目前臨床上采用的顱內壓監測方法都屬于有創的,有創顱內壓監測雖然比較精確卻對患者身體有損傷,因此需要大力發展無創顱內壓監測方法。自從1980年以來陸續出現了各種無創顱內壓監測方法,但遠未能達到臨床應用的地步。本文總結了目前無創顱內壓監測方法的研究內容、進展,分析了各種方法各自的優缺點,并對無創顱內壓監測的發展方向提出了展望。
引用本文: 吳軍, 何為, 朱瀲, 潘志方. 顱內壓無創監測研究進展. 生物醫學工程學雜志, 2014, 31(2): 458-461. doi: 10.7507/1001-5515.20140084 復制
引言
顱內壓是指顱內容物對顱腔壁上的壓力,由液體靜壓和血管張力變動的壓強兩部分組成。腦外傷、腦腫瘤、腦出血和腦積水等顱腦疾病都伴隨著顱內壓的升高,因此顱內壓升高是神經外科常見的臨床表現。導致顱內壓升高的因素有以下兩種:① 顱腔內容物體積或量增加,如腦體積增加、腦脊液增多、腦血流量增加等;② 顱內空間或顱腔容積縮小,如先天性因素、后天性因素等。
顱內壓升高有三大主要表征:頭疼、嘔吐和視神經盤水腫,嚴重者可能昏迷、意識模糊等。顱內壓升高是顱內并發癥早期信號,也是晚期死亡的常見原因,腦外傷和顱腦疾病患者病因較多、病情變化較快,顱腦手術危險性大,手術時機的確定對顱腦重癥傷患者起著生死攸關的作用,因此及時掌握顱內壓的變化,把握顱腦手術的最佳時機,對手術能否成功、患者能否痊愈起著關鍵性的影響。由此可見,能夠準確迅速并實時監測顱內壓的變化有著非常重要的意義[1]。
顱內壓監測方法從是否對人體造成侵害和損傷的角度可分為以下三種:有創、微創和無創[1-2]。目前臨床上常用的有創監測方法包括以下幾種:腦內室插管、硬腦膜外傳感器、光纖探頭監測、腰椎穿刺法等[1-4]。有創顱內壓監測方法從操作方法上分為兩種:一種是采用微型壓力傳感器植入顱內,與顱內某些間隙或結構(如腦硬膜、蛛網膜下腔、腦室或腦實質等)直接接觸進行測壓;另一種就是采用導管穿刺或插入顱腔內的腦池、腦室或腰部蛛網膜下腔等部位,讓腦脊液流入導管或在導管內充填生理鹽水與腦脊液相通,使得能夠直接反映顱內壓大小的管內液體與傳感器(體外傳感器)接觸而間接測量顱內壓。以上兩種有創監測方法都是采用壓力傳感器直接或間接將顱內壓轉變為電信號并將信號放大后進行測量,因此測量結果較為準確且能實時動態監測顱內壓的變化,目前臨床上常用的都是有創方法。但其缺點也是非常顯著的,如需對人體造成一定的損害,顱內感染機會增大,手術操作復雜,傳感器安放困難,患者需采取特定的體位等[5]。因此有必要研究無創監測方法,但無創監測方法目前精度不高,還需要進一步完善。此外,還發展出了一些微創的監測方法,微創顱內壓傳感器植入術安全、創傷小、快捷易行,在神經外科重癥監護治療病房(intensive care unit,ICU)即可完成[6]。
1 顱內壓微創監測方法
王立等[7]提出了一種基于應變電測技術的微創顱內壓實時監測方法,該方法從全新的角度實現顱內壓的實時監測,即不再像有創方法那樣直接測量應力,而從應變的角度,采用有限元分析的方法計算出顱內應力[1]。該方法的優點是對患者創傷較小,減少了感染的概率,手術操作簡單,實現了微創,不需要患者采取特殊的體位即可實現實時、連續、長期測量;缺點是對應變傳感器精度要求較高,所使用材料不能釋放有害物質,理論模型較為復雜,因此目前該方法僅處于實驗階段,還未達到臨床應用的要求。
2 顱內壓無創監測方法
由于顱內壓有創監測技術要求高,并發癥較多,因此應用范圍受到一定限制,一般只能在專門的神經外科ICU進行。為了擴大顱內壓監測的應用范圍,國內外已經展開了一系列無創顱內壓監測技術的研究。無創顱內壓監測最早報道于1966年,用于新生兒和嬰兒的顱內壓監測,即前囟測壓法(anterior fontanel pressure,AFP),但該方法是基于嬰幼兒尚未閉合的囟門,對于年齡稍大的兒童和成人并不適用[8-9]。在最近的幾十年里,陸續出現了各種新的無創顱內壓監測方法,使得無創顱內壓監測技術開始嶄露頭角,但離廣泛的臨床應用還非常遙遠。這些監測方法都以一種比顱內壓更為容易測量但又與顱內壓緊密相關的對象為監測目標,通過建立一定的數學模型進行間接估測。以下對目前已有的一些無創顱內壓監測方法進行一些概述,簡單介紹一下它們的實現方法及其優缺點。
2.1 基于成像技術的顱內壓評估
該方法是利用醫學圖像技術進行顱內壓監測的一種方法。顱腦成像可以提供豐富的臨床診斷信息,顱內出血、腫塊或顱內壓升高等征象都能利用成像技術,如計算機斷層掃描(computed tomography,CT)或磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI),顯示出一些數據[10-11],因此采用顱腦成像技術可部分替代有創顱內壓監測方法。但是,利用CT或MRI顱腦成像技術顯示顱內壓升高只是定性指標,且可能不準確,特別當顱內壓是慢性或緩慢升高,大腦有時間對顱內壓進行一定的自適應調節時[12-13]。
CT技術對人體有一定的輻射危害,所以不能完全算作無創傷檢測。反復行CT或MRI進行顱內壓評估效率較低、測試費用昂貴,而且CT和MRI技術都需要大型設備,需要將患者從ICU移動至成像設備處,因此基于成像技術的顱內壓評估都不能實現在線實時監測。
2.2 閃光視覺誘發電位法(flash visual-evoked potential,F-VEP)
閃光視覺誘發電位方法,是通過顱內壓與閃光視覺誘發電位第2個負向波(N2)的潛伏期變化的對應關系實現顱內壓的無創檢測。此方法最早于1981年提出[14],最近20年國內外在這方面的研究開展得較多,并實現了初步的臨床試用[15-20]。
閃光視覺誘發電位能實現有效定量無創顱內壓監測的關鍵,是準確描述閃光視覺誘發電位與顱內壓的相關性,目前文獻普遍認為閃光視覺誘發電位與顱內壓具有線性關系。但進一步的研究發現,這一關系僅對顱內壓為中低壓時適用,在顱內壓為高壓時就會出現較大的誤差[19]。文獻[19]中提出了采用乘冪關系建模的方法,更能符合顱內壓變化各個階段與閃光視覺誘發電位潛伏期的關系,從而實現了更準確的顱內壓無創檢測與定量分析。
現階段閃光視覺誘發電位監測顱內壓需要解決以下主要問題:① 個體差異較大,波形的穩定性和重復性方面還不夠理想,閃光視覺誘發電位法對麻醉藥很敏感,監測中需要注意生理、藥理狀態的穩定,還需要積累更多的使用經驗;② 通常所認為的顱內壓與閃光視覺誘發電位N2波潛伏期的線性關系僅適用于中低壓,需要確定一個臨界點,過了臨界點應該采用其它數學模型,而這個臨界點的確定還需要考慮患者的個體差異因素和臨床病癥等相關控制信息,才能更精確地評估顱內壓力并提高其臨床適用性[20];③ 視通道損傷會引起N2波潛伏期延遲,數據不能反映真正的顱內壓水平,但動態顱內壓監測趨勢與病情變化是一致的。
2.3 經顱多普勒(transcranial Doppler,TCD)法
目前無創顱內壓監測報道最多的就是經顱多普勒法,該方法是通過監測高顱內壓時腦血管動力學參數的改變來評估顱內壓的增高,它的基本原理就是利用超聲波的多普勒效應。目前已有較多的文獻建立了經顱多普勒血流動力學參數與顱內壓之間的關系模型。文獻[21]中利用動物試驗和臨床測試對其建立了較為精確的模型關系。安紅偉等[22]針對經顱多普勒法做了大量的臨床試驗并與閃光視覺誘發電位法進行了對比,得出了以下結論:77.71%的患者顱內壓檢測差值<0.667 kPa,檢測相對不準的是少數正常顱內壓(預測值偏高)及少數顱內壓中度升高的患者(預測值偏低)。
經顱多普勒儀能無創地穿透顱骨,其操作簡便、重復性好,可以對患者進行連續、長期的動態觀察,更重要的是它可以提供磁共振等方法所測不到的重要血液動力學資料。因此,該法在評價腦血管疾患以及鑒別診斷方面有著重要的意義。但目前經顱多普勒超聲的應用還存在著一定的問題,如受操作者技術的影響等。而且經顱多普勒超聲的失敗率為2.7%~5%,其原因為老年人(尤其是婦女)顱骨增厚、動脈迂曲、動脈移位等。
2.4 鼓膜位移法(tympanic membrane displacement,TMD)
腦脊液通過內耳迷路導水管與外淋巴相通,腦脊液壓力增大可導致卵圓窗壓力增加,并經過聽小骨傳遞到鼓膜。因此,可在外耳道安放聲阻抗儀發射聲波,通過監聽經鼓膜反射的回波來間接評估出顱內壓[23]。德國也有學者提出了利用鼓膜發出的次聲波(infrasonic wave)來監測顱內壓[24]。TMD法能在一定范圍內較精確地反映顱內低壓,這是經顱多普勒法、閃光視覺誘發電位法等所不具備的,因此當高顱壓和低顱壓引起頭疼等癥狀不易區分時,TMD能較準確地區分[2]。Samuel等和Reid等提出使用TMD監測顱內壓時,受試者必須滿足以下三個條件:① 中耳壓力正常;② 鐙骨反射正常;③ 耳迷路導管開放[25-26]。
本方法監測顱內壓過程中要求被測者禁止高聲講話,且存在以下三個缺陷[25-26]:① 患者不能長時間暴露于聲刺激狀態中,否則可能引起暫時性音域改變而影響檢測值;② 腦干、中耳病變患者(鐙骨反射缺陷)及老年人(耳迷路導管已閉)不能適用于本法檢測,但在特定范圍內準確率可達80%;③ 不適于連續監測顱內壓。
2.5 眼內壓(intraocular pressure,IOP)評估顱內壓法
眼內壓是眼內容物作用于眼球壁的壓力,正常情況下房水生成率、房水排出率以及眼內容物容積處于動態平衡狀態。眼內壓與顱內壓之間關系密切,顱內壓升高導致眼動脈供血增加、眼靜脈回流受阻、房水排出率降低、視乳頭水腫、眼底微循環障礙等改變,可直接導致眼內壓升高,因此可通過測定眼內壓的方法來推測出顱內壓[26]。艾宏飛等[27]做了大量的實驗和回歸計算,發現眼內壓與顱內壓之間具有顯著的相關性,并建立了相應的數學模型。
2.6 近紅外光譜法(near infrared spectrum,NIRS)
近紅外光譜是一種可以測量腦組織顏色的技術,近年來發展迅速并在臨床中得到了應用。自1977年Jobsis首次將近紅外光譜分析法用于無損檢測腦組織中血液成分變化以來,近紅外光譜法用于監測顱內壓方面的研究進展很快。腦動脈血壓的改變會影響血液中CO2、O2的水平,導致動脈血液顏色的變化,近紅外光譜法可通過監測局部氧飽和度來計算顱內壓。研究表明,近紅外光譜與顱內壓之間有良好的相關性,紅外光譜法具有較高的敏感性。Banaji等[28]分析了近紅外光譜與顱內壓之間相關性的數據,并建立了計算模型。
2.7 生物電阻抗法(bioelectrical impedance analysis,BIA)
生物電阻抗法測定顱內壓是一種有源的方法,即在腦部施加低于興奮域的微弱電流,使其通過腦部組織,測量其表面電位差來間接測量阻抗變化,并由這種阻抗變化來計算顱內壓值。顱內壓是力學參數,而生物阻抗是電學參數,兩者之間沒有直接的關系,但顱內壓的變化總是伴隨著顱內部分區域介質的電導率的變化,從而引起顱內阻抗的變化,所以檢測腦組織阻抗的變化可推導出顱內壓值[29]。
該方法監測顱內壓的原理是Cole-cole提出的三元件模型和Schwan提出的頻散理論[30-31],國內目前也有大量這方面的研究[32-34],分析了通過監測顱內阻抗的變化來確定顱內壓變化的可行性。由于顱腦生物電阻抗的變化與顱內壓各個階段的變化并不是線性關系,如何準確地找出生物電阻抗變化與顱內壓不同變化階段之間的臨界點,并分段建立兩者之間的數學模型,是生物電阻抗方法能否有效檢測顱內壓的關鍵,也是當前研究的難點[2]。
2.8 超聲波監測法
超聲波監測顱內壓是一種新方法,最近十年開始見諸報道,但方法各異。如美國專利US6117089根據超聲波諧振回波相位差的改變計算出顱內壓值,而文獻[35]中則利用超聲波傳播特性建立了顱腦的監測模型,也有利用超聲波成像技術實現的顱內壓監測方法[9]等等。重慶大學何為教授提出了一種利用聲彈性理論測量顱內壓的方法(專利號:CN102670252A),該方法把顱腦看作一個密閉的容器,利用聲彈性方法計算出其內部的應力,并已經開展了相關的模型實驗和臨床試驗。
超聲波監測顱內壓的優點是監測地點不受限制,如在病床邊、急診室、手術室等均可進行,從而降低了操作成本并能及時發現顱內壓升高等等。
3 總結與展望
除了以上所敘述的顱內壓無創監測方法之外,其它還有視神經鞘直徑測量法、視神經蛛網膜下腔外徑的磁共振測量法、視網膜靜脈壓測定法等等,由于這些方法報道的文獻較少,就不一一敘述。總之,無創監測顱內壓是大勢所趨,方法也層出不窮。但就目前現階段的無創顱內壓監測方法來看,都還不能達到精確、可靠測量和成熟臨床應用的地步。因此,還需要進一步研究如何提高顱內壓無創監測方法的精確度和可靠性,并最終實現以下幾個目標:① 能夠實現臨床應用并準確預測病情;② 能夠長時間在線實時監測并對患者的身體沒有任何侵害;③ 遠距離遙測,如醫生可在Web上直接監護患者病情,這符合目前醫院信息化建設的目的。要達到這些目標還需要科研人員繼續努力研究和創新。
引言
顱內壓是指顱內容物對顱腔壁上的壓力,由液體靜壓和血管張力變動的壓強兩部分組成。腦外傷、腦腫瘤、腦出血和腦積水等顱腦疾病都伴隨著顱內壓的升高,因此顱內壓升高是神經外科常見的臨床表現。導致顱內壓升高的因素有以下兩種:① 顱腔內容物體積或量增加,如腦體積增加、腦脊液增多、腦血流量增加等;② 顱內空間或顱腔容積縮小,如先天性因素、后天性因素等。
顱內壓升高有三大主要表征:頭疼、嘔吐和視神經盤水腫,嚴重者可能昏迷、意識模糊等。顱內壓升高是顱內并發癥早期信號,也是晚期死亡的常見原因,腦外傷和顱腦疾病患者病因較多、病情變化較快,顱腦手術危險性大,手術時機的確定對顱腦重癥傷患者起著生死攸關的作用,因此及時掌握顱內壓的變化,把握顱腦手術的最佳時機,對手術能否成功、患者能否痊愈起著關鍵性的影響。由此可見,能夠準確迅速并實時監測顱內壓的變化有著非常重要的意義[1]。
顱內壓監測方法從是否對人體造成侵害和損傷的角度可分為以下三種:有創、微創和無創[1-2]。目前臨床上常用的有創監測方法包括以下幾種:腦內室插管、硬腦膜外傳感器、光纖探頭監測、腰椎穿刺法等[1-4]。有創顱內壓監測方法從操作方法上分為兩種:一種是采用微型壓力傳感器植入顱內,與顱內某些間隙或結構(如腦硬膜、蛛網膜下腔、腦室或腦實質等)直接接觸進行測壓;另一種就是采用導管穿刺或插入顱腔內的腦池、腦室或腰部蛛網膜下腔等部位,讓腦脊液流入導管或在導管內充填生理鹽水與腦脊液相通,使得能夠直接反映顱內壓大小的管內液體與傳感器(體外傳感器)接觸而間接測量顱內壓。以上兩種有創監測方法都是采用壓力傳感器直接或間接將顱內壓轉變為電信號并將信號放大后進行測量,因此測量結果較為準確且能實時動態監測顱內壓的變化,目前臨床上常用的都是有創方法。但其缺點也是非常顯著的,如需對人體造成一定的損害,顱內感染機會增大,手術操作復雜,傳感器安放困難,患者需采取特定的體位等[5]。因此有必要研究無創監測方法,但無創監測方法目前精度不高,還需要進一步完善。此外,還發展出了一些微創的監測方法,微創顱內壓傳感器植入術安全、創傷小、快捷易行,在神經外科重癥監護治療病房(intensive care unit,ICU)即可完成[6]。
1 顱內壓微創監測方法
王立等[7]提出了一種基于應變電測技術的微創顱內壓實時監測方法,該方法從全新的角度實現顱內壓的實時監測,即不再像有創方法那樣直接測量應力,而從應變的角度,采用有限元分析的方法計算出顱內應力[1]。該方法的優點是對患者創傷較小,減少了感染的概率,手術操作簡單,實現了微創,不需要患者采取特殊的體位即可實現實時、連續、長期測量;缺點是對應變傳感器精度要求較高,所使用材料不能釋放有害物質,理論模型較為復雜,因此目前該方法僅處于實驗階段,還未達到臨床應用的要求。
2 顱內壓無創監測方法
由于顱內壓有創監測技術要求高,并發癥較多,因此應用范圍受到一定限制,一般只能在專門的神經外科ICU進行。為了擴大顱內壓監測的應用范圍,國內外已經展開了一系列無創顱內壓監測技術的研究。無創顱內壓監測最早報道于1966年,用于新生兒和嬰兒的顱內壓監測,即前囟測壓法(anterior fontanel pressure,AFP),但該方法是基于嬰幼兒尚未閉合的囟門,對于年齡稍大的兒童和成人并不適用[8-9]。在最近的幾十年里,陸續出現了各種新的無創顱內壓監測方法,使得無創顱內壓監測技術開始嶄露頭角,但離廣泛的臨床應用還非常遙遠。這些監測方法都以一種比顱內壓更為容易測量但又與顱內壓緊密相關的對象為監測目標,通過建立一定的數學模型進行間接估測。以下對目前已有的一些無創顱內壓監測方法進行一些概述,簡單介紹一下它們的實現方法及其優缺點。
2.1 基于成像技術的顱內壓評估
該方法是利用醫學圖像技術進行顱內壓監測的一種方法。顱腦成像可以提供豐富的臨床診斷信息,顱內出血、腫塊或顱內壓升高等征象都能利用成像技術,如計算機斷層掃描(computed tomography,CT)或磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI),顯示出一些數據[10-11],因此采用顱腦成像技術可部分替代有創顱內壓監測方法。但是,利用CT或MRI顱腦成像技術顯示顱內壓升高只是定性指標,且可能不準確,特別當顱內壓是慢性或緩慢升高,大腦有時間對顱內壓進行一定的自適應調節時[12-13]。
CT技術對人體有一定的輻射危害,所以不能完全算作無創傷檢測。反復行CT或MRI進行顱內壓評估效率較低、測試費用昂貴,而且CT和MRI技術都需要大型設備,需要將患者從ICU移動至成像設備處,因此基于成像技術的顱內壓評估都不能實現在線實時監測。
2.2 閃光視覺誘發電位法(flash visual-evoked potential,F-VEP)
閃光視覺誘發電位方法,是通過顱內壓與閃光視覺誘發電位第2個負向波(N2)的潛伏期變化的對應關系實現顱內壓的無創檢測。此方法最早于1981年提出[14],最近20年國內外在這方面的研究開展得較多,并實現了初步的臨床試用[15-20]。
閃光視覺誘發電位能實現有效定量無創顱內壓監測的關鍵,是準確描述閃光視覺誘發電位與顱內壓的相關性,目前文獻普遍認為閃光視覺誘發電位與顱內壓具有線性關系。但進一步的研究發現,這一關系僅對顱內壓為中低壓時適用,在顱內壓為高壓時就會出現較大的誤差[19]。文獻[19]中提出了采用乘冪關系建模的方法,更能符合顱內壓變化各個階段與閃光視覺誘發電位潛伏期的關系,從而實現了更準確的顱內壓無創檢測與定量分析。
現階段閃光視覺誘發電位監測顱內壓需要解決以下主要問題:① 個體差異較大,波形的穩定性和重復性方面還不夠理想,閃光視覺誘發電位法對麻醉藥很敏感,監測中需要注意生理、藥理狀態的穩定,還需要積累更多的使用經驗;② 通常所認為的顱內壓與閃光視覺誘發電位N2波潛伏期的線性關系僅適用于中低壓,需要確定一個臨界點,過了臨界點應該采用其它數學模型,而這個臨界點的確定還需要考慮患者的個體差異因素和臨床病癥等相關控制信息,才能更精確地評估顱內壓力并提高其臨床適用性[20];③ 視通道損傷會引起N2波潛伏期延遲,數據不能反映真正的顱內壓水平,但動態顱內壓監測趨勢與病情變化是一致的。
2.3 經顱多普勒(transcranial Doppler,TCD)法
目前無創顱內壓監測報道最多的就是經顱多普勒法,該方法是通過監測高顱內壓時腦血管動力學參數的改變來評估顱內壓的增高,它的基本原理就是利用超聲波的多普勒效應。目前已有較多的文獻建立了經顱多普勒血流動力學參數與顱內壓之間的關系模型。文獻[21]中利用動物試驗和臨床測試對其建立了較為精確的模型關系。安紅偉等[22]針對經顱多普勒法做了大量的臨床試驗并與閃光視覺誘發電位法進行了對比,得出了以下結論:77.71%的患者顱內壓檢測差值<0.667 kPa,檢測相對不準的是少數正常顱內壓(預測值偏高)及少數顱內壓中度升高的患者(預測值偏低)。
經顱多普勒儀能無創地穿透顱骨,其操作簡便、重復性好,可以對患者進行連續、長期的動態觀察,更重要的是它可以提供磁共振等方法所測不到的重要血液動力學資料。因此,該法在評價腦血管疾患以及鑒別診斷方面有著重要的意義。但目前經顱多普勒超聲的應用還存在著一定的問題,如受操作者技術的影響等。而且經顱多普勒超聲的失敗率為2.7%~5%,其原因為老年人(尤其是婦女)顱骨增厚、動脈迂曲、動脈移位等。
2.4 鼓膜位移法(tympanic membrane displacement,TMD)
腦脊液通過內耳迷路導水管與外淋巴相通,腦脊液壓力增大可導致卵圓窗壓力增加,并經過聽小骨傳遞到鼓膜。因此,可在外耳道安放聲阻抗儀發射聲波,通過監聽經鼓膜反射的回波來間接評估出顱內壓[23]。德國也有學者提出了利用鼓膜發出的次聲波(infrasonic wave)來監測顱內壓[24]。TMD法能在一定范圍內較精確地反映顱內低壓,這是經顱多普勒法、閃光視覺誘發電位法等所不具備的,因此當高顱壓和低顱壓引起頭疼等癥狀不易區分時,TMD能較準確地區分[2]。Samuel等和Reid等提出使用TMD監測顱內壓時,受試者必須滿足以下三個條件:① 中耳壓力正常;② 鐙骨反射正常;③ 耳迷路導管開放[25-26]。
本方法監測顱內壓過程中要求被測者禁止高聲講話,且存在以下三個缺陷[25-26]:① 患者不能長時間暴露于聲刺激狀態中,否則可能引起暫時性音域改變而影響檢測值;② 腦干、中耳病變患者(鐙骨反射缺陷)及老年人(耳迷路導管已閉)不能適用于本法檢測,但在特定范圍內準確率可達80%;③ 不適于連續監測顱內壓。
2.5 眼內壓(intraocular pressure,IOP)評估顱內壓法
眼內壓是眼內容物作用于眼球壁的壓力,正常情況下房水生成率、房水排出率以及眼內容物容積處于動態平衡狀態。眼內壓與顱內壓之間關系密切,顱內壓升高導致眼動脈供血增加、眼靜脈回流受阻、房水排出率降低、視乳頭水腫、眼底微循環障礙等改變,可直接導致眼內壓升高,因此可通過測定眼內壓的方法來推測出顱內壓[26]。艾宏飛等[27]做了大量的實驗和回歸計算,發現眼內壓與顱內壓之間具有顯著的相關性,并建立了相應的數學模型。
2.6 近紅外光譜法(near infrared spectrum,NIRS)
近紅外光譜是一種可以測量腦組織顏色的技術,近年來發展迅速并在臨床中得到了應用。自1977年Jobsis首次將近紅外光譜分析法用于無損檢測腦組織中血液成分變化以來,近紅外光譜法用于監測顱內壓方面的研究進展很快。腦動脈血壓的改變會影響血液中CO2、O2的水平,導致動脈血液顏色的變化,近紅外光譜法可通過監測局部氧飽和度來計算顱內壓。研究表明,近紅外光譜與顱內壓之間有良好的相關性,紅外光譜法具有較高的敏感性。Banaji等[28]分析了近紅外光譜與顱內壓之間相關性的數據,并建立了計算模型。
2.7 生物電阻抗法(bioelectrical impedance analysis,BIA)
生物電阻抗法測定顱內壓是一種有源的方法,即在腦部施加低于興奮域的微弱電流,使其通過腦部組織,測量其表面電位差來間接測量阻抗變化,并由這種阻抗變化來計算顱內壓值。顱內壓是力學參數,而生物阻抗是電學參數,兩者之間沒有直接的關系,但顱內壓的變化總是伴隨著顱內部分區域介質的電導率的變化,從而引起顱內阻抗的變化,所以檢測腦組織阻抗的變化可推導出顱內壓值[29]。
該方法監測顱內壓的原理是Cole-cole提出的三元件模型和Schwan提出的頻散理論[30-31],國內目前也有大量這方面的研究[32-34],分析了通過監測顱內阻抗的變化來確定顱內壓變化的可行性。由于顱腦生物電阻抗的變化與顱內壓各個階段的變化并不是線性關系,如何準確地找出生物電阻抗變化與顱內壓不同變化階段之間的臨界點,并分段建立兩者之間的數學模型,是生物電阻抗方法能否有效檢測顱內壓的關鍵,也是當前研究的難點[2]。
2.8 超聲波監測法
超聲波監測顱內壓是一種新方法,最近十年開始見諸報道,但方法各異。如美國專利US6117089根據超聲波諧振回波相位差的改變計算出顱內壓值,而文獻[35]中則利用超聲波傳播特性建立了顱腦的監測模型,也有利用超聲波成像技術實現的顱內壓監測方法[9]等等。重慶大學何為教授提出了一種利用聲彈性理論測量顱內壓的方法(專利號:CN102670252A),該方法把顱腦看作一個密閉的容器,利用聲彈性方法計算出其內部的應力,并已經開展了相關的模型實驗和臨床試驗。
超聲波監測顱內壓的優點是監測地點不受限制,如在病床邊、急診室、手術室等均可進行,從而降低了操作成本并能及時發現顱內壓升高等等。
3 總結與展望
除了以上所敘述的顱內壓無創監測方法之外,其它還有視神經鞘直徑測量法、視神經蛛網膜下腔外徑的磁共振測量法、視網膜靜脈壓測定法等等,由于這些方法報道的文獻較少,就不一一敘述。總之,無創監測顱內壓是大勢所趨,方法也層出不窮。但就目前現階段的無創顱內壓監測方法來看,都還不能達到精確、可靠測量和成熟臨床應用的地步。因此,還需要進一步研究如何提高顱內壓無創監測方法的精確度和可靠性,并最終實現以下幾個目標:① 能夠實現臨床應用并準確預測病情;② 能夠長時間在線實時監測并對患者的身體沒有任何侵害;③ 遠距離遙測,如醫生可在Web上直接監護患者病情,這符合目前醫院信息化建設的目的。要達到這些目標還需要科研人員繼續努力研究和創新。