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來自廣東省人民醫(yī)院的Miaoyun Wen使用mimic數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)對顱腦損傷患者二氧化碳分壓的目標(biāo)值進(jìn)行了研究，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2021的Neurocrit Care 上。https:///10.1007/s12028-021-01312-2 。 研究背景 神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括腦膜炎、腦炎、卒中、神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤、顱腦創(chuàng)傷等，越來越成為全球公共衛(wèi)生的挑戰(zhàn)。這些疾病在 2016 年造成了 900 萬人死亡，占全球死亡率的 16.5% 。眾所周知，二氧化碳 (CO2) 是腦血管舒縮功能強(qiáng)大的調(diào)節(jié)因子。在正常情況下，腦血管可以對動脈 CO2 (PaCO2) 的分壓水平作出反應(yīng)，以維持足夠的腦血流量 (CBF)。高碳酸血癥和低碳酸血癥都容易在病理狀態(tài)下對大腦造成繼發(fā)性損傷。低碳酸血癥可導(dǎo)致腦血管收縮和 CBF 減少。當(dāng) PaCO2 降低 1 mm Hg 時，CBF 降低約3%，從而導(dǎo)致繼發(fā)性腦缺血，進(jìn)一步加重腦損傷。相反，高碳酸血癥可導(dǎo)致腦血管舒張，CBF增強(qiáng)，腦氧合改善，這可能是有益的；然而，嚴(yán)重的高碳酸血癥可導(dǎo)致 CBF 過高，這可能會加重腦水腫，導(dǎo)致繼發(fā)性腦損傷和預(yù)后不良 ，這一結(jié)論得到了大量研究的支持。然而，與更好預(yù)后相關(guān)的 PaCO2 的最佳范圍仍不清楚，我們的研究旨在通過使用大型數(shù)據(jù)庫推導(dǎo)出與顱腦疾病患者更好預(yù)后相關(guān)的最佳 PaCO2 范圍。我們假設(shè)顱腦疾病患者的PaCO2與院內(nèi)死亡率之間存在非線性相關(guān)性，且PaCO2在正常范圍內(nèi)死亡率最低。 研究方法 這項病例對照研究使用來自MIMIC 的第三版和第四版的數(shù)據(jù)。MIMIC-III 數(shù)據(jù)庫是一個大型、可免費訪問的單中心重癥監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)庫，由 2001 年至 2012 年在美國馬塞諸塞州波士頓Beth Israel Deaconess Medical Center 的患者組成。在研究期間，有 61,532 人入住重癥監(jiān)護(hù)病房 (ICU) 。MIMIC-IV 是 MIMIC-III 的更新，其中包括 2008 年至 2019 年間 69,619 次入住 ICU的患者。該研究分析了這兩個已獲得機(jī)構(gòu)審查委員會批準(zhǔn)的匿名公開數(shù)據(jù)庫。我們確定了從 2001 年到 2008 年 MIMIC-III 以及所有MIMIC-IV中入院的 顱腦疾病患者，包括 TBI、代謝/中毒性腦病、蛛網(wǎng)膜下腔出血 (SAH)、腦出血 (ICH)、缺氧缺血性腦病 (HIE)、腦梗塞、腦腫瘤、顱內(nèi)感染 和其他腦病。本研究僅包括每位患者首次入住 ICU 的數(shù)據(jù)。排除年齡小于 18 歲和大于年齡大于 90 歲的患者。入住ICU少于24小時的患者被排除在外。本研究旨在探討PaCO2水平是否與顱腦疾病患者的預(yù)后有關(guān)；因此，在前 24 小時內(nèi)沒有或只有一個 PaCO2 記錄的患者被排除在外。從MIMIC-III和MIMIC-IV數(shù)據(jù)庫中提取以下變量：年齡、性別、入院類型、婚姻狀況、種族、SOFA評分, SAPS II評分、 GCS評分、機(jī)械通氣的使用、腎臟替代療法 (RRT) 和血管活性藥物。SOFA 評分、SAPS II 和 GCS 在入住 ICU 后 24 小時內(nèi)計算。并發(fā)癥，包括充血性心力衰竭、慢性肺病、高血壓、腎衰竭和肝病。生命體征，包括呼吸頻率、體溫和平均動脈壓以及pH、堿剩余 (BE)、動脈氧分壓 (PaO2) 和 PaCO2 。如果變量在前 24 小時內(nèi)被測量多次，則使用平均值。 研究結(jié)果 在回顧了 MIMIC-III 的 65,132 次 ICU 住院和 MIMIC-IV 的 69,619 次 ICU 住院后，我們根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)確定了 9660 次 ICU 住院記錄。
在所有參與者中，我們確定了 1641 名 自發(fā)性腦出血患者、1651 名 TBI 患者、2460 名代謝性或中毒性腦病患者、512 名 SAH 患者、1178 名其他原因腦出血患者、762 名缺血缺氧腦病（HIE）患者、2234 名腦梗塞患者、664 名腦卒中患者、853 名顱內(nèi)感染患者和 1859 名其他腦病患者。每個亞組的平均年齡范圍從 TBI 患者的 60 (40-75) 歲到腦梗死患者的 71 (61-79) 歲。此外，疾病的嚴(yán)重程度顯示為每個亞組的 SOFA 評分，其中缺血缺氧腦病 和代謝/中毒性腦病患者病情最嚴(yán)重，平均 SOFA 評分為 9（6-12）和 10（7 –13)。腦腫瘤患者病情最輕，平均 SOFA 評分為 4 (2-6)。然而，疾病的嚴(yán)重程度和住院死亡率并不完全呈正相關(guān)。例如，代謝性/中毒性腦病患者病情最嚴(yán)重，但其住院死亡率為 24.51%，而HIE患者的住院死亡率為54.33%。
我們使用相同的方法檢查每個亞組，在 TBI、代謝性或中毒性腦病、SAH、腦梗塞和其他腦病患者中也觀察到 PaCO2 與院內(nèi)死亡率之間的 U 型相關(guān)性。此外，我們估計了在 PaCO2 下達(dá)到最低點 35-45 mm Hg 的死亡風(fēng)險，以下為負(fù)相關(guān)，以上為正相關(guān)，盡管相關(guān)程度各不相同。TBI 患者的 Cox 回歸分析結(jié)果顯示低碳酸血癥（PaCO2 < 35 mmHg）和高碳酸血癥（PaCO2 > 45 mmHg）與高死亡風(fēng)險相關(guān)，而對于 SAH 患者，只有高碳酸血癥與高死亡風(fēng)險相關(guān)。對于代謝性或中毒性腦病患者，PaCO2<30 mm Hg 和>50 mm Hg 顯示更高的死亡風(fēng)險。然而，其他 ICH 和腦腫瘤患者的非線性檢驗沒有統(tǒng)計學(xué)意義，盡管他們的限制性立方樣條顯示 PaCO2 與院內(nèi)死亡率之間呈 U 形關(guān)聯(lián)。對于 HIE 和顱內(nèi)感染的患者，第一個 24 小時 PaCO2 和院內(nèi)死亡率似乎沒有相關(guān)性。 討論 在這項對兩個連續(xù)數(shù)據(jù)庫（MIMIC-III 和 IV）的回顧性研究中，我們觀察到顱腦疾病患者的第一個 24 小時 PaCO2 與全因死亡率之間存在 U 形關(guān)聯(lián)。曲線的最低點在 PaCO2 值 39.5 mmHg 附近。在亞組分析中，PaCO2 值顯示出與死亡率類似的 U 型關(guān)聯(lián)，并且死亡風(fēng)險在 PaCO2 范圍內(nèi)達(dá)到 35-45 mmHg 的最低點。多元 Cox 回歸模型顯示，低碳酸血癥和高碳酸血癥均不利于生存。我們的研究為腦損傷患者群體中最初 24 小時 PaCO2 與院內(nèi)死亡率之間的關(guān)聯(lián)提供了新證據(jù)。然而，鑒于隨機(jī)對照試驗的缺乏，這一最佳 PaCO2 范圍的假設(shè)需要進(jìn)一步檢驗。低碳酸血癥會導(dǎo)致血管收縮和顱內(nèi)壓 (ICP) 的降低 ， 60 年來過度通氣一直被用于控制顱內(nèi)高壓 。盡管缺乏高質(zhì)量的證據(jù)，但人們普遍認(rèn)為，可以在監(jiān)測組織灌注和氧合的情況下，通過短期過度通氣治療腦損傷，如 TBI 和腦膜腦炎 。然而，低碳酸血癥與腦損傷結(jié)局之間的相關(guān)性尚不清楚，根據(jù)目前的證據(jù)和我們的研究，在 ICU 管理的前 24 小時內(nèi)，低碳酸血癥對腦損傷患者無益 。另一方面，高碳酸血癥雖然引起腦血管擴(kuò)張和腦血容量增加，但可能會加重腦水腫并導(dǎo)致ICP升高。一些觀點認(rèn)為高碳酸血癥可能會增加 CBF 并預(yù)防腦缺血 ，有證據(jù)表明，輕度高碳酸血癥可能對繼發(fā)于心臟驟停的腦損傷患者有益。此外，動物實驗表明，輕度高碳酸血癥可以保留CBF并改善缺氧缺血期間的氧化代謝。然而，嚴(yán)重的高碳酸血癥可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外酸中毒、細(xì)胞鈣止血功能受損、核染色質(zhì)粗化、線粒體腫脹和多核糖體破壞，從而導(dǎo)致神經(jīng)元損傷加重。因此，更多的研究人員建議腦損傷患者使用正常碳酸血癥而不是高碳酸血癥，而前者與更好的臨床結(jié)果相關(guān) 。我們的研究還提供了觀察性證據(jù)，表明高碳酸血癥與多種腦損傷的較高死亡率相關(guān)。當(dāng) PaCO2 大于 45 mm Hg 時，平滑曲線開始上升，當(dāng) PaCO2 大于 50 mm Hg 時，大多數(shù) Cox 回歸模型顯示出統(tǒng)計學(xué)意義。盡管高碳酸血癥與所有亞組的高死亡率無關(guān)，但沒有任何結(jié)果表明高碳酸血癥優(yōu)于正常范圍（35-45 mmHg）。我們承認(rèn)，不同顱腦疾病的病理生理不同可能導(dǎo)致高碳酸血癥的不同影響，這可能對某些患者有益，但根據(jù)我們的研究結(jié)果，似乎需要在 ICU 早期管理中預(yù)防高碳酸血癥。 結(jié)論 在腦損傷患者中，PaCO2 與死亡率呈 U 型關(guān)聯(lián)，而曲線的最低點在正常范圍內(nèi)35-45 mmHg。 高碳酸血癥和低碳酸血癥對大多數(shù)顱腦疾病患者都是有害的。 將第一個 24 小時 PaCO2 保持在正常范圍 (35-45 mmHg) 與較低的死亡風(fēng)險相關(guān)。 未來需要在前瞻性試驗中驗證這一結(jié)論。 |
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我們使用限制性立方樣條來靈活模擬 PaCO2 與顱腦疾病患者死亡率的關(guān)聯(lián)，同時控制年齡、SOFA 評分和入住 ICU 第一天的 BE 水平等變量。對于所有參與者，PaCO2 與院內(nèi)死亡率之間的關(guān)聯(lián)呈 U 型（非線性 p <0.001）。根據(jù)受限立方樣條估計院內(nèi)死亡風(fēng)險的最低點為 39.5 mm Hg。在表 2 中，模型 1 顯示 PaCO2<30 mm Hg 和在 30-35 mm Hg 范圍內(nèi)的風(fēng)險高于 35-45 mm Hg，而 45-50 mm Hg 或 ≥ 50 mm Hg 與參考值沒有區(qū)別。在調(diào)整模型 2 和 3 中的協(xié)變量后，PaCO2 ≥ 50 mm Hg 也顯示出更高的風(fēng)險。
