG具有较高的敏感性。但也同时说明了EEG的弱点，即特异性相对不足。因此，EEG监测应有明确的目的和针对性，并配合其他监测手段。此外，由于EEG也同时记录了头皮上两点和头皮与无关电极之间的电位差，因此其波形受到机体多种生理和病理因素的影响，各种干扰都可能使记录出现伪差，例如同时使用其他仪器、患者的肌肉活动、肢体的动作等。这些影响因素在ICU的表现尤其突出，在判读监测结果时应给予充分注意。

从以上讨论可见，各种脑功能监测手段都具有各自的优点和局限性，目前尚缺乏任何单一准确有效的监测手段。以ICP监测为例，2005年发表了一项非随机研究，比较了两个创伤中心重度脑创伤患者的治疗程序和转归。其中一个中心以灌注压为目标(ICP＜20mmHg/CPP＞70mmHg)，另一个以临床经验和CT结果为目标。结果显示，单纯以灌注压指导临床救治，并不能改善转归，却明显增加住院时间和费用。正是在这种背景下，近年来越来越多的研究推荐，脑功能的监测应该采取多种手段、综合评价，逐渐形成了多元化的监测理念(multimodal monitoring)。脑灌注、血流、代谢以及脑电活动之间相互联系、互为因果，监测指标也具有互补性。图14-6-1显示了一种以ICP、SjvO ₂为主的脑损伤多元化监测处理程序。

多元化监测并不是指应用的监测手段越多越好。盲目采用多种监测势必会增加操作并发症的发生概率，且增加患者的医疗费用。另一方面，由于单位时间内所获得的信息量增加，数据处理又成为了瓶颈问题。近期发表的有关多元化监测的研究表明，临床获得的微透析监测数据庞大，且具有明显的个体差异，与ICP、CPP和GCS组成具有不同特征的组合。面对这种庞大的数据资源，迫切需要可靠的分析系统。从20世纪70年代开始，就有应用计算机进行资料整合的研究。1994年，剑桥大学的研究组开发出利用RS232接口进行数据收集的计算机集成监测分析系统，用于神经危重患者的监测。近期，一种称为“Global Care Quest”的资料传输系统，可将诸如影像、脑电和生理数据无线传输到护士站或医师办公室的终端机上，甚至可发送到手机，大大提高临床信息的整合效率，缩短做出反应的时间。但是，任何资料的最终判读者仍然是人，对医护人员进行基础知识和操作技能的培训，也是一个关系到患者转归的关键问题。

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