神經重症監護管理與實踐（簡體書）

神經重症監護是因臨床實踐應用的需要而產生的，並逐漸形成的一種基於臨床生理學的神經系統危重症監護和治療的專業。《神經重症監護管理與實踐》分為4個部分，系統地介紹了神經重症監護學的主要原理和臨床實用技術。首先是學科相關的生理及病理生理原理，如腦血流、腦水腫、體溫調控、機械通氣及神經藥理學等，其次是神經重症監護病房內常用的顱內壓、腦血流、血流動力學及電生理等監測技術，再次詳述了神經重症監護病房常見的各類疾病的管理，最後還對神經重症監護相關內科合併症的處理作了闡述，幫助神經內科專業醫師處理這些疾病，並為相關專業醫師的會診工作提供參考。柯開富主編的《神經重症監護管理與實踐》列出了大量影像學資料及臨床診療流程圖表，圖文並茂，使讀者能更好地瞭解其中內容。

神經重癥監護是因臨床實踐應用的需要而產生的，并逐漸形成的一種基于臨床生理學的神經系統危重癥監護和治療的專業。柯開富主編的《神經重癥監護管理與實踐(精)》分為4個部分，系統地介紹了神經重癥監護學的主要原理和臨床實用技術。

第一篇神經重症監護原理
第1章腦血流生理和代謝a
第一節腦血流的調節
第二節腦血流量的測定方法
第三節腦的代謝
第四節新陳代謝的貢獻
第五節血腦屏障
第六節溫度對代謝的影響
第2章腦水腫與顱內壓
第一節顱內壓的動力學
第二節腦血流和腦灌注壓
第三節顱內壓增高的原因
第四節腦水腫和顱內壓
第五節顱內壓增高的治療
第3章體溫調控與低溫治療
第一節正常體溫調節與發熱的機市
第二節NICU中的發熱與管理
第三節人丁低溫治療
第四節結論
第4章機械通氣與氣道管理
第一節氣道管理
第二節機械通氣
第5章神經藥理學
第一節神經藥理學基本原理
第二節血管活性藥物
第三節抗血小板藥物
第四節抗凝治療
第五節抗癲癇藥物
第6章血壓管理
第一節血壓調控
第二節神經內科急症的血壓管理
第7章鎮靜、鎮痛與神經肌肉阻滯
第一節鎮靜
第二節鎮痛
第三節神經肌肉阻滯
第二篇神經監測
第8章顱內壓和腦血流的監測
第9章昏迷和腦死亡
第10章血流動力學及電生理監測
第三篇神經重症監護各類疾病管理
第11章急性缺血性卒中
第12章腦出血
第13章腦靜脈及靜脈竇血栓形成
第14章蛛網膜下腔出血
第15章癲癇持續狀態
第16章神經肌肉疾病
第17章腦病
第18章藥物濫用、過量與急性中毒
第19章中樞神經系統感染
第20章顱腦損傷
第21章脊髓損傷
第22章神經外科重症監護術後管理
第四篇神經重症監護相關合併症的處理
第23章心臟疾病
第24章ICU相關的感染
第25章肺部疾病
第26章內分泌系統疾病
第27章消化系統疾病

第一篇 神經重癥監護原理
第1章 腦血流生理和代謝
腦作為人體最重要的器官之一，只占人體體重的2%，但其耗氧量為全身的20%。腦的能量主要由葡萄糖供給，幾乎沒有能量儲備，為了維持正常的生理功能，需要通過血液循環源源不斷地供應。正常情況下，平均每100g腦組織每分鐘血流量約50ml，其中灰質血流量大于白質，分別為70ml和20ml。一旦腦的血液供應發生障礙，即可出現腦功能異常，當每100g腦組織每分鐘血流量低于30ml時，就會出現神經系統癥狀；下降至15-20ml時，會出現可逆性的神經元電衰竭；下降至10-15ml時，會導致不可逆的神經元損害。而另一方面，腦處于容積相對固定的密閉顱腔中，過度增加的腦血流量會導致顱內壓的升高，而產生不利影響甚至危及生命。因而，腦血流必須維持在一個相對恒定的范圍內。
第一節 腦血流的調節
腦血流量取決于血黏度、腦灌注壓和血管直徑。任何能影響腦血流量的因素均可通過改變腦灌注壓和血管直徑而完成。生理狀況下，血壓的波動、機體酸堿度變化、血氧及二氧化碳分壓、腦代謝等的變化均能調節腦血流量。腦血流量的主要調節形式有自動調節、化學調節、代謝調節和神經調節等。
一、自動調節
腦的自動調節常易與腦血流量的調節相混淆，后者包括了各種形式的血管舒縮調節機制，自動調節只是其中一種類型。自動調節是血壓波動時，腦維持腦血流量（CBF）相對恒定的能力，是一種純粹的壓力相關現象。自動調節是在血壓升高或降低時通過毛細血管前阻力血管的收縮或舒張而完成。自動調節反應快速，全身小動脈和較大動脈均參與。當平均動脈壓（MAPs）在60-150mmHg之間時，通過自動調節能保持腦血流量相對恒定，當然這一血壓范圍并非絕對。準確的自動調節機制尚不十分清楚，提出的機制包括肌源性假說、內皮假說、神經源性假說、代謝假說等，其中肌源性假說是最廣為接受的，代謝假說可能更適用于解釋代謝-血流偶聯過程而不是自動調節。
1902年Baylis在觀察了犬動脈在血管內壓改變直接導致血管收縮和舒張反應后，首先提出了肌源性假說。肌源性假說提出存在一個血管平滑肌基礎張力，它受跨壁壓變化的影響。它導致血管內壓上升時毛細血管前微動脈收縮，血管內壓下降時舒張。研究表明在腦的自動調節中可能涉及兩種肌源性機制：對壓力脈沖的快速反應和對平均動脈壓變化的慢反應。
內皮假說提出腦動脈內皮細胞可能扮演著機械性刺激感受器的角色，感受和傳導機械因素并轉化為血管張力的變化。內皮細胞釋放一些血管活性物質，如血管內皮舒張因子、一氧化氮、內皮衍生超極化因子、內皮素-1等。觀察發現流速和剪切力的增加并不影響跨
壁壓卻能誘導內皮血管收縮，這提示內皮對血管運動活性的依賴。由內皮細胞釋放的舒張或收縮因子的改變帶來血管緊張性的變化。
代謝假說提出自動調節由釋放血管活性物質完成，它們通過調節腦血管阻力而保持腦血流量的恒定。局部腦血流量的主要決定因素是局部腦代謝活性產物，即代謝-血流偶聯。具體是哪一種物質聯系代謝-血流偶聯過程并未最后確定，已經提出的包括腺苷、鉀、前列腺素、一氧化氮。腺苷是一種強有力的血管擴張劑，它由ATP分解形成，在缺氧、缺血、低血糖、神經元活動增強等狀態下快速增加。腺苷A1和A2受體分別分布于神經元和血管平滑肌上，腺苷通過與其結合發揮作用。A1受體抑制神經元活動，A2受體激活腺苷酸環化酶介導的第二信使級聯反應。當出現血流-代謝不匹配時，腺苷的增加抑制了神經元活動，擴張腦動脈增加腦血流量，共同起到保護作用。神經元興奮時釋放鉀離子，在缺氧、電刺激、癇性發作時，血管周圍鉀離子的增加與腦血流量的增加同時存在。當細胞外液鉀離子在2-10mmol/L范圍內，由于血管平滑肌細胞的去極化和胞質內鈣離子水平的下降導致血管舒張，當濃度超過10mmol/L時，鉀離子成為血管收縮劑。花生四烯酸類代謝產物通過影響腦動脈的血管緊張性，在調節腦血流量中發揮作用。它們主要由三大類酶系統代謝產生：環氧化酶（COX）、脂肪氧化酶（LOX）和表氧化酶（EPOX）。其中既有像前列環素（PGI2）這類的血管舒張劑，也有像血栓素（TXA2）這類的血管收縮劑。非甾體抗炎藥吲哚美辛能夠抑制低血壓時腦維持灌注恒定的能力，表明前列腺素的重要性。一氧化氮（NO）作為自由擴散分子調節腦血流量，它的半衰期大約6秒鐘，通過一氧化氮合酶（NOS）從精氨酸中產生，通過第二信使途徑發揮作用使血管平滑肌舒張。
當MAPs在60-150mmHg范圍內波動時，通過自動調節能維持腦血流量相對恒定，但低于這一水平，血管擴張變得不足，會導致缺血事件的發生，而高于這一水平，升高的血管內壓強有力的擴張動脈導致過度灌注。這種自動調節的突破往往伴隨著內皮的損傷和血腦屏障的破壞，導致血漿蛋白滲出、神經元功能障礙及腦水腫形成。許多病理情況會使自動調節受損，包括缺氧、缺血、腦外傷和動脈瘤性蛛網膜下腔出血等。
二、化學調節
（1）二氧化碳（CO2）：CO2是最強的血管擴張劑，很早之前就認識到它對CBF的影響。當PaCO2在25-60mmHg之間時，PaCO2每改變1mmHg會引起CBF改變3%-4%。PaCO2降低導致血管收縮，反之則血管舒張。吸入7%的CO2能增加CBF達100%，而過度通氣使PaCO2降低至20mmHg時CBF減少50%。CO2能快速擴散，易于透過血-腦屏障而進入血管周圍間隙和血管平滑肌細胞內。CO2在碳酸酐酶的作用下生成碳酸氫鹽和氫離子。CO2導致CBF的改變并非直接由其本身介導，而是通過兩種不同的機制完成：改變小血管周圍細胞外液pH和氫離子直接作用于血管。PaCO2改變后的幾秒鐘內就會產生效應，并在2分鐘之內達到穩定狀態。PaCO2慢性變化可被腦脊液中碳酸氫根代償性變化抵消，從而使腦脊液pH維持在正常范圍，使CBF維持在正常范圍。小動脈較大動脈對CO2的反應更強烈。當存在嚴重頸動脈狹窄、腦外傷、蛛網膜下腔出血、心衰、血管已喪失反應性等情況時，腦血管對PaCO2變化的反應性降低。
（2）氧（O2）：PaO2的正常生理范圍為60-100mmHg，在此之間波動不會影響CBF，然而當PaO2下降至50mmHg以下時CBF會發生快速增加，灰質增加更顯著。導致CBF增加的重要介質可能是濃度升高的腺苷和細胞外液中糖無氧酵解生成的酸性產物。正常pH條件下，缺氧引起CBF增加，與動脈氧含量呈線性關系，與PaO2呈曲線關系。慢性缺氧時，最初CBF是增加的，而后由于堿性代償作用，CBF恢復正常。高碳酸血癥能增強缺氧所致的血管擴張作用。
三、血液流變學
血黏度指的是血液的稠度或厚度，它決定血液內部摩擦阻力，是構成血流量的決定因素之一。血流量與血黏度呈負相關。正常情況下，血黏度對CBF的影響極小，但在腦自動調節受損或完全喪失的區域卻承擔更重要的作用。影響血黏度的因素包括紅細胞的聚集性、可變性、剪切率、血漿黏度和紅細胞壓積等。紅細胞壓積是影響全血黏度最重要的因素，貧血時CBF增加。這種CBF的增加包括兩方面的原因：動脈氧含量的減少和血黏度的降低。動物及人體研究表明紅細胞壓積減少7%-14%，CBF增加19%-50%。
四、顱內壓CPP）ICP）
腦灌注壓（被定義為平均動脈壓（MAPs）與顱內壓（的差值，它對維持正常的CBF起到十分重要的作用。當MAPs不變時，ICP升高會導致CPP的下降，進一步導致CBF的下降。因此，ICP的改變可以通過CPP對CBF產生極大的影響。顱內空間包括了3個不可壓縮的元素：80%的腦、10%的血液和10%腦脊液。3部分中的任何一部分的體積改變必須有其他空間補償才能維持正常的ICP。病理狀態下，當ICP開始升高的初期幅度較小，因為一部分體積的腦脊液流入蛛網膜下腔而起到代償作用。當這種代償機制耗盡時，將導致顱內壓的明顯上升。
第二節 腦血流量的測定方法
一、Kety-Schmidt測定法
1945年，Kety和Schmidt首次描述了他們的方法。該方法是基于Fick原理，即在單位時間內某種物質進入或離開腦的量等于其在動脈和靜脈中濃度差乘以腦血流量。該方法要求吸入彌散性高的惰性氣體一氧化二氮作為示蹤劑。然后監測其在頸動脈和頸靜脈中的濃度計算腦組織的攝入量。該方法的優點是可靠和易重復，并且還可以測定氧、葡萄糖和乳酸在動靜脈中的差異來計算腦代謝率。操作具有侵入性、無法提供局部腦血流量的信息、引流靜脈變異導致結果不準確是該方法的缺點。
二、非侵入性133Xe法
該方法也是利用Fick原理，以133Xe作為惰性物質。133Xe可以通過靜脈注射或者吸入。定位于頭部的探測器監測同位素的清除情況，通過分析呼氣末Xe活性計算動脈血中Xe濃度。同位素的清除可被分為兩種情況：代表流向灰質的快速清除部分和代表流向白質的慢速清除部分。該方法的優點是不具有侵入性并且可在床邊操作。缺點是不能獲取如小腦或腦干等深部結構的信息，并且要求血-腦屏障正常。
三、133Xe增強CT掃描
133Xe增強CT掃描是用不具放射性的脂溶性氣體133Xe作為CT掃描的增強劑。患者吸入氧氣和30%-35%133Xe的混合氣體，Xe在動脈血中的濃度可以從呼氣末濃度計算。Xe相對慢的擴散速率可以獲得間隔約一分鐘的連續高分辨率成像。該技術的優點是經濟方便、無同位素污染、無創傷、能進行局部腦血流量的定量分析。缺點是在整個過程中患者必須保持不動并吸入高濃度的Xe。而Xe具有輕微的麻醉作用且能直接增加CBF。
四、單光子發射斷層掃描（SPECT）
SPECT利用影像重建技術，將能釋放γ光子的放射性示蹤劑注入血液循環，它們能夠透過血-腦屏障被腦細胞攝取，經代謝形成非脂溶性化合物，從而較長時間滯留于腦組織內，其存留量與局部腦血流量呈正比，通過探頭接受腦部發出的γ射線，進行斷層顯影和重建以了解腦血流和代謝。SPECT能反映局部腦血流量和代謝情況，臨床易于操作和應用，缺點是不能準確定量和動態觀察腦血流改變。
五、正電子發射斷層掃描（PET）
PET利用CT技術和彌散性放射性核素測定局部腦血流量和局部腦代謝。通過靜脈或吸入釋放正電子的放射性核素標記化合物，根據正電子在腦內的彌散、吸收，在顱外記錄放射性脈沖數，計算各斷層面上放射性核素的強度，反映腦代謝和腦血流量情況。PET是當前研究腦功能及各種病理生理狀態下監測腦血流量和代謝的最有效工具，具有定量準確和空間分辨率高等優點。主要的缺點是價格昂貴，限制了其在臨床的廣泛應用。
六、經顱多普勒超聲（TCD）
TCD應用脈沖波發射超聲和傅里葉轉換理論，通過多普勒效應使超聲波作用于血管內流動的血細胞，經計算機處理實時計算出血細胞的運動速度及運動狀態。TCD是一種非常便宜和非侵入性的方法，能夠重復和連續監測腦血流量變化。它具有很高的時間分辨率，使其成為研究腦血流動力學快速變化的方法。TCD不能定量測定腦血流量，但可以通過血流速度的變化推測局部腦血流量的改變。
第三節 腦的代謝
腦的代謝指腦利用底物通過一系列酶促反應進行細胞活動的過程，它涉及多種生物化學途徑。由于腦幾乎沒有能量儲備，所以高度依賴于外源性持續的能量供給。腦獲取15%-20%的心輸出量，血壓在一個較大的范圍內均能維持CBF的相對穩定。這就確保了充足的底物輸送。主要的能量底物是高能三磷酸，即三磷酸腺苷（ATP）。中樞神經系統的糖原儲備極少，幾乎完全依賴于葡萄糖產生能量。與在其他組織中一樣，葡萄糖既能通過無氧糖酵解生成乳酸，也可通過氧化磷酸化生成CO2和H2O。由于無氧糖酵解較氧化磷酸化的能量輸出要小的多，腦通過有氧代謝維持持續的腦功能活動。氧被攜帶到組織中參與各種各樣的細胞反應，但絕大部分是被用于葡萄糖有氧代謝的能量生成。因而，正常意識清醒的人的腦氧代謝率大約時靜息狀態全身氧耗量的20%，即大約每100g腦組織每分鐘150-160μmol，而腦葡萄糖代謝率為每100g腦組織每分鐘30-35μmol。腦能量的大部分用于跨膜離子通道的維持和恢復。然而，快速合成、降解、分子轉運和突觸傳導等也都是顯著的耗能過程。
一、氧化磷酸化
葡萄糖通過葡萄糖轉運體-1和葡萄糖轉運體-3這兩種不同的葡萄糖轉運體被轉運至中樞神經系統細胞內。葡萄糖轉運體-1分布于膠質細胞和內皮細胞，而葡萄糖轉運體-3分布于神經元表面。葡萄糖進入細胞后，在己糖激酶的作用下生成葡萄糖-6-磷酸。通過糖酵解途徑，葡萄糖被代謝為丙酮酸。另一個關鍵酶和調節位點是磷酸果糖激酶，該酶在高能狀態下被抑制，即高濃度ATP時能使酶喪失活性，而在低能狀態時活化。在氧氣存在的情況下，新生成的丙酮酸進入三羧酸循環，丙酮酸被完全氧化為NADPH、GTP和FADH2。進入三羧酸循環的丙酮酸在丙酮酸脫氫酶的作用下被不可逆地脫羧生成乙酰輔酶A。這是另一個關鍵調節位點。丙酮酸脫氫酶活性被NADH和ATP所抑制。NADPH和FADH2在線粒體中作為電子供體，經呼吸鏈將電子傳遞給氧，生成ATP和H2O。這最后的一步就是氧化磷酸化。整個過程可以用如下公式概括：葡萄糖+6O2+38ADP+38Pi→6CO2+44H2O+38ATP。最終，1分子葡萄糖通過有氧代謝產生38分子ATP。
二、糖酵解
當缺氧時發生糖酵解。缺血應激期間，試驗證據表明葡萄糖轉運體上調以便使更多的葡萄糖轉運入細胞內供能。葡萄糖在進入三羧酸循環之前被代謝為丙酮酸。低氧狀態下，NADH被消耗，丙酮酸脫氫酶活性被抑制，導致丙酮酸無法進入三羧酸循環。在乳酸脫氫酶的催化下，丙酮酸經一個可逆反應轉化為乳酸。糖酵解的最終代謝產物為乳酸和ATP。方程式概括為：葡萄糖+2ADP+2Pi→2乳酸+2ATP，即通過糖酵解，1分子葡萄糖產生2分子ATP。乳酸的堆積可導致乳酸酸中毒，具有潛在的神經毒性。
三、磷酸戊糖旁路
磷酸戊糖旁路的主要作用是維持5-磷酸核糖和NADPH的生成。它是通過代謝6-磷酸葡萄糖而完成。5-磷酸核糖及其衍生物參與合成許多生物分子，包括ATP、NAD、FAD、RNA和DNA等。磷酸戊糖旁路對于維持它們的合成至關重要。在正常條件下，進入糖酵解途徑的葡萄糖，大約85%進入三羧酸循環，5%-10%通過無氧酵解生成乳酸，最后的5%參與磷酸戊糖旁路。
四、酮癥當細胞在無法利用葡萄糖時，如饑餓或糖尿病，會利用酮體進行代謝。脂肪組織被分解，分解產物被輸送至肝臟，生成β-羥基丁酸和乙酰乙酸，隨血液轉運至腦。在腦中代謝生成2分子乙酰輔酶A，并進入三羧酸循環。在低血糖的情況下，酮體的氧化能提供高達75%的腦部能量需求。
第四節 新陳代謝的貢獻
灰質的代謝率是白質的3-4倍，這與神經元的功能活動緊密相關。腦能量的大部分都用于維持和恢復細胞跨膜離子梯度。神經元是消耗ATP的主要部位，主要用于維持軸突膜上大量的鈉離子泵。ATP也被用于神經遞質的代謝、生物合成工作（如蛋白伴侶）及軸突運輸。神經元也是通過葡萄糖的有氧代謝生成ATP，特定條件下也可通過酮體代謝。神經元的代謝副產物對聯系腦代謝和腦血流的血流-代謝偶聯有調節作用。
膠質細胞幾乎占據了腦體積的一半，數量是神經元的20-50倍。然而，由于代謝需求較低，它們的能量消耗不足全腦能量的10%。它們有助于神經元周圍體液環境成分的調節。主要是通過以下三種重要方式：①緩沖細胞外鉀的濃度；②谷氨酸-谷氨酰胺循環；③乳酸穿梭機制。在神經元活動后，細胞外液中鉀離子濃度升高。鉀離子既能通過主動方式也能通過被動方式進入星形膠質細胞內。鉀離子通過縫隙連接沿著滲透梯度擴散進入星形膠質細胞，這就稱為鉀的空間緩沖。這一機制十分重要，因為細胞外液中大量鉀離子的積聚會影響細胞膜極性。同樣，神經元活動后，細胞外液中的谷氨酸也會積聚。除了被神經元再攝取，谷氨酸也能通過星形膠質細胞代謝分解。谷氨酸在谷氨酰胺合成酶的酶催作用下轉變成谷氨酰胺，隨后被釋放到細胞外液中，而被神經元再攝取。通過減少在突觸間隙的量從而限制興奮性神經遞質的活動十分重要，而通過谷氨酸-谷氨酰胺循環可以將興奮性谷氨酸轉變為非興奮性產物。葡萄糖也可以被星形膠質細胞攝取，可通過兩種途徑代謝。一是通過無氧糖酵解代謝為乳酸，二是轉化為糖原。星形膠質細胞產生的乳酸可以轉運至神經元，進入三羧酸循環及隨后的氧化磷酸化。乳酸氧化代謝產生的能量大約是葡萄糖的一半。
第五節 血-腦屏障
腦屏障將腦從人體體液成分的變化中隔離開來，從而為神經元-神經元及神經元-膠質細胞血的相互作用提供穩定的環境。首先，它扮演離子和分子“篩子”的角色，通過參與離子轉運和小分子物質及蛋白質的選擇性轉運實現這一功能。除了重要的代謝分子如葡萄糖、氨基酸、乳酸及神經遞質前體外，大分子、極性分子通常不能通過血-腦屏障。這些分子進入腦血流依靠特殊的轉運機制，比如葡萄糖依靠葡萄糖轉運體-1。在應激期間，比如低血糖時，對于已經改變的代謝環境，血-腦屏障會做出適應性的反應，增加轉運乳酸和酮體進入腦血流。其次，內皮細胞含有大量的酶，可以保護腦組織免受循環中神經化學物質和毒素的傷害。比如，單胺氧化酶、擬膽堿酯酶、γ-氨基丁酸轉移酶、氨基肽酶和堿性磷酸酶存在于腦的毛細血管中，它們能阻止潛在毒素無限制地進入腦內。
第六節 溫度對代謝的影響
在低溫條件下，進入糖酵解和三羧酸循環的葡萄糖的量減少。腦的能量狀態可以通過ATP/Pi的值來判斷，比值增加表明能量消耗的減少超過ATP合成的減少。腦的代謝率的測定發現溫度每下降10℃，腦耗氧率降低2-4倍。另一方面，在高溫條件下，利用不同動物模型的多項研究發現腦耗氧率的增加，這也支持如下的觀點：高溫本身導致了全腦能量消耗的增加。