1、LUNDCONCEPT以控制脑容量为目标，控制颅内高压的治疗方法 “隆德”概念（Lund Concept）昆明医学院第一附属医院急诊科It is helpful sometimes to look at our work in the context of both past history and of current developments. Just as plants and animals develop and evolve so do the ideas of science. We may detect earliest mention, mainstreams of dev
2、elopment, defunct issues and growing points the latter being very dependent on practicable techniques as well as on concepts. New Concepts of a Blood-Brain Barrier by Greenwood脑血流（Cerebral blood flow, CBF.）完全性终止所导致的全脑梗塞，以及所有脑功能永久性的消失是脑死亡的标志。脑血流的驱动源于脑的灌注压（Cerebral perfusion pressure, CPP ），CPP = MAP
3、- ICP。对重型颅脑创伤而言，颅内压（Intracranial pressure, ICP.）增高致平均动脉压（Mean arterial blood pressure, MAP.）的水平，CPP急剧的减少，脑血流量完全性的终止，通常是进入脑死亡的最后共同通路。因此，为控制高颅内压而展开的治疗，是许多神经ICU的治疗重点。针对于重型颅脑创伤的初期性治疗，给予控制性的通气、保障氧供、维持血容积、及时的清除局限性的有颅内占位效应的病变、监测颅内压、这已是全球性的共识；但针对于颅高压的控制，却存在许多不同的治疗观点，总体上，可归纳为两类治疗方法：1）以控制颅内高压为靶目标性的治疗（ICP-targ
4、eted），治疗内容包括控制性的过度通气，以及高渗性脱水治疗；2）以维持脑灌注压/脑血流量为靶目标性的治疗（CPP/CBF targeted），其治疗内容有药物性提升血压增加CPP，以期改善CBF。在斯堪的纳维亚地区，有一种全新的治疗概念：以控制脑容量为目标，进而达到控制颅内高压的治疗方法（Volume-targeted therapy of increased ICP）。该治疗方法是由瑞典隆德大学医院神经外科的Nordstrom CH和麻醉ICU的Grande PO这两位医生1990年共同创立的，又名隆德概念（Lund concept），临床运用已取得显著的疗效。脑容量的生理性调节大脑是被保
5、护在一个坚硬的骨性颅腔内，因此，与机体的其它器官相比，脑容量的调节更为精细而严格。与机体的其它器官类似，脑容量的调节亦是经毛细血管的液体交换为主要的调节机制；但大脑区别于机体其它组织器官的是有着更为复杂的毛细血管膜的功能血脑屏障（Blood brain barrier, BBB. 如图1）。血脑屏障的通透性极其有限，以至于Na+/Cl- 这样的小分子溶质都不能自由的通过脑毛细血管进入到脑组织间隙，维持着脑细胞周围的微环境衡定，对调节脑容积起到非常重要的作用。脑组织还有自身的容量调节，如脑积液（Cerebrospinal fluid, CSF.）的生理调节、颅内脑血流量及脑血容量的动态调节。血脑
6、屏障的通透性对绝大多数组织而言，有些溶质，如菊花粉、依地酸、庶糖、甘露醇可自由的经毛细血管进入到细胞间隙，在医学研究中常作为测定细胞外容量的标志物。但这些溶质却不能透过血脑屏障，这是因为对这些溶质，血脑屏障的有效通透面积（Permeability-surface area products, PS）极小，并有着较长的交换半衰期。尿素、甘油、以及甘露醇，经渗透作用通过血脑屏障脱水，运用于临床降低脑容量的治疗。如表1所述，相对于其它溶质，尿素、甘油的血脑屏障通透性是高的，但其绝对值仍旧是很低的，并且脑的摄取是受血脑屏障的通透性控制，而并不取决于脑血流量。安替比林（Antipyrine, 解热镇痛药
7、物）的血脑屏障通透率是最大的，曾经被用于测定脑血流量的标志物，但随后的研究表明安替比林的血脑屏障通透性仍有限制，并不能用于精确的脑血流量定量测定。尽管Na+、K+的弥散性、脂溶性、原子的大小相似，但血脑屏障的有效通透面积（PS）、交换半衰期却有着显著的差异，这是因为Na+、K+的交换受血脑屏障的高度调节，且依赖于细胞膜ATP泵的耗能性交换。蛋白经血脑屏障的交换是非常之低的，白蛋白的PS约为1.5 10-6 ml / g /min，血脑屏障对菊花粉的通透率约是白蛋白的20 30倍。外源性蛋白，以及许多的氨基酸是经主动耗能转运通过血脑屏障的。血脑屏障对有机离子、氨基酸、以及蛋白的主动转运，不仅可控
8、制脑细胞外的液体量，还可经渗透作用将脑组织的水分移出。表1：不同溶质的血脑屏障的有效通透面积及交换半衰期溶质BBB的有效通透面积（PS）交换半衰期（t1/2）菊花粉0.0000460 hr依地酸0.00038 hr庶糖0.00046 hr甘露醇0.0012.3 hr尿素0.00623 92 min甘油0.036 min安替比林0.80.7 minCl-0.0012.3 hrNa+0.00241 hrK+0.00915 min白蛋白1.5 10-6水0.65 1.75水在毛细血管及脑组织间液之间的流动是经溶解及弥散作用，通过有腔及无腔细胞膜、毛细血管内皮的胞浆而实现的。水的量子样不显性流动 （又
9、称对流流动），其血脑屏障的PS值约为0.65 1.75 ml / g /min。与骨骼肌及心肌组织相比，水在脑组织的转移还受到血脑屏障的毛细血管膜通透性的限制。水的量子样流动取决于经毛细血管的静水压、渗透压差，但因为血脑屏障类似于一种阻隔膜，其对水的对流转移的阻力等同于对水的弥散转移的阻力。血脑屏障的水滤过分数（Filtration coefficient）约为4 l /min，而骨骼肌是33 l / min、心肌是270 l / min、肠系膜毛细血管是1110 l / min。溶质经细胞膜的部分通透性就引导出有效渗透压这一概念，但因其理论计算值与实际值存在差异，故引入一个折射分数 。依赖于
10、细胞膜对水及溶质相对通透性， 值波动在0 1之间，如细胞膜对某溶质没有通透性，则 为1，若细胞膜对某溶质的通透性等同于其在水中的弥散分数，则 为0。表2列举了各种溶质对血脑屏障及脑脉络脉丛的 值，甘露醇、庶糖、以及白蛋白的脑毛细血管的 值约为1。体液中两种主要的溶质Na+ / Cl-，其血脑屏障的 值也只为1。表2：溶质的折射分数 溶质折射分数 ：BBB脑脉络脉丛尿素0.44 0.590.56甘油0.480.81甘露醇0.900.53 1.00庶糖0.91 1.001.00氯化钠1.001.00白蛋白1.00脑容量的调节经血脑屏障的水转运正常的生理状态下，脑容量的调节主要依赖于血脑屏障的低液压
11、传导、低通透性、以及溶质的高渗透压（主要是晶体渗透压）。而脑灌注压（CPP）对脑容量的影响极小，脑毛细血管压力与脑血流量具有严密的生理自动调节，机体的血压波动一般不会引起脑毛细血管压力的明显波动；血脑屏障对晶体的通透性极低，其有效的渗透压可达5700 mm Hg。而机体的其它组织器官，其毛细血管的渗透压主要是来源于血浆蛋白，毛细血管的静水压约为25 mm Hg。大脑皮质区域的毛细血管滤过面积（PS）是脑白质的2 5倍，脑皮质的量子样的水转移要大于脑白质，交换的速率亦是脑皮质要快于白质。脑容量的调节脑脊液（ CSF ）的水转送与机体的其它组织器官不同，淋巴系统对引流脑组织间液及脑容量调节方面的作
12、用非常有限。实验研究表明，蛋白、菊花粉、尿素、水，无论这些物质分子量的大小，都要经室管膜、软膜神经胶质层转移，但这一途径对调节脑容量的作用仍不明确。在实验性的脑水肿研究中，已证实脑灰质及白质区域的细胞外液转移入脑室系统。但这一转移脑水肿液的机制并不能解决因受损的毛细血管的漏出而形成的水肿液。脑血流量（CBF ）及脑血容量（Cerebral blood volume, CBV）的调节脑血流量的精细调节，其目的是持续稳定的向大脑供给氧气和葡萄糖，以满足脑细胞的高代谢需求。脑血流量调节的第二个重要作用就是对颅内压（ICP）进行调节：毛细血管静水压及脑血容量（脑静脉含有70%的脑血容量）。大脑还有其它
13、一些重要的脑血流调节机制：脑血管压力的自动调节、CO2的调节、以及代谢性调节。脑血管压力的自动调节，是指当脑灌注压在一定范围内波动时，通过血管自身阻力的改变能使脑血流量始终保持恒定。实际上机体的许多器管均有这一类似的调节现象，但在肾脏及大脑表现得尤其突出。脑血管压力的自动调节，其目的是维持着毛细血管静水压的恒定。一旦脑血管自身调节功能受损时，脑血流量与脑血容量将随动脉压的波动而被动变化。在神经外科学领域，可以这样解释脑血管压力的自动调节功能：当脑灌注压下降时，通过主动的血管扩张（如图2所示，CPP从AB点降至AC点），进而维持脑血流量。图2：脑血管压力的自动调节CO2的脑血流量调节： 在正常P
14、aCO2范围内， 脑血流量对动脉血的CO2最敏感。PaCO2每上升或下降1 mm Hg，脑血流量将相应增加或减少2 ml / 100g /min。CO2穿透过生物膜后可改变血管周围的pH，造成毛细血管的阻力血管的pH依赖性的收缩。控制性的过度通气可使PaCO2降至20 mm Hg或更低，此时脑血流量急剧的减少，可能降至缺血的水平。长时间的过度通气治疗价值有限，甚至是有害的；并且，过度通气所导致的脑血流量及脑血容量的减少是短暂的。严重颅脑创伤的病人，因脑血管的CO2调节功能的受损，过度通气对降低脑血容量的作用非常有限。代谢性的脑血流量调节：临床的“巴比妥昏迷（Barbiturate coma）”
15、治疗，降低脑细胞的能量代谢，进而达到脑血管的收缩、脑血容量的减少。但这一调节效应的存在，依赖于完好的脑血管的CO2调节功能。从临床治疗的观点出发，存在这样一种理想的治疗方法，也就是通过药物的方法来达到这样一个目的：减少脑血容量的同时，尽可能的避免脑血流量的减少。脑静脉系统占有70%的脑血容量，因此要求这一药物主要是收缩脑静脉血管，而对毛细血管的阻力血管端的作用极小；并且，在脑血管的CO2调节功能受损时，仍旧能发挥作用。病理损伤时脑容量调节的紊乱如上所述，正常的生理状态下，脑容量的调节主要依赖于血脑屏障的低液压传导、低通透性、以及溶质的高渗透压（主要是晶体渗透压），而此时毛细血管的静水压对调节脑
16、容量的作用非常有限。但在病理状态下，血脑屏障结构的受损，情况就完全不同。假若血脑屏障允许所有的溶质，包括大分子的物质，如蛋白的跨毛细血管的水转运存在，且转运的趋势完全取决于毛细血管与脑组织间隙之间的静水压差；或者血脑屏障类似于机体的其它组织器官，允许小分子溶质、而不是大分子物质通过脑毛细血管转运水分。在上述这些情况下，毛细血管内外水分的流动取决于静水压与胶体渗透压之差，即符合Starling 定理（Starling equilibrium）。脑血管压力调节功能受损时，脑毛细血管的静水压跟随于体循环的血压波动。目前仍未能找到一种技术方法，适用于定量测定脑毛细血管静水压的数值，以及脑毛细血管静水压
17、对跨毛细血管水转移的作用。但有一种实验模型可模仿血脑屏障受损达到这么一种程度：类似于机体的其它组织器官，允许小分子溶质、而不是大分子物质通过脑毛细血管转运水分。去神经的猫骨骼肌体积描记仪实验，可用于定量研究组织的静水压与动脉血压对跨毛细血管水交换的作用。图3：脑组织的血管床图3表示脑组织的血管床被包在一个密闭腔内的示意图：在这一实验情况下，脑组织压力（Brain tissue pressure, Ptissue）的增加造成血管床出口端存在一个被动的静脉流出道阻力（Venous outflow resistance, Rout），这一阻力的大小直接取决于脑组织压力（Ptissue）与静脉流出道压
18、力（Venous outflow pressure, Pv）之差，随着脑组织压力（Ptissue）缓慢的增加，且刚好超出静脉流出道的压力（Pv），静脉流出道阻力（Rout）开始增加。在静脉流出道阻力（Rout）的上游，大静脉的压力（The pressure in large veins, Pout）伴随于脑组织压力（Ptissue）的增加而增加，但还未出现静脉的塌陷。压力经静脉阻抗（Venular resistance, Rv）后出现下降，此时，毛细血管的静水压（Hydrostatic capillary pressure, Pc）跟随脑组织压力（Ptissue）的增加，而呈现出90%比率的增
19、幅。因此，脑组织压力（Ptissue）的增加，跨毛细血管的静水压（Transcapillary hydrostatic pressure, Pc - Ptissue）下降，导致经毛细血管的液体吸收效应。图4显示脑组织压力（Ptissue）对跨毛细血管的液体交换量（ Vol）、Pc、Pout、以及脑血流量（Cerebral blood flow, Q）的影响。在这一实验中动脉血压维持在115 mm Hg，因为脑血管的压力自动调节受损，随着脑灌注压的降低（PA - Ptissue），脑血流量（Q）减少，反之亦如此。跨毛细血管静水压的降低（Pc - Ptissue），导致脑组织液的吸收增多（ V的减
20、少）。图5显示体循环的血压（Arterial blood pressure, PA）对脑血流量（Q）、毛细血管静水压（Pc）、以及跨毛细血管的液体交换量（ Vol）的影响。在这一实验中脑组织压力（Ptissue）维持在20 mm Hg，动脉血压从95 mm Hg升至115 mm Hg、或降至75 mm Hg。因为脑血管的压力自动调节受损，脑灌注压的变化将对脑血流量（Q）、毛细血管静水压（Pc）产生直接的，平行性的影响。又因为脑组织压力（Ptissue）是保持恒定的，因此，毛细血管静水压（Pc）的升高，导致跨毛细血管静水压（Pc - Ptissue）的增加，造成经毛细血管流出的液体增多（ Vol
21、的增加）。这一实验的临床意义在于：颅脑创伤后，若存有脑血管压力自动调节功能，以及血脑屏障受损，对晶体的通透性增高，则经毛细血管流出的液体量将直接依赖于体循环动脉的血压。伴随有受损的血脑屏障对晶体的通透性增加，脑组织压力的降低，将会导致经毛细血管流入脑组织的液体量增多。正如下述的的讨论，针对颅内高压的一切外科治疗都将伴随有脑组织压力的下降，而导致脑组织含水量的增多。脑水肿（Brain edema）的概念脑水肿（Brain edema）：是指脑组织内水分增加，并由此引起局部或广泛的脑体积和重量的增加。然而，脑组织血管床的扩张（即充血）也可引起脑体积和重量的增加，后者常被称为脑肿胀。但实际上二者往往
22、并存，无论从病理学或临床表现上都难以区分。脑水肿可由各种颅内疾病或全身性疾病引起，又存在于这些疾病的病理生理过程中，并使病情进一步发展和恶化。在临床上充分认识急性脑水肿是血管源性水肿（血脑屏障通透性改变）和细胞毒性水肿并存是一个统一的病理生理变化过程这一点具有重要的意义。虽然颅骨对脑组织有极好的保护作用，但由于其骨性特点却不能容纳额外增加的容量。颅内压( Intracranial pressure, ICP )增高是指ICP 20 mm Hg，持续时间 5 min。在发生脑水肿时，颅内容量的明显增加将导致颅内压增高，后者会明显降低脑灌注压，使脑组织发生缺血缺氧，脑缺血继而引发血管舒张通路自我调
23、节机制作用的开启以期维持正常脑血流量，然而，血管的舒张同时会引起颅内血容量的增加，进而加重脑水肿并导致颅内压进一步升高，反过来又降低脑灌注压，加重脑缺血缺氧，从而形成一种恶性循环，最终导致脑疝发生而危及病人的生命。颅内高压的外科治疗 生理学方面大脑是被保护在一个坚硬的骨性颅腔内，颅内的容量（Vintracran）如Monro-Kellie定律（Monro-Kellie Doctrine）所述，由脑血容量（Vblood）、脑组织（Vbrain）、脑脊液（VCSF）、以及有占位效应的颅内病灶（Vmass lesion），如颅内血肿构成（如图6）： Vintracran = Vblood + Vbr
24、ain + VCSF + Vmass lesion颅内任一组分体积的增大，是以其它组分体积的缩小为代价的。颅内高压的所有外科及非外科治疗，均是针对缩小一个或多个颅内组分的体积。其中外科的治疗包括：有占位效应的颅内病灶的清除、脑脊液的引流、以及对一些选择的病例，进行大骨瓣切除以增大颅腔的容积。Vmass lesion+ Vmass lesion图6：颅内容量的构成对重型颅脑创伤的初期救治中，极早的清除有占位效应的颅内病灶（如颅内血肿）是非常重要的救治措施。在美国脑创伤基金会（US Brain Trauma Foundation）所规范的治疗中，对持久性颅高压，可给予脑脊液的引流，但该治疗方法存有
25、危险性。对严重颅高压的救治，进行大骨瓣切除以增大颅腔的容积，可作为最后的挽救性治疗措施之一。但必须明确的是，所有上述的外科治疗都将导致这么一个副作用：脑组织的压力降低（Ptissue）。在病理状态下，血脑屏障对晶体的通透性增加，脑组织压力（Ptissue）的降低，将会导致经毛细血管流入脑组织的液体量增多。实际上，许多神经外科医生是非常熟知这一副作用：在颅内血肿清除后，观察到ICP的渐进性的升高；脑室的CSF引流有时会导致脑室的塌陷。因此，从生理学治疗的原则来要求：外科的快速改变脑容量的治疗，应结合非外科的、缓慢而持久的减少脑含水量的治疗。颅内高压的非外科治疗生理学方面脑组织液经毛细血管的吸收颅
26、内高压的非外科性治疗主要针对于促进脑组织液经毛细血管的吸收控制跨毛细血管的渗透压及静水压。甘露醇、尿素、以及甘油已被用于临床治疗脑水肿，其机制是经血脑屏障的渗透性脱水，以减少脑的容量，但不主张持续性使用这些脱水剂。一系列的实验研究表明，重复多次的输注甘露醇可导致脑水肿的加重。最近有关甘露醇用于急性缺血性中风、脑实质出血治疗效益的系统回顾显示，并无有益的治疗作用。在隆德概念的脑容量控制治疗中，主要强调经输注红细胞/白蛋白及血浆达到正常的数值范围，以维持胶体渗透压。降低脑毛细血管的静水压，可通过适当降低平均动脉压（MAP）、以及增加毛细血管的收缩。但上述的治疗措施可能造成脑局部的血流量减少的潜存危
27、险，尤其是脑易损区域的继发性损害。这一治疗矛盾，可用床旁局部脑代谢监测方法，也就是脑微透析法（Intracerebral microdialysis），进行有效的监控。降低平均动脉压（MAP），可通过减少机体的循环血量，或对循环血量正常的病人进行控制性的血管扩张。理论上要求这种血管扩张剂主要扩张外周血管，而不扩张脑血管。 1受体阻断剂（美托洛尔，Metoprolol） 2受体兴奋剂（可乐定，Clonidine）就非常适宜达到这种治疗要求，研究表明这两种药物不会改变脑血管的阻力。使用Metoprolol + Clonidine， 对正常血容量的病人控制性降低MAP在生理范围内。要进一步的降低脑毛
28、细血管的静水压，可通过缩血管药物来实现。降低血脑屏障的通透性对肿瘤性脑水肿、局灶感染性脑水肿，糖皮质激素具有修复血脑屏障通透性的治疗作用。最近有研究表明，持续静脉输注小剂量的前列环素（Prostacyclin）可降低血脑屏障的通透性，并可改善脑微循环的作用。降低脑血容量控制性过度通气可迅速的降低脑血容量，其机制是造成脑毛细血管的前阻力血管的收缩，因此，通常是以牺牲脑血流量为代价的。消炎痛（Indomethacin）也有类似的作用，在动物实验中发现，消炎痛在降低颅内高压的同时，也导致了脑的缺血。临床上理想的治疗药物，应是主要收缩脑静脉的血管，而对脑毛细血管的前阻力血管的收缩作用甚微。二氢麦角胺（
29、临床用于偏头痛治疗的药物，Dihydroergotmamine, DHE）具有收缩体循环静脉容量血管的作用。对重型颅脑创伤，DHE在降低颅内高压（ICP）的同时，还可维持脑血流量（CBF）的恒定、甚至增加脑血流量。动物及临床研究均表明，DHE在脑血管的CO2调节功能受损时，仍旧能发挥上述作用；研究还发现，DHE对脑皮质的静脉血管的收缩作用较动脉更为持久。上述的研究结果就能解释作为一种脑血管收缩药物，DHE为什么在降低颅内高压的同时，并能保持脑血流量的恒定，甚至是增加脑血流量。显然，DHE作为一种非选择性受体激动剂，也有其严重的副作用及并发症。（Sumatriptan）是更为特异性的5-羟色胺受
30、体激动剂（5-HT stimulator），已用于动物实验的研究，但至今尚未用于临床治疗。总之，控制性过度通气可用于短暂而快速的降低颅内高压，但不推荐长时间的治疗。DHE在有效降低颅内高压的同时，并不导致脑血流量的减少，但也有严重的副作用及并发症。以控制脑容量为目标，进而达到控制颅内高压的治疗方法“隆德概念”之所以称为“隆德概念”（Lund concept），是因为“隆德概念”是“控制脑容量为目标性治疗（Intracranial volume-targeted therapy）”的典范。“隆德概念”的治疗方法是基于上述的病理生理学基础，其治疗方法归纳为如下四个方面：1. 降低机体的应激反应及脑
31、能量代谢；2. 降低脑毛细血管的静水压；3. 维持胶体的渗透压及控制液体的平衡；4. 降低脑血容量。1. 降低机体的应激反应及脑能量代谢在病人还未转入ICU之前，就应主动的给予镇静镇痛的治疗（安定类型 + 阿片类药物），以有效的降低机体的应激反应（Stress response）。病人在转入ICU之后，还应进一步的降低机体的应激反应，以及体内的儿茶酚胺的释放，给予丙泊酚（Propofol）18 30 mg / kg / hr + 芬太尼（Fentanyl）2 5 g /kg /hr + 1受体阻断剂美托洛尔（Metoprolol） + 2受体激动剂可乐定（Clonidine）持续静脉滴注。病情
32、加重时，亦可给予小剂量的硫喷妥钠（0.5 3 mg / kg / hr）持续静脉滴注；尽可能的输注低剂量的硫喷妥钠，以避免对心脏的抑制、肺部及其它的并发症。这一治疗方法在降低应激反应的同时，就具有降低脑能量代谢的作用。2. 降低脑毛细血管的静水压对病人施予个体化治疗，给予 1受体拮抗剂美托洛尔（Metoprolol 0.2 0.3 mg/kg /24 hrs iv，）+ 中枢性的 2激动剂可乐定（Clonidine 0.4 0.8 g /kg 4 6 iv.），达到在生理范围内适当的降低MAP。经输注洗涤的红细胞/白蛋白及血浆，使病人的血浆白蛋白及血红蛋白、中心静脉压达到正常的水平、血容积正常，是进行控制性降压治疗的先决条件。对成年人，理想的脑灌注压（CP
