二氧化碳对机械通气急性脑损伤患者结局的临床实践和影响

目的

使用动脉二氧化碳分压 (PaCO 2 ) 作为控制颅内压升高 (ICP) 的目标干预措施及其对临床结果的影响尚不清楚。我们的目的是描述急性脑损伤 (ABI) 患者的 PaCO 2目标，并评估在重症监护病房 (ICU) 第一周内异常 PaCO 2值的发生情况。第二个目的是评估 PaCO 2与院内死亡率的关联。

方法

我们对一项多中心前瞻性观察研究进行了二次分析，该研究涉及患有创伤性脑损伤（TBI）、蛛网膜下腔出血（SAH）、颅内出血（ICH）或缺血性卒中（IS）的成人有创通气患者。PaCO 2是在入住 ICU 的第 1、3 和 7 天收集的。正常碳酸血症定义为 PaCO 2  > 35 且达到 45 mmHg；轻度低碳酸血症为 32–35 mmHg；26-31 mmHg 为严重低碳酸血症，< 26 mmHg 为强迫性低碳酸血症，> 45 mmHg 为高碳酸血症。

结果

纳入1476 名患者（65.9% 为男性，平均年龄 52 \(\pm\) 18 岁）。入住 ICU 时，804 名患者 (54.5%) 患者血碳酸正常（ICU 住院期间每人每天发作 1.37 次），125 名 (8.5%) 和 334 名 (22.6%) 患者轻度或重度低碳酸血症（每天 0.52 次和 0.25 次） 。40 名（2.7%）和 173 名（11.7%）患者使用了强制低碳酸血症和高碳酸血症。PaCO 2与院内死亡率呈 U 形关系，只有严重的低碳酸血症和高碳酸血症与院内死亡率增加的可能性相关（综合p值 = 0.0009）。在 ABI 患者的不同亚组中观察到了重要差异。

结论

正常碳酸血症和轻度低碳酸血症在 ABI 患者中很常见，不会影响患者的预后。PaCO 2值的极端紊乱与院内死亡率增加显着相关。

当 PaCO 2根据其离散类别进行建模时，U 形曲线仍然存在（图 3 b）。与正常碳酸血症相比，强迫性低碳酸血症患者（调整后风险比 [aHR] 4.31；95% CI 1.56–11.87 — p  = 0.005）的院内死亡率最高，其次是高碳酸血症（aHR 3.67；95% CI = 1.75） –7.71— p  = 0.001）和严重低碳酸血症（aHR 2.77；95% CI 1.31–5.87— p  = 0.008）。轻度低碳酸血症患者与院内死亡率增加存在显着相关性（aHR 2.07；95% CI 1.02–4.12 — p  = 0.049）。

相对分布分析进一步证实了低碳酸血症和高碳酸血症与院内死亡率之间的U形关联（图 4）。特别是，当值 > 45 mmHg 和 < 32 mmHg 时，院内死亡概率显着增加。当每天单独评估 PaCO 2值时，也证实了类似的结果（图4 b）。

讨论

在这个针对严重 ABI 患者的全球多中心观察队列中，我们发现，在入住 ICU 的早期，PaCO 2值通常维持在正常至轻度低碳酸血症范围内，并且严重的低碳酸血症和高碳酸血症均与死亡率相关。然而，PaCO 2的患病率和对院内死亡率的影响根据 ABI 的类型而发生重要变化，与 SAH 和 IS 相比，TBI 和 ICH 人群对轻度低碳酸血症的耐受性更好。

目前关于 ABI 患者机械通气的欧洲指南对于 PaCO 2的最佳目标尚无定论；西雅图算法建议首先维持正常碳酸血症，然后将 35-38 mmHg 的目标值作为第 1 级，最终将 32-35 mmHg（轻度低碳酸血症）作为第 2 级，避免严重低碳酸血症，危及生命的情况和风险除外脑疝。尽管低 PaCO 2值可导致 ICP 降低，并可能改善大脑自动调节，但与低碳酸血症相关的后续血管收缩可能会导致 CBF 和氧合暂时减少 。

一些作者使用正电子发射断层扫描（PET）证明过度换气后脑灌注不足区域增加，以及脑代谢或微透析数据的重要变化，表明脑缺血的风险更高。然而，其他研究表明，轻度和短期低碳酸血症对脑功能是安全的，会导致脑氧合和代谢发生微小且不具有临床意义的变化。

关于这一主题的唯一随机对照试验是在30多年前对一小群患者进行的，探讨了预防性低碳酸血症的效果，但由于重要的方法学局限性，结果尚无定论。最近的一项 CENTER-TBI 研究 表明，各国之间关于 PaCO 2目标仍然存在很大差异，但临床医生倾向于使用 PaCO 2平均值为 38.9 (SD ± 5.2) mmHg，平均最低 PaCO 2为 35.2 (SD ± 5.3) mmHg，甚至更低的值通常用于接受 ICP 并患有颅内高压的患者。

我们的研究证实了在临床实践中使用相对较低的 PaCO 2值的结果，因为在整个人群中，第一天的中值为 37 mmHg，并且在接下来的几天中仅略有增加。与其他病理情况相比，插入 ICP 探头时以及 TBI 患者中经常观察到轻度低碳酸血症，并且更频繁地使用。这表明临床医生倾向于将 PaCO 2目标定为 ABI 中的正常/轻度低碳酸血症，特别是在有更多证据/建议的 TBI 患者中，尤其是在 ICU 入院的早期阶段，此时患者有更重要的问题控制ICP。

有趣的是，在上述 CENTER-TBI 研究中，使用深度过度通气的中心并未出现恶化的结果 。另一方面，BRAIN-PROTECT 小组最近的一项研究 包括 1776 名 TBI 患者，在院前护理期间测量呼气末 (ET) CO 2水平）发现 ETCO 2水平之间存在 L 形关联和 30 天死亡率，低于 35 毫米汞柱的死亡率显着增加。然而，这项研究存在重要的局限性，因为它仅涉及有限的时间范围（院前），并且没有完全考虑可能影响 ETCO 2下降的混杂生理因素。我们的结果有很大不同；我们发现整个人群存在明显的 U 形曲线，其中高碳酸血症的曲线部分较陡，正常碳酸血症或轻度低碳酸血症的结果倾向于更好。有趣的是，在比较不同类型的 ABI 时，这条曲线具有不同的形状。此外，当对 ABI 的严重程度进行分层（GCS ≤ 9 vs > 9）时，PaCO 2与院内死亡率之间的 U 形关系是一致的。这表明，无论 GCS 状态如何，低碳酸血症和高碳酸血症都与院内死亡率增加相关。然而，在 GCS ≤ 9 的患者中，与强迫性低碳酸血症相关的风险更为明显，这意味着脑损伤更严重的患者更容易受到 PaCO 2 大幅降低的影响。

在 TBI 患者中，与 ICH 患者类似，与其他急性神经系统疾病相比， PaCO 2在 32 mmHg 至 42 mmHg 之间的医院死亡率较低，这表明维持这些值与该组患者更好的预后相关。相比之下，低碳酸血症对蛛网膜下腔出血和缺血性中风的死亡风险有更强的影响，而高碳酸血症似乎危害较小。我们可以推测，在 TBI 和 ICH 患者中，主要问题在于与脑水肿和出血相关的占位效应，PaCO 2值较低有助于控制颅内高压并减轻继发性脑损伤；相反，在存在血管痉挛或脑灌注不足风险的SAH或IS患者中，低碳酸血症可进一步引起脑血管收缩，导致继发性脑损伤。

我们研究的优势包括预先计划的设计，以及使用前瞻性收集的涉及全球不同中心的大型数据库，这可以为不同中心关于该主题的最新技术提供重要的见解。我们相信，我们的结果可能非常重要，因为这些结果为最佳值提供了新颖和深入的见解，这些值可能被推荐用于在 ABI 人群中实现通气目标，最终目标是改善临床结果。特别是，我们的结果证实了不同中心大量使用轻度低碳酸血症，以及西雅图指南建议的 TBI 患者使用 PaCO 2 32-35 mmHg 临界值的安全性 。

Robba, C., Battaglini, D., Abbas, A. et al. Clinical practice and effect of carbon dioxide on outcomes in mechanically ventilated acute brain-injured patients: a secondary analysis of the ENIO study.Intensive Care Med (2024). https://doi.org/10.1007/s00134-023-07305-3