第7节 脑复苏
心搏、呼吸骤停患者虽经初期复苏成功，而神经学方面的病残率极高，其关键是以脑复苏为重点的后期复苏或持续生命支持。
一、缺氧性脑损害的病理生理
脑组织的耗氧量很大，神经组织的代谢率极高，脑内能源储备非常有限，对缺氧耐受性很差。心搏停止10秒钟脑内可利用氧将耗尽，神志不清，有氧代谢的三羧酸循环停止，继而进行无氧糖酵解，随之使储存的葡萄糖和糖原耗竭，2~4分钟低能的无氧代谢也停止，4~5分钟ATP耗尽，所有需能反应均停止。“钠泵”衰竭，细胞膜失去其完整性，细胞内渗透压升高，导致细胞肿胀。缺氧、损伤、炎症等损害血脑屏障，使其通透性增高，引起组织间水肿和出血。
缺氧、组织氧分压低于30mmHg可致脑内乳酸血症；严重缺氧伴低血压者可致脑细胞死亡。完全性或不完全性半球缺血后的组织学改变，从可逆性的水肿、神经元微空泡形成到不可逆性的神经细胞坏死。心搏、呼吸骤停患者，在CPR过程中，脑损害的病理生理还有以下特点：
（一）继发性缺氧、缺血
脑血液循环重建后由于反应性充血、脑水肿和微循环不再流通现象，导致大脑微循环功能障碍，使脑缺氧持续存在，引起脑细胞死亡。继发性脑缺氧在脑损害上起重要作用。
（二）脑微血管不再流通现象（no-reflow）
各种类型实验均已证明心搏停止或完全阻断脑血流5分钟以上，当心搏恢复或解除阻断后，大部分脑内微血管仍不能被血液重新灌注，称之为不再流通现象，其机制虽不完全清楚，但与下列因素有密切关系：
1．微血管狭窄
（1）微血管周围胶质细胞肿胀：机械性压迫使微血管内腔狭窄。
（2）微血管内皮发生疱疹样变化：阻塞微血管通道。
2．微血管内血液黏度升高：红细胞呈泥流状，微血栓形成。
3．体循环低血压和（或）脑循环灌注不全。
4．继发性代谢紊乱：脑局部钾离子增高、pH下降，加重微血管的不再流通现象，促进脑死亡，并形成恶性循环。
5．继发于Ca2+进入脑血管平滑肌而引起的脑动脉痉挛。
（三）缺血后的低灌流状态
心脏停搏引起完全性全脑缺血，复苏时，正常血压再灌注之始，有短暂的总的脑血流增加（反应性充血），而有些散在的脑区却根本并无灌注。开始时，脑氧耗也低，再灌注15~30分钟后，总的脑血流已降至正常值以下，可持续长时间，总脑氧耗增加，因而引起供求之间的矛盾，此即缺血后的低灌流状态。颅内压仍正常。
即刻的多灶性缺血后低灌流主要是由于血细胞凝聚和细胞内水肿。迟发的低灌流则由于血管痉挛，可能由于脑小动脉平滑肌钙的积聚，前列腺素、5-羟色胺和其他有害物质。
（四）Ca2+的内流
脑缺血后能量丢失，引起K+逸出细胞（K+由神经胶质吸取而致肿胀），Na+及Ca2+进入细胞，神经元积聚Ca2+，激活磷脂酶，其结果是游离脂肪酸积聚。缺血期过多的Ca2+进入所有脑细胞，在线粒体堆积的Ca2+妨碍了ATP的产生。
细胞内游离钙[Ca2+]仅占细胞内总钙的0.005%左右，然而这部分钙是细胞内真正发挥生理活性的部分，是细胞内信息传递的中心环节，其浓度改变是细胞生理功能及病理变化的重要物质基础。
二、CPR时脑血流的需要量和胸外按压时所产生的CBF
CPR时胸外按压，胸内压上升的同时，伴有颅内压升高，其程度几与桡动脉压上升的程度相互一致，因此，脑灌注压仍低（10mmHg），这与颅内顺应性亦有关。故复苏时胸内压、静脉压、颅内压以及脑血流之间的生理关系，极为重要。
正常脑血流（cerebral blood flow，CBF）为45~60ml/（min·100g）。如低于20ml/（min·100g）即有脑功能的损害，而低于8~10ml/（min·100g）则导致不可逆损害，前者称为神经衰竭临界值，后者为脑衰竭临界值。复苏时胸内压和CBF相关。主动脉-颈静脉或颈动脉-颈静脉压和颈动脉血流相关。而脑灌注压≈颈动脉压一颅内压和局部CBF的相关系数为0.77。
标准胸外按压时产生3%~30%正常颈总动脉血流，而它并不完全代表CBF，至面部的血流可以很高，而至脑部的却为零。此外，并非任何时候施行复苏所产生的血流总是一样的。停搏时间和脑血流呈负相关。而开胸CPR的CBF可达正常的20%以上，Stajduhar发现开胸CPR时可得几乎正常的CBF，甚至在开胸CPR 1小时后，以及附加心脏按压停止5分钟，CBF仍较胸外CPR时高数倍。而颈总动脉血流不成比例地低下，拟为血流由面部转移到脑，这正和胸外CPR时血流由脑部转移至面部的情况相反。Bircher的犬实验研究，开胸CPR可产生收缩压84±27mmHg，舒张压52±17mmHg，MAP61±19mmHg，平均CVP3.6±2.0mmHg，脑内灌注压（MAP-MCVP）52±14mmHg，均较标准CPR为佳，统计有明显差异。8只犬经30分钟开胸CPR，室颤均能以10J一次除颤成功，仅1例需用肾上腺素维持MAP，7只犬存活24小时以上。
三、脑复苏措施
（一）一般治疗
1．关于MAP 要求立即恢复并维持正常或稍高于正常的MAP（90~100mmHg）。要防止突然发生高血压，尤其不宜超过自动调节崩溃点（MAP130~150mmHg）。若血压高，可用血管扩张药如Arfonad、氯丙嗪和硝普钠等。
应预防低血压，可用血浆或血浆代用品提高血容积，或用药物如多巴胺等支持MAP。多数心脏停搏患者可耐受增加10%左右估计的血容积[1%体重（kg）]，有时可用胶体代用品如低分子右旋糖酐，最好根据肺楔压监护进行补容。
2．呼吸的控制 为预防完全主动过度换气引起颅内压升高，故对神志不清的患者应使用机械呼吸器，并同时使用肌松剂制动，控制PaO2在100mmHg以上，pH在正常范围（7.35~7.45），并保持正常通气，而过度通气仅应用于有脑疝征象以及有肺高压的患者。
脑缺血后若做过度换气降低PaCO2将有可能使脑缺血进一步恶化。且目前并无证据表明过度通气可以保护心脏停搏后重要脏器免受进一步缺血的损害。
3．其他治疗 包括维持水和电解质平衡、营养疗法等。
4．皮质激素的应用 皮质激素具有稳定细胞膜的作用，清除自由基，可降低脑水肿。应常规短期应用。如地塞米松首次剂量为1mg/kg，随后的剂量为0.2mg/kg，每6小时一次；一般不超过4天，注意可能出现的并发症。
（二）特异性脑复苏措施
1．人工亚低温术 脑复苏时一般采用体表降温结合头部重点降温，降温程度以达亚低温（34~33℃）为宜。国内外经验表明，CPR时人工亚低温是有效的，并可采用选择性头部低温。
亚低温与缺血性脑损伤：20世纪50年代有学者曾将深低温（28~27℃）应用于心内直视手术，但其缺点是容易诱发室颤、凝血功能障碍和抑制机体自卫反射功能。80年代中后期，人们证明亚低温对实验性脑缺血和实验性颅脑外伤具有显著的治疗保护作用。90年代以来，临床应用研究发现亚低温能显著降低重型颅脑伤患者的病死率，改善颅脑伤患者的神经功能预后，不产生任何严重并发症。
20世纪80年代中期以来，大量实验研究发现脑缺血前、缺血过程中或缺血后早期开始亚低温治疗，能明显减轻脑缺血后脑组织病理形态学损害程度，促进脑缺血后神经功能的恢复。脑缺血后低温治疗应越早越好。
亚低温治疗脑损害的机制：心搏、呼吸骤停经CPR后脑缺血-再灌注损伤是多种因素综合作用的结果。低温可以多个方面作用于脑缺血-再灌注损伤，打断其发展过程。亚低温治疗脑损害的机制主要有以下几个方面。
（1）降低脑氧代谢率：低温降低脑代谢率，可延迟ATP的耗竭，促进高能磷酸盐的恢复，降低脑组织耗氧量，减少脑组织乳酸堆积，有利于神经细胞的能量代谢。体温的降低与脑代谢率的变化几成线形关系，即每降低1℃，脑代谢率降低5%~7%，但低温减轻脑缺血后神经损伤的作用远超过脑代谢率的降低值。低温降低脑代谢率的最大益处在于其保护细胞结构的完整性。
（2）保护血脑屏障，减轻脑水肿：亚低温能明显减轻缺血后脑组织病理形态学的损害程度，对神经功能的恢复起促进作用，其机制与恢复能量供给，保护血脑屏障，减轻脑水肿等有关。
（3）抑制内源性毒性产物对脑细胞的损害作用：34~30℃低温能显著抑制脑损害后谷氨酸和甘氨酸的生成释放，亚低温还能明显抑制脑损害后脑组织多巴胺、去甲肾上腺素和5-羟色胺等单胺类物质生成和释放，从而有效地阻断这些毒性产物对神经细胞的损害作用。
（4）抑制兴奋性氨基酸毒性释放：兴奋性氨基酸主要包括谷氨酸和天冬氨酸。在脑缺血-再灌注早期，兴奋性氨基酸的释放明显增多，使细胞膜上的相应受体（主要是NMDA、AMPA和KA受体）过度激活。AMPA和KA受体过度激活引起Na+、Cl-和H2O内流，使神经细胞急性渗透性肿胀。NMDA受体过度激活，则引起持续的Ca2+内流，造成神经细胞迟发性损伤。因此，兴奋性氨基酸过度释放，是造成细胞坏死的重要因素之一。低温可抑制兴奋性氨基酸的合成、释放和摄取，从而减轻神经损伤。
（5）减轻自由基造成的损伤：脑组织本身清除氧自由基的能力有限，而脑缺血时，生成氧自由基的底物大量增加，同时，氧自由基清除系统遭到破坏，再灌注时，在氧的参与下产生大量氧自由基。氧自由基主要攻击膜结构，一方面引起细胞内水肿，另一方面导致溶酶体破裂而溢出消化酶，造成细胞结构蛋白的破坏，低温则可以减轻氧自由基造成的脂质过氧化连锁反应，从而减轻氧自由基损害。
（6）减轻细胞内钙超载：脑缺血时细胞膜钙通道开放，细胞外Ca2+大量内流引起细胞内Ca2+超载。细胞内Ca2+超载可诱发脂质过氧化反应。同时，Ca2+沉积于线粒体，使线粒体氧化磷酸化障碍，不能有效供应能量。因此，细胞内Ca2+超载被认为是细胞死亡的最后通路，低温可以改善Ca2+的分布状态，从而阻止神经细胞坏死的发生。
（7）减少脑细胞结构蛋白质破坏，促进脑细胞结构和功能恢复。
（8）减轻弥散性轴索损伤。
（9）抑制脑内脂质过氧化反应：完全性脑缺血-再灌注后，脑亚低温可抑制脑内脂质过氧化反应，保护脑组织自身抗氧化能力，有利于脑复苏。
（10）增加细胞内泛素合成：泛素（ubiquitin）广泛存在于各种真核细胞内，可以共价键与短暂蛋白（short-lived protein）以及各种损伤产生的异常蛋白相结合，此后，泛素化的蛋白被蛋白酶消化。因此，缺乏泛素可导致异常蛋白的积聚。进而影响细胞结构和功能，最终导致细胞死亡。低温可以增加细胞内泛素合成，因而减少神经细胞的坏死。
（11）与热休克蛋白的关系：热休克蛋白70基因（HSP70mRNA）与脑缺血关系较为密切。HSP70mRNA在生理条件下是不存在的，只有在有害刺激如毒物、脑缺血等应激情况下才表达。因此，有人认为HSP70mRNA的表达和翻译是神经元受损的极敏感指标，HSP70mRNA表达与脑缺血病理变化相关，Chopp等发现，大鼠全脑缺血后低温（30℃）能抑制HSP70mRNA的表达。Ellen等的研究结果也显示低温能抑制猪脑缺血后热休克蛋白的产生。
脑温的正确确定及其意义：大量临床和实验研究结果表明脑温为脑卒中和脑外伤时脑损害程度的重要决定因素之一。现在认为亚低温对脑复苏有一定效果，由于平时并不常规监测脑温，因此，了解脑温和全身体温的关系极为重要，人工亚低温对脑的保护，严格地讲，应指脑的亚低温，故正确地确定脑温，具有重要的临床意义。
脑外伤患者脑温增高：脑外伤时脑的氧代谢率（CMRO2）降低，故似可预期脑温亦将降低，但事实并非如此，Rumana等指出，脑外伤后脑温往往并不降低，而脑外伤后直肠和颈静脉温度并不能代表脑温。他报道30例脑外伤患者，平均脑温高于直肠温度1.1℃，并指出脑温和CMRO2或脑血流并无联系，除非患者的脑灌注压降至<20mmHg。因此，必须注意对脑温的轻度低估（1.1℃）可能对临床产生重要影响。临床结果亦显示脑卒中后即使体温极轻度增高（0.5~1.0℃），亦可使患者预后恶化。全身和脑温的轻度升高可明显加重神经元损害。
在危重脑外伤患者，发热为一重要问题。不但高热可使脑外伤的预后恶化，且脑外伤后脑温较体温为高。50%以上脑外伤患者常并发肺炎或脓毒血症，发热的脑外伤患者，测定其体温时，往往会明显地低估脑温，脑外伤后接受亚低温治疗时，若未考虑到脑温较体温为高，将会降低治疗效果。
总之，脑外伤患者，脑温可较预期得高，正确确定脑温和控制发热极为重要，脑复苏过程也必须重视这一点。
降温措施如下。
（1）全身体表降温：一般宜用空调控制室温，然后可在额头、颈、腋窝和腹股沟等部位加用冰袋，必要时可应用冰水褥降温。
（2）头部重点降温术
1）冰水槽（冰帽）降温：冰水槽可以自制（图11-30），使用前，先在槽内垫一块塑料布，然后将患者头部放入槽内，两耳道外口用凡士林棉球填塞后，即可将冰屑和冰块包裹整个头部，同时注入适量冰水。除眼、鼻、口部外，头、额和颈部皮肤均与冰屑、冰块和冰水直接接触，这样就可使头部比身体其他部位降温更快、更低。在长期应用冰水槽时，应在冰水槽的“颈槽”处垫以较厚的塑料海绵，以防后颈部组织长期受压而致坏死。冰水槽的体积为20cm×25cm×30cm。
图11-30 冰水槽
2）冷气帽降温：目前可应用微机自控颅脑降温仪，即以一头盔式的冷气帽套在患者头部即可，使用极为方便。
2．渗透疗法 应用某些药物提高血浆渗透量以吸引血管外、细胞外水，襻利尿药（呋塞米等）也可降低细胞内水分，甘露醇可提高血液中渗透压，将间质及脑细胞中水吸入血管内由肾排出，因仅吸收水而不吸收钠，在甘露醇排出后脑细胞将水吸回，形成4~6小时后的反跳。应用时应使血浆渗透压维持在超过330mmol/kg，故不宜盲目应用，而宜做渗透压监测。呋塞米还可降低颅内压和减少脑脊液形成。渗透疗法或应用利尿药均会造成电解质平衡紊乱，应做监测并及时纠正。应注意不宜使脑压下降过快、过低，否则可损害脑细胞的亚结构或导致硬脑膜下出血。
3．促进脑血液的再流通
（1）血压：由于缺血后血管麻痹，任何极端的血压改变都是有害的。故在重建循环后应立即平顺地恢复血压，并使MAP维持在正常水平（原有高血压的患者应相应提高）。
（2）正常血容量的血稀释：一般使血细胞比容降至0.25~0.30。
（3）肝素化：这是有益的，但也有引起颅内出血等危险，在临床应用时应加注意。脑外伤及脑外科手术时则禁忌肝素化。
4．高压氧 高压氧对急性脑缺血缺氧的治疗有很好的应用价值。
心搏、呼吸骤停患者，经CPR初期复苏后，由于循环呼吸停止时间过长等原因，部分患者脑复苏困难。而只要患者的生命体征稳定，应尽早应用高压氧治疗，并应坚持一段时间。
5．钙拮抗药的应用 脑缺血后脑内Ca2+的移行，关系到细胞内代谢、细胞内释放游离脂肪酸、产生氧自由基的异常，以及脑微血管不再流通现象，均导致神经元的损害，钙拮抗药可改变这些过程。
脑完全缺血后血流恢复，可有短暂10~20分钟的高灌流合并血管运行麻痹而血脑屏障破坏，形成水肿，以后有长时间6~18小时的低灌流。钙拮抗药为强的脑血管扩张药，可降低此种缺血后的低灌流状态。
脑缺血缺氧后进行复苏，再灌流不足和神经元死亡部分起因于Ca2+进入血管平滑肌和神经元。White用犬体外循环实验研究了钙拮抗药对脑复苏的效果。局部脑皮质血流（rCCBF）和局部脑皮质血管阻力（rCCVR）有关。Marsh提出可按下式计算：
（MAP-ICP）rCCBF=rCCVR
该实验中ICP无改变，钙拮抗药维拉帕米、Mg-SO4、Lidoflazine及氟桂利嗪在复苏后初90分钟有助于维持脑血流。
目前，研究和应用最多的为Nimodipine，Nimodipine可选择性降低脑血管的张力、增加脑血流。