创伤性损伤已成为日益严峻的流行病,尤其对低收入和中等收入国家影响显著。世界卫生组织(WHO)数据显示,每年约440万人死于创伤相关事件,占全球总死亡人数的8%。其中,仅创伤性脑损伤(TBI)每年就困扰着全球近550万人,其死亡病例占创伤总死亡数的三分之一至一半——这一比例在创伤性死亡中尤为突出。这些创伤性损伤给医疗系统带来了沉重负担,不仅导致患者住院时间延长,幸存者还需后续康复治疗和援助。与TBI相关的经济成本也极为高昂:美国每年TBI的经济损失约达483亿美元,而患者因住院、康复、失业及未来生产力损失产生的终身成本在8.5万至400万美元之间。
重度TBI患者的住院时间显著更长,且更难直接出院回家。同样,重度TBI患者(格拉斯哥昏迷量表[GCS]≤8分)的院内死亡率是中度TBI患者(GCS 9-12分)的2.47倍。与重度TBI相关的肺部并发症(由肺损伤、活动受限及长期机械通气引起)可能对住院时长和预后产生不利影响。统计显示,合并TBI与急性肺损伤(ALI)的患者,其不良预后风险显著高于单纯TBI患者。
脊髓损伤(SCI)每年全球影响近100万患者,其中90%由创伤直接导致[6],并给医疗系统带来沉重经济负担——美国每年相关花费估计达17亿美元。SCI患者的首要死亡原因是肺部并发症。尽管SCI的损伤节段和完全性是预后的关键决定因素,但初次住院期间的呼吸并发症数量对住院时长和费用具有高度预测价值。显然,呼吸衰竭风险与SCI节段直接相关:损伤节段越高、完全性越强,威胁越大。高位颈髓损伤会影响膈神经神经元,导致膈肌功能障碍;低位损伤则通过影响辅助呼吸肌的神经支配造成呼吸功能受损。
本文将回顾并强调创伤性脑损伤(TBI)与脊髓损伤(SCI)患者合并肺部病变时的独特治疗挑战。脑/脊髓与肺部病变并存时存在固有临床难题:治疗目标常存在矛盾——对肺部安全有益的措施可能对脑和脊髓有害,反之亦然。因此,重症医师必须掌握TBI和SCI患者肺部管理的最佳实践。
脑与肺并非孤立存在,而是紧密相连。重要器官之一受损可能导致另一器官继发并发症,这并不意外。创伤性脑损伤(TBI)或脊髓损伤(SCI)患者发生神经源性肺水肿(NPE)、呼吸机相关性肺炎(VAP)、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和肺栓塞(PE)等肺部并发症的风险增加。主要损伤机制假说包括:(1)全身儿茶酚胺释放激活交感神经系统,导致“冲击伤”;(2)叠加感染、手术和机械通气等“二次打击”现象,进一步加剧损伤(图1)。
改善肺功能的措施可能对脑功能和预后有害。我们对肺部疾病的治疗认知与TBI治疗存在脱节,因为多数主要急性肺损伤(ALI)研究恰恰因最佳治疗目标的差异而排除了TBI患者。因此,支持TBI患者特定肺管理的证据水平较低。本文旨在阐释颅脑与脊髓病变管理的关键考量,重点介绍针对神经科人群肺部疾病的治疗策略。
机械通气是肺部管理的核心。对于重度TBI患者,建议气管插管机械通气以保护气道。可调整呼吸机设置以优化通气和氧合,同时降低潜在并发症风险。潮气量、呼吸频率和呼气末正压(PEEP)等参数需仔细监测并根据患者具体情况调整,以确保充分气体交换,防止进一步肺或脑损伤。这些设置的调整会显著影响患者整体稳定性和恢复,因此精准管理在重度TBI患者护理中至关重要(专栏1,表1)。
专栏 1
零级(基础重度创伤性脑损伤治疗 —— 不依赖颅内压监测) 预期干预措施:
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
优化头部静脉回流(如保持头部中线位、确保颈托不过紧)
-
-
推荐干预措施:
神经源性肺水肿(NPE)定义为:在中枢神经系统(CNS)损伤时,无原发性肺病因的血管外肺液积聚,由交感神经介导的系统性血管收缩所致。当颅内压(ICP)升高或脑灌注压(CPP)降低时,会引发交感神经风暴。包括创伤性脑损伤(TBI)和脊髓损伤(SCI)在内的多种CNS相关损伤均可导致NPE。在TBI患者中,NPE发生率可高达20%。尽管NPE的总体发生率可能被低估,但其与其他类型肺水肿的关键临床差异在于:NPE在CNS损伤后快速发生。
NPE的主要治疗方向是控制潜在的中枢神经系统(CNS)损伤,以缓解儿茶酚胺激增。该治疗策略的首要目标是降低颅内压(ICP)。然而,为减轻症状负担,需遵循肺水肿的常规管理原则,包括容量管理。床边超声、经肺热稀释指标和肺动脉导管等临床辅助手段,可帮助临床医生确定脑复苏所需的血管内容量,同时处理肺水肿。目前,多数NPE研究基于动物模型,人类相关研究极为有限。
创伤患者,尤其是接受机械通气者,肺炎发生率升高。肺炎可因受伤时或住院期间的误吸事件引发。呼吸机相关性肺炎(VAP)定义为患者在接受有创机械通气至少48小时后发生的肺炎。神经功能较差的重度创伤性脑损伤(TBI,格拉斯哥昏迷量表GCS≤8分)患者中,VAP发生率近50%。积极的肺部清洁和呼吸治疗对降低肺炎风险至关重要。
脊髓损伤(SCI)患者的肺炎风险同样升高,四肢瘫患者中50%会发生肺炎。该风险增加部分源于SCI后正常肺生理的改变,包括肺活量下降、膈肌无力、吸气与呼气肌力量减弱(分别导致肺不张和咳嗽能力降低)。脊髓损伤越严重,肺部并发症风险越高。
高位颈髓损伤但膈神经完整时,膈肌功能不全可通过膈肌起搏治疗,以减少或脱离机械通气,从而降低VAP风险。尽管一项小型研究中,Posluszny及其同事证实72%的颈髓损伤患者在膈肌起搏后最终成功脱机。膈肌起搏的关键标准包括:膈神经功能完整,且试验性刺激时膈肌运动保留。
吸入性肺炎是一种继发性炎症反应,在吸入受污染的口咽分泌物后发生,且在分泌物控制能力较差的患者中更为常见。因此,吸入现象在创伤性脑损伤(TBI)患者中尤为普遍,尤其是那些意识水平降低的患者。格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分低于8分的患者发生吸入性肺炎的风险比GCS评分高于13分的患者高近4倍。保护性咳嗽反射和咽反射的丧失与吸入、继发肺炎和急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的发生相关。尽管大多数吸入事件可能无症状,但约三分之一的吸入性肺炎患者会出现严重且持续性的ARDS。
对于呼吸机相关性肺炎和医院获得性肺炎,抗生素的使用应针对当地或机构的抗菌药物谱进行调整。美国感染病学会和美国胸科学会2016年实践指南建议对呼吸机相关性肺炎(VAP)患者采用7天的抗生素疗程。经验性抗生素应覆盖金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和其他革兰氏阴性杆菌。如果耐药情况未知且甲氧西林耐药率超过10%,则需覆盖耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。一旦确定培养结果和抗生素敏感性,即可缩小抗生素覆盖范围。入院时存在的吸入性肺炎的抗生素治疗可能还包括对社区获得性致病菌的覆盖——经验性药物应覆盖科室中获得性微生物中的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。为最大限度减少抗生素的不必要使用,以防止抗生素耐药菌的选择和传播,近期的努力在于一旦感染得到控制就缩短治疗疗程。降钙素原已被公认为全身感染的特异性标志物。尽管它尚未被证实能明确诊断感染的存在,但在确定抗生素治疗降级的时机方面可能有用。值得注意的是,目前尚无足够数据支持降钙素原指导中枢神经系统(CNS)感染的治疗(图2)。
图2. 基于呼吸机相关性肺炎状态的格拉斯哥预后评分。(引自Esnault P, Nguyen C, Bordes J, 等。重度创伤性脑损伤患者早发性呼吸机相关性肺炎:发生率、危险因素及其对脑氧合和预后的影响)
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是由肺泡内炎症引发的病症,可导致肺泡膜增厚,阻止吸气时肺泡扩张并阻碍气体交换。矛盾的是,若正压通气从僵硬肺泡分流至健康肺泡,增加通气支持可能反而加剧肺损伤,这种过度膨胀引发的后续损伤称为气压伤。
ARDS在创伤性脑损伤(TBI)患者中常见(发生率10%–30%),一旦出现即伴随35%的死亡风险,幸存者往往面临更严重的神经功能障碍和不良功能预后。目前最新的ARDS诊断标准来自柏林定义,该定义将ARDS界定为基于氧合指数(PaO2/FiO2)的弥漫性炎症损伤,诊断标准包括:近期临床损伤或肺部症状发作(1周内)、胸部影像学双侧浸润影、氧合指数<300,且排除心力衰竭或容量超负荷等其他水肿病因。
一些现代脑实质内监护仪还具有提供其他监测模式的优势,例如脑组织氧分压(PbtO₂),以更全面地评估脑组织氧合和代谢状态。这有助于定制干预措施并改善患者预后。尽管具有潜在优势,但PbtO₂监测尚未广泛采用,目前仅有约3.8%的颅内压(ICP)监护仪可同时提供PbtO₂数据。更广泛地采用该技术可能会有额外益处。ICP监护仪的使用存在显著差异,而其他脑监测设备的应用差异更大。目前尚无明确数据支持广泛采用该技术,但其可能在患有多种疾病的复杂患者中证明有用。
ARDS的治疗核心在于避免肺泡遭受气压伤。美国胸科学会、欧洲重症医学会和重症医学会的指南建议包括:将潮气量(VT)维持在理想体重的4-8 mL/kg,并将平台压控制在30 cm H₂O以下。低潮气量可减少肺损伤、改善氧合,从而降低TBI继发肺部并发症的风险。但不建议长期过度通气使PCO₂低于25 mmHg,因为此类过度通气引发的脑内严重血管收缩可能导致缺氧,进而恶化预后。
颅内压(ICP)监测仪可通过辅助计算脑灌注压(CPP)在治疗中发挥重要作用,CPP目标值应维持在60-70 mmHg(计算公式:平均动脉压 – ICP = CPP)。若CPP超过目标值(>70 mmHg),ARDS发生风险将升高近5倍。通过实时监测实施个体化最佳CPP治疗,可能有助于改善神经功能预后并降低继发性肺损伤风险。在ARDS管理中,允许性高碳酸血症策略(优化氧合的常用手段)需在TBI病例中与ICP升高风险谨慎平衡,因脑内血管舒张可能加剧ICP问题(表2)。
同理,理论上PEEP升高会因胸腔内压增加导致ICP升高,但该顾虑主要适用于血容量不足且胸壁弹性差的患者。对于血容量正常且肺弹性良好的患者,PEEP升高可能不会导致ICP升高。俯卧位通气是治疗ARDS的可选方案,通过使最大肺野处于胸腔最高位置,可增强肺泡通气并改善氧合。尽管存在上述优势,但出于对ICP升高的担忧,TBI患者通常不常规采用俯卧位。目前关于俯卧位对ICP影响的研究尚不充分,因此任何俯卧位尝试均应通过ICP监测仪进行实时监测。2021年的一项系统综述表明,虽然俯卧位确实会导致ICP升高,但其增幅小于预期,且在合适临床背景下,TBI患者未必需要排除俯卧位通气。
对于机械通气治疗失败的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者,体外膜肺氧合(ECMO)是最后的治疗手段。这是一种生命支持技术,通过在体外对血液进行氧合,再泵回循环系统,从而同时提供心脏和呼吸支持。创伤患者使用ECMO的总体生存率约为68%。然而,ECMO在创伤性脑损伤(TBI)患者中的应用仍存在限制,主要原因是抗凝治疗带来的显著挑战。 该操作需要强化抗凝以防止ECMO管路内血栓形成,但这对TBI患者而言风险极高。尤其是颅内出血患者——这是重度TBI的常见并发症,抗凝可能加剧出血,增加进一步颅内出血的风险。不过,对于治疗选择极少的患者,单纯TBI不应被视为启动ECMO的禁忌症。接受ECMO治疗的TBI患者生存率约为66%,与无TBI的ECMO患者生存率无显著差异。因此,同时治疗ARDS和TBI的临床医生必须了解ECMO的潜在获益,并在权衡出血风险的前提下考虑其应用(图3)。
图 3. 基于呼吸机相关性肺炎状态的格拉斯哥预后评分
静脉血栓栓塞性疾病(VTE),尤其是肺栓塞(PE),是创伤患者(包括创伤性脑损伤[TBI]和脊髓损伤[SCI]患者)的重要关切,其诱因包括长期制动、镇静以及潜在的系统性血栓前状态。这些因素共同导致血栓栓塞事件(包括深静脉血栓形成[DVT]和PE)风险增加。根据Seifi的研究,在使用药物预防的时代,TBI患者VTE发生率为5%~11.7%。SCI后3个月内PE发生率估计约为4.5%。
PE的临床体征可能包括心动过速、呼吸急促或脉搏血氧仪显示低氧血症。较大的栓子不仅会损害气体交换,还会引起血流动力学改变。次大面积PE可因肺血管阻力增加导致右心室负荷加重,而大面积PE则可能导致低血压、心动过缓甚至无脉。
通常涉及抗凝药物的化学预防被认为是有效的,且在降低创伤性脑损伤(TBI)患者血栓栓塞事件风险方面总体安全。有证据表明,其不会显著增加颅内出血扩大的风险。然而,全剂量抗凝治疗的使用仍存在争议,尤其是当患者被诊断为深静脉血栓(DVT)或肺栓塞(PE)时,因为出血并发症的风险会升高。有证据显示,在创伤人群中,低分子肝素可能比普通肝素更具优势。
具有里程碑意义的PREVENT研究发现,在重症监护室(ICU)环境中,对于已接受药物预防的患者,间歇性气压压缩等机械预防形式并不一定能提供额外保护。西部创伤协会指南建议,对于禁忌药物预防的患者(包括活动性颅内出血患者),应将机械预防与系列超声检查结合使用。
如果发现静脉血栓栓塞(VTE)且无法启动抗凝治疗,可将下腔静脉滤器作为临时措施。在TBI患者中启动抗凝治疗时,必须逐案评估安全性和风险,因为需要权衡出血风险与血栓事件风险。总体而言,目标是在患者医学安全的最早时间开始抗凝治疗(图4)。
图4. 静脉血栓栓塞(VTE)患者与非VTE患者接受药物预防的比例,以及重症监护前21天内VTE病例的累积发生率。左侧y轴表示接受药物预防的患者比例,右侧y轴表示发生VTE的患者累积数量。
创伤性脑损伤和脊髓损伤会导致显著的发病率和死亡率,并因此占医疗成本的很大比例。创伤性脑损伤(TBI)和脊髓损伤(SCI)患者可能面临多种肺部并发症的重大风险。TBI和SCI与肺部病变之间的关系在临床管理中带来了独特挑战,需要采用多方面的治疗方法。有效管理这些并发症需要在优化肺功能和最大限度降低继发性脑损伤的潜在风险之间仔细权衡,这凸显了根据每位患者的独特情况制定个体化策略的必要性。该病理过程中多个器官系统之间的复杂相互作用,需要重症医师、神经科医师和神经外科医师之间的密切协作。应考虑开展更多研究,聚焦于制定循证指南,整合合并TBI和SCI患者呼吸并发症管理的最佳实践。
– 肺炎和急性呼吸窘迫综合征(ARDS)等肺部疾病的一般治疗指南可应用于中枢神经系统损伤的情况。
– 早期识别这些疾病并及时启动治疗,对优化患者预后至关重要。
|