3脑代谢监测
脑损伤后因缺血缺氧会发生一系列代谢异常，对脑代谢指标进行监测可以及时发现脑缺氧，防止继发性脑损害。目前常用的脑代谢监测方法包括脑氧监测、磁共振脑功能成像技术和微透析技术。
3.1脑氧监测
包括SjO2、脑组织氧分压(braintissueoxygenpartialpressure，PbtO2)和近远红外光谱技术(near-infraredspectroscopy，NIRS)脑组织氧饱和度(regionaloxygensaturation，rSO2)。SjO2是将探头直接放置至颈静脉窦内连续监测脑组织回流静脉血中氧饱和度的变化，根据公式算出脑氧代谢率以及脑组织在单位时间内消耗的氧量，可以反映脑组织氧代谢的情况，是最早的脑氧监测方法。SjO2下降，反映脑氧代谢率上升，即脑耗氧的增加或者是脑血流量的下降即脑氧供的下降。目前普遍认为SjO2的正常低值为55%～60%，高值为75%；SjO2>75%提示脑氧供超出脑代谢所需，存在脑血流量增加，如脑充血或脑氧代谢降低、脑组织摄氧能力下降以及动静脉瘘；SjO2<50%时脑氧供不足，存在局灶性缺血或全脑低灌注；SjO2<40%时提示全脑缺血；SjO2持续<50%或>70%均提示预后不良[12，13]。但SjO2监测有局限性，反映的是全脑氧代谢的情况，不能反映局部脑氧代谢情况，且在儿童由于置管困难(从颈内静脉置管至静脉窦)，目前尚未开展。PbtO2技术是将探头直接置于脑组织，通过监测仪持续动态监测局部脑组织的氧分压、二氧化碳分压、pH值和脑温，直接获取脑代谢指标，是最直接、最可靠的有创脑氧监测方法。尤其对于颅脑外伤患儿进行过度通气治疗时，PbtO2可反映不当过度通气导致的氧分压下降。PbtO2具有安全、准确和微创等优点，近年来越来越广泛用于临床，但目前国内儿童尚未开展。PbtO2正常值为25～30mmHg，缺氧阈值为15～20mmHg，低于10mmHg往往提示预后不良[14]。维持大脑皮质功能PbtO2必须大于5mmHg。张秋生等[15]的研究表明可使用PbtO2对ICP和脑灌注压进行干预，甚至在PbtO2处于正常范围时允许ICP处于较高水平，PbtO2与脑损伤预后呈显著正相关。PbtO2只能反映局部脑组织的氧代谢情况，且置入探头可能引起微量出血影响监测的准确性。NIRS是利用近红外光在700～900nm光谱范围内生物组织高散射、低吸收的特性，连续监测rSO2，反映局部脑组织的氧供需平衡，主要代表静脉血氧含量。rSO2正常值为68%，正常范围为55%～75%，低于55%提示异常，低于50%提示显著异常。rSO2对脑缺氧非常敏感，很小的脑氧变化都能引起rSO2值的变化，有助于早期发现脑缺血缺氧状态。通过NIRS开展的rSO2监测研究发现，rSO2与SjO2、PbtO2之间呈显著相关，且较后二者更加安全[16]。Ito等[17，18]的研究发现rSO2可预测院外心脏骤停患者的
神经系统转归，rSO2低于25%与神经系统的不良转归相关。有研究发现rSO2和脑灌注压有良好的相关性，当rSO2≥75%时提示脑灌注压是适当的，当rSO2<75%时需提高脑灌注压来改善患者的脑组织氧合状态，当rSO2下降至55%以下时，68.2%时间的脑灌注压低于70mmHg，提示脑灌注不足[16，19]。rSO2参数的解读需结合临床，rSO2值下降，可能是脑代谢增强、氧摄取增加所致，也可能是脑灌注减少所致；rSO2值升高，提示脑灌注增加，但也可能是脑组织病变使氧摄取减少所致；尤其是rSO2异常升高，往往反映脑组织氧摄取和利用障碍的一种病理状态。但NIRS技术存在一定局限性，各厂家的标准尚未统一，缺乏公认的正常值，因此临床应用中连续监测rSO2动态变化更有临床意义。此外很多影响因素如年龄、血压、ICP、骨骼厚度、颅内出血、颅内积气等都会影响rSO2测定结果。
3.2脑功能磁共振成像(functionalmagneticresonanceimaging，fMRI)
广义的fMRI指以反映组织器官功能状态为成像目的的一切技术[20]，包括血氧水平依赖功能磁共振成像(bloodoxygenleveldependentfMRI，BOLD-fMRI)即狭义的fMRI、灌注加权成像(perfusionweightedimaging，PWI)、弥散加权成像(diffusionweightedimaging，DWI)和磁共振波谱成像(magneticresonancespectroscopy，MRS)。BOLD-fMRI主要通过测量区域中血流动力学的变化，实现对不同脑功能区域的定位。它可用于脑肿瘤、
癫痫、动静脉畸形等的定位，并为神经外科手术术前计划的制定提供帮助；术中能利用fMRI在解剖上对功能区进行精确定位，提高病灶切除率同时最大程度地保留功能；术后fMRI能显示病变切除后的手术损伤程度、功能区的保留范围和对侧功能区的代偿情况，推测患者的预后。PWI主要用于测量局部脑血流量和脑血容量，可以定量地提供脑组织血流灌注的信息。DWI主要用于测量水分子的随机运动，可以发现常规MRI不能发现的超急性和急性期脑梗死，可区别急性和慢性脑梗死，能准确判断病变范围。MRS用于测量脑的新陈代谢以及参与新陈代谢中的某些物质的含量，是目前唯一用于活体组织代谢物质的无创检测技术，能实时、动态、定量测定脑组织某些代谢物质的水平，反映神经细胞内物质和能量代谢状态。MRS观察到的代谢变化明显早于CT、MRI甚至弥散张量成像检测到的脑内形态学变化。质子MRS(1H-MRS)主要用于脑内代谢物质的检测，可以检测到N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、乳酸(Lac)、胆碱化合物(Cho)、总肌酸(Cr)、谷氨酰胺、谷氨酸、γ-氨基丁酸，其中NAA、Lac、Cho、Cr是4种常见代谢物质，Cr在同一脑内不同代谢条件下比较稳定，常被作为参照来衡量其他代谢物的含量。1H-MRS可用于鉴别不同种类的脑肿瘤，胶质瘤表现为不同程度的NAA峰下降，Cho峰升高，恶性程度高的可出现Lac峰；转移瘤表现为Cho/Cr升高，无NAA峰，可出现Lac峰和Lip峰。Lac是反映组织缺血缺氧的可靠指标，Lac水平在梗死灶中心部位高于周围部位，且随梗死的发生发展呈动态变化，Lac在超急性期(起病6h内)即显著升高，急性期(起病6～72h)达高峰，后进行性下降，至晚期(起病后1个月以上)逐渐消失。MRS比常规MRI检查对颅脑损伤的敏感性更高，即使在CT、常规MRI检查正常的区域，MRS检测到NAA/Cr显著降低，反映存在神经损伤。有研究发现原发性脑干损伤患者早期1H-MRS检测可以评估严重程度和预测预后，NAA/Cr和NAA/Cho显著降低反映神经元功能受损严重，NAA值与Glasgow预后评分呈正相关，Cho/NAA与Glasgow预后评分呈负相关[21]。MRS还可用于儿童
遗传代谢性脑病的诊断，海绵样脑白质营养不良病变部位的NAA显著升高，线粒体脑病出现异常的Lac峰。
3.3微透析技术(microdialysis)
微透析技术是一种可以连续监测活体细胞外液生化物质的采样技术，很多研究表明微透析技术监测指标的变化都出现在其他影像学变化之前，对脑缺血的反映比颈静脉窦血氧饱和度和诱发电位改变更敏感。目前研究最多的监测指标包括：脑细胞能量代谢相关物质(如葡萄糖、乳酸、丙酮酸、甘油、乳酸/丙酮酸比值)、自由基相关物质(如尿酸、抗坏血酸、尿囊素)、氨基酸类神经递质(如谷氨酸和天冬氨酸)、脑组织损伤标记物(如甘油)、血脑屏障损伤相关物质(如尿素)以及细胞因子(如白细胞介素6和白细胞介素8)。大量试验和临床研究认为，脑创伤时，葡萄糖、乳酸、丙酮酸和次黄嘌呤是能量代谢紊乱的指标，谷氨酸是监测兴奋毒性的可靠指标。乳酸/丙酮酸比值是目前脑氧化还原状态的最佳指标和继发性缺血损伤的早期标记物[22]，当比值大于40时，预示脑组织出现代谢紊乱。微透析技术作为一种新型脑生物化学采样技术，已广泛用于国外神经外科手术和神经重症监护病房，但在国内还未广泛开展，儿童尚未开展。
4神经电生理监测
神经电生理监测技术是目前唯一能直接客观测量脑功能变化的监测手段，主要包括脑电图(electroencephalogram，EEG)和诱发电位(evokedpotential，EP)。
4.1EEG
EEG通过记录大脑皮层的脑细胞电活动来反映大脑不同部位的功能活动情况，对脑的病理生理变化非常敏感，尤其对缺血缺氧异常敏感，当脑血流降低到25～30ml/(100g·min)时，EEG波幅和频率即会发生改变，EEG是一种实时、无创、可动态评估脑功能的方法，在PICU神经重症患儿中应用最广泛。EEG有不同的分级标准：Lavizzari、Synek和Young。研究认为Synek分级标准能更好地反映脑血管疾病的脑损伤程度并预测预后，Young分级标准能更好地反映缺氧性脑病的脑功能损害程度和预后[23]。目前在PICU用于脑功能评估的主要为连续EEG(cEEG)和视频EEG(vEEG)，广泛用于癫痫持续状态、非惊厥癫痫发作、缺氧缺血性脑病、昏迷等疾病的评估和预后预测。患者的脑电活动频率较快、波幅较高提示预后相对较好；而脑电活动频率越慢、波幅越低的患者往往昏迷程度越深；如果患者表现为脑电波平坦提示预后很差。EEG是唯一能发现非惊厥癫痫持续状态的检测手段，因此建议对PICU内所有意识障碍患儿进行EEG监测。
振幅整合EEG(amplitude-integratedEEG，aEEG)是在cEEG的基础上，将<2Hz和>15Hz的信号滤除，通过振幅校正、半对数压缩，将相邻波形叠加、整合成类似正弦曲线样的宽窄相间的波形，它显示的是脑电活动变化趋势图。它能提供患儿脑电的背景活动信息、爆发周期、背景活动的周期变化以及癫痫发作等临床信息，跟cEEG有较好的一致性，但更容易被临床医师掌握[24]。根据Hellstrom-Westas等[25]提出的分类方法将aEEG分为以下几种：(1)连续性正常电压：上边界>10μV和下边界>5μV；(2)不连续的电压：上边界>10μV和下边界<5μV；(3)爆发抑制模式：脉冲次数>100脉冲/h或上、下边缘均<5μV，脉冲次数<100脉冲/h；(4)持续低电压：上边界<10μV和下边界<5μV，偶尔有峰值超过10μV；(5)平坦波：上下边界均<5μV，几乎为0，偶有突出上涨很可能是由于患者活动所致；(6)癫痫发作：上下边界短暂升高；(7)癫痫持续状态：上下边界持续升高。Malin等[26]的研究表明，aEEG对于心肺复苏后进行亚低温治疗的患者的预后有很好的预测作用，入院时表现为连续性正常电压的患者90%恢复了意识；持续为爆发抑制的一直昏迷；表现为癫痫持续状态的患者有两种预后，若由连续性正常电压转化而来预后较好，若由爆发抑制转化而来则较难控制，预后差。aEEG表现为严重异常(如平坦波、持续低电压、癫痫持续状态、爆发抑制)的患儿往往预后较差，建议连续脑电监护直至aEEG表现好转。
4.2EP
EP包括视觉诱发电位(visualevokedpotential)、运动诱发电位(motorevokedpotential)、脑干听觉诱发电位(brainstemauditoryevokedpotential，BAEP)和体感诱发电位(somatosensoryevokedpotential，SEP)，在PICU神经重症中用于脑功能评估较多的为BAEP和SEP。BAEP指听觉感受器接收到一定强度的声音刺激时，听觉传导通路发生的一系列活动，可在头皮上记录到7个连续正波，其中Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波为主波。判断主要根据Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ各波潜伏期，峰间潜伏期，Ⅴ/Ⅰ波幅比以及两耳的差值。在ICP增高时，BAEP表现为各波潜伏期延长、波幅降低甚至消失。Ⅲ-Ⅴ波起源于脑干，发生异常可以提示脑干损伤，其中与预后关系最为密切的是Ⅴ波。BAEP不受意识状态及镇静
药物的影响，能反映病变部位，对判断病情和预后有重要意义，但在儿童由于缺乏各年龄段各波振幅和潜伏期的统一正常范围，因此动态随访各波波幅及潜伏期的变化更具有临床意义。SEP可分为短潜伏期、中潜伏期和长潜伏期，后两者起源于大脑皮层，受意识状态影响较大，短潜伏期为皮层下起源，不受睡眠和麻醉药物影响，临床应用最为广泛。与EEG和头颅CT相比，SEP是预测外伤性和缺氧缺血性脑损伤昏迷患者早期预后最好的单一指标[27，28]。短潜伏期SEP主要观察N13-N20峰间潜伏期以及N20波形，N13-N20峰间潜伏期延长及N20主波缺失或波形分化不良均为异常，提示存在脑损伤。双侧N20消失是预测昏迷患者预后不良的可靠指标，双侧N60、N100和失匹配负波(mi
smatchnegative)的存在是预测昏迷患者良好预后很有希望的指标[29]。但在儿童由于年龄不同，各波波幅和潜伏期均不同，因此动态随访波形变化更具临床意义。
总之，脑功能评估和监测技术多种多样，每种技术各有所长，临床医生应根据患儿病情采用个体化的监测方法和治疗方案，才能降低神经重症患儿的伤残率，改善预后。
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