經(jīng)顱彩色多普勒超聲在膿毒癥相關(guān)性腦病患者腦血流評估中的應(yīng)用

王 曼 譚奕東 農(nóng)委信 李 樂 林孫龍

(廣西貴港市人民醫(yī)院急救中心EICU，貴港市 537100，電子郵箱：262667800@qq.com)

膿毒癥相關(guān)性腦病(sepsis-associated encephalopathy，SAE)指非中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)所致的彌漫性腦功能障礙，主要癥狀是譫妄、幻覺、躁動及與鎮(zhèn)靜程度不符的意識障礙等意識水平的改變。出現(xiàn)意識水平改變的患者死亡率增加10%～50%[1-3]。研究表明，腦灌注改變可能在SAE病理過程中起重要的作用，SAE患者的腦血流減少，且腦血管阻力增加[4]。灌注微血管密度降低是SAE患者腦部微循環(huán)改變的特征，該改變可能與腦血管阻力增加有關(guān)[5]。本研究通過經(jīng)顱彩色多普勒超聲(transcranial color Doppler ultrasonography，TCCD)評價SAE患者的腦血流及血管阻力改變，以指導(dǎo)SAE的臨床評估。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2019年4月至8月在我科住院的48例膿毒癥患者為研究對象，均在起病24 h內(nèi)入院治療。其中男27例，女21例，年齡18～80(55.8±12.7)歲,泌尿系統(tǒng)感染16例，腹腔感染8例，肺部感染22例，皮膚軟組織感染2例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡>18歲；(2)診斷符合膿毒癥的國際診斷標(biāo)準(zhǔn)(Sepsis 3.0)[6]。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)原發(fā)性顱腦損傷(缺血性或出血性腦血管事件、腫瘤)患者；(2)顱內(nèi)感染患者；(3)主動脈內(nèi)球囊反搏或體外膜肺氧合支持患者；(4)嚴(yán)重的頸動脈或顱內(nèi)動脈狹窄(>70%)患者；(5)TCCD無聲窗(不能獲得腦血流信號)。所有患者均于入院24 h內(nèi)采用重癥監(jiān)護(hù)病房譫妄評估表[7]評估認(rèn)知水平，結(jié)果呈陽性者為膿毒癥腦病組(29例)，陰性者為非腦病組(19例)。本研究通過我院醫(yī)學(xué)倫理委員會審查，所有患者及家屬均對本研究知情同意。

1.2 方法

1.2.1 臨床資料收集：收集所有患者入住ICU 24 h內(nèi)的臨床資料，包括年齡、性別、平均動脈壓、急性生理與慢性健康狀況評分Ⅱ,并記錄兩組患者在ICU住院期間的膿毒性休克發(fā)生情況、機(jī)械通氣情況及ICU 死亡率(ICU死亡率=ICU死亡數(shù)/患者總數(shù)×100%)。

1.2.2 TCCD檢查：兩組患者分別于入院第1天及第3天，采用深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司生產(chǎn)的M9便攜式彩色多普勒超聲系統(tǒng)進(jìn)行TCCD檢查。采用低頻(1.5～3 MHz)探頭經(jīng)顳窗測量兩側(cè)大腦中動脈血流速度，記錄平均血流速度較高一側(cè)的峰值速度(systolic velocity，Vs)、舒張期流速(diastolic velocity，Vd)、平均血流速度(mean velocity，Vm)，并計算搏動指數(shù)(pulsatility index，PI)，PI=(Vs-Vm)/Vm[8]。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料以(x±s)表示，組內(nèi)比較采用配對t檢驗，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，計數(shù)資料以例數(shù)和百分比表示，組間比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者臨床特征的比較 兩組患者的性別、年齡、ICU死亡率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。膿毒癥腦病組患者的急性生理與慢性健康狀況評分Ⅱ、膿毒癥休克比例、機(jī)械通氣比例高于非腦病組，而入院平均動脈壓低于非腦病組(P<0.05)。見表1。

表1 兩組患者臨床特征的比較

2.2 兩組患者TCCD參數(shù)的比較 入院第1天，相較于非腦病組，膿毒癥腦病組患者的Vs、Vm、PI升高，Vd降低(P<0.05)。入院第3天，膿毒癥腦病組患者的Vs、Vm、PI均較入院第1天降低，Vd較入院第1天升高(均P<0.05)，而非腦病組患者入院第3天的Vs、Vm、Vd、PI與入院第1天時比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 兩組患者TCCD參數(shù)的比較(x±s)

組別nVd(cm/s)入院第1天入院第3天t值P值PI值入院第1天入院第3天t值P值膿毒癥腦病組2950.92±13.3858.64±13.482.2450.0291.08±0.220.92±0.183.0310.004非腦病組1959.01±12.0356.35±13.210.6490.5210.84±0.170.81±0.140.5940.557 t值2.130— 4.027—P值0.039—<0.001—

3 討 論

膿毒癥是一種常見的可致命的疾病，是由感染誘發(fā)的全身炎癥反應(yīng)綜合征，可引起多器官功能障礙，是危重癥患者死亡的主要原因，SAE是其常見的并發(fā)癥。調(diào)查結(jié)果顯示，重癥監(jiān)護(hù)室患者的譫妄發(fā)病率為32.3%[9]。由于SAE命名不統(tǒng)一，膿毒癥患者的SAE發(fā)病率難以確定，多項研究推測在9%～71%之間[1-2，10]。出現(xiàn)意識水平改變的SAE患者死亡率顯著增加[1-3，10-11]，且更容易出現(xiàn)遠(yuǎn)期認(rèn)知功能障礙[12-13]。SAE臨床表現(xiàn)多樣，可有認(rèn)知功能障礙、意識紊亂、注意力減退、抑郁及人格改變，偶可見震顫、構(gòu)音障礙，甚至局灶性或全身性癲癇發(fā)作[14]。嚴(yán)重的SAE表現(xiàn)為譫妄及昏迷，其在需進(jìn)行機(jī)械通氣的嚴(yán)重膿毒癥患者中發(fā)生率高達(dá)82%[15]。SAE患者在膿毒癥好轉(zhuǎn)或治愈后可出現(xiàn)抑郁和持久性認(rèn)知功能障礙[16-17]，其可能的機(jī)制為神經(jīng)退行性小膠質(zhì)細(xì)胞活化和彌漫性缺血損傷[18]。SAE的發(fā)病機(jī)制尚不清楚，細(xì)菌內(nèi)毒素作用、血-腦屏障功能障礙、炎性反應(yīng)和氧化應(yīng)激、直接神經(jīng)元損傷、腦灌注與腦微循環(huán)障礙、線粒體和血管內(nèi)皮功能障礙、神經(jīng)遞質(zhì)傳導(dǎo)異常有可能是其潛在的致病因素[19-24]。雖然目前關(guān)于SAE的臨床研究否認(rèn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)直接參與機(jī)體炎癥反應(yīng)的過程，但在許多SAE病例中存在腦組織彌散性微循環(huán)膿腫，同時可見包括腦缺血、腦出血、多灶性壞死性白質(zhì)腦病等多種病理改變[23，25]。

越來越多的研究表明，膿毒癥患者的腦微循環(huán)改變、腦灌注不足可能是SAE發(fā)病的重要環(huán)節(jié)[26]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，SAE存在腦血流減少，腦血管阻力平行增加的現(xiàn)象，PI值作為評估腦血管阻力的指標(biāo)，其值在膿毒癥危重患者中高于正常健康人群[27]或非膿毒癥危重患者[28]。Pierrakos等[29]指出，膿毒癥發(fā)病24 h內(nèi)的PI值與SAE的臨床癥狀有關(guān)，PI值為1.3可作為臨床評估SAE發(fā)病的臨界點；然而，膿毒癥發(fā)病72 h以上的PI值與膿毒癥患者出現(xiàn)譫妄無關(guān)。一項大型Meta分析結(jié)果顯示，早期膿毒癥患者的Vm和PI值升高，腦血流自動調(diào)節(jié)保持不變；相反，在晚期膿毒癥(嚴(yán)重膿毒癥或膿毒性休克)患者中的Vm正常，PI值降低，腦血流自動調(diào)節(jié)受損[30]。

TCCD可方便、實時、無創(chuàng)地對膿毒癥患者的腦血流狀態(tài)進(jìn)行床旁監(jiān)測，獲得動態(tài)的腦血流指標(biāo)，其臨床優(yōu)勢為[28，30]：(1)TCCD所釋放的信號可能先于系統(tǒng)血流動力學(xué)的改變，因此可用于評估膿毒癥患者的腦血流動力學(xué)模式；(2)意識障礙患者的PI值升高可能是發(fā)生膿毒癥的早期征兆，早期進(jìn)行TCCD檢查有助于減少膿毒癥的診斷時間；(3)TCCD實時識別的腦血流變化與全身血流動力學(xué)變化相關(guān)，可優(yōu)化膿毒癥患者的血壓及容量管理。

本研究中，兩組患者的性別、年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，膿毒癥腦病組患者的急性生理與慢性健康狀況評分Ⅱ、膿毒癥休克比例、機(jī)械通氣比例均高于非腦病組，而入院平均動脈壓低于非腦病組(P<0.05)，說明SAE的發(fā)病與膿毒癥的嚴(yán)重程度相關(guān)，且受全身血流動力學(xué)的影響。因此，對膿毒癥患者進(jìn)行腦血流狀況評估有助于識別嚴(yán)重膿毒癥及SAE，且可作為優(yōu)化血流動力學(xué)的指導(dǎo)。

本研究結(jié)果顯示，入院第1天，膿毒癥腦病組患者的Vs、Vm、PI較非腦病組升高(P<0.05)，可能的原因為促炎細(xì)胞因子和內(nèi)毒素激活腦血管內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致一氧化氮生物利用度下降，促進(jìn)前列腺素和內(nèi)皮素介導(dǎo)的血管收縮[31]；同時，PI值的升高可能與腦灌注與微循環(huán)障礙、系統(tǒng)阻滯相關(guān)的低舒張壓、血二氧化碳分壓改變及全身系統(tǒng)血壓接近臨界閉合壓等因素相關(guān)[30]。然而本研究中的PI值未達(dá)到Pierrakos等[29]研究所得出的SAE發(fā)病的臨界點(PI>1.3)，這可能與研究對象存在異質(zhì)性、樣本量不足、操作誤差、未進(jìn)行疾病嚴(yán)重程度分級等原因相關(guān)，未來仍需進(jìn)行大型的多中心研究進(jìn)一步評估SAE發(fā)病的PI值臨界點。本研究結(jié)果還顯示，膿毒癥腦病組患者入院第1天的Vd低于非腦病組(P<0.05)，這與國外相關(guān)研究結(jié)果[28，32]相符，其原因尚不明確，可能與早期PI值增高最先累及Vd有關(guān)。本研究在膿毒癥疾病進(jìn)程中的不同時段進(jìn)行腦血流檢測，發(fā)現(xiàn)入院第3天膿毒癥腦病組患者的Vs、Vm、PI值均較入院第1天降低(均P<0.05)，這可能與膿毒癥后期患者的腦血流自我調(diào)節(jié)功能受損有關(guān)[30，32]，但目前PI值在膿毒癥腦病病程中的變化趨勢仍存在爭議。此外，非腦病組患者入院第3天的Vs、Vm、Vd、PI值與入院第1天時比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。以上結(jié)果提示早期腦血流改變和PI值升高可能與膿毒癥腦病的發(fā)生密切相關(guān)。

綜上所述，膿毒癥患者早期腦血流速度及PI值改變可能與膿毒癥腦病的發(fā)病相關(guān)。TCCD具有易操作、可重復(fù)、無創(chuàng)、實時等優(yōu)點，是評估膿毒癥患者腦血流動力學(xué)的重要方法，有利于指導(dǎo)膿毒癥腦病的臨床診療。