|
назад
ИНТРАКРАНИАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ И ЦЕРЕБРАЛЬНЫЙ КРОВОТОК
Фрэнк
Уолтерс Больница
Френчей, Бристоль, Великобритания Вступление Физиологические механизмы,
контролирующие церебральный кровоток
(ЦК) и компенсирующие изменения объёма
головного мозга можно объяснить
довольно просто. После травмы или при
интракраниальной патологии в этих
механизмах происходят дополнительные
изменения. За последние 10 лет
разработаны новые подходы к решению
ряда нейрохирургических проблем,
основанные на понимании этих
физиологических механизмов и на
знании фармакологии анестетиков.
Успешное лечение нейрохирургических
больных требует умелого формирования
анестезии и поддержания адекватного
перфузионного давления и газообмена.
Неадекватная анестезия может
сопровождаться кашлем, недостаточной
миорелаксацией, гипотонией,
гипертензией, гипоксией и
гиперкапнией; что ведет к повреждению
головного мозга. С помощью
тщательного мониторинга и понимания
физиологических механизмов защиты
мозга можно достигнуть гораздо лучших
результатов, чем путем использования
сложных фармакологических
вмешательств. Цель этой статьи
состоит в том, чтобы как можно полнее
осветить эти факторы и обосновать
значение их оценки при ведении
больных с черепно-мозговой травмой и
внутричерепной патологией. Головной мозг в отличие от
почек, печени или мышц может
выдерживать лишь короткие периоды
ишемии, поэтому необходимо постоянно
контролировать и поддерживать
церебральный кровоток, который
обеспечивает доставку мозгу
кислорода и глюкозы и элиминацию
продуктов его метаболизма.
Поддержание церебрального кровотока
зависит от соотношения
внутричерепного давления (ВЧД) и
среднего артериального давления (САД).
Очень важно поддержание постоянного
кровотока, поэтому когда артериальное
давление падает, физиологические
механизмы пытаются поддержать
кровоток для предотвращения ишемии.
При повышении артериального давления
эти же механизмы препятствуют
избыточному кровотоку. Если этого не
происходит, из-за увеличения
артериального объёма крови может
развиться отёк головного мозга. ВНУТРИЧЕРЕПНОЕ
ДАВЛЕНИЕ
Важное положение: Высокое
ВЧД вызывает внутреннее или наружное
вклинение мозга, растяжение и
давление на черепномозговые нервы и
жизненноважные центры. Церебральный
кровоток будет нарушен, что
затрудняет проведение операции.
Уменьшение продукции ликвора и
снижение венозного объёма крови
компенсируют увеличение объёма
головного мозга. После истощения
этих механизмов даже небольшое
увеличение давления вызовет резкое
увеличение ВЧД. Содержимое полости черепа
состоит из головного мозга (80%), крови
(12%) и ликвора (8%). Общий объём ее
составляет 1600 мл, таким образом, череп
представляет собой замкнутую и
заполненную жидкостью коробку.
Если объём этой коробки
увеличивается, то давление возрастает,
если нет оттока жидкости. При
увеличении объёма мозга надо
уменьшить объём крови или ликвора во
избежание увеличения давления. Если
этого не происходит, то начинается
быстрое увеличение ВЧД, составляющего
в норме 5-13 мм рт. ст..
При увеличении объёма головного
мозга или крови прежде всего внутри
черепа происходит уменьшение объёма
ликвора. Ликвор выталкивается в
спинномозговой канал, поэтому
изначально ВЧД не возрастает. Если
патологический процесс прогрессирует
и приводит к дальнейшему увеличению
объёма, ещё больше венозной крови и
ликвора вытесняются из черепной
коробки. В конечном итоге этот процесс
прекращается когда венозные синусы
запустевают, и в головном мозге больше
не остаётся ликвора. Любое дальнейшее
увеличение объёма головного мозга
вызывает резкое увеличение ВЧД. Эта
цепь событий представлена
последовательно на рис. 1а и 1б.
Рис. 1а. Схема нормального
содержимого черепа. Обозначения: SSAS -
спинальное субарахноидальное
пространство, FM – большое затылочное
отверстие, AV – ворсинки паутинной
оболочки, CP – сосудистое сплетение, CSF
– ликвор, brain – мозг, ICP - ВЧД. Стрелки
показывают направление потока
ликвора. Толстые линии обозначают
череп.
Рис. 1б. Схема изменений внутри
черепной коробки при повышении ВЧД.
Обозначения те же, что и на рис. 1а.
Рис. 2. Соотношение объёма
головного мозга к ВЧД. Обозначения: 1-2 -
фаза компенсации, 3-4 - фаза
декомпенсации. Изменения ВЧД представлены
на рис. 2 классической кривой, которая
отражает незначительное увеличение
давления при возрастании объёма до
определённой точки, после которой
дальнейшее увеличение объёма
приводит к резкому увеличению
давления: 1-2 - фаза компенсации, 3-4 -
фаза декомпенсации. Необходимо
отметить, что эта классическая кривая
представляет изменения давления при
изменении объёма одного из
компонентов содержимого полости
черепа, в данном случае, ликвора, то
есть это кривая соотношения давления
ликвора к объёму. На практике, когда
увеличение головного мозга
обусловлено опухолью или гематомой,
кривая ВЧД не такая крутая, как на
рисунке. Внутри головного мозга
возникают градиенты давления, так как
комплайнс (податливость) опухоли
отличается от комплайнса вещества
головного мозга, что приводит к
изменению кривой.
Отёк мозга может привести к
внутреннему вклинению, когда височная
доля давит на средний мозг через намёт
мозжечка, или наружному, когда ножки
мозжечка вклиниваются в большое
затылочное отверстие.
Это вызывает ущемление ствола
мозга и снижение местного
церебрального кровотока. В конце
концов церебральная перфузия падает
до уровня полной блокады кровотока и
смерти мозга. Повышение ВЧД при
развитии ущемления ствола мозга может
быть усилено засчет исходной
гидроцефалии. Объём крови, содержащийся в
венозных синусах снижается до
минимума как часть компенсаторного
процесса регуляции ВЧД. Однако, если
отток венозной крови нарушается из-за
причин, указанных в табл. 1, то
увеличение внутричерепного объёма
венозной крови на фоне критического
отёка мозга ведёт к быстрому
повышению ВЧД. На практике всегда
нужно поднимать головной конец
кровати или операционного стола
максимум на 30°
в положении больного на спине или на
боку. Это улучшает отток венозной
крови из полости черепа при
минимальном побочном влиянии на
артериальное давление. Таблица
1.
Непатологические причины повышения
ВЧД
Венозный отток пассивен, и
поэтому нужно следить за тем, чтобы не
было сдавления вен шеи. Чем выше голова,
тем сильнее влияние силы тяжести на
венозный отток. Однако, при подъёме
головы гравитационный эффект на
артериальное давление в сосудах мозга
также усиливается, что снижает
перфузионное давление в головном мозге;
поэтому наилучшим считается подъём
головы на 30 градусов. Степень изменения ВЧД,
вызванная изменением объема головного
мозга, можно охарактеризовать
комплайнсом или "сжимаемостью"
головного мозга. Другими словами, если
комплайнс низкий, то мозг плотнее или
менее сжимаем. Поэтому увеличение
объёма мозга приведёт к большему
повышению ВЧД, чем при высоком
комплайнсе. Комплайнс влияет на
эластичность или "растяжимость"
стенок желудочков. При снижении
эластичности стенки становятся
плотнее, поэтому происходит большее
повышение давления на единицу
изменения объёма мозга. Если в боковой
желудочек ввести катетер через
трепанационное отверстие в черепе, то
можно оценить комплайнс головного
мозга путем введения 1мл
физиологического раствора и
наблюдения за динамикой ВЧД. Если после
этой пробы давление повышается
больше, чем на 5 мм рт. ст., то больной
находится в стадии декомпенсации, то
есть в правой части кривой давление-объём
(см. рис.2). Важное
положение: Если
больной лежит на спине, и надо
повернуть его на бок, то под голову
подкладывают валик с тем, чтобы
снизить давление грудинно-ключично-сосцевидной
мышцы на яремную вену. При
транспортировке больных с тяжёлой
черепномозговой травмой надо
сохранять подъём головы на 30° и следить за
стабильностью артериального давления. ЦЕРЕБРАЛЬНОЕ
ПЕРФУЗИОННОЕ ДАВЛЕНИЕ
Церебральное перфузионное
давление (ЦПД) - это разница между
средним артериальным давлением и
внутричерепным давлением. Среднее
артериальное давление (САД)
вычисляется по формуле: САД = АДдиаст.
+ АДпульсовое / 3, где АДпульсовое
= АДсист. - АДдиаст. Таким
образом, САД находится
между систолическим и диастолическим
давлениями, ближе к диастолическому.
Этот показатель широко используется в
нейрохирургии, чтобы рассчитать
давление перфузии головного мозга: ЦПД=САД—ВЧД. Нормальное ЦПД равно 80 мм рт.
ст.; при снижении его до 50 мм рт. ст.
возникают метаболические признаки
ишемии и снижение электрической
активности мозга. В нескольких работах
на больных с тяжёлой черепно-мозговой
травмой было показано увеличение
смертности и плохих исходов при
падении ЦПД<70 мм рт. ст. на
продолжительное время.
Постоянный мониторинг сатурации
крови в ярёмной вене является еще одним
важным методом контроля адекватности
церебральной циркуляции. Сатурация в
яремной вене отражает сатурацию
венозной крови, оттекающей из полости
черепа, которая в норме равна 65-75%. Если
кровоток снижается до критического
уровня, начинает снижаться венозная
сатурация, то есть для
поддержания притока кислорода мозг
начинает потреблять больше кислорода
из крови. Важное
положение: ЦПД=САД—ВЧД Неадекватное ЦПД (ниже 70
мм рт. ст.) - это основной фактор
плохого исхода у больных с повышенным
ВЧД. Оценка ЦПД жизненно важна и
производится с помощью измерения ВЧД
и САД. Если во
время анестезии ВЧД повышается, надо
избегать снижения САД или быстро
проводить его коррекцию инфузией или
катехоламинами При неадекватном ЦПД
венозная сатурация падает из-за
увеличения экстрации кислорода.
Отражает ли сатурация в ярёмной вене
минимальный уровень ЦПД?
Chan в своём исследовании на больных
с черепномозговой травмой доказал, что
если ЦПД ниже 70 мм рт. ст., то происходит
резкое снижение сатурации в яремной
вене. Было сделано заключение, что при
падении ЦПД<70 мм рт. ст. перфузия мозга
неадекватна. У
больного с черепно-мозговой травмой
ЦПД не должно быть ниже 70 мм рт. ст. При проведении анестезии
больным с повышенным ВЧД необходимо
помнить о поддержании ЦПД, так как под
действием анестетиков или кровопотери
артериальное давление может резко
снижаться. В идеале в этих ситуациях
следует мониторировать ВЧД, однако
часто это невозможно или практически
неосуществимо сделать с помощью
прямого измерения, поэтому в ряде
случаев можно прибегать к непрямым
методам его оценки. Так, у больных с
черепно-мозговой травмой (ЧМТ) без
седации при оценке по шкале Глазго 13-15
баллов ВЧД
составляет 20 мм рт. ст., а при оценке
меньше 8 баллов ВЧД превышает 30 мм рт. ст. Важное
положение: Используем
характерный пример в качестве
иллюстрации. 28 летнему больному с ЧМТ
после короткой потери сознания
потребовалась срочная абдоминальная
операция. Пациент неадекватен,
беспокоен и слегка заторможен.
Резонно спрогнозировать в этом случае
ВЧД на уровне 20 мм рт. ст. После
индукции систолическое АД больного
снизилось до 80 мм рт. ст., САД при этом
падает до 65 мм рт. ст., поэтому ЦПД
составляет менее 45, что значительно
ниже критического уровня в 70 мм рт. ст.
Таким образом, в данной ситуации
возникает серьёзный риск
церебральной ишемии и плохого исхода. МОЗГОВОЙ
КРОВОТОК В норме мозговой кровоток (МК)
составляет примерно 45-50 мл/100г/мин с
разбросом от 20 мл на 100 г белого
вещества до 70 мл на 100 г серого вещества.
Необходимо уяснить 2 основных
положения о МК. Во-первых, при обычных
обстоятельствах, при падении МК менее
18-20 мл/100г/мин физиологическая
электрическая активность клеток мозга
снижается. Во-вторых, изменение МК
вызовет повышение или снижение в мозге
артериального объёма крови из-за
вазодилятации или вазоконстрикции. В
связи с этим, в результате
внутричерепной патологии изменение МК,
в свою очередь, может привести к
значительному увеличению или падению
ВЧД. Физиологические факторы, влияющие
на МК и, следовательно, на ВЧД приведены
в табл. 2. Кроме того, имеется множество
препаратов, вызывающих вазодилятацию,
например высокие концентрации
ингаляционных анестетиков. Ауторегуляция. При изменениях
артериального давления МК
поддерживается в норме на постоянном
уровне путём ауторегуляции на уровне.
Механизм ауторегуляции окончательно
не выяснен до сих пор. У здоровых людей
ауторегуляция поддерживает постоянный
кровоток между 50 и 150 мм рт. ст. При
травме или ишемии головного мозга, а
также при вазодилятации (например, под
влиянием ингаляционных анестетиков и
нитропруссида натрия) МК может стать
зависимым от артериального давления.
При этом, если артериальное давление
повышается, возрастает и МК, вызывая
увеличение объёма мозга. При снижении
артериального давления МК падает,
снижая ВЧД, но при этом может возникать
и резкое снижение МК. Таблица
2.
Физиологические причины повышения ВЧД Гипоксия Гиперкапния Боль Низкое церебральное перфузионное давление Выраженная гипертензия Важное
положение: Существует
множество физиологических факторов
влияющих на МК. Повышение МК из-за
гипоксии, гиперкапнии и высокой
концентрации ингаляционных
анестетиков вызывает повышение ВЧД
после истощения физиологических
компенсаторных механизмов.
Неадекватная анестезия,
сопровождающаяся гипоксией,
гиперкапнией и гипотонией, может
серьёзно повредить мозг при
критических состояниях.
Последние исследования
показали, что даже после травмы
ауторегуляция мозгового кровотока всё
же может сохраняться. Например, Bouma
пишет, что она сохранялась у 69% больных
с черепно-мозговой травмой. В этой
ситуации, если ЦПД падает ниже
критического уровня 70 мм рт. ст., у
больного всё равно сохраняется
адекватная церебральная перфузия.
Ауторегуляция будет сохранять МК путем
церебральной вазодилатации, вызывая
увеличение объёма головного мозга (рис.
3а). В свою очередь, это приводит к
дальнейшему увеличению ВЧД, запуская
порочный круг ишемии мозга. Этот
процесс можно прервать засчет
повышения артериального давления, что,
соответственно, приводит к повышению
ЦПД, вызывая вазоконстрикторный каскад
(рис. 3б). Из этих пояснений становится
очевидно, почему поддержание
артериального давления на адекватном
уровне с помощью мониторинга и быстрой
корреции при его снижении так важно в
нейроанестезиологии. Углекислый газ вызывает церебральную
вазоконстрикцию. При повышении
напряжения углекислого газа (рис. 4)
возрастает мозговой кровоток, а при
снижении PaCO2 происходит
вазоконстрикция. Доказано, что
гипервентиляция может приводить к
снижению ВЧД в среднем на 50% в течении
2-30 минут.
Рис. 3а. Вазодилатационный каскад Обозначения: МК- мозговой
кровоток, ПО2- потребление мозгом
кислорода, СМЖ- спинномозговая жидкость,
ЦПД- церебральное
перфузионное давление, ВЧД-
внутричерепное давление.
Рис. 3б. Вазоконстрикторный каскад Обозначения те же, что и на
рис. 3а. При снижении PaCO2<25мм
рт. ст. не происходит дальнейшего
снижения мозгового кровотока. Поэтому
нет нужды в глубокой гиперкапнии,
которая лишь сдвигает кривую
диссоциации гемоглобина влево, приводя
к недостатку кислорода в тканях. Острая
гипокапническая вазоконстрикция
длится весьма недолго (5 часов). При
более длительном поддержании
гипокапнии происходит постепенное
возвращение МК к изначальному уровню. В
том случае, если напряжение
углекислого газа слишком быстро
поднимается до нормального уровня,
может возникать гиперемия мозга. При
необходимости длительной ИВЛ
используют лишь умеренную гипокапнию
(34-38 мм рт. ст.). Исход у больных с ЧМТ при
оценке через 3-6 месяцев после
использования гипервентиляции с
низким напряжением углекислого газа
хуже, чем у пациентов с умеренной
гипокапнией.
Рис. 4. Схема соотношения
мозгового кровотока и PaCO2
Рис. 5. Схема соотношения
мозгового кровотока
и PaO2 Важное
положение: При
резком повышении ВЧД, например, при
ЧМТ, его можно быстро снизить путём
гипервентиляции и снижения
напряжения углекислого газа в крови.
Эта методика используется в
нейрохирургии для снижения размеров
мозга, чтобы улучшить условия хирургу.
При длительной ИВЛ целесообразно
использовать только умеренную
гипервентиляцию.
Кислород. Низкое артериальное
напряжение кислорода также имеет
выраженное влияние
на МК. (рис. 5). Когда оно падает ниже
50 мм рт. ст., происходит резкое
увеличение МК и объёма артериальной
крови. ЧЕРЕПНО-МОЗГОВАЯ
ТРАВМА - ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ При острой ЧМТ возникает
состояние описываемое как "вторичное
повреждение мозга". Первичное
повреждение является результатом
самой травмы. Вторичное повреждение
мозга вызывается ишемией в результате
комбинации отёка мозга и артериальной
гипотензии. У любого больного,
находящегося в бессознательном
состоянии, вследствие обструкции
дыхательных путей могут быстро
развиться гипоксия, гиперкапния,
гипотензия и повышение внутригрудного
давления. Принимая во внимание
физиологические изменения, описанные
выше, становятся понятными механизмы,
приводящие к отёку мозга и повышению
ЦВД. Кроме того, боль от полученных
травм, несмотря на бессознательное
состояние больного, также может
вызвать повышение МК в результате
развития артериальной гипертензии и
локальной дилатации в соответствующей
сенсорной зоне головного мозга. В связи
с этим, первичным лечением острой ЧМТ
при неадекватной проходимости
дыхательных путей должна быть
интубация и гипервентиляция после
внутривенного введения анестетика и
опиоида для снижения реакции на
интубацию. При этом следует
внимательно подбирать дозу во
избежание возникновения артериальной
гипотензии, так как у больного может
быть гиповолемия. Необходимо быстро устранять
гипотонию инфузией коллоидов и
кристаллоидов, при необходимости
использовать вазопрессоры (эфедрин 3-6
мг или метоксамин 1-3 мг). Важное
положение: В
статье о лечении больных с тяжелой ЧМТ
Gentleman и соавторы указывают, что при
анализе материала за 11 лет отмечено
значительное снижение смертности (с 45
до 32%) и увеличение успешных исходов
(42-58%). Авторы связывают эти результаты
с профилактикой гипоксемии
и гипотонии у больного во время
лечения. |