作者：陈鹏，吴浩，刘运垚，赵海康，西安医学院第二附属医院
简单、安全、准确、无创的颅内压（ICP）监测已被描述为神经危重症治疗的重要手段之一。ICP升高是神经重症严重并发症之一，可以发生在创伤性脑损伤（TBI）、中风、颅内出血、颅内感染、脑积水、脑肿瘤以及其他神经系统疾病中。
ICP升高的直接结果是脑灌注压（CPP）降低，可导致脑组织缺血或坏死，可能导致残疾和死亡率增加。早期识别和治疗高ICP症状对于神经危重症患者的及时治疗及改善预后至关重要。ICP升高与死亡率增加、神经预后差等具有相关性。而ICP监测已被证明可改善闭合性颅脑损伤患者的预后。然而，目前的ICP植入术一般由神经外科高年资医师操作，由于其费用昂贵，且存在出血、感染和探头飘移等风险，因此，并非所有可能受益于ICP监测的患者都能够接受ICP的有创监测，例如在无法获得侵入性监测或有禁忌的情况或者在确定潜在风险大于收益的情况下。
准确的、非侵入性的ICP评估方法是非常有价值的，在过去的几十年里，临床医师及科研人员一直致力于这项研究的探索。目前，临床医生可以依靠可提示ICP升高的影像标记特征进行进一步的治疗，而这些特征标记包括基底池消失或压缩、中线移位和
一个可靠的征象来区分升高的ICP和高ICP将是有价值的，更有价值的是探索一个定量方法来预测患者的ICP，接下来我们将目前比较成熟的无创监测ICP方法依据医学解剖部位顺序大致分为：血流动力学方法、光学方法、耳、眼科方法和电生理学方法等。本综述以描述使用无创脑
1. ICP的病理生理学改变
ICP指颅骨内的压力，是反映脑脊液的压力。临床中提到ICP时，最常指的是平均或静态ICP。然而，ICP信号是一个脉冲信号，由心跳周期引起，通常由三个特征峰（P1、P2和P3）定义，可以作为验证采集时的一个基本的ICP信号特征。发生在单个脉冲内的压力变化，通常被称为ICP脉冲或波压，相对于平均ICP压力的研究相对较少，因此，除非特殊说明，临床参考ICP应指定为平均ICP。
正常情况下，该平均压力应保持在一定的范围内，成人为7～15mmHg，儿童为3～6mmHg，足月婴儿为1.5～6mmHg。专家共识指南推荐高ICP范围特指在脑外伤和其他形式的急性脑损伤患者的压力是20～25mmHg。如果ICP持续远远超出这些范围可能会产生
三组内容物任何一部分的体积改变都会引起ICP的相应变化。个体颅内成分的体积与ICP之间的关系被称MonroKellie假说。最初，一种颅内成分的体积扩张可以通过其他成分的体积变化来缓冲，特别是在TBI和卒中的情况下，脑脊液或脑静脉血增多。然而，随着这种缓冲能力的耗尽，ICP开始迅速增高。颅内弹性P/V可作为颅内空间当前缓冲能力的指标。虽然升高的ICP通常表明缓冲能力已在一定程度上耗尽，但正常的ICP并不一定意味着缓冲尚未受到损害。由于脑组织的体积一般是固定的，其余下两部分成分的体积变化将带来ICP的相应变化；尤其当脑脊液和供血量缓冲机制耗尽，ICP将成指数模型上升，直到与脑小动脉内的动脉压力一致。在这个压力下，被称为临界闭合压（CrCP），这是脑死亡的临界标志。
脑血流量（CBF）本身由输入压力以平均动脉压（MAP）、ICP和脑血管阻力（CVR）的形式确定，关系如下：在ICP增加的情况下，通常会有一系列机制试图维持脑血流；然而，这些机制在某些情况下可能是导致失控的反馈循环，导致颅内高压和最终的脑缺血。在ICP升高的情况下，脑远端小动脉扩张以降低CVR，抵消ICP升高对脑血流的影响。如果这不足以维持CBF，那么动脉血压也会升高。
这两种机制都有增加脑血容量的作用，因此，进一步增加ICP，直到脑血流量完全停止。这种情况是继发性缺血性脑损伤可能在原发性损伤后数小时或数天内发生的主要原因之一，并强调了在神经重症监护环境中监测ICP的重要性。在一定的ICP范围内，由于血流的自动调节，脑血流量保持相对稳定，波形形态发生变化。例如，脑血流量的可用性随着ICP的增加而降低，这是许多无创ICP监测方法所利用的特征。
ICP改变可由多种不同的情况引起，并取决于多种生理因素，包括自动调节、血管顺应性和平均动脉压（MAP）。这些不同成分之间的依赖关系复杂，可能使依赖于这些潜在因素之间关系的假设的非侵入性ICP估计方法复杂化。例如，有报道称头部受伤患者的自身调节功能受损。理想情况下，一般的ICP测量方法不应依赖于病理类型，并应能够解释患者之间血流动力学变量的正常变异性。
2. 无创ICP评估方法
目前，临床上在没有侵入性监测ICP的情况下，一般监测ICP通过参考影像CT、MR特征表现，如脑室受压、中线移位、脑沟回消失、大脑脚变形、基底池受压消失等被认为是颅高压危象。但其精准性和可靠性尚不明确。因此研究一款准确、易于操控、便携、可靠、廉价的无创ICP评估方法的工作一直在进行中，本研究将其分为以下几类介绍。
2.1 经颅多普勒（Transcranial Dopper，TCD）
TCD超声首先由Aaslid等描述，是一种测量脑血流速度（CBFV）的工具，通常监测血管为大脑中动脉。它在无创ICP监测中的潜在应用很早被Hassler等注意到。他观察到，随着ICP的增加，TCD波形在形态学上发生了特征性变化。这些高阻力分布影响血流模式，并表现出舒张血流速度的进展，从低到零，再到相反，这取决于CPP。从那时起，TCD因其在无创ICP监测中的潜在应用而受到了广泛关注。
Ragauskas等开发的两深度跨眶多普勒（The twodepth transorbital Doppler，TDTD）技术通过同时测量眼动脉（The ophthalmic artery，OA）颅内和颅外段的血流速度，同时对眼球周围组织施加一系列步骤的外部压力来工作。这种方法的生理结构原理是：给予OA段外部施加的压力等于颅内ICP时，从每个段的血流流速测量中提取的测量特征应该在预先定义的公差范围内相同；目前临床上大多数研究者探索该方法效用的研究都主要应用于估算ICP。
TDTD的优点是精准度高且属于完全自动化评估，用时较短，因此其应用前景良好。TDTD的不足在于不能进行实时监测，临床应用受到明显限制。对于患有某些神经系统疾病（如脑外伤或中风）的患者来说，需要对眼睛结构施加压力，且这项技术需要专门的设备，这也可能是临床医生对是否采用TDTD技术犹豫不决的原因。
均发现与听觉系统通过耳蜗导水管、前庭导水管和听神经周围空间直接与颅内脑脊液沟通，由此可以研究耳蜗前庭系统的无创ICP评估方法。
2.2.1 鼓膜移位（TMD）
TMD技术主要通过耳蜗导水管利用蛛网膜下腔与内耳之间的通信，使ICP的变化传递到耳蜗的淋巴周围。淋巴管周围压力传导内耳小骨引起其移动，最终导致鼓膜移位。这是TMD技术的基础。只需检测出鼓膜移位导致
许多研究表明，TMD测量ICP技术预测ICP的灵敏度和特异性极高。然而，后续研究发现由于鼓室测量失败或缺乏耳蜗导水管通畅，并且发现年龄也可影响，已知年龄与耳蜗导水管通畅降低相关。他们还发现不同研究组之间没有显著差异，对于同时收集侵入性ICP测量的亚组，他们的回归分析的预测范围比ICP的正常范围宽一个数量级，因此不适合作为ICP的替代品。
2.2.2 耳声发射（Otoacoustic emissions，OAE）
该技术的优点是携带方便且操作简单。低频畸变产生耳声发射（DPOAE）尤其受到姿势或高度变化引起ICP变化的影响。只有一项研究比较了DPOAE测量和侵入性测量的ICP值。有研究收集了18例患者的数据，根据ICP的变化进行分组：小（4mmHg），中（5～11mmHg）和大（15mmHg），发现DPOAE测量值的显著变化只出现在大组中。该技术的不足是个体差异性较大，例如神经性或传导性耳聋的患者因为声波传导的异常而无法实施该技术。然而，该方法具有良好的对象可靠性，这可能使其成为使用其他方法测量过基线ICP的患者的相对ICP变化的周期性监测的良好候选方法。
2.3 视神经鞘直径（ONSD）
由于视神经与蛛网膜下腔相通的特殊解剖结构，可以对颅内压进行初步预测。多数临床医师已将ONSD技术应用于临床对ICP的无创监测。非侵入性测量的ONSD可以通过眼超声形成。Rajajee等对31名需要ICP监测的TBI患者和31名健康对照者进行了研究，报告用眼超声测量ONSD的曲线下面积为0.96，最佳切口约为5mm。他们发现，鉴别高ICP（大于20cmH2O）时在灵敏度（88%）和特异性（93%）之间要取得最佳的平衡时，一般采用横断面大于5mm进行监测。
虽然ONSD临床应用中优点较多，如便携简单、低成本，但其缺点是不能进行24h实时监测，对于危重患者的评估更是难度甚大。因此ONSD技术只能作为有创监测的辅助手段。此外，与超声相比，MRI可能提供更精确的测量，但它也有自己的缺点。然而，至少有一项研究发现超声和MRI测量的ONSD有很好的一致性。总的来说，ONSD方法可能对分类（高与低）有用，但尚未被证明对评估颅内高压程度或测量ICP有用。
急性颅脑损伤时，视乳头水肿可由ICP升高引起，可通过眼底镜检查识别，并根据弗里森量表定性评价为5类。由于视乳头水肿可被视为ICP增高的征兆，因此人们认为眼视镜检查可作为疑似ICP增高的早期筛查/分类方法。然而，评分标准并没有被广泛应用或接受，其应用在很大程度上取决于审查员的专业知识，并且需要视盘的良好可视化。此外，视盘肿胀可能缓慢发生，因此该方法不适用于可能发生ICP突然增加的情况。此外，乳头水肿评估与ICP变化的确切关系尚不清楚，目前尚缺乏乳头水肿与侵入性测量ICP之间关系的研究。
2.4视觉诱发电位（VEP）
视觉诱发电位（VEP）是对光视觉刺激的电信号反应潜伏期的测量，通过将电极放置在枕顶部枕叶皮层位置测量。早期研究表明，VEP n2波潜伏期与ICP之间存在较强的线性关系。后续进一步研究了VEP与ICP之间的关系及其估计ICP的能力。也有研究报道了快速视觉诱发电位（FVEP）潜伏期与侵入性ICP之间的强相关性，该研究通过腰椎穿刺或脑硬膜外测压方法测量，涉及152例给予
VEP方法的局限性包括双额血肿、视网膜震荡或视神经挫伤，这些情况下由于FVEP值测量不准确而不适合。此外，VEP方法难以用于连续监测，并且需要高度的神经生理学专业知识。Zhong等认为，受试者在潜伏期、幅度和波形方面存在高度的可变性，这种可变性使得FVEP成为一种不可靠的非侵入性ICP估计方法。
2.5
Chen等使用脑电图（EEG）功率谱分析来无创估计ICP。该研究记录了62例不同中枢神经系统疾病患者的脑电图信号，并进行了脑电图功率谱分析，发现了脑电图（EEG）功率谱与ICP两者呈显著的负相关，脑电图得出的ICP指数与腰椎穿刺测量的ICP指数之间的差异，但没有报道偏倚和精度。脑电图很难用于长时间的连续监测，在紧急护理环境中使用很麻烦，其作为无创ICP估计方法的可靠性和准确性仍有待证明。
2.6 无创脑水肿动态监护仪
生物电阻抗技术（CEI）早在1930年由Atzler和Lehmannyan研究发现，经过40余年的研究，美国Henderson和Webster成功发现了电阻抗成像技术；并随着生物医学工程的发展生物电阻抗技术逐渐走入大众视野，成为20世纪国际上重大研究课题之一。国内最早将生物电阻抗技术应用于神经外科无创ICP监测体系，并研究发明相关机器，目前已经完善更新到第三代机；其应用范围扩大到血流动力学监测、肺部水肿、临床营养评估等诸多医疗领域。
脑生物电阻抗技术是以测量特定频率电磁波通过头颅组织并将共模噪声去除后的差分信号，得到波形的幅值和相位的数学模型组合构成了扰动系数（DC），进而实时监控颅内血肿以及脑组织水肿等病变进展情况。
当患者的颅腔组织（脑组织、脑脊液、颅腔内血液）病理生理发生改变时，颅脑的导电系数及介电常数都会发生相应改变，被监测电磁波波形的幅值及相位也会改变，监测电磁波穿透颅脑介质的各个参数也会随之改变，通过计算电磁波的相对位移（Relativephase shift，RPS）、相对衰减系数（Relative attenuation coefficient，RAC）、波速变化（Wave speed change，WSC）、电磁脉冲的时差（Travel-time difference，TTD）以及复合电磁波总量等参数，测算出导电系数和介电常数这两种物理量变化数值，从而间接表达颅脑内的介质变化情况，进而可以实时监控颅内血肿以及脑组织水肿等病变进展情况。
通过理论结合试验分析，ICP病理变化与颅脑电阻抗曲线变化，可以人为划分出A、B、C三个阶段：A阶段为在脑脊液排挤、血液减少等代偿阶段，脑部电阻抗增幅明显，而颅内压增幅较小，扰动系数基本保持不变；B阶段为进入脑脊液、血液失代偿期，脑部电阻抗增幅减缓，ICP升高趋势逐渐明显，增高幅度逐渐增大；C阶段为当脑脊液和脑血容的缓冲完全失代偿后，ICP快速升高，但是，脑部电阻抗则围绕一个逐渐升高的基线有较大波动。因此，基于电阻抗原理及ICP病理改变情况，可以使用脑部电阻抗技术监测脑水肿早期的发展变化情况，应用于临床及院前急救等超早期病情评估、疾病诊断等医疗救助场景。
无创脑水肿监护仪数据设置包括：水肿量（m L）、扰动系数（DC）、颅压值（ICP）。水肿量是评估脑组织水肿体积范围并进行实时监测获得的临床数据；而DC是基于通过电磁扰动而进行监测颅内病变的参数数据，如水肿、血肿等。DC>155预示颅内占位效应，如出血或肿瘤占位明显等；DC<115预示可能存在水肿或脑室扩大。
邹永杰等通过模拟动物颅内脑出血及血肿扩大的无创脑水肿试验得出的结论是：无创脑水肿监护能够比较可观地反映颅内血肿变化，其方法操作不仅简单、而且具有能够进行床旁24h实时监测等优点，为临床提供了重要的依据与指导意见。
3. 讨论
研发出一种能够实时监测的完全无创的ICP技术是神经重症护理实践和研究的目标。如果实现目标，它将在神经科学和转化医学中有广泛的应用。尽管近年来的科技、材料的进步促进了各种无创技术的发展，但目前的无创技术并不能作为有创技术的完全替代。
理想情况下，无创ICP监测技术应具有以下特点：使用简单、方便；对操作人员经验和骨窗依赖少；在医院很容易得到；提供连续监测；量化；持续监测ICP和CPP的动态变化；减少患者心血管不稳定性的影响。
但目前还没有一种方法能够满足替代有创ICP监测的所有标准。有前景的包括不断将无创方法与其他临床或有创参数相结合并整合数据，以提高对颅内高压疑似或确诊病例的病理生理学认识。这将有助于确定理想的联合监测类型（例如氧合+顺应性+血流动力学），以及在哪些临床环境下有助于神经重症患者的治疗和结局（初始筛查和连续或间歇性监测）。
本研究和该主题的其他综述的一个局限性是缺乏对数据的系统评价。为了进行系统综述并计算方法之间的准确性，需要有将所有方法与金标准（有创ICP监测）进行比较的高质量数据。遗憾的是，目前的文献中没有这些数据。持续和准确的ICP监测仍然是一项挑战，但对患者和对整个科学的回报使每一份努力都是明智和值得赞扬的。
ICP监测是对高ICP疾病患者进行适当的神经危重症护理和管理的一个重要的组成部分，以防止脑组织继发性损伤和可能导致的严重并发症。遗憾的是，尽管有创ICP监测是目前临床监测ICP的金标准，但由于其自身的风险以及昂贵价格，导致并非所有能从ICP监测中受益的患者都接受了监测。因此，大量的科研工作者已付出很大努力以发展一种监测ICP的无创方法。
这种方法不一定会取代侵入性监测，但可以用于院前诊断，监测有风险的患者以评估侵入性监测的必要性，以及应用于在侵入性监测被认为风险太大或因其他因素而被禁止的情况下。迄今为止，似乎没有一种方法达到了临床广泛接受所需的准确性、可靠性和独立验证的水平。然而，一些方法或新的仪器出现仍然是科研人员正在积极进行的研究热点。本综述特别关注基于CEI的方法，由于无创脑水肿动态监测仪具有低成本、可移动性强、操作简单、长时程检测和可靠性的优点，这种无创ICP监测方法发展前景广阔，值得继续研究及持续推广。
来源：陈鹏,吴浩,刘运垚,等.颅内压的病理生理学改变和无创
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