TCD在脓毒症患者脑循环监测中的应用及对其转归的预测价值
冯颖 谈鹰 谢波 熊伟律 姬晓伟 周庆 陆建红 汪永斌
【摘要】
目的 探讨经颅多普勒超声（TCD）在脓毒症患者脑循环及脑功能的动态评估价值及其对预后的预测价值。
方法 回顾性分析2017 年1 月至2018 年6 月入住本院98 例脓毒症患者，按28 d 预后分为生存组（56 例）和死亡组（42 例）。收集患者一般临床资料、急性生理与慢性健康状况评分Ⅱ (APACHE Ⅱ )、谵妄评估量表（CAM-ICU）、入院第1 天及第3 天的TCD 参数PSV、Vm、EDV、PI、RI，分析两组间不同时间TCD 参数差异，并计算ROC 曲线下面积（AUC）评估它们对脓毒症转归的预测价值。
结果 死亡组APACHE Ⅱ评分、脓毒症脑患者数明显高于生存组（P ＜ 0.05），无论是第1 天还是第3 天，两组间PSV、Vm、EDV 差异无统计学意义，生存组的PI 及RI 低于死亡组（P ＜ 0.01），生存组第3 天PI 及RI 较第1 天明显下降（P ＜ 0.05），而死亡组第1、3 天PI 及RI 未见明显变化。ROC 生存曲线显示第1 天PI、第3 天PI、Day1PIDay3PI、第1 天RI、第3 天RI、Day1RI-Day3RI 及APACHE Ⅱ预测脓毒症患者预后的AUC 分别为0.657、0.835、0.730、0.707、0.826、0.705、0.815，P 均＜ 0.01， 当第3 天PI 截断值为1.02时，灵敏度为85.7%、特异度为61.3%，第3 天RI 截断值为0.62 时，灵敏度为78.6%、特异度为71.4%。
结论 TCD 参数PI、RI 对脓毒症患者脑循环及脑功能的动态评估存在一定价值。PI、RI在第1 天和第3 天及前后差值均对判断其预后有一定的价值且第3 天PI、RI 预测价值更大。
【关键词】 经颅多普勒；参数；脓毒症；脑循环；预后
脓毒症（sepsis）有很高的发病率和病死率，在全球范围内严重威胁全人类的生命健康。关于脓毒症导致脏器受累的检测和诊治研究主要集中在循环、呼吸以及肾脏等方面，对于其对脑功能影响以及相关脑循环的监测研究相对较少。作为脑血管功能及脑循环监测的常用及有效手段，脑血管多普勒（transcranial doppler，TCD） 具有无创、可反复检测、动态评估等优点，在脑血管病应用方面意义重大，但对脓毒症脑循环监测的应用及对其转归预测价值的临床研究，国内外尚无报道。本研究通过床旁TCD对脓毒症患者大脑中动脉进行监测，分析这些指标与临床症状、严重程度之间的关系，以探讨其对脓毒症患者脑循环及脑功能的早期评估和预后早期预测的价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料
回顾性分析2017 年1 月至2018 年6 月入住本院脓毒症患者，脓毒症诊断标准符合《2016 国际脓毒症和脓毒性休克管理指南》。排除标准：既往存在中枢神经系统疾病、精神疾病；中毒；已知存在脑梗死、脑出血或中枢感染，或其他代谢障碍导致的脑病；严重的肝肾功能不全。所有患者加入本研究前均签署知情同意书（不同意签署者，给予排除），并经湖州市中心医院伦理委员会批准。最终，本研究纳入脓毒症患者98 例。
1.2 TCD 检查
采用中国深圳德力凯公司的超声经颅多普勒血流分析仪(EMS-9A),所有患者分别在24 h 之内和第3 天进行TCD 检查，检测时暂停镇静药物。以2-MHz 探头通过颞窗探测其两侧大脑中动脉，每一侧检测3 次，取其最高值，将两侧最高值的平均数作为有效数据进行记录，检测内容包括平均血流速度（mean Velocity, Vm）、搏动指数（pulastilityIndex，PI）、阻力指数（resistivity index ，RI）、收缩期峰值血流速度（peak systolic velocity，PSV）、舒张末期峰值血流速度（end diastolic velocity，EDV）等各项参数。其中一位患者第1 天及第3 天TCD 检查图像见图1。
1.3 观察指标
所有患者记录以下指标：①入院24 h 内的一般临床资料：年龄、性别、HsCRP、血管活性药物、镇静药物使用情况、平均动脉压(MAP)、动脉血pH 值，动脉血二氧化碳分压（PCO2）、G CS 评分、APACHE Ⅱ评分、CAM-ICU 评分, 其中CAMICU阳性者与排除其他原因引起的昏迷者被认定存在脓毒症相关性脑病（sepsis-associatedEncephalopathy，SAE）。② 第 1 天和第3 天TCD参数：PI、RI、Vm、PSV、EDV，同时计算第3 天和第1 天这些参数的差值。
1.4 研究方法
所有患者均给予常规治疗，最后按28 d 预后不同分为生存组（痊愈或感染控制转往普通病房患者）和死亡组（在院死亡或放弃抢救自动出院随访在家死亡患者）。回顾性分析两组间一般临床资料、第1 天及第3 天TCD 参数是否差异有统计学意义，并分别比较两组第1 和第3 天治疗前后TCD 参数变化，筛选出有意义的TCD 参数指标，评估对患者转归的预测价值。
1.5 统计学方法
运用SPSS 20 软件统计学进行分析。两组及组间连续变量比较使用成组t 检验。两组及组间率的比较使用χ2检验。绘制TCD 指标对预后评价的受试者工作特征曲线（ROC），计算曲线下面积（ area under curve，AUC），求出各指标对其预后的最佳预测界值。以P ＜ 0.05 为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 一般临床资料
共纳入98 例患者，年龄为（65±16）岁，男性61 例；生存组56 例和死亡组42 例，死亡组GCS 评分显著低于生存组、而APACHE Ⅱ评分、血管活性药物以及镇静药物的使用比例均显著高于生存组（P 均<0.05）。
另外，死亡组脓毒症脑病（谵妄 昏迷）发生比例也明显多于生存组，具有统计学意义（P<0.01）（见表1）。
2.2 两组TCD 参数比较
TCD 参数组间比较：（1）第1 天生存组的PI 及RI 低于死亡组，差异存在统计学意义（P<0.05），而两组间PSV、Vm、EDV差异无统计学意义（P>0.05），见表2。（2）第3 天生存组的PI 及RI 低于死亡组，差异存在统计学意义（P<0.05），而两组间PSV、
Vm、EDV 差异无统计学意义（P>0.05），见表3。（3）生存组PI 及RI 第1 天与第3 天的差值均大于死亡组，差异存在统计学意义（P<0.01），见表4。TCD 参数组内治疗前后比较，生存组中无论PI还是RI 在第3 天时均较第1 天有了明显下降，具有统计学意义（P<0.05）, 见图2 和图3。死亡组在第1 天和第3 天测得的PI 和RI 值比较差异无统计学意义（P>0.05），见图4 和图5。可见生存组经治疗后脑循环较前改善，而死亡组治疗前后脑循环无明显改变。
2.3 PI、RI 对脓毒症预后的预测价值
第1 天P I、第3 天PI、Day1PI-Day3PI、第1 天RI、第3 天RI 及Day1RI-Day3RI、APACHE Ⅱ预测脓毒症患者预后的AUC 分别为0.657（95%CI：0.545 ～ 0.769）、0.835（95%CI ：0.758 ～ 0.913）、0.730（95%CI ：0.631 ～ 0.828）、0.707（95%CI ：0.602 ～ 0.812）、0.826（95%CI ：0.746 ～ 0.906）、0.705（95%CI ：0.602 ～ 0.808）、0.815（95%CI ：0.728 ～ 0.901），P 均＜ 0.01， 可见第3 天PI 及RI 的预测价值最大与APACHE Ⅱ相当，而第1 天PI、Day1PI-Day3PI、第3 天RI 及Day1RI-Day3RI的预测价值降低。当第3 天 PI 截断值为1.02时，预测脓毒症预后的灵敏度为85.7%、特异度为61.3%，第3 天RI 截断值为0.62 时，预后脓毒症预后的灵敏度为78.6%、特异度为71.4%。见图6及表5。
3 讨论
脓毒症是全世界重症病房中主要致死原因之一，脓毒症时低血压、脑血管自身调节障碍会导致脑血流量减少，炎症介质释放、血管内皮受损、凝血功能障碍会引起大脑微循环受损，此外脓毒症治疗过程中使用血管活性药物和镇静剂、运用机械通气均会影响脑血管收缩舒张、血流状态以及血管阻力。脑作为脓毒症易累及的部位，可以出现淡漠、活动减少、反应迟钝、认知功能减退、定向力障碍、神志模糊、谵妄甚至昏迷等表现，即脓毒症相关性脑病（sepsis-associated encephalopathy,SAE）。研究表明脑灌注减少及微循环障碍是SAE发病的重要机制之一，SAE 可能为脓毒症的首要症状，是脓毒症患者死亡的独立危险因素，会导致脓毒症幸存者的长期认知缺陷，因此早期监测脑循环变化、及时判断脑功能情况至关重要。
TCD 作为一项脑功能、脑循环监测的非侵入性检查方法，可以和远红外线监测仪、脑电图、体感诱发电位、CT 以及MRI 等一样成为重症病房中对脓毒症患者进行诊断、管理和预测的辅助手段。PI 为搏动指数，反映血管顺应性；RI 为阻力指数，反映血管的舒缩状况和阻力状况；PSV 为收缩期峰值血流速度，间接反应体循环总血流量；EDV为舒张末期峰值血流速度，反映血管远端阻力；Vm 为平均血流速度，反映脑灌注情况。研究表明，TCD 可以通过测量大脑中动脉的流速变化，无创、实时的监测脑血流量变化。De Azevedo 等报道在脓毒症早期，由于脑自动调节功能的存在，颅内压维持不变，而PI 增加，提示血管顺应性下降、血管弹性减退，可能是炎症介质释放引起的微血管内皮功能紊乱，从而反映大脑微循环障碍。目前已有研究将静态TCD 参数用于早期辅助判断脑血流情况，但脓毒症患者的脑灌注是随时间不断变化的，本研究动态监测脓毒症患者入院第1 天及第3 天TCD 参数变化，从而了解脑灌注变化，评估脑功能情况及预测预后。
相较于健康对照组和其他非脓毒症的重症患者，脓毒症患者PI 明显升高，PI 越大，远端血管阻力增高，反之则远端血管阻力降低；同时发现，RI 也明显升高, 而其Vm 并差异无统计学意义。甚至可以通过TCD 观察脑灌注障碍来解释SAE 的临床症状, 艾美林等 报道SAE 组患者PI、 RI 明显高于脓毒症未合并脑病组患者，提示SAE 患者存在脑灌注不足可能。在本研究中，两组患者年龄、性别、血pH 值、血二氧化碳分压以及平均动脉压等均差异无统计学意义，从而排除了这些因素对脑血流速度的影响，两组脑循环监测具有可比性。死亡组的APACHE Ⅱ评分明显高于生存组，SAE 患者例数也多于生存组，说明死亡组病情较重且脑功能情况较差。无论是第1 天还是第3 天，死亡组PI 和RI 均高于生存组，而两组间PSV、Vm、EDV 则差异无统计学意义，提示相对于后三者，脓毒症患者的PI 和RI 变化更为敏感。而PI 和RI 的升高提示死亡组血管顺应性更差，阻力更高，推测其脑循环及脑功能情况相对更差。动态比较两组PI、RI 第1 天和第3 天变化情况显示，生存组第3 天的PI 与RI 的值均较第1 天下降，而死亡组PI 与RI 的值均无明显变化，可能提示生存组患者的血管顺应性和阻力状况较前改善，也预示着病情的好转。
脓毒症患者第1 天 PI>1.3，可预测患者出现谵妄的可能，AUC 为0.908，敏感度为95%，特异度为88%。艾美林等的研究表明第1 天PI、RI 均可预测SAE，AUC 均>0.7，截断值分别为1.16、0.65。SAE 又是脓毒症患者死亡的独立危险因素，且本研究显示PI 及RI 能反映疾病严重度及脑功能情况，动态PI、RI 可反映病情变化，因而认为动态TCD 检测对脓毒症预后有一定的预测价值。APACHE Ⅱ是目前我国重症病房广泛应用的评价危重患者病情严重程度的评分系统。在本研究中第1 天PI、第3 天PI、Day1PI-Day3PI、第1 天RI、第3 天RI、Day1RIDay3RI及APACHE Ⅱ均可预测脓毒症患者预后，AUC 分别为0.657、0.835、0.730、0.707、0.826、0.705、0.815，其中第3 天PI 及RI 预测价值较大，与APACHE Ⅱ相当，当第3 天PI 截断值为1.02 时，灵敏度为85.7%、特异度为61.3%，第3 天RI 截断值为0.62 时，灵敏度为78.6%、特异度为71.4%。PI、RI 前后变化值预测预后的价值不高，但Day1PIDay3PI、Day1RI-Day3RI 截断值分别为0.13、0.38 时有较高的特异度，特异度为88.1%、83.3%，灵敏度为55.4%、57.1%。
文章来源：中华急诊医学杂志2020 年8 月第29 卷第8 期
