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心脏骤停后缺血缺氧性脑损伤

明州康复医学研究院  温州明州康复医院  尤荣开(译)

神经高级临床医生APC协助对心脏骤停后昏迷的患者进行神经学评估是很常见的。这些患者在冠状动脉、内科和神经重症监护室就诊。患有创伤性脑损伤和动脉瘤性蛛网膜下腔出血的患者可能已经在现场进行了复苏,并且可能对皮质有额外的缺血缺氧性脑损伤。这种类型的伤害的严重程度是独一无二的。当前的任务是评估严重程度并确定可能改善的患者治疗方案,因为避免在这些病例中过早退出治疗至关重要。本章讨论心脏骤停后缺血缺氧性脑损伤患者的病理生理学、临床和放射学评估以及预后因素的识别。

简介

美国每年有350,000-450,000例院外心脏骤停。其中100,000例患者尝试进行心肺复苏CPR,其中40,000例患者入院治疗。心脏骤停通常与原发性心律失常有关,但也可能由呼吸骤停或严重低血压引起。神经损伤,例如毁灭性的急性脑损伤、创伤性脑损伤或动脉瘤性蛛网膜下腔出血,也可能导致心脏骤停。

不幸的是,心脏骤停后出院的存活率低于10%,并且患者昏迷时间难以确定。心脏骤停幸存的患者可能会产生多种后果,包括脑损伤、心脏功能障碍和全身缺血。了解心脏骤停引起的脑损伤的病理生理学;然而,人们对介导该人群恢复的生物机制和细胞途径知之甚少。一旦发生自主循环(ROSC),生存机会可以通过多项临床观察来确定。心脏骤停后住院的患者将被送入重症监护病房,并且经常出现难治性心源性休克,需要多种血管加压药。

本章讨论心脏骤停后缺血缺氧性脑损伤患者的病理生理学、临床评估和不良预后指标的识别。对心肺复苏后昏迷患者进行评估的专家咨询是很常见的。ROSC后缺血缺氧性脑损伤患者的评估和管理是重症监护病房治疗这些患者的跨学科团队的一项主要临床任务。

1缺血缺氧性脑损伤的病理生理学:基本原理

在发生不可逆的神经元损伤之前,大脑能够忍受约2-4分钟的缺氧。在心脏骤停时,无论是由于心搏停止还是心室颤动,都没有可测量的流向大脑的血流。使用标准的心肺复苏技术,只能达到心脏骤停前脑血流量的三分之一。心脏骤停是对大脑最严重的伤害,甚至比创伤性脑损伤更严重。单独的缺氧损伤可能会导致暂时的突触功能障碍,但当胸外按压期间出现心搏停止、低血压和脑灌注极少时,就会导致缺血性脑损伤。缺血导致细胞膜离子泵功能障碍和细胞机器快速解体,导致钙通道开放并释放兴奋性氨基酸,特别是谷氨酸和天冬氨酸,这会导致钙超载和细胞死亡。全身血液循环的恢复不会自动导致脑组织的再灌注。大脑中有几个区域没有再灌注,这与缺血、血液淤积、早期血管内凝血、白细胞粘附等引起的内皮水肿有关。

缺血导致N-甲基-D-天冬氨酸NMDA-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸AMPA受体激活,导致钙和钠通道开放以及细胞凋亡途径。这种生化途径发生得非常快并且无法预防,因此神经元非常容易受到缺血缺氧性脑损伤。大脑的某些特定区域特别容易受到整体缺血的影响,包括海马体、新皮质、小脑、纹状体和丘脑。

循环重建后,再灌注和再氧合可能会在数小时至数天内造成进一步的神经元损伤,这通常被称为“再灌注损伤”。炎症反应的改变可导致内皮激活、白细胞浸润和进一步的组织损伤。其他影响因素包括低血压、低氧血症、脑血管自动调节受损和脑水肿,这些都会进一步阻碍氧气输送到大脑。

启动低温治疗是为了通过减慢大脑新陈代谢来限制神经损伤。这有助于减少氧气和三磷酸腺苷ATP的消耗量。通过钙超载和谷氨酸释放以及抗凋亡Bcl-2的启动和促凋亡因子BAX的破坏来防止细胞凋亡。低温治疗也被证明可以抑制全脑缺血后出现的炎症,并减少充血和延迟性低灌注。

2案例展示

一名40岁女性,既往有II型糖尿病、高脂血症、高血压、吸烟史,白天健康状况良好,但在下午晚些时候和傍晚时分出现断断续续的胸痛,到医院就诊当地急诊室ED。到达急诊室后不久,她出现心室颤动,进行45分钟的心肺复苏,总共进行了12次电击。患者总共接受了450毫克胺碘酮,然后开始胺碘酮滴注。患者已插管,12导联心电图显示ST段抬高。患者接受阿司匹林和氯吡格雷治疗。患者被转移到CCU并接受心导管插入术,并在LAD冠状动脉上放置支架。经过神经系统检查,患者双侧瞳孔直径为4毫米,对光有反应,咳嗽、作呕和角膜反射完好,无面部下垂,四肢可移动以应对疼痛刺激,主要是屈曲。启动了36°C的目标温度管理。大脑CT扫描显示没有脑水肿的证据。复温期后的神经学检查表明,患者没有睁开眼睛来听声音或跟踪、眼球运动、四肢退缩或可能呈去大脑姿势、脑干反射完好无损并触发呼吸机。脑电图显示弥漫性抑制,反应性可疑,但没有癫痫样活动。SSEP显示正常的N20反应。血清神经元特异性烯醇化酶正常。我们被要求评估神经损伤和改善的前景。在进行预后神经系统检查之前需要几天的时间,以便镇静药物能够代谢。患者的神经功能没有改善,仍处于昏迷状态。CPR后4天进行MRI,显示弥漫性皮质梗塞。心肺复苏14天后神经功能仍未改善,家人决定撤离生命支持。

3管理和干预

3.1目标温度管理及其实践

诱导低温或定向低温旨在降低身体的核心温度。最近招募院外心脏骤停患者的随机临床试验表明,与轻度低温(36℃)相比,深度低温(33℃)并没有提供额外的益处。详细的低温方案通常由每个机构制定,不同医院的提供者可能会发现很大的差异。

冷却需要用冰袋降低核心温度、快速输注冷静脉输液以及使用外部冷却装置或血管内冷却系统。心脏骤停后应尽快开始低温治疗,并在复温阶段前持续24小时。预计会出现颤抖,应使用镇静剂、阿片类药物或神经肌肉阻滞剂进行治疗(有关颤抖处理建议,请参阅第23章部分)。

低温治疗期间没有颤抖表明下丘脑严重脑损伤并预示预后不良。在低温治疗期间,可能会发生高血糖并导致尿量减少。其他可能发生的并发症包括肺炎、心律失常和胰腺炎。可能需要血管加压药,但这可能是为了治疗心肌顿抑引起的心源性休克。治疗性低温还可能导致电解质失衡,例如低钾血症、低镁血症、低磷血症和高血糖。因此,定期监测血清电解质将有助于指导适当的治疗。癫痫发作也可能发生在低温治疗和治疗复温阶段。通常情况下,亚临床癫痫发作是无法识别的,因此建议通过连续脑电图EEG监测来监测患者,并在癫痫发作后进行治疗,以改善患者的预后。

低温治疗期结束后,患者需要缓慢恢复至正常核心体温。临床试验表明,低温治疗组的患者预后改善了55%,而对照组的患者预后改善了39%。重要的是要知道,患者在心脏骤停后可能会持续昏迷一段时间,但神经功能仍可恢复。

3.2心脏骤停后昏迷患者的神经系统评估

我们如何解读昏迷的病人?我们如何评估多个皮质层的急性损失、由于无血流导致的分水岭区域的损失以及极其敏感区域(例如整体苍白球)神经元损失的临床后果?

首先,复苏期间没有血液流向大脑或只有一小部分血流首先会损害深部基底神经节和丘脑,然后是皮质,最后是脑干。

心肺复苏后很少有患者会出现脑死亡(临床上需要脑干反射的参与),因为脑干对重大的全身损伤有弹性。病理学显示皮质层、苍白球和小脑缺血性损伤,这些变化可以在磁共振成像中发现。因此,大多数患者会出现双半球损伤的临床症状,但没有局部症状。常见的检查结果包括音调增加、对疼痛或反射反应无运动反应、向上或向下注视(表明丘脑损伤)以及脑干反射正常。如果皮质区域(包括大多数垂直皮质层)受损,可能会出现肌阵挛状态。肌阵挛癫痫持续状态是一种不寻常的表现,常见于长时间心肺复苏或失血后,并且剧烈、有力,涉及所有四肢的抽搐,并伴有明显的面部扭曲,所有这些都与向上的眼睛抽搐有关。颤抖、僵直或非持续性阵挛常常被误解为肌阵挛。肌阵挛状态可能与脑电图持续癫痫发作、突发抑制模式或振幅明显下降有关。肌阵挛癫痫持续状态也更常与CT扫描异常相关。

其次,瞳孔散大、瞳孔反射丧失和角膜反射表明脑桥中脑受累的患者的情况会很差(除非这些反射被用于控制因目标温度管理方案而产生的颤抖的药物减弱)。脑干反射丧失可能是由于长时间缺氧损伤导致更多损伤,也可能是由于皮质更严重损伤导致脑水肿而发生。这些将病理生理学与临床发现相关联的核心基础知识有助于理解缺血缺氧性脑损伤的范围。

心脏骤停后ROSC后应进行完整的神经系统评估。重要的是要确保没有任何情有可原的因素会干扰检查,例如(显然)麻痹或镇静药物和持续性低血压(收缩压低于90毫米汞柱)。心脏骤停后的早期觉醒、定位疼痛刺激的能力或遵循简单命令的能力都是积极结果的指标。然而,很大一部分心脏骤停后患者的神经系统结果较差,因此找出哪些人有可能在认知能力完好的情况下存活下来变得很重要。毁灭性的神经系统后果使医疗服务提供者和家庭面临与治疗目标、可接受的结果和临终决策相关的艰难决策。

最重要的概念是要了解神经系统检查的特定要素在确定缺血缺氧性脑损伤的严重程度时至关重要。临床神经学检查应遵循标准程序。标准检查应包括对疼痛的运动反应,特别注意肌阵挛和自发或诱发的眼球运动异常以及脑干发射。在进行脑干反射测试时,如果患者有自主呼吸,重要的是包括瞳孔对光反射、角膜反射以及咳嗽和作呕反射。脑干对缺血缺氧性脑损伤的抵抗力比皮质强得多,因此在评估脑干反射和瞳孔对光的反应时,经常发现它处于正常范围内。如果您发现瞳孔反应缺失,请考虑这可能是复苏期间使用高剂量阿托品的结果。心脏骤停后数小时检查的瞳孔固定和散大是预后不良的临床指标。瞳孔固定和散大很少是孤立的检查结果,但更常见于脑干受累。角膜反射最初可能不存在,但通常会随着时间的推移而恢复。识别眼球运动异常可提供更多临床信息;例如,持续向上凝视表明严重的整体双半球损伤,也可能包括丘脑受累。持续向上凝视通常是功能结果不佳的临床指标,但在10%的病例中发现与生存一致。当引起前庭眼反射或快速头部运动时,检查者可能会看到向下的凝视。其他眼部异常可能包括乒乓球凝视、横向凝视偏差或连续眨眼,这些异常均未进行预后价值检查。持续向上凝视通常是功能结果不佳的临床指标,但在10%的病例中发现与生存一致。当引起前庭眼反射或快速头部运动时,检查者可能会看到向下的凝视。其他眼部异常可能包括乒乓球凝视、横向凝视偏差或连续眨眼,这些异常均未进行预后价值检查。持续向上凝视通常是功能结果不佳的临床指标,但在10%的病例中发现与生存一致。当引起前庭眼反射或快速头部运动时,检查者可能会看到向下的凝视。其他眼部异常可能包括乒乓球凝视、横向凝视偏差或连续眨眼,这些异常均未进行预后价值检查。

一个重要的临床指标是肌阵挛癫痫持续状态,或者更清楚地解释为涉及面部肌肉、四肢和腹部肌肉的持续有力的抽搐运动。这些抽动可能是由触摸或拍手引起的,并且可能包括影响患者通气的膈肌。肌阵挛癫痫持续状态意味着预后不良。

3.3辅助诊断

可以考虑其他诊断测试来协助神经系统检查,包括脑电图EEG、体感诱发电位SSEP生化标记、计算机断层扫描CT和磁共振成像MRI。最常见的脑电图发现是阵发性低振幅事件(ELAE)。ELAE通常与药物作用相关,因此并不提示缺氧缺血性脑损伤。当背景脑电图运动显示全身慢波运动时,患者获得更好结果的机会就会增加。当脑电图上发现突发抑制模式通常暗示致命结果或植物状态时,存在更快频率、自发波动和对刺激的反应性的脑电图提供了更好的神经系统恢复的指示。当脑电图显示癫痫发作时,需要考虑持续脑电图和癫痫发作的治疗。

SSEP是另一种用于帮助确定神经功能恢复情况的测试。SSEP不会受到药物、温度或代谢异常的影响,因此是帮助神经学预测的可靠工具。SSEP涉及对正中神经进行外周刺激,产生臂丛神经、颈脊髓电位和双侧皮质电位N20,并通过头皮电极进行评估。为了使SSEP被认为是值得信赖的,必须承认颈椎的潜力,因为这可能是患有颈脊髓严重缺血缺氧性脑损伤的患者可能要担心的问题。在心脏骤停后第一天到第三天之间计算不良结果时,双侧皮质电位缺失(N20成分)大约100%确定。然而,皮质N20反应的存在并不能保证从昏迷中醒来。SSEP与临床检查确实为神经功能恢复的预测提供了充分且可靠的信息。

已确定可检测心脏骤停后脑损伤的生化标志物包括血清神经元特异性烯醇化酶NSES100。NSE是神经元中发现的烯醇酶的γ异构体,S100是钙结合星形胶质蛋白。NSE和S100水平升高与缺血缺氧性脑损伤和神经系统预后不良有关;然而,我们需要记住,我们衡量这些标记的方式缺乏标准化。治疗性低温也可能影响这些生物标志物的代谢和清除,从而阻碍预后价值。

3.4成像

心脏骤停后的大多数CT扫描结果都是正常的;然而,接下来几天的额外CT扫描可能会显示出变化。可能出现的CT改变与广泛的脑水肿有关。这些患者通常还有一些额外的临床指标,表明神经系统结果不佳。MRI成像在预测结果方面更可靠,并提供涉及双丘脑和壳核损伤的弥漫性皮质损伤等详细信息。正常的MRI并不一定表明有更好的结果,因为临床医生已经看到许多患者在正常的MRI扫描中处于持续植物人状态或最低意识状态,并且在初次受伤后数月内出现脑萎缩。

有许多诊断测试,包括神经影像学、电生理学和实验室测试,可能有助于评估神经功能恢复,但没有一种独立的测试可以令人满意地预测。一些指导如图17.1所示。测试时间尚不清楚,但我们预计MRI、EEG和SSEP在事件发生后24小时内会出现异常。

17.1缺血缺氧性脑损伤评估步骤

如果重复检查,MRI可能会变得异常,但有些MRI重复正常的患者从未醒来,但后来却表现出全身性脑萎缩。

3.5预测总结

缺血缺氧性脑损伤仍然是心脏骤停后残疾的主要原因。有针对性的低温治疗是许多拥有现代ICU的医院的标准治疗方法,但做法各不相同。初始治疗时间、治疗持续时间、最佳降温方法以及治疗性低温治疗期间的目标温度存在不确定性。如果存在以下情况,这些昏迷患者存在清醒可能,但预后仍然不确定1无肌阵挛状态;(2存在脑干反射;(3脑电图背景或爆发抑制模式没有抑制;(4MRI正常或接近正常;(5正常SSEP。这意味着对于大多数患者来说,在最初几周内无法明确结果。

不能改善对定位的运动反应意味着长期的认知缺陷,甚至无法唤醒最低意识状态。神经系统评估仍然是关键,不能被任何辅助测试所取代。因此,将继续咨询神经学家对心脏骤停后的患者进行彻底的神经学检查,并提供他们在治疗和预后方面的专业知识,以指导初级保健提供者和家属确定治疗目标。

总结要点

◆定向低温是心脏骤停后保护神经功能的主要治疗策略。

◆低温治疗预计会出现颤抖,应使用镇静剂、阿片类药物或神经肌肉阻滞剂进行治疗。

◆在没有混杂因素的情况下重复进行神经系统检查通常可以预测不良结果。

◆MRI和SSEP有助于确定损伤程度。

◆脑干反射的缺失表明结果不佳。

◆关于心脏骤停后昏迷患者是否出现癫痫发作或癫痫活动,以确定其是否是可治疗的并发症或严重脑损伤的指标,仍存在不确定性。

参考文献(略)

温州明州康复医院简介

温州明州康复医院系温州市第一家专注重症康复的专科医院,医院位于中国眼谷健康小镇——温州市龙湾区瑶溪街道水埠路155号,背青山,面绿水,交通便捷,就医方便。由重症医学专家尤荣开教授带领团队领衔组建,总占地面积10097.30㎡,总建筑面积28068.75㎡,开设床位390张。是一家集医疗、康复、科研为一体,以重症早期康复、脑促醒及神经康复为特色的专科医院。医院目标剑指全国顶尖康复创新领域高地,着力打造标杆康复医院品牌,竭诚为患者提供优质康复服务。

联系电话:0577-86612120

医院地址:温州市龙湾区瑶溪街道水埠路155号

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