【爱儿小醉】儿童脑外伤患者中有创测量和无创测量颅内压的相关性

复旦大学附属儿科医院‍‍

背景  

儿童脑外伤有较高的死亡率和并发症率，颅内高压的不利影响是重要的原因之一。目前的儿童脑外伤管理指南推荐使用颅内压监测指导临床治疗从而改善预后。有创颅内压监测是颅内压监测的金标准，但是存在一定的并发症如感染、出血，且需要专业人员管理（如ICU管理人员）。在寻找无创的、可替代的颅内压监测方法的过程中找到了经颅多普勒（TCD）超声、视神经鞘直径（ONSD）等可行的方法。对于有颅高压风险但是无法进行有创颅内压监测的时候，准确可靠的无创评估颅内压的方法显得尤其重要。  

TCD是一种无创技术，可测量大脑血管的血流速度。当颅内压升高时，舒张期流速和收缩期流速均有下降，但是前者下降幅度大于后者，使得搏动指数（pulsatility index, PI）会增加。由于PI是一个比值，抵消了声波角度对所测流速的影响，使其成为更可靠的测量方法。在成人中发现PI是脑外伤患者无创评估ICP的有效的方法，但是在儿童脑外伤患者中存在矛盾的结果。包绕视神经的视神经鞘和脑膜以及蛛网膜下腔相连。当颅内压升高时，视神经鞘内的脑脊液蓄积从而增加了视神经鞘的直径。研究发现在脑外伤患者中ONSD和颅内压升高有相关性。但是，ONSD个体差异大，且缺乏不同年龄、性别、种族的正常值数据。  

本研究是一项前瞻性观察性研究，旨在评估PI 以及 ONSD 和有创 ICP 之间的相关性，从而确定这些无创的方法是否可以作为儿童脑外伤患者中评估和监测ICP的工具。此外，旨在确定预测颅内高压 (ICP > 20 mm Hg) 的最佳 ONSD 和 PI 临界值，并比较这些无创测量方法单独应用和联合应用的预测价值。

方法  

这项前瞻性观察研究于 2017 年 12 月至 2018 年 5 月在印度一家三级创伤中心完成。纳入的人群为被送入神经重症监护病房且需要有创 ICP 监测的脑外伤儿童（1至18岁）。排除标准包括拒绝同意、TCD 评估的时间窗口不足、去骨瓣减压术、眼眶外伤、眼眶肿瘤、青光眼病史、脑血管痉挛（血流速度 > 年龄的 2 个标准差）和 TCD 检查发现为脑死亡。每天在3 个时间点（各时间点之间至少间隔3小时）对每位患者进行有创ICP、PI 和 ONSD 的测量。颅内高压定义为ICP>20 mmHg。可能影响 ICP 和脑血流速度的变量在测量前保持稳定。具体来说，测量前半小时通气参数没有变化，动脉二氧化碳分压保持在 35 至 40 mm Hg，动脉血氧饱和度 > 94%，平均动脉压在年龄正常范围内，体温正常。  

选用2MHz的探头通过颞窗进行TCD的测量（和有创ICP同侧）。选择能提供最高大脑中动脉 (MCA) 平均流速的声波深度和角度。PI定义为 MCA 收缩期峰值流速和舒张末期流速之差除以 MCA 平均流速。选用10MHz的探头进行ONSD的测量，每侧眼睛单独测量3次，并计算平均值。在测量TCD和ONSD时同时获得配对的ICP的数据，但测量者无法获知ICP的数值。

统计分析

使用R Studio 软件进行数据分析。根据先前研究中 PI 和 ICP 的相关系数为 0.611，Power为 90%，显着性水平为 5%，计算得到样本量为 18人。对每位患者每个变量（ICP、ONSD 和 PI） 的重复测量值取平均值。使用 Pearson 相关系数计算 ICP 与 ONSD 和 PI 之间的相关性。通过无创变量（ONSD和PI）估计ICP的过程使用了线性混合效应模型。还进行了 ICP 和无创变量（ONSD 和 PI）之间的混合效应多元回归。使用受试者工作特征 (ROC) 曲线和受试者工作特征曲线下面积 (AUC)以评估 ONSD 和 PI 预测ICP > 20 mmHg 的能力；同时计算了最佳临界值的敏感度和特异度。DeLong 检验用于确定 ROC 曲线之间的统计差异。  

结果  

本研究共纳入了18名儿童，共406对数据进行了最后的分析，颅内高压（ICP ≥ 20 mmHg）的数据比例为28.1%（114/406）。住 ICU时间和住院时间的中位数（四分位间距）分别为 10（7，14）天和 14（9，20）天。

表1显示了患者的人口统计数据和基线特征。

表2显示了研究期间记录的各种参数的总体情况。

表 3 显示了每位患者的 ICP、PI 和 ONSD 的数值。

有创ICP和ONSD、PI以及ONSD+PI的相关性如表4所示。

根据各指标估算ICP的最佳模型如下：nICPONSD = 8.72 × ONSD−33.02 mm Hg，nICPPI = 34.25 × PI −19.92 mm Hg，nICPONSD+PI = 8.25 × ONSD + 4.24 × PI −34.59 mm Hg。

ROC分析分析了PI、ONSD、以及ONSD+PI对于区分是否颅内高压（ICP≥20 mmHg）的能力，发现ONSD+PI的曲线下面积最大，优于单一指标（表5）。ONSD 和 PI 预测颅内高压的最佳临界值分别为 5.95 mm（敏感度92%；特异度76%）和 1.065（敏感度92%；特异度87%）。

讨论  

脑外伤后常会发生颅内高压。控制ICP可以最大程度减少继发性脑损伤，是脑外伤管理的基石。儿童脑外伤管理指南推荐监测ICP并维持ICP < 20 mmHg从而改善预后。有创ICP是监测的金标准，但是和一些并发症有关。因此，需要寻找无创的方法评估ICP。

在本研究中，我们发现有创ICP和ONSD以及PI均有较好的相关性，如果联合这两个无创指标，其相关性更好。之前的一些研究中发现ICP和PI有好的相关性，但也有研究发现其相关性较差。  

本研究中预测ICP > 20 mmHg的ONSD的临界值为5.95 mm，大于早期的类似研究，而和近期的一些研究类似。这可能是由于超声的分辨率得到改善从而使得测量更准确。Padayachy等人发现年龄对于ONSD临界值评估ICP升高有影响。对于预测 ICP ≥ 20 mm Hg，1 岁以上儿童的最佳 ONSD 临界值为 5.75 mm（敏感度85.9%；特异度70.4%；AUC = 0.78）和 5.16 mm（敏感度85.7%；特异度75%；AUC = 0.80）。

ICP和脑血流流速受到一些因素的影响。在本研究中，我们尽可能地消除了这些潜在混杂因素的影响：排除了脑血管痉挛的病人；维持全身生理状态的稳定，如二氧化碳分压，氧饱和度，平均动脉压，体温。

测量 ONSD 和 PI 的设备容易获得、携带方便、相对便宜、可床旁使用，并且没有副作用。尽管 ONSD 和PI 是筛查颅内高压和估计ICP 最常用的无创测量方法，但它们高度依赖于检查者，不同检查者之间的差异较大。在本研究中通过单一的检查者进行所有 ONSD 和 TCD 测量来克服这个缺点。  

本研究存在一些局限性。首先，本研究选择的儿童年龄跨度大，从1岁至18岁。用于预测颅内高压的 ONSD 或 PI 临界值可能随年龄的变化而变化。因此，未来的研究应包含更多的样本以得到不同年龄段儿童的最佳 ONSD 和 PI 临界值。其次，本研究对无创指标采用了间断测量的方法，而连续 进行TCD 测量（使用探头支架）是可行的，并且可以确定 ICP 的动态变化是否与 PI 的实时变化有相关性。再次，本研究中的大多数 ONSD 和 PI 测量值是在没有颅内高压的患者中获得的，因此需要对颅内高压儿童进行进一步研究以验证本研究的结果。最后，在可以用 ONSD 和 PI 等无创技术替代有创 ICP 监测之前，需要进行更大规模的验证研究。  

结论                  

ONSD 以及PI 和有创 ICP具有良好的相关性，表明这些无创方法可用于筛查脑外伤儿童的颅内高压。尽管有创 ICP 监测仍然是金标准，但这些无创方法在有创 ICP 监测存在禁忌或无法进行的情况下可作为有价值的替代方法。  

编译：庄培钧

参考文献：

Dhanda A, Singh GP, Bindra A. Correlation Between Invasive and Noninvasive Technique of Intracranial Pressure Measurement in Children With Traumatic Brain Injury: An Observational Study. J Neurosurg Anesthesiol. 2022;34(2):221-226.  

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