3 生理學基礎
3.1 腦血流量(cbf)
1、腦組織的供血來自頸內動脈(67%)和椎動脈(33%)。腦靜脈血進入靜脈竇離開顱腔後,經頸內靜脈到上腔靜脈。在靜息狀態時,成人的腦血流量佔心輸出量的15%-20%,平均爲57ml/100g.min。
2、腦血流量取決於腦灌注區(cpp)和腦血管阻力(cvr);而cpp爲平均動脈壓(map)與顱內壓(icp)之差,即:
cbf=cpp/cvr=(map-icp)/cvr
3、影響cbf的因素有(圖1):
(1)血壓:當健康人的map在6.7-20kpa(50-150mmhg)時,可通過調節cvr使cbf維持在一穩定水平,稱爲腦血管自動調節機制,但當map超出一定界限時,cbf直接受血壓的影響。慢性高血壓病人的自動調節曲線右移,而以抗高血壓藥治療後可使其恢復正常。腦缺血、缺氧、co2蓄積,腦腫瘤、創傷、水腫及一些麻醉藥,都可影響其自動調節機制,而使血壓對cbf的影響更大。
(2)paco2:co2可影響腦細胞外液(ecf)的ph而影響cbf。當paco2在2.7-8kpa(20-60mmhg)時,cbf隨paco2升高而增加,paco2每改變1mmhg,cbf可增減2%-3%或1-2ml/100g.min。但超過12-24小時,paco2對cbf的影響明顯減弱。
(3)pao2:缺氧可使腦血管明顯擴張。pao2低於6.7kpa(50mmhg)時可引起cbf迅速增加,低於30mmhg時cbf可增加一倍。但pao2升高僅使cbf輕度降低,也不改變腦氧耗量。
3.2 腦代謝率(cmro2)
1、腦爲高代謝器官,雖重量僅佔體重的2%,而氧耗量卻佔總量的20%-25%,葡萄糖消耗量佔總量的65%。在靜息狀態下,平均耗氧量3.5ml/100g.min,葡萄糖耗量爲5.5mg/100g.min。
2、影響cmro2的因素:
(1)麻醉藥物(見後)。
(2)體溫:體溫升高時,cmro2增加,體溫降低時cmro2亦降低。體溫每降低1℃,cmro2降低7%。
(3)驚厥和寒戰:神經細胞活動增加時,cmro2增加,局部腦血流量也增加。當手隨意活動時,相應部位的腦組織對氧的攝取量和腦血流量,在數秒鐘內即可增加30%左右。
3.3 顱內壓(icp)
1、顱內壓動力學:
(1)顱內壓反映了顱內容的體積和顱腔容積之間的關係。icp正常值爲0.667-2.00kpa(5-15mmhg),2.00-2.67kpa(15-20mmhg)爲輕度升高,3.33-5.33kpa(25-40mmhg)爲中度升高,高於5.33kpa(40mmhg)爲嚴重顱內高壓。
(2)顱腔是一封閉、不能舒縮的容器,其中含有腦組織、腦脊液和血液。在生理情況下,顱內各組成部分的體積改變可在一定限度內相互代償,以維持icp的穩定。
(3)顱內順應性是指單位顱內壓力改變所引起的顱內容積的變化(v/p)。由壓力-容量曲線(圖2)可知:顱內容積增加的早期,可通過減少腦血容量和腦脊液使顱內容量穩定而維持icp相對穩定;若容積繼續增加並達臨界點時,即使容積有小量增加(如血管擴張、高血壓或co2蓄積),也可引起icp的明顯升高。
2、測定icp的方法:
(1)硬膜外測定法:將壓力傳感器置入腦硬膜外間隙,並與顯示系統相連接,即可顯示icp的波形和數據。此法對腦組織無直接創傷,但所測數值較實際值高0.267-0.4kpa(2-3mmhg)。
(2)硬膜下測定法:將特製中空螺栓通過顱骨鑽孔放置在硬腦膜下,並與壓力傳感器及顯示系統相連接。操作比較簡單,測定較準確,並可測定顱內順應性。
(3)腦室直接測壓法:通過顱骨鑽孔行側腦室穿刺並置 管,導管與壓力傳感器及顯示系統相連接。此法的操作較複雜,但測壓準確可靠,並可行腦脊液引流。合併症有顱內出血及感染。
3、icp升高的臨牀表現:
(1)icp升高可降低腦灌注壓,壓迫腦血管,並引起區域性缺血。由於腦組織缺血使腦血管推動自動調節機能,而使cbf更加依賴於血壓。血壓的波動可加重腦缺血,並加劇腦水腫的形成。
(3)隨着icp繼續升高,發生腦幹移位、缺血及腦疝形成。臨牀表現爲血壓升高,心動過緩,呼吸節律紊亂,並出現眼徵。最後發生昏迷和呼吸停止。
4、icp升高的治療:
(1)降低腦血容量(cbv):
①確保呼吸道通暢,避免缺氧和co2蓄積。因爲缺氧和co2蓄積都可引起腦血管擴張。
②適當過度通氣,使paco2維持在3.33-4.0kpa(25-30mmhg),可產生腦血管收縮,是緊急處理顱內高壓的有效方法。
③維持頭部靜脈引流通暢,可置頭高30°體位。避免因咳嗽、躁動及氣道壓升高引起的胸腔內壓升高。應用peep治療時,應以最低peep達到最好的氧合效果。
(2)減少腦組織容積:
①滲透性降壓:維持較高的血漿滲透壓(305-320mmol/l)減輕腦水腫,可有效降低腦容。如甘露醇,靜注0.5-2.0g/kg可使血漿滲透壓迅速提高,促使水從腦組織向血管內轉移,減少腦容積,降低顱內壓。注藥後10-15min起效,30min達高峯,1hicp開始回升,4-8h達治療前水平。
②利尿:常用藥爲速尿,可減少腦脊液的產生,並使血液濃縮和滲透壓升高,達到腦組織脫水和降低顱壓的目的。速尿用量爲0.5-2mg/kg,靜注後5-10min起效,1-2h達高峯。常與甘露醇合用,效果更佳。
③激素可防治因腫瘤引起的腦水腫,改善顱內順應性及降低顱壓,但治療因創傷或缺氧引起的腦水腫效果不佳。因其起效慢,越過2小時,一般不用於治療急性顱壓升高。
(3)減少腦脊液9csf)容量:
①csf引流:可暫降低icp。
②低溫:體溫降低不僅可減少腦血容量,並能減少csf的形成。隨着體溫的降低,csf的形成呈線性下降。體溫降低5-8℃時,csf生成率降低達60%。
4 藥物對中樞神經系統的影響
4.1 吸入麻醉藥
1、n2o:
(1)對腦血管有直接舒張作用,可使cbf增加和icp升高,並輕度增加cmro2,但不影響腦血管對co2的反應。
(3)與靜脈麻醉藥合用,如異丙酚、巴比妥類、麻醉性鎮痛藥,或過度通氣時,可減輕或完全消除n2o的血管舒張作用。
(1)都有直接舒張腦血管作用,使cbf、cbv和icp增加。隨着吸入濃度增加,可削弱或完全抑制腦血管自動調節機制,但對co2的反應仍然存在。於吸入前進行過度通氣,可減弱其對icp升高的作用。
(2)一般認爲,氟烷增加cbf和icp比異氟醚或安氟醚更明顯。但動物實驗與臨牀研究的結果不同,可能與藥物的部位不同有關,如氟烷主要影響大腦皮質的血管,而異氟醚影響皮質下的血管。
(3)安氟醚使cbv和csf產生增加,icp升高,並與用量相關。吸入濃度高於1.5mac並行過度通氣時,腦電圖可出現癲癇樣波形。
4、揮發性麻醉藥有量依賴性降低腦氧代謝率(cmro2),但安氟醚在引起大腦興奮後使cmro2增加,可能與腦電活動抑制程度有關。其中以異氟醚掏抑制cmro2最爲明顯。
4.2 靜脈麻醉藥
1、靜脈麻醉藥包括硫噴妥鈉、依託咪酯、異丙酚、安定類和麻醉性鎮痛藥,都具有量依賴性的降低cbf和cmro2作用,並降低icp。
2、降低cbf和icp的作用與抑制腦電活動和降低cmro2有關。當腦電圖呈等電位時,cbf和cmro2則不再繼續降低。
4、硫噴妥鈉和依託咪酯對cbf和cmro2的抑制作用最強,安定類次之,而麻醉性鎮痛藥最弱。氯胺酮可增加cbf、cmro2和icp,因而很少用於神經外科手術的麻醉。
4.3 肌松藥
1、對cbf和cmro2無直接影響,因爲不能跨過血腦屏障。
2、可通過影響血壓(如箭毒)或心率(如泮庫溴銨)而改變腦血流動力,間接影響cbf和cmro2。
3、琥珀膽鹼可引起cbf和cmro2增加,icp升高。如麻醉誘導深度適當或預注非去極化肌松藥,可明顯減輕其作用。
4.4 血管活性藥物
1、血管收縮藥:苯腎上腺素、腎上腺素和去甲腎上腺素因不能跨過血腦屏障,因而對腦血管無直接作用,但可增加腦灌注壓,間接使cbf增加。
2、血管擴張藥:硝普鈉和硝酸甘油對腦血管有直接舒張作用,如果維持動脈壓不變,可使cbf增加和icp升高。應用β阻滯劑時,如能維持腦灌注奪,則對cbf及icp的影響很小。
4.5 腦保護藥物
1、巴比妥類:對於因局竈性腦缺血引起的神經功能障礙的恢復有益,可能與其降低腦代謝率有關。用藥後使eeg呈等電位時的效果最好。但對完全性腦缺血,eeg已呈等電位者(如心跳停止)無效。
2、異氟醚:對完全性腦缺血者無益處。但對非完全性腦缺血者,即使eeg呈等電位,對於神經功能的恢復可能有益。
5 麻醉處理
5.1 術前病情估計和準備
1、顱內壓的改變常反映顱內病變的程度,應根據臨牀表現、神志和呼吸的變化進行判斷。如僅表現爲輕度icp升高,麻醉安全界限較大;如已出現腦疝,即使經治療後好轉,麻醉的安全界限較窄,處理較困難。
2、利尿脫水是治療icp升高的有效方法,應保證血容量正常而使細胞內、外脫水。但臨牀往往出現體液和電解質的紊亂。對於icp升高者,即使嚴重脫水也並不一定表現血壓和心率的改變,但hct明顯升高。因此,術前應檢查血電解質、hb和hct,並適當糾正。
3、外傷引起的低血容量可因icp升高而不易覺察,但麻醉期間出現血流動力的波動。術前應根據尿量或cvp進行治療。
4、長期服用藥物治療者,如抗癲癇藥、抗高血壓藥等,術前不必停藥,但應注意其與麻醉用藥之間的相互影響。
5.2 麻醉前用藥
1、對於精神緊張或有劇痛者,術前應給適當的鎮痛、鎮靜藥。對興奮或躁動者,用藥量宜酌情增加,以免因興奮導致icp升高。
2、安定類和麻醉性鎮痛藥對cbf及icp的影響輕微,可以選用。但應確保呼吸道通暢和通氣量足夠。
3、對於意識消失及難以維持呼吸道通暢者,可免用術前藥。
5.3 麻醉誘導和維持
1、全麻誘導力求敏捷平穩,防止高碳酸血癥和低氧血癥,中度過度通氣有利於降低icp。
2、常用硫噴妥鈉、異丙酚或依託咪酯複合芬太尼誘導,非去極化肌松藥(如羅庫溴銨、阿曲可林、維庫溴胺)優於琥珀膽鹼。
(1)以吸入麻醉爲主時,以o2-n2o-芬太尼-異氟醚(0.5%-1%)結合輕度過度通氣爲好,不引起cbf的明顯增加,但n2o有發生氣栓的可能性。
(2)以靜脈麻醉爲主時,多用安定(異丙酚)-芬太尼-異氟醚維持。國內採用靜脈普魯卡因複合全麻具有不明顯增加icp和甦醒迅速的優點。
5.4 麻醉管理要點
1、體位:
(1)仰臥頭高位:促進腦靜脈引流,有利於降低icp。但扭轉頭部可能使頸靜脈迴流受阻,icp升高。
(2)俯臥位:應注意維持循環穩定和呼吸道通暢。術前低血容量可引起嚴重的體位性低血壓。在翻身前後,都應檢查並固定好導管位置,維持良好的供氧和通氣。
(3)坐位:便於某些手術的操作;腦靜脈引流通暢,有利於降低icp,也可減少失血;易於觀察和維持呼吸道通暢,並可增中胸肺順應性;利於對面部、胸部和四肢的觀察和處理。但有發生以下合併症的可能:
①低血壓和腦缺血。爲了準確計算腦灌注壓,應將壓力換能器置於病人的前額水平。
②氣栓,空氣由手術野開放的靜脈進入。發生氣栓時,etco2降低,cvp和pap升高,a-ado2和paco2增加,血壓降低。一旦發生,應立即通告手術醫師壓迫開放的靜脈並停吸n2o,將病人置於水平或左側位,必要時由cvp導管將氣體抽出。
2、呼吸管理:
(3)輕度過度通氣,維持paco2在4.0-4.67kpa(30-35mmhg)時降低icp最明顯,而低於3.33kpa(25mmhg)時有可能導致腦缺氧。
(4)多主張機械通氣,如保留自主呼吸,應以simv或手法輔助呼吸,即可避免氣道壓過高又有能達到適當過度通氣的目的。
(5)peep對icp不利,但對合並肺部疾病而發生低氧血癥時,則應徇低氧血癥和peep對cbf及icp影響的利弊。應以最低peep達到最好氧合,以利於腦的氧供。
3、監測:
(2)取特殊體位,手術創傷大及需要控制性低血壓者應監測直接動脈壓。
(3)合併心血管疾病、顱內高壓者,應監測cvp和hct,必要時放置swan-ganz漂浮導管監測pcwp及全套血流動力參數。
(4)對於創傷大及腦嚴重外傷者,圍術期應監測icp及體溫,以指導治療。
5.5 術中輸液
1、特點:
2、原則:
(1)限制輸液速度,以1.5-2.5ml/kg.h爲宜。但不應引起嚴重低血容量或循環不穩定。
(2)不輸含糖液,可選用乳酸林格氏液或生理鹽水。必要時輸入膠體液以維持適當膠體滲透壓。
(3)失血量少者可不必輸全血,維持hct爲30%-35%可降低血粘稠度,增加缺血腦組織的血液灌流。
6 特殊手術的麻醉處理
6.1 腦膜瘤切除術
1、特點:
(2)有的瘤體大,部位深,並與顱內重要組織及血管相鄰,因而手術難度大。
(3)靜脈血及腦脊液的循環障礙,導致顱內順應性降低和顱內高壓;術前脫水治療,可引起水、電解質紊亂。
(4)顱內神經受累,可引起不同症狀,如癲癇、視力障礙、精神症狀等。
2、注意事項:
(2)爲維持icp穩定,可取高30°體位,增加腦靜脈血的引流,使icp降低。術中適當過度通氣,開顱前靜點甘露醇0.5-1g/kg。
(3)術前有吞嚥困難者,可能有吸入性肺部感染,應詳細檢查呼吸功能。肺部感染明顯者應延期手術。
2、注意事項:
(2)密切注意因手術對腦幹及顱神經的刺激而引起的強烈反應。如刺激三叉神經引起血壓突然升高;牽拉迷走神經使血壓和心率突然降低;腦幹受損時可引起血壓升高、心動過緩及呼吸障礙。
(3)有吞嚥障礙,難以維持呼吸道通暢者,術畢應保留氣管插管直到病人完全清醒。
6.2 後顱窩手術
1、特點:
(1)小腦、腦幹和低位顱神經位於後顱窩,該部位的病變對神經功能的影響顯著,手術也很困難,常取坐位手術。
(2)顱壓升高,嚴重者可因血壓、paco2升高,或其它因素的影響而形成腦疝。術前需脫水治療。
(3)術前可因神志不清及保護性反射的抑制,容易發生誤吸而引起肺部合併症。
2、注意事項:
(1)因術前進食困難、嘔吐、利尿及限制輸液而引起低血容量,麻醉誘導前應根據脫水情況適當補液,以免發生嚴重低血壓。
(2)力求麻醉誘導插管平順,避免發生因嚴重心血管反應而致不cp嚴重升高或腦疝形成。
(3)因手術時對腦幹和顱神經的刺激,極易發生循環和呼吸的突然變化,如在橋 腦和腦幹周圍操作時易引起嚴重心動過緩、室性早搏或室性心動過速;刺激三叉神經干時易引起心動過緩和血壓突然升高;刺激或牽位迷走神經時易引起心動過緩和血壓降低,自主呼吸減弱或停止等。
(4)在坐位或俯臥位時易發生導管扭折、脫出或插入過深,應特別注意。
6.3 嚴重腦外傷手術治療
1、特點:
(1)腦損傷可引起中樞性呼吸障礙,丘腦損傷可因大量交感神經遞質釋放而引起神經性肺水腫、肺內分流增加,導致低氧血癥。
(2)常合併全身其它臟器的創傷和功能障礙。頸椎骨折可引起高位截癱;胸、腹部損傷或骨折可引起低血容量休克。
(3)昏迷程度可反映顱腦損傷的抑制性,應根據glasgow評分法進行評估。當積分<7時爲嚴重損傷;積分爲3-5時其預後不良;積分≥8時其預後較好。
(4)因昏迷或面部創傷引起上呼吸道梗阻,因嘔吐引起誤吸綜合徵。
2、注意事項:
(1)昏迷者應立即氣管內插管,以糾正高碳酸血癥和低氧血癥,有利於改善顱內高壓和繼發性腦損傷。