重症医学

PEEP对颅内压及脑血流动力学的影响

作者: 曲鑫 译 王宁 来源: 重症医学 日期:2017-05-23
导读

          我们在临床上对急性脑损伤患者应用较高PEEP行肺复张时,需考虑PEEP对ICP及CPP影响,那PEEP对ICP、CPP到底有何影响?当ICP高时是否能行肺复张呢?这篇文章或许能给我们提供参考,故翻译整理,以飨各位读者。

        我们在临床上对急性脑损伤患者应用较高PEEP行肺复张时,需考虑PEEP对ICP及CPP影响,那PEEP对ICP、CPP到底有何影响?当ICP高时是否能行肺复张呢?这篇文章或许能给我们提供参考,故翻译整理,以飨各位读者。

        背景:在脑损伤患者中没有进行肺保护通气评估。目前尚不清楚应用PEEP对颅内压(ICP)和脑灌注压(CPP)是否有不利影响。 我们的目的是对急性脑损伤并肺损伤患者患者评估PEEP对ICP和CPP的影响。

        方法:回顾性收集了从2008年至2015年入住ICU的341例严重急性脑损伤患者。这些患者总共有28,644配对的PEEP和ICP观察值。在记录配对的PEEP和ICP同时记录基线特征、血液动力学、生理学和呼吸机参数。

        结果:在校正分析中发现仅在严重肺损伤时PEEP与ICP及PEEP和CPP之间有显著统计学差异。 PEEP每一厘米水柱的增加,ICP增加0.31mmHg(p = 0.04; 95%CI [0.07,0.54])和CPP降低0.85mmHg(p = 0.02; 95%CI [-1.48,-0.22])。

        结论:我们的研究结果表明,PEEP可以安全应用于急性脑损伤患者,因为它对ICP或CPP没有显著的临床意义。 但需要进一步的前瞻性研究来评估在脑损伤并肺损伤患者中应用肺保护性通气策略的安全性。

        前言

        急性呼吸窘迫综合征(ARDS)在严重急性脑损伤患者中频繁发生。 尽管ARDS在这个人群中的发病率很高,但最佳的通气策略尚待阐明。 虽然ARDS患者的肺保护通气已被广泛研究并显示出可以降低发病率和死亡率,但这些策略是否有益于急性脑损伤患者尚不清楚。 过去,这些患者被排除在这些试验之外,考虑到PEEP和低潮气量组合的肺保护策略可能对颅内压(ICP)和脑灌注压(CPP)有不利影响 。 在指导管理信息有限的情况下,临床医生经常用较大的潮气量和相对于没有神经损伤的患者的低PEEP来制定通气策略。

        虽然ARDS和严重脑损伤患者的特异性呼吸机策略尚未得到评估,但PEEP和ICP之间的关系一直是几十年的临床调查主题。 20世纪70年代的初步研究研究了PEEP对ICP的影响,但结果矛盾。 Frost证明了PEEP在5和12cm H 2 O之间(甚至瞬时高达40cmH 2 O)改善动脉氧合而不增加ICP [7],而Shapiro报道当PEEP在4-8厘米H2O范围时,超过50%的患者ICP增加> 10 mmHg[8]。 鉴于他们的小样本(≤12)和缺乏患者基线特征和临床数据,很难从这些早期研究中得出结论。更多最近的工作表明,对于各种神经损伤的患者而言,PEEP对ICP具有不同的影响,但总体而言,认为是适度的[9-13]。

        总之,机械通气与脑血流动力学之间的复杂相互作用似乎受到多个患者特异性因素的影响。鉴于严重急性脑损伤患者发生缺氧性呼吸衰竭的比例较大,我们认为提高我们对这些生理变量之间的相互影响可能会提出一个最佳的机械通气策略。在这个研究中,我们试图在大样本急性脑损伤患者评估机械通气对ICP和CPP的作用。具体来说,我们假设PEEP可以安全地应用严重脑损伤患者而不引起颅内高压或CPP危险性降低。

        方法

        队列组成

        2008年至2015年,马萨诸塞州波士顿Beth Israel Deaconess医疗中心外科或神经科学重症监护室,18岁或以上有机械通气和ICP监测的急性严重脑损伤(格拉斯哥昏迷评分[GCS] <9)患者有资格纳入。 入院时预先存在的慢性间歇性机械通气的患者或具有腰池引流的患者排除在外。审查委员会批准了免除知情同意书(2014P000410)。 Metavision(iMDsoft版本5.45.64)及患者电子病例系统用于筛选符合条件的患者,并收集通气,生理,实验室,药物和人口统计数据。

        数据采集

        感兴趣的主要数据是总PEEP。收集机械通气参数包括PEEP,峰值和平台压力,静态肺顺应性,呼吸频率,潮气量和吸入氧浓度(FiO2)。我们使用ARDS的柏林标准通过氧气的动脉分压与吸入氧气的比例来定义肺损伤的严重程度(PaO2/FiO2)[14]。因此,当PaO2 / FiO2> 300,定义为无ALI,PaO2 / FiO2> 200且≤300,为轻度ALI,PaO2 / FiO2> 100且≤200,为中等ALI,PaO2 / FiO2 <100为重度ALI。

        ICP每小时记录一次。 为了分析,将ICP值及之前最接近的总PEEP值数据配对,组成一个观察。通过从平均动脉压减去颅内压来计算CPP。

        统计分析

        分类变量表示为频率或比例。 连续性协变量包括血液动力学变量,ICP,CPP和PEEP,依据数据的分布,以平均值(±标准偏差)或中位数(四分位数范围)表示。使用Shapiro-Wilk检验来评估正态分布。 鉴于本研究的探索性,我们没有进行样本量的计算。

        采用局部加权散点图平滑(LOESS)检验ICP和PEEP之间的关系是否遵循线性分布。一旦确定,使用具有鲁棒方差的广义估计方程(GEE)来计算线性模型,考虑每个受试者的重复测量。 使用GEE模型,我们首先测试了PEEP与肺损伤严重程度之间的相互作用PaO2 / FiO2。 在评估相互作用(被认为是重要的)之后,我们按照肺损伤严重程度对数据进行分层,并评估了PEEP观察与ICP和CPP之间的关系,确定了单变量和多变量在数据中考虑聚类的模型。 使用前向模型选择来评估多变量模型中的变量选择。 SAS 9.3(SAS Institute,Cary,NC)用于所有分析。所有检验均为双侧,p值<0.05被认为具有统计学意义。

        结果

        共有341名患者符合本研究的纳入标准(图1)。 研究人群主要为白种人(58.1%),男性比例稍大(56.3%),中位数年龄是56.3岁。入ICU后,中位GCS评分为6(IQR 3-7)。蛛网膜下腔出血是最常见的诊断(37.5%),其次是脑内出血(23.5%)和创伤性脑损伤(20.5%)。 总体而言,患者通气时间中位数为3.2天(IQR 1.2-8.9),中位ICU和住院时间分别为11和16天(表1)。

        表2描述了根据肺损伤的严重程度分层,每次ICP观察时最接近的机械通气和血流动力学数据。 总体而言,28,644次观察(配对PEEP和ICP数据点),71.3%被记录在没有并发肺的时候,而记录在轻度肺损伤为15.2%,中度为11.6%,严重者为1.9%。

        在严重肺损伤期间发生的观察发现,具有比没有或轻度肺损伤(两组5cmH2O2)更高的中位PEEP值(10cmH2O),以及PEEP测量的变异性与其他组相比增加。严重肺损伤观察中发现潮气量与其他肺损伤低(中位数450 vs. 500 mL); FiO2高,四分位数范围为0.8〜1.0,而其他组为0.4-0.6。 正如预期的那样,在这个亚组中,正常肺顺应性(> 40ml / cm H2O)的观察结果与无肺损伤(87.6%),轻度肺损伤(73.0%)和中度肺损伤(67.1%)相比,比例较低(54.9%)。由PaO2中值和氧合指数(OI)定义的氧合,与没有肺损伤的患者相比,重度肺部损伤患者较低(PaO2:69 vs. 167 mmHg; OI:15.8 vs. 2.1)。 严重肺损伤(中位数82,IQR 75-92 mmHg)患者平均动脉血压比其他肺损伤的低(IQR 78-103;表2)。

        评估不同类型肺损伤的颅内血流动力学时,所有观察结果ICP中位数相当相似,而严重肺损伤组(中位数70 mmHg)的脑灌注压低于所有其他组(74 ,75和81 mmHg分别为中度,轻度和无肺损伤;表3)。 与中度(12.9%和8.5%)、轻度(12.6%和35.3%)及无肺损伤(6.3%和17.3%)患者接受治疗相比,较高百分比的严重肺损伤患者接受高渗盐水(15.0%)和血管加压药(57.0%)治疗, 在队列的每个层中对甘露醇的使用观察到相似的百分比(表3)。

        图2显示了由肺损伤严重程度分层的PEEP和ICP之间的粗略的,未经校准分析的关系。未经调整的分析结果见表4,表示个体患者重复观察之间的相关性。单变量分析表明,PEEP每升高1cmH2O,急性肺损伤患者ICP升高0.14 mmHg(p = 0.05),轻度肺损伤患者则为0.08mmHg(p = 0.26),中度肺损伤后0.12 mmHg(p = 0.04),重度肺损伤为0.33 mmHg(p = 0.01)。校正潮气量,分钟通气量,呼吸频率,吸气峰值压力,平均动脉血压,PaCO2和应用血管加压剂或高渗治疗,在严重的肺损伤组PEEP和ICP之间的持续存在显著相关性(p = 0.04)。在这个患者队列,PEEP每升高1cmH2O,ICP显著性增加0.31mmHg(95%CI [0.07,0.54])。

        在观察PEEP和CPP之间的关系时,也发现了类似的结果(图3;表5)。单因素和多因素模型分析显示,重度肺损伤组两组(p = 0.02)显着相关; 然而,在中度、轻度或无肺损伤层中未发现两者相关性。校准相关混杂因素(pH值,潮气量,分钟通气量,呼吸频率,吸气峰值峰值,以及血管加压剂或高渗治疗),PEEP每升高1cmH2O导致0.85mmHgCPP下降(95%CI [-1.48, 0.22])。

        讨论

        我们在文献中对PEEP与ICP关系进行最大样本量分析。我们的研究结果表明,在严重急性脑损伤患者中,PEEP的应用对于没有严重肺损伤的患者的ICP或CPP无影响。 仅在严重肺损伤组中,PEEP与ICP和CPP之间有统计学意义上的关系。尽管如此,在应用PEEP值的范围内ICP适度,说明在统计学上而不是临床上有意义增加。也就是说,保持所有其他协变量不变,PEEP增加5cmH2O可能会使ICP增加1.6 mmHg,CPP下降4.3 mmHg。回顾性回顾性研究发现,PEEP可以安全地应用于大多数机械通气的严重脑损伤患者。

        我们的研究与以前的研究结果一致,PEEP对急性脑损伤患者的ICP影响不明显。Georgiadis等人[13]发现PEEP对急性卒中患者的ICP无影响。其他人认为对外伤性脑损伤和蛛网膜下腔出血患者出血也是发此[12,15]。 Frost的研究表明,PEEP对ICP没有影响,即使在超常水平的PEEP(高达40cm H2O)[7]。 然而,我们的发现与其他人不一样,如Shapiro的研究报道,当PEEP应用于4-8厘米H2O范围时,ICP临床显著上升[8]。很难比较我们与Shapiro研究的结果,因为仅有有限的关于人口统计学数据或机械通气。

        学者假设了几种机制来解释PEEP和ICP之间的相互依存关系[16]。 Caricato及其同事认为,在低肺顺应性(<45 ml / cm H2O)患者中脑血流动力学和ICP不受PEEP影响[17]。当应用较高水平的PEEP时,这些患者被认为是受到“保护”免受进一步的ICP增加的影响,因为顺应性较差的肺没有有效地传递增加的压力到整个胸腔。一项较小样本的研究报告了矛盾结果,指出数据显示,当PEEP应用于肺顺应性较低的患者时,ICP增加到更大程度[9]。有趣的是,在我们的校正分析中,正常肺顺应性的存在并不能预测ICP或CPP。我们的结果可能反映了ARDS中实质性肺损伤的异质性和区域依从性的变化;因此,肺顺应性,PEEP和ICP之间的关系可能取决于我们在本研究中无法测量的因素。

        最佳CPP范围仍有待确定,并且可能是患者个体化的。虽然没有明确的证据表明安全的下限,但大多数指南建议维持CPP> 60 mmHg以降低加重继发性脑损伤的风险[18]。此外,已经确定的是,脑自动调节(CA)在较大范围CPP维持恒定的脑血流量上起重要作用,尽管这种机制在严重脑损伤患者中经常受损。当CA受损时,脑血流量被动地依赖于灌注。不幸的是,评估CA的完整性具有挑战性,在大多数重症监护病房中不能进行常规测量。不知道在我们的人群中CA是否受损,很难理解CPP变化的临床意义。虽然我们的研究结果表明PEEP对CPP的影响可能取决于肺损伤的程度,但观察到的变化相对较小,除非肺损伤最严重。

        在评估急性严重脑损伤患者机械通气的实践中,我们以PEEP和FiO2评估肺损伤的严重性。重度肺损伤患者我们使用较低的潮气量和较高的PEEP设置(表2)。然而,对这种患者群体实施“肺保护”策略需要进一步研究,以了解是否与无脑损伤ARDS患者获得相似的死亡率[5]。

        这项研究有几方面局限性。鉴于研究为回顾性设计,在确定其临床应用时,谨慎解释数据结果。此外,ICP和机械通气管理的决策和选择原因尚不清楚。残余混杂因素也可能使我们的研究结果复杂化。特别是对于EVD的患者,我们不知道脑脊液引流的原因。因此,这些协变量的变化可能会影响我们在特定亚组患者中的结论。此外,虽然我们广泛观察了PEEP对CPP的影响,但我们无法测量脑血液动力学的其他重要参数,如脑自动调节,脑顺应性或脑血流速度变化。因为我们想广泛研究PEEP对ICP和CPP的影响,因此我们的队列包括广泛的神经系统疾病患者,因此,可能很难将我们的结果推广到特定神经系统疾病的患者。最后,我们的数据来自一家三级保健医疗中心,因此我们的结果可能不能推广到其他ICU。 我们的外科和神经科学ICU采用标准化的分层算法策略来管理颅内高血压,这可能类似于其他医疗中心; 然而,我们的临床管理在这个患者群体中仍然有可能有所不同。

        尽管有这些局限性,我们的研究仍具有显著的优势。迄今为止,我们已经进行了最大样本的人类研究,以评估PEEP与颅内生理学在急性期的相互作用。 此外,我们的数据库包含了大量的生理信息,特别是关于血液动力学,机械通气和肺损伤的严重程度。这使我们能够建立一种校正临床相关协变量的模型以评估PEEP影响。

        结论

        总之,对不同程度的急性肺损伤和伴随的严重急性脑损伤的患者应用PEEP似乎对ICP或CPP没有显著的临床影响。 然而,需要进一步的前瞻性研究来评估对肺损伤和脑损伤患者应用肺保护通气策略的安全性和临床结果。

        文章:The Effect of Positive End-Expiratory Pressure on Intracranial Pressure and Cerebral Hemodynamics[J]. Neurocrit Care,2017,26(2):174-181.

        全文链接地址:http://pan.baidu.com/s/1kVyWPG7

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