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整合神经物理学、多模态监测和机器学习

神经重症监护的畴昔

连年来，重症监护室（ICU）中的神经重症监护本事取得了显耀向上，尤其是在多模态监测（MMM）边界。这些向上以神经物理学旨趣为基础，扩大了咱们实时评估大脑功能和代谢状态的材干。尽管现存本事越来越复杂和先进，但临床医师在采纳息争释神经监测形状的最合适组合以改善患者预后方面仍面对特别大的挑战。

      传统上，重症监护室的神经监测主要依赖侵入性本事，如颅内压（ICP）监测、颈静脉血氧饱和度（SjvO2）、脑组织氧监测、热扩散血流测量（TDF）、皮层和深度脑电图（dEEG）以及脑微量透析（CMD）。天然这些方法不错进行精准测量，但也存在研究风险，包括感染和出血。不外，最近神经监测边界已运行向无创形状变嫌。这些方法包括经颅多普勒（TCD）、饱读膜移位（TMD）、近红外光谱（NIRS）、视神经鞘直径（ONSD）、正电子辐射断层扫描（PET）以及通过分析心率变异性（HRV）进行自主神经评估。

      即使可用的神经监测器用越来越多，解读所生成数据的复杂性也在增多。在这种情况下，机器学习和其他数据科学器用应时而生，成为传统方法康庄大道的扶助器用。这些算法不错过滤 MMM 生成的高维数据，为临床医师提供患者预后的揣度模子，从而促进个体化调节政策的制定。

       本综述旨在对 MMM 本事的近况进行批判性概述，重心热诚 ICP、脑电活动、革故更始/能量代谢和自动调节。研究了这些本事在重症监护病房环境中的神经物理学基础和临床意念念。此外，还将通过探讨如何将机器学习整合到神经监测实行中，以协助临床医师实时准确地作念出个性化患者调节决策，从而商讨机器学习的日益无为应用。

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一

脑脊液流膂力学

东说念主脑的迷宫结构不仅受细胞互相作用的主宰，还受决定流体能源学、压力梯度和革故更始交换的物理旨趣的主宰。其中，脑脊液（CSF）的物理旨趣在保管颅内均衡方面起着中枢作用，并与咱们在神经重症监护室中要监测和调节的参数密切研究。了解 CSF 的物理特质对解读有创和无创神经监测数据有径直影响，有助于优化患者预后。

CSF 是大脑的浮力垫，有助于废料排出，亦然神经活性物资漫衍的通说念。但是，CSF 能源学的变化会带来龙套性后果，表露为 ICP 升高、大脑自调节功能受损和下流神经系统恶化。因此，了解 CSF 的物理旨趣不错更全面地了解大脑病理生理学，尤其是在与其他神经监测器用相结合时。本节将商讨主宰 CSF 流量和压力的物理旨趣，包括但不限于流体静力学、流体能源学以及 CSF 和脑血流（CBF）之间的耦联。

线索丛是位于脑室系统内的一个由血管和上皮细胞构成的特殊聚集。它的主邀功能是产生脑脊液。这些血管丛被一层上皮细胞包裹，在血液和脑脊液之间起着采纳性浸透樊篱的作用。通过主动分泌、过滤和重招揽历程的组合，线索丛不错保抓 CSF 的因素和容量，这对缓冲大脑、提供养分和撤废废料至关重要。线索丛存在于大脑的扫数四个脑室中：两个侧脑室、第三脑室和第四脑室。大脑总容积为 1400 毫升，CSF 约为 150 毫升。CSF 的生成速率约为 0.35 mL/分钟（500 mL/d）。

蒙罗-凯利学说是神经重症监护的一个基本办法，它描摹了 ICP、脑组织、血液和 CSF 之间的关系。根据这一旨趣，颅骨是一个包含这三个部分的刚性、不可推广的结构。任何一种因素的增多齐必须通过一种或两种剩余因素的减少来抵偿，以保抓恒定的 ICP。如果弗成达到这种均衡，就会导致 ICP 升高，从而导致神经功能恶化。腰椎蓄池塘是这一框架中的重要缓冲区。这些贮池塘位于腰部蛛网膜下腔，是 CSF 储库，不错容纳过多的液体。当脑水肿、血肿或其他病变导致 ICP 增高时，腰椎贮液囊不错推广以接收额外的 CSF，从而行为一种代偿机制匡助踏实 ICP。它们行为 “安全阀 ”的作用突显了颅内腔室在调节 ICP 方面的复杂性和安妥性，并进一步强调清醒解 CSF 动态对调节神经重症患者的临床重要性。

     CSF 的形成率由以下公式细则：CSFprod = 输注（Ci - Co/Co）。在该等式中，输注是一种物资（平常是示踪剂）输进系统的速率，Ci 是流入（平常是动脉血）中该物资的浓度，Co 是流出（平常是静脉血或 CSF）中的浓度。该等式标明，CSF 的生成速率受输注速率以及流入和流出浓度之间梯度的影响，并以流出浓度为圭臬。这种数学示意法提供了一种量化 CSF 动态的方法，在需要精准测量的实验环境或临床评估中特别有用。这特出了物资浓度与输注速率之间的互相作用在决定 CSF 形成速率方面的重要性，为了解这一关键生理历程提供了一个定量框架。

瑞典的 Ekstedt 等东说念主初次使用恒压输注方法更好地研究了 CSF 的流膂力学。他们不雅察到 CSF 压力-流量呈直线关系。因此，当 ICP 大于矢状窦压力时，通过矢状窦的流量增多。此外，跟着年岁的增长，CSF 的生成速率也不会保抓不变。在脑积水灾者中，年岁的增长与 CSF 的生成成反比。动脉搏动在脑内 CSF 的动态流动中起着至关重要的作用。在每个心动周期中，动脉搏动齐会产生压力波，这些压力波在施行中传播并影响 CSF 的领会。这些搏能源是一种驱动机制，有助于 CSF 通过脑室系统轮回到大脑和脊髓周围的蛛网膜下腔。动脉有节拍的推广和收缩有助于 CSF 的来回领会，促进 CSF 的漫衍，并有助于颅内环境的举座均衡。高血压或动脉僵化等情况下出现的动脉搏动絮叨可能会影响 CSF 的动态变化，并可能与多样神经系统疾病相关。动脉低血压每镌汰 50 mmHg，脑脊液流出阻力就会镌汰约 17%。此外，高碳酸血症会增多脑脊液流出的阻力（约 18%；27-48 mmHg）。

      脑部的淋巴引流系统是近期才被发现的废料撤废道路，也波及对脑脊液（CSF）招揽的新邻接。根据淋巴引流表面，CSF经过包围动脉的血管周围的外血管破绽流动，参加脑施行，并与间质液羼杂。这种羼杂有助于去除可溶性卵白质和代谢物，包括β淀粉样物资等无益物资。然后，液体被导向围聚静脉的间静脉破绽，并最终排入淋巴系统。据信淋巴引流历程在寝息时间更为活跃，对保管脑健康至关重要。这一表面为传统模子提供了一种替代性或补充性解释，传统模子主要强调CSF主要通过绒毛和蛛网膜颗粒进行排水。淋巴引流系统在脑施行里面招揽CSF的作用为了解和调节与废料积贮和液体均衡相关的神经疾病提供了新道路。尽管连年来对脑膜淋巴血管的发现引起了越来越多的热诚，但仍需要进一步的机制研究来考证淋巴引流模子中CSF的流膂力学。

二

CBF 和灌输

脑血管树具有犬牙交错的多层面结构，能灵验地向大脑各区域供血。威利斯环或多边形是位于大脑底部的一个重要的动脉多边形，是脑部血液漫衍的主要关节，它诱骗着前部和后部的血液供应，并提供侧支轮回，这在动脉禁闭的情况下至关重要。从大动脉分开销来的小动脉和小动脉穿透脑施行，形成无为的毛细血管网，并在此进行养分和顺体交换。随后，这些毛细血管辘集成静脉和静脉，最终形成较大的静脉结构，促进脱氧血液排出大脑。

安杰洛-莫索（Angelo Mosso，1846-1910 年）是 19 世纪末意大利特出的生理学家，他为咱们了解 CBF 和革故更始作念出了要紧孝敬。莫索是探索大脑血液轮回能源学的前驱之一，为当代神经生理学研究奠定了基础。他好意思妙地想象了神经外科颅骨缺损患者的实验，并开发了早期的仪器来研究不同生理和心情刺激下脑血容量和压力的变化。莫索发明了 “东说念主体轮回均衡”，这是一种无创的 CBF 测量方法，讲授豪情压力和智商活动与脑动脉搏动增多相关。莫索的风雅研究讲授了大脑活动与血流变化之间的关系，淡漠了神经血管耦合的办法。脑血管内的血流受流体能源学旨趣主宰。根据 Poiseuille 定律，通过圆柱管的流量（Q）与半径（r）和压力梯度（ΔP）的四次方成正比，与流体的长度（L）和粘度（η）成反比。数学上可示意为 Q = (πr4 ΔP)/8ηL

这一方程式阐明了血管半径的微小变化如何对血流产生深刻影响，强调了血管张力调节对保管充足脑灌输的重要性。此外，雷诺数不错量化血管内层流与湍流的可能性，是了解脑血管流动特质的关键。大脑的自动调节机制通过动脉血管的血管推广和血管收缩来调节血管阻力，从而在全身血压波动的情况下仍能确保恒定的血流量。这些机制的任何龙套齐会导致病理状态，如充血或缺血，从而损害脑组织的完整性过头功能。在静息清醒状态下，东说念主脑消耗氧气的速率为 35mL/min/kg。这不错通过以下第式进行数学臆测打算：脑氧代谢率 = CBF × 动静脉氧差。

三

CBF自动调节

丹麦科学家和老师莫根斯-福格（Mogens Fog，1904-1990 年）于 1938 年径直研究了猫的皮层血管过头对多样刺激的反应。他不雅察到，血压镌汰会立即导致血管收缩，继而推广皮质血管；血压升高会立即导致血管推广，继而收缩血管。1959 年，拉森绘图了有名的大脑自动调节弧线，并构想出了一个较宽的平均动脉压 (MAP) 范围（约 60-150 mmHg），在此范围内 CBF 保抓不变。Lassen 的大脑自动调节图解链接在影响力较大的研究著作和教科书中流行（图 1）。

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图 1 拉森大脑自动调节弧线。据报说念，脑血流量平常在 50-150 mmHg 的较大平均动脉压范围内保抓恒定。急性脑毁伤患者的这一范围会赫然偏移或缩小。缺血临界灌输阈值界说为 30 毫升/100 克/分钟。

但是，拉森的自动调节弧线由于其不准确性和个体间的异质性，最近受到了严格的审查。此外，拉森对于大脑自动调节的原始研究因样本量小、单数据点分析和谬误范围阐发不足而受到品评。但是，拉森的始创性服务为邻接大脑自动调节提供了一个基础框架。Czosnyka 等东说念主通过对脑外伤（TBI）患者的 CBF 进行逐日 TCD 分析，讲授了这种自动调节弧线。他们讲授了自动调节的下限和上限，以及 Lassen 领先讲授的高原。但是，与 Lassen 宣称的宽范围相悖，这里实验领会的弧线惟有约莫 40 mmHg。自动调节弧线中这一相对较小的平台，据信是由于这些患者遭遇了急性脑毁伤所致。

大脑自动调节的基本旨趣是，尽管全身血压出现波动，但 CBF 仍能保抓恒定，从而确保秘要而复杂的神经聚集得回抓续的养分和氧供应。这一犬牙交错的机制是由肌源性、化学性、神经元和革故更始反应的交响乐编排而成的，这些反应动态地允许脑动脉血管推广和收缩。Kontos 等东说念主阐述了脑血管推广和收缩对全身血压波动的反应。真理的是，刺激迷跑神经可使压力感受器传出活动增多，随后 MAP 下落，而相应的桡动脉血管直径的增多则会出现约 10 秒钟的相移。在随后的实验中，连气儿输注 ATP 会导致全身性低血压的飘扬发作，同期桡动脉直径也会出现相应的飘扬但相移的反应。

MAP 是患者在一个心动周期内动脉中的平均压力。它是心输出量（CO）和全身血管阻力（SVR）的函数：MAP = CO × SVR + 中心静脉压。不外，由于中心静脉压平常比 MAP 低得多（健康东说念主的中心静脉压平常接近于零），因此在臆测打算中平常会不详中心静脉压，将其简化为：MAP = CO × SVR。平常也使用收缩压和舒张压 (DBP) 估算 MAP：MAP ≈ DBP + 1/3（收缩压 - DBP）。

ICP 是颅内液体（如 CSF）和组织施加的压力。ICP 升高会镌汰 CBF。脑灌输压 (CPP) 是将氧和养分物资运输到脑组织的净压力梯度。它是确保血液流经脑血管的可用压力。由于血液必须从全身轮回（以 MAP 示意）流入颅内空间（其压力为 ICP），因此驱动这种流动的灵验压力（CPP）便是这两个压力之差：CPP = MAP - ICP。

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肌源性/内皮反应

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丹麦科学家和老师莫根斯-福格（Mogens Fog，1904-1990 年）于 1938 年径直研究了猫的皮层血管过头对多样刺激的反应。他不雅察到，血压镌汰会立即导致血管收缩，继而推广皮质血管；血压升肌源性反应是自动调节的基本构成部分，动脉血管中的血管平滑肌细胞会对血管内压力的变化作念出反应。压力升高会引起血管收缩，减少血流量，而压力镌汰则会激励血管推广，增多血流量。这一固有机制对防护大脑过度灌输或灌输不足至关重要，从而保险了神经的完整性。一氧化氮（NO）、内皮源性超极化因子和前哨环素是内皮因子和强效血管推广剂。内皮素 1、血栓素 A2 和血管病笃素 II 是使动脉血管收缩的内皮因子。NO 由内皮 NO 合酶合成。NO 扩散到血管壁的平滑肌细胞，激活鸟苷酸环化酶，导致单磷酸环鸟苷增多和血管推广，从而调节 CBF。前哨环素是由内皮细胞合成的另一种重要的血管推广剂。它能激活平滑肌细胞中的腺苷酸环化酶，导致环磷酸腺苷水平升高，进而使血管平滑肌冒昧。内皮源性超极化因子可使血管平滑肌细胞超极化，从而导致血管冒昧和推广，但其确躬行份和作用机制仍在研究之中。内皮素 1 是一种由内皮细胞产生的强效血管收缩剂。它主要通过血管平滑肌细胞上的 ET-A 受体阐明作用，导致细胞内钙增多和平滑肌收缩。内皮细胞合成的血栓素 A2 通过促进血管平滑肌细胞内钙的动员，起到收缩血管的作用。通过肾素-血管病笃素系统产生的血管病笃素 II 可激活血管平滑肌细胞中的血管病笃素 I 受体，从而诱导血管收缩。血管推广剂和血管收缩剂根据跨壁压力的变化调和作用，确保 CBF 保管在一定的灌输压力范围内，保护大脑免受低灌输和高灌输事件的影响。此外，镁可能在保管脑血管内皮均衡方面阐明重要作用，并与可逆性脑血管收缩玄虚征和后可逆性脑病玄虚征等脑动脉疾病相关。高会立即导致血管推广，继而收缩血管。1959 年，拉森绘图了有名的大脑自动调节弧线，并构想出了一个较宽的平均动脉压 (MAP) 范围（约 60-150 mmHg），在此范围内 CBF 保抓不变。Lassen 的大脑自动调节图解链接在影响力较大的研究著作和教科书中流行（图 1）。

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化学/代谢反应

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化学调节是另一个重要方面，主要由脑血管平滑肌内二氧化碳、氢离子和氧气浓度的变化驱动。二氧化碳对脑血管有深刻的推广作用。血液中二氧化碳浓度升高或高碳酸血症会导致血液 pH 值镌汰（呼吸性酸中毒），促使脑动脉血管推广，进而增多 CBF 以称心增多的代谢需求。这种机制在大脑活动增多或呼吸状态改变时尤为重要，因为二氧化碳生成或潴留的增多需要增多大脑的血液供应。相悖，二氧化碳水平镌汰或低碳酸血症会引起脑血管收缩，镌汰 CBF，从而导致脑组织供氧量减少。

一般的教育功令是，动脉二氧化碳分压（PaCO2）每变化 1 mmHg，CBF 约莫变化 1-2 mL/100g/min。在 PaCO2 的生理范围内（约 20-80 mmHg），这种关系平常是线性的。这种关系的数学抒发式平常为 ΔCBF = k × ΔPaCO2。其中：ΔCBF 是 CBF 的变化（单元为 mL/100g/min），ΔPaCO2 是 PaCO2 的变化（单元为 mmHg），k 是一个常数，示意 CBF 对 PaCO2 变化的明锐度，平常介于每 mmHg 1-2 mL/100g/min 之间。值得注意的是，这种关系在某些病理情况下会发生改变，慢性高碳酸血症或严重脑血管疾病患者的 CBF 对 PaCO2 的反应可能会放松。

另一方面，氧气对脑血管的影响与二氧化碳相悖。缺氧或低氧会导致脑血管推广，从而改善对脑组织的供氧。这是一种重要的安妥性反应，可确保神经细胞在氧气供应减少的状态下仍能存活。相悖，高氧或高氧水平会引起脑血管收缩，导致 CBF 镌汰。这种机制可防护脑组织过度灌输，有助于保管大脑的最好供氧量。氧气和二氧化碳在大脑自动调节中的互相作用是一种秘要的动态均衡，可确保最好的血液供应、养分运输和大脑废料撤废。

动脉血氧分压（PaO2）和 CBF 之间的关系不如 PaCO2 和 CBF 之间的关系那么下里巴人。不外，东说念主们对 PaO2 的变化如何影响 CBF 如故有了一个精深的意志，尽管具体的定量关系可能因东说念主而异，也可能在不同的生理和病理条款下发生变化。一般来说，在正常 PaO2 水平的较大范围内，CBF 保抓相对踏实。但是，当 PaO2 下落到临界阈值以下时（平常约为 50-60 mmHg），CBF 运行显耀增多，行为一种代偿机制，以保管向大脑运输实足的氧。这种关系平常辱骂线性的，可示意如下：CBF ∝ [1/（PaO2 × n）]。这里，n 是一个常数，决定了 CBF 对 PaO2 变化的明锐度。该等式标明，跟着 PaO2 的镌汰，CBF 会增多，但当 PaO2 降至临界阈值以下时，CBF 的变化速率会加速。n 的实在值可能会有所不同，平常根据教育细则。一般来说，在正常 PaO2 水平的较大范围内，CBF 保抓相对踏实。但是，当 PaO2 降到临界阈值以下时（平常约为 50-60 mmHg），CBF 运行显耀增多，行为一种代偿机制，以保管向大脑运输实足的氧。

动脉血气改变导致的均衡失调会影响大脑的革故更始和功能。了解氧气和二氧化碳在调节脑血管历程中的互相作用对于适度改变 CBF 和压力动态的病症（如创伤性脑毁伤、卒中以及多样呼吸和代谢絮叨）至关重要。在大脑自动调节功能受损的情况下，仔细监测和适度动脉二氧化碳和氧水平可行为调节政策。

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神经元反应

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这种调节平常被称为神经-血管耦联，波及神经元、星形胶质细胞和血管之间复杂的互相作用。神经源性调节波及血管周围神经的复杂聚集和神经递质（主淌若去甲肾上腺素和乙酰胆碱）的局部开释，从而适度血管直径。这调节了脑血管张力，有助于保管最好 CBF，并对不同脑区的动态突触活动作念出反应。血管舒张肽包括 NO 和乙酰胆碱。血管收缩肽包括神经肽 Y 和血清素。

前轮回主要由颈动脉提供，平常更善于自动调节 CBF。相悖，包括供应脑干、小脑和枕叶的椎基底动脉在内的后轮回领会出相对较弱的自动调节反应。这种相反使得后部区域在低血压条款下更容易发生缺血事件。酿成这些区域相反的一个因素是交感神经密度的变化，交感神经在调节血管张力方面起着至关重要的作用。与后部区域比拟，大脑前部区域的交感神经主宰密度更高。交感神经漫衍的这种相反不错部领会释在前轮回中不雅察到的更灵验的自动调节反应。了解大脑自动调节的这些区域相反至关重要，尤其是在疾病历程中，如可逆性脑血管收缩玄虚征和后可逆性脑病玄虚征谱系防止。

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压力反应指数

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压力反应性指数（PRx）是一种先进的神经监测参数，对于了解脑部自动调节至关重要，尤其是在创伤性脑毁伤和其他神经重症照管情况下。PRx 通过将 ICP 与动脉血压 (ABP) 研究联，定量评估脑血管自动调节状态。其臆测打算方法是在指定的时刻窗口（平常为 30 秒至几分钟）内，ICP 慢波与 ABP 之间的迁移皮尔逊研究总共。PRx 为适值示意自动调节功能受损，即 ICP 被迫奴隶 ABP 的变化；而负值或零值则示意自律调节功能完好意思，脑血管会跟着 ABP 的变化而符合收缩或推广。PRx 的效能在于它能连气儿实时地评估脑血管对生理和病理刺激的反应。它在率领创伤性脑毁伤患者的调节政策（如优化 CPP）方面尤为重要。研究标明 PRx 与创伤性脑毁伤的预后之间存在研究性，PRx 值越高，预后越差。这种研究性标明 PRx 可行为预后器用和患者个体化科罚指南。

此外，PRx 还被用于研究大脑自动调节的病理生理学过头在多样临床情况下的改变。举例，有研究探讨了二氧化碳水平、体仁爱革故更始变化等因素对 PRx 和大脑自动调节的影响。从这些研究中得回的观点有助于加深对 CBF 调节的复杂动态的邻接，并对神经重症监护中靶向疗法的开发具有重要意念念。

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脑能量学

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在办法化 CBF、自动调节过头压力流关系以更好地邻接神经物理学之后，当务之急是从动脉通过毛细血管床参加细胞。脑能量学包括对大脑能量代谢的研究，这是大脑功能和对毁伤反应的一个重要方面。如前所述，大脑天然只占体重的 2%，但其能量消耗却约占东说念主体总能量消耗的 20%。这种高需求主淌若由于突触传递和保管神经元膜上离子梯度的能量密集历程。大脑的主要能量基质是葡萄糖，通过有氧糖酵解代谢产生 ATP，这是细胞的主要能量货币。大脑对葡萄糖的依赖性相配大，葡萄糖代谢的改变会对神经功能产生深刻影响，并与多样精神病理学相关，包括神经退行性疾病和脑毁伤。

氧气对大脑中葡萄糖的有氧代谢至关重要。CBF 与代谢需求之间的紧密耦联确保了氧气的抓续供应，并能安妥神经元活动的时空变化。这种关系是大脑自动调节的基础，在代谢需求或血流量发生变化的病理情况下会受到影响。最近的神经能量学研究已运行发达能量代谢、大脑功能和神经系统疾病之间的研究。举例，在缺血性卒中或创伤性脑毁伤等情况下，能量代谢絮叨会导致神经元功能防止和升天。线粒体功能防止是许多神经退行性疾病的主要特征，会导致能量不足和神经元退化。以改善线粒体功能或保护线粒体免受毁伤为重心的研究为多样神经疾病的调节喧阗带来了但愿。

在健康的大脑中，神经元活动与 CBF 之间存在紧密的耦联关系，以确保为活跃的神经元提供充足的葡萄糖和氧。这对于保管离子梯度和神经递质轮回至关重要，而离子梯度和神经递质轮回是能量密集型历程。在急性脑毁伤（如创伤性脑毁伤或卒中）时间，正常的神经代谢耦联会被龙套。这种龙套会导致神经代谢断裂，即神经元能量需求与必需底物（氧和葡萄糖）供应不匹配的状态。

脑毁伤中的神经代谢耦联可由多种因素导致：(1) CBF 镌汰导致缺血和氧气/葡萄糖供应不足；(2) 线粒体功能防止影响 ATP 的产生；(3) 细胞成立历程导致能量需求增多或得意性毒性加重；以及 (4) 血脑樊篱龙套导致底物运输发生改变。神经代谢失耦联的后果包括能量不足、乳酸堆积（由于无氧代谢）、细胞水肿、氧化应激，最终导致神经元升天。在创伤性脑毁伤等情况下，毁伤周围区域（半暗带）特别容易受到神经代谢失耦联的影响。革故更始失调会加重该区域的二次毁伤历程。举例，创伤性脑毁伤后会出现大脑高糖酵解舒畅，即使在氧供应充足的情况下，脑细胞消耗葡萄糖的速率仍高于正常水平。这被以为是受伤大脑在膜成立、离子均衡和炎症等历程中能量需求增多的一种反应。调节政策平常旨在收复能量供需均衡，如确保充足的脑灌输、使用神经保护剂减轻得意毒性和守旧线粒体功能。CMD 和 PET 成像可进一步深入了解脑能量，本手稿将对此进行更详备的探讨。

四

侵入性神经监测器用

将概述调节神经重症患者和急性脑毁伤的多样有创和无创神经监测器用、安妥症、方法和生理基础（图 2）。

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图 2 神经重症患者和急性脑毁伤调节中多样有创和无创神经监测器用、安妥症、方法和生理基础的概览。EEG：脑电图；ICPwf：颅内压波形

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ICP监测和波形分析

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脑室外引流管（EVD）是神经重症监护中科罚 ICP 和脑积水的重要器用。EVD 是测量 ICP 的径直方法，可引流 CSF 以缓解颅穹内升高的压力。这种方法对急性脑毁伤患者尤为重要，因为在这种情况下，ICP 的快速变化会对患者的预后产生要紧影响。舍弃 EVD 需要将导管插入侧脑室，平常需要在神经影像的诱骗下进行，以确保定位准确。导管与外部传感器相连，后者可提供连气儿的 ICP 读数，从而促进实时监测和科罚。通过 EVD 监测 ICP 对创伤性脑毁伤、卒中或其他导致 ICP 增高的患者至关重要。EVD 可实时发现和喧阗升高的 ICP，在防卫继发性脑毁伤和改善患者预后方面阐明把稳要作用。

天然 EVD 是一种珍爱的器用，但也并非莫得风险。并发症包括感染、出血和导管错位。严格的插入和迁移规程对最大限定地镌汰这些风险至关重要。就 MMM 而言，EVD 提供的重要数据可与 CPP 和脑组织氧合测量等其他监测方法整合。这种整合可普及对患者神经状态的了解，并率领调节喧阗。此外，EVD 还可通过 ICP 波形 (ICPwf) 分析提供相关 CSF 流膂力学的重要信息。

ICPwf 对于神经重症患者的详备评估和科罚至关重要。这些波形平常被称为伦德伯格波，主要分为三种类型：A、B 和 C 波。A 波也称为高原波，其特征是 ICP 片刻急剧升高至 50-100 mmHg 的水平，抓续 5-20 分钟。它们平常标明脑的自动调节功能严重受损，并与严重的颅内病变相关。B 波是较小的 ICP 节律性飘扬，每 1-2 分钟出现一次，平常与 CBF 不踏实相关，尤其是在创伤性脑毁伤或脑积水灾者中。C 波是更小更常常的波动，平常出当今正常的 ICP 监测中，反馈了颅内动态的正常生理变化。

对这些 ICPwf 的抓续监测和分析可提供相关大脑顺应性、血流动态和患者举座神经状态的重要信息，为神经重症监护环境中的调节决策提供率领。SYNAPSE-ICU 研究标明，对急性脑毁伤患者进行连气儿 ICP 监测可普及调节警惕性、镌汰升天率并改善神经功能预后。此外，ICP 增高的阈值多年来一直在波动。2000 年，脑外伤基金会指南建议正常 ICP 为 20-25 mmHg。2007 年改为≤ 20 mmHg。最近在 2016 年，该指南被纠正为 ICP ≤ 22 mmHg，这标明升天率和考究的调节恶果得到了普及。

Güiza 等东说念主评估了 ICP 增高对成东说念主和儿童创伤性脑毁伤患者神经系统预后的影响。研究东说念主员分析了 261 名成东说念主和 99 名儿童每分钟的 ICP 和血压数据。成东说念主 ICP 突出 20 mmHg 抓续时刻突出 37 分钟，儿童突出 8 分钟，则预后较差。该研究还阐述，跟着时刻的推移，ICP 的累积服务与已知的严重创伤性脑毁伤基线风险因素相结合，是揣度升天率的一个零丁因素。此外，该研究还强调，受损的脑血管自动调节材干极地面罢清醒患者耐受 ICP 升高的材干。当脑灌输压降至 50 mmHg 以下时，ICP 升高抓续时刻越长，预后越差。这项研究强调，赤子创伤性脑毁伤的继发性毁伤发生在较低的ICP阈值，并强调了将脑灌输压保管在50 mmHg以上的重要性，尤其是在严重创伤性脑毁伤的病例中。因此，不应将 ICP 视为二分法的数值，而应将其视为针对每位患者的动态数值，并沟通到大脑自动调节的完整性。

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脑组织氧合监测

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脑组织氧饱和度（PbtO2）连气儿监测是神经重症监衬边界的一项重要进展，可提供局部、实时的脑氧饱和度状态信息。这项本事是将探针插入脑组织（平常是额叶白质），径直测量脑组织中的氧分压。PbtO2 监测对于调节创伤性脑毁伤和中风等脑氧合有风险的患者尤为重要。该本事的主要用途在于检测脑缺氧，脑缺氧是指脑组织供氧不足的一种状态，如不足时处欢喜导致细胞功能防止和升天。正常的 PbtO2 值平常在 20-40 mmHg 之间，低于 10 mmHg 示意严重缺氧。一些研究东说念主员将脑组织缺氧界说为 PbtO2 < 15 mmHg，另一些研究东说念主员则将其界说为 PbtO2 < 20 mmHg。

通过抓续监测 PbtO2，神经重症监护医师不错调整调节喧阗门径，包括优化 CPP 和调整通气政策。它平常与其他神经监测方法（如 ICP 监测和 CMD）沿途使用，以提供大脑状态的玄虚视图。尽管 PbtO2 监测有好多优点，但它只可测量有限脑区的氧合情况，而且由于是侵入性的，因此存在感染和出血等风险。不外，传感器本事的向上正在普及其准确性和应用范围，为神经重症监护中更个性化的调节方法铺平了说念路。

严重创伤性脑毁伤阶段的脑氧优化（BOOST）-1 和 BOOST-2 研究极地面推动了咱们对调节严重创伤性脑毁伤历程中脑组织氧合情况的了解。BOOST-1是一项不雅察性研究，它细则了监测严重创伤性脑毁伤患者PbtO2的可行性，强调了较低水平的PbtO2与较差预后之间的研究性。这项研究强调了在调节创伤性脑毁伤历程中保抓脑组织充分供氧的潜在重要性。

在此基础上，立地临床试验 BOOST-2 研究进一步评估了 PbtO2 诱骗疗法。研究已矣标明，将 PbtO2 保管在阈值以上的科罚决议是可行且安全的，这标明神经系统的预后可能会有所改善，但该研究并未最终细则这种益处，这标明需要进行更多的试验。为此，正在进行的 BOOST-3 试验旨在提供更实在的凭据。这项大边界研究探讨了在进行 ICP 监测的同期使用 PbtO2 监测对严重 TBI 患者进行科罚是否会比单纯依靠 ICP 监测得回更好的疗效。咱们蹙迫期待 BOOST-3 的已矣，因为它们有可能极地面影响严重 TBI 患者的调节圭臬。

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SjvO2

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SjvO2是神经重症监护中的一种集成监测器用，通过测量从大脑排出的静脉血中的氧饱和度，为了解全大脑氧合状态提供了至关重要的观点。该本事包括将导管插入颈内静脉以连气儿监测SjvO2。SjvO2行为大脑氧气供应和需求之间均衡的障碍策动。平常，SjvO2值在55%-75%之间，低于55%的值标明潜在的脑缺血或缺氧，标明大脑的代谢需求莫得得到充分称心。

这种监测在TBI、蛛网膜下腔出血（SAH）或严重缺血患者中尤其重要，因为它有助于检测脑氧合的关键变化，并率领调节决策，如呼吸机调整和灌输科罚。导管平常舍弃在主要颈静脉中，通过成像或临床评估细则，以确保准确测量脑静脉流出量。

尽管SjvO2提供了对于脑氧合的连气儿、全局信息，但它照实有局限性，包括无法提供区域数据，以及由于患者定位或颅外欺侮而容易出现不准确的情况。尽管存在这些局限性，但它在动态评估脑氧合方面的作用使其成为神经重症监护中的一个有价值的器用。目下的研究服务旨在普及其准确性，并将其与其他神经监测方法相结合，丰富举座患者调节政策。

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TDF与局部脑血流

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TDF在神经危重症救治中提供了一种特地的方法来评估局部脑血流量（rCBF），尤其是对TBI或脑血管疾病患者至关重要。这项本事包括在脑组织中舍弃一个成心的探针，根据热扩散旨趣测量血液流量。探头由一个加热器和一个温度传感器构成；加热器的散热受到相邻脑组织中的血流的影响从而提供rCBF的测量。TDF因其大略提供对局部CBF的连气儿、实时监测而备受爱好，使临床医师大略立即检测大脑灌输的变化并对其作念出反应。正常rCBF值范围为20至30mL/100g/min，偏离该范围可指令病理状态。举例，rCBF镌汰可能是缺血的信号，而过高的值可能示意充血，这两种情况齐需要立即就医。TDF抓续监测rCBF的材干有助于率领调节喧阗门径，如优化脑灌输压力和科罚ICP。尽管TDF有公正，但它照实有局限性，包括其侵入性和由于探针舍弃或探针周围组织变化而产生测量谬误的可能性。但是，TDF仍然是神经危重患者CBF能源学精细科罚的珍爱器用。

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CMD

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CMD是一种复杂的神经监测本事，越来越多地用于神经重症监护，以在细胞水平上评估脑组织的代谢状态。这项本事包括将一根小导管插入大脑施行，平常位于大脑皮层。该导管灌输有生理溶液，不错网罗细胞外液体，这反馈了脑组织内发生的代谢历程。CMD的主要安妥症是TBI、SAH或泰半球卒中患者，它有助于检测可能导致继发性脑毁伤的代谢絮叨。微透析导管的舍弃平常由神经成像或手术率领，方针是将其定位在感有趣的区域内或隔邻，如卒中时间的半影区或TBI的风险区域。分析网罗的样本中的多样生物化学标志物，这些标志物提供细胞代谢信息，如葡萄糖、乳酸、丙酮酸和谷氨酸水平。

CMD的一个关键已矣策动是乳酸盐/丙酮酸盐比率（LPR）。正常的LPR平常低于25。LPR升高标明厌氧代谢发生变化，平常是由于缺血或缺氧，并与脑毁伤患者的不良预后相关。LPR升高不错率领旨在改善脑灌输和氧合的喧阗门径。相悖，低LPR值，特别是当伴有低血糖水平时，可能标明高血糖溶化，这是毁伤后早期出现的一种情况。CMD提供相关大脑生化环境的实时信息，为急性脑毁伤患者提供量身定制的调节。这项本事的数据有助于率领调节决策，如优化脑灌输压力、调整葡萄糖和氧运输以及减轻得意性毒性。尽管CMD具有侵入性，需要成心的开荒和专科常识，但它是神经重症监护库中的一个强盛器用，为大脑代谢提供了特地的观点，并率领患者的特定调节政策（表1）。

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逆向透析是CMD的一种特地应用，通过微透析导管将物资赐与脑施行，从而进行局部调节喧阗或代谢研究。逆向透析的一个具体应用是琥珀酸的局灶性灌输，琥珀酸是三羧酸轮回中的关键中间体。通过逆向透析赐与琥珀酸不错行为评估脑内线粒体功能和细胞代谢的器用。这种方法的前提是局部赐与琥珀酸不错改善线粒体呼吸，特别是在代谢受损或线粒体功能防止的区域。Stovell等东说念主旨在研究琥珀酸盐对急性脑外伤患者大脑能量代谢的影响。对8名脑外伤患者进行的研究标明，通过微透析灌输琥珀酸盐可普及细胞外丙酮酸水平并镌汰LPR，标明细胞化学性质得到改善。真理的是，在个体患者中发现LPR的镌汰与磷酸肌酸/ATP比率的增多之间存在显耀研究性，这标明琥珀酸盐可能会增强线粒体功能防止的TBI患者的大脑能量代谢。本研究守旧LPR与脑能量状态之间的研究以及琥珀酸盐调节TBI患者的后劲。

Khellaf等东说念主的这项研究聚合在表清晰能量代谢受损的TBI患者身上，如LPR升高所示，在33名MMM下TBI患者中，73%的患者被发现。研究东说念主员通过逆向透析给药2，3-13C2琥珀酸二钠，不雅察到LPR镌汰了12%，脑葡萄糖增多了17%。微渗析物的核磁共振波谱阐述，给药的琥珀酸通过三羧酸轮回在细胞内代谢。这项研究使用了一种以LPR为重心的分级科罚决议，并整合了多样神经重症监护监测方法，讲授琥珀酸酯给药不错改善伴有CMD的TBI患者的能量代谢。

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皮层电图和dEEG

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在重症监护室的神经重症监护中，皮层电图（ECoG）和dEEG在全面监测和调节严重脑毁伤患者和有神经并发症风险的患者（如癫痫发作或癫痫）方面阐明着关键作用。ICU环境中的ECoG主要用于对皮层电活动进行精准监测至关重要的情况，如TBI患者或神经外科手术后。这项本事包括将电极径直舍弃在大脑名义，提供皮层电活动的高分辨率数据。在急性照管环境中，ECoG不错用于检测头皮脑电图上不赫然的隐微癫痫发作，从而率领抗癫痫调节。此外，它不错实时监测皮层功能，为脑水肿或脑缺血的决策提供有价值的信息。

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dEEG波及将电极插入脑组织，对于监测脑深部毁伤患者或领受过皮质下结构手术的患者至关重要。在重症监护室，dEEG平常用于有癫痫发魄力险的患者，这些癫痫发作源于大脑深部区域，而名义EEG阻滞易捕捉到这些区域。这项本事在分袂癫痫活动和其他体式的非常大脑活动（如创伤后或术后变化）方面特别有价值。dEEG提供的癫痫发作的精准位置对于率领靶向抗癫痫药物的给药以及在难治性癫痫病例中决定潜在的手术喧阗至关重要。

Connolly等同期得回了2名领受临床爆发扼制的患者的脑电图和ICP数据。他们细则了一种血管舒张指数来评估急性脑毁伤患者的神经血管耦联。他们发现，脑电图捕捉到的电活动与ICP的瞬时增多相关，ICP的上涨和下落与脑电图上看到的爆发和扼制相关。他们臆测了一种抛物线关系，其中ICP在EEG爆发后8秒达到峰值，然后在约莫15秒后归一化。此外，研究血管舒张指数的存在标明，ICP的增多主淌若由脑血管血流能源学的变化驱动的。

五

无创神经监测器用

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TCD

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TCD的一个关键应用是臆测打算Lindegaard比率，这是一个用于分袂脑血管痉挛和充血的策动。通过将大脑中动脉的平均血流速率除以颅外颈内动脉的平均速率（MV）来臆测打算Lindegaard比率。比值大于3示意血管痉挛。这种区别至关重要，尤其是在SAH后的患者中，因为它率领调节决策和喧阗门径，以适度血管痉挛和防卫缺血性并发症。

TCD 还不错障碍臆测 CBF。天然 TCD 弗成径直测量 CBF 容量，但血流速率可行为替代策动。通过评估血流速率在多样生理和药物挑战下的变化，TCD 不错提供相关脑血管反应性和自动调节的信息。举例，屏气或二氧化碳挑战测试等本事可用于评估脑血管反应性，二氧化碳水平的增多会导致血管推广和血流速率增多。这种反应不错量化，并用于评估大脑自动调节机制的完整性。

从 TCD 超声波中得回的搏动指数（PI）是反馈脑血管血流阻力的重要参数。搏动指数的臆测打算公式为 PI = [收缩峰值速率 - 舒张末期速率 (EDV)]/MV。贝林格 PI 公式是示意脑血管阻力的另一种方法，臆测打算公式如下：贝林格 PI = [2 × (MV - EDV)]/（收缩速率峰值 + EDV）。这两个公式齐用于评估脑血流能源学，PI 值越高平常示意脑血管阻力越大，这在脑血管痉挛或 ICP 增高等情况下不错看到。

在 SAH 患者中，PI 值升高平常标明脑血管阻力增多，这可能是由于脑血管痉挛或 ICP 升高等因素酿成的。监测 SAH 患者的 PI 特别有助于早期发现血管痉挛，这是一种常见的严重并发症，可导致蔓延性脑缺血。PI 升高可能早于血管痉挛的临床症状，为早期喧阗提供了窗口。此外，PI 还有助于评估旨在缓解血管痉挛和适度脑血流能源学的调节喧阗门径的疗效。PI 升高约 1.5 与 SAH 中的血管痉挛相关，正常 PI 范围为 0.5-0.6。

脑灌输压也可根据 TCD 测量值按以下公式估算：CPP = 平均流速/（平均流速 - EDV）×（MAP - 舒张压）。

Kim等东说念主从数千个单独的波形中创建了平均ICPwf。在ICU的非急性脑毁伤中也不雅察到肖似的脑血流能源学毁伤。举例，脓毒症患者在早期脓毒症中的中位血流速率和PI升高，而在早期脓毒血症中大脑自动调节莫得受损。但是，在晚期脓毒症中，如故不雅察到大脑自动调节受损。

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NIRS与脑氧饱和度测量

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NIRS诈欺电磁波谱的近红外区域（约 500-800 纳米）来细则大脑的特质。红外线光束穿过物资，然后由感测探头根据比尔-朗伯定律进行解读。A = [(log)_10 I_0]/I_i = alc. 其中 A = 吸光度，a = 摩尔招揽率，I = 样品的旅途长度，c = 溶液中化合物的浓度。

NIRS的主要优点是无创、易于使用，而且无需患者稳定或转运即可进行实时监测。但是，其局限性包括对颅外欺侮（如头皮和颅骨肉流）的明锐性、有限的穿透深度（罢清醒对皮质名义的评估）以及基于个体剖解和探针位置的读数变化。近红外成像本事的一个重要应用是评估大脑的自动调节材干，以及大脑在全身血压变化的情况下保抓踏实 CBF 的材干。近红外光谱可生成多样测量值，包括区域脑氧饱和度（rSO2）、区域脑血流指数、组织氧接管分数、组织氧合指数和相对总组织血红卵白浓度。还不错通过测量细胞色素 c 氧化酶的氧化状态来臆测神经元内的氧代谢。

时域和频域分析对于评估大脑自调节和血流动态至关重要。根据 rSO2 与 ABP 的研究性得出的脑氧饱和度指数（COx）诈欺时域分析不雅察 rSO2 如何随血压波动而变化，并诈欺频域分析查验这些信号的频谱因素。COx 阳性标明自调节功能受损，即脑氧被迫奴隶系统压力的变化。组织氧反应指数（TOx）与 ABP 研究，其功能肖似，可提供相关脑氧合踏实性的信息。血红卵白容积指数（HVx）使用近红外光谱的相对总组织血红卵白浓度，并将其与 ABP 研究联，以评估脑血容量的变化。HVx 呈阳性标明自调节功能受损，表露为脑血容量与血压之间的被迫关系。

终末，脑血流自动调节指数将区域脑血流指数与 ABP 研究起来，有助于了解NIRS估测的 CBF 如何对全身压力变化作念出反应。脑血流自动调节指数的高研究性意味着血压对 CBF 有径直影响，标明丧失了自动调节材干。正常的 rSO2 值为 55%-80%，低于 50%则示意脑缺血。TOx和COx是评估大脑自动调节材干最无为使用的策动。TOx/COx 值升高与谵妄和升天风险增多相关。这些分析有助于创伤性脑毁伤、脑卒中庸 SAH 等疾病的神经重症监护，为特定患者的调节提供重要信息（表 2）。

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Damian等东说念主探讨了NIRS在监测完全性大脑中动脉卒中庸研究脑肿胀患者颅内氧合方面的灵验性。这项研究波及24名患者，他们在两个额叶上舍弃近红外光电二极管，以常常刻隔测量rSO2。研究已矣标明，尽管rSO2的完满值在患者之间存在显耀相反，何况与临床数据莫得径直研究性，但梗死半球和对侧半球之间的rSO2相反提供了有价值的信息。在大多数情况下，梗死侧的这种相反平常更高。特别是，rSO2的相反跟着脑肿胀而镌汰，在脑疝患者中清除，但在告成的半颅骨减压切除术后显耀增多。Kurth等东说念主的研究重心是使用NIRS细则壮盛儿（仔猪）脑氧饱和度（SCO2）的缺氧缺血性阈值。在60头麻醉仔猪中，该研究将SCO2水平与脑电图、脑ATP和乳酸浓度的变化研究联，并将其与CBF和矢状窦氧饱和度进行比较。关键发现包括细则乳酸增多、微小和主要脑电图变化以及ATP减少的SCO2阈值，分别为44%、42%、37%和33%。这些阈值赫然低于68%的基线SCO2，标明在正常功能和功能防止之间有一个特别大的缓冲区。

诈欺NIRS的一个主要已矣因素是散射和反射。光束会穿过多层皮肤、组织和骨骼。典型的光源到检测距离为 4 厘米，可测量约 0.3 厘米的大脑皮层。此外，在神经外科患者或患有创伤性脑毁伤的患者中，CSF、硬膜下积液 和血液成品（包括铁）可能会进一步影响NIRS的临床应用。患者之间的生物学相反，包括动-静脉充盈的变化，也妨碍了 “正常 ”基线值的使用。相悖，将NIRS指数行为变化的 “趋势监测器 ”可能会有更大的临床用途。

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ONSD

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测量 ONSD 已成为神经重症监护中估算 ICP 的一种无创本事。ONSD 评估所依据的旨趣是，视神经鞘与蛛网膜下腔相邻，能反馈 CSF 压力的变化。ICP 的增多会导致视神经鞘直径的相应增多。视神经鞘直径平常给与经眶超声本事进行测量，这是一种床旁超声本事。将超声探头放在闭合的眼睑上，在视神经垂直于探头的眼球后 3 毫米处进行测量。

在无法进行有创 ICP 监测或有创方法禁忌症的患者中，ONSD 测量尤其有用。它已被灵验用于调节创伤性脑毁伤、中风和特发性颅内高压等疾病。多项研究考证了 ONSD 测量值与有创 ICP 读数之间的研究性。据报说念，ONSD 检测 ICP 升高的理智度和特异性齐很高，是一种可靠的替代标志物。但是，患者个体相反和本事依赖性是需要仔细解读 ONSD 测量已矣的因素。

Chang 等东说念主探讨了 TBI 患者术后 PI、ONSD 和 ICP 之间的研究性。该研究波及 68 名 TBI 患者，使用 TCD 超声波分析了这些参数之间的关系。主要发现包括 ONSD 和 ICP 之间存在赫然的研究性，尤其是当 ONSD ≥ 5 mm 时。此外，还不雅察到 PI 与 ICP 之间存在很强的研究性，尤其是在术后第 6 天和第 7 天。研究还评估了 PI 和 ONSD 在揣度颅内高压方面的灵验性，发现 PI ≥ 1.2 mm 和 ONSD < 5 mm 的组合提供了最准确的揣度，弧线底下积 (AUC) 为 0.943。这些已矣突显了 PI 和 ONSD 行为无创方法评估和揣度 TBI 术后患者 ICP 升高的实用性。

在系统追忆和聚集分析中，Aletreby 等东说念主评估了 ONSD 超声波行为升高的 ICP 非侵入性估共策动的会诊准确性，并将其与圭臬侵入性 ICP 测量进行了比较。追忆性研究包括 18 项前瞻性研究，主要分析了 16 项研究中的 619 名患者。分析特别领会，ICP 和 ONSD 之间的研究总共为 0.7，标明两者关系密切。但是，元记忆并未发现任何重要的协变量，对严重创伤性脑毁伤和施行ICP进行的亚组分析标明莫得异质性。研究得出的论断是，天然 ONSD 超声是评估 ICP 的重要器用，但在可行和符合的情况下，它不应取代侵入性方法。ONSD 的会诊精准度很高，这标明它可行为评估 ICP 的扶助器用，尤其是在无法立即或无法进行有创监测的情况下。

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TMD

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TMD 测量是一种新兴的估算 ICP 的无创本事。其基本旨趣基于颅内腔与内耳淋巴周围液之间的剖解和生理研究。ICP 的变化会传递到耳周液，并影响饱读膜的位置和活动度。TMD 使用成心开荒进行测量，该开荒可检测饱读膜在声息刺激下的领会并进行量化。平常，将探针插入外耳说念，形成密封。引入低频声波，纪录饱读膜的迁移。然后对位移形状进行分析，以推断 ICP 水平，特定的位移特征与 ICP 的增多研究。

Evensen 等东说念主进行了一项研究，以细则饱读膜压力 (TMP) 波形是否不错无创臆测 ICP 波形。该研究波及 28 名因临床原因（如 SAH 后的监测或 CSF 轮回防止的会诊）而领受有创 ICP 测量的患者。研究东说念主员为每位参与者竖立了有创 ICP 和无创 TMP 信号之间的传递函数臆测值，方针是评估该方法的后劲。该方法的考证包括比较根据臆测的 ICPwf 和有创测量的 ICPwf 臆测打算出的平均波幅 (MWA)。研究发现，在 28 名患者中，有 4 名患者（14%）的特定无创 ICP 信号不错令东说念主闲隙地揣度 MWA。在这 4 名患者中，突出 50% 的不雅察已矣领会，原始 MWA 与臆测 MWA 之间的相反小于 1.0 mmHg，突出 20% 的不雅察已矣领会，原始 MWA 与臆测 MWA 之间的相反小于 0.5 mmHg。此外，研究还发现耳蜗导水管具有物理低通滤波器的功能，会影响压力信号的传输。这一发现意念念要紧，因为它标明使用 TMP 波形对某些患者的 ICPwf 进行无创臆测是可行的，尽管这种方法的灵验性因东说念主而异。研究标明 TMP 波形分析在无创 ICP 监测中的后劲，但也强调了进一步研究的必要性，以普及其准确性和适用性。

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PET

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正电子辐射臆测打算机断层显像（PET）是一种高度复杂的成像形状，通过提供大脑病理学的功能和代谢信息，在神经重症监护中阐明着关键作用。正电子辐射臆测打算机断层显像（PET）是通过检测正电子辐射放射性核素（示踪剂）障碍辐射的伽马射线来杀青的，这种放射性核素是通过生物活性分子参加东说念主体的。这种本事对于评估大脑革故更始、血流量和受体结合尤为重要，是了解大脑生化历程的一个特地窗口。平常情况下，示踪剂（如 18F-氟脱氧葡萄糖）会被活跃的脑组织招揽。PET 扫描到的示踪剂漫衍与区域性脑葡萄糖代谢研究，可匡助了解神经元的活力和功能。正电子辐射臆测打算机断层显像的主要优点是大略提供相关大脑功能状态的详备信息，这是其他成像形状无法得回的。但是，其局限性包括资本高、可用性有限以及需要放射性示踪剂。此外，PET 数据的解读需要复杂的分析本事和对大脑病理生理学的绝对邻接。

Veenith 等 诈欺氧 15 标志 PET 和氟 18 标志的氟咪唑（18F-FMISO）PET 聚集成像研究了创伤性脑毁伤患者的组织缺氧和缺血情况。这项研究波及 10 名创伤性脑毁伤患者和两个对照组，每个对照组有 10 名健康志愿者，他们齐领受了 18F-FMISO 和氧 15 标志的 PET 扫描。研究评估了创伤性脑毁伤早期大血管和微血管缺血的服务和漫衍情况。主要发现是，与对照组比拟，创伤性脑毁伤患者缺血脑容量和缺氧脑容量的中位数赫然更高。这些病理生理学组织类别在毁伤脑区和正常外不雅脑区的空间漫衍不匹配。缺氧脑容量区的 CBF、脑血容量和脑氧代谢率与缺血脑容量区相通，但氧接管分数较低，标明毁伤更为严重。对脑组织血氧饱和度的监测标明，在氧分压为 15 mmHg 或更低时，18F-FMISO 拿获可能会增多。研究得出论断，创伤性脑毁伤的组织缺氧并不局限于结构非常的区域，也可能在莫得传统大血管缺血的情况下发生。这一发现与微血管缺血一致，强调了针对这些生理变化采用新式神经保护政策的必要性。

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HRV分析

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心率变异是神经重症监护中的一种新兴器用，可为了解自主神经系统的功能提供珍爱的信息。心率变异是指心跳时刻终止变化的生理舒畅，通过心跳间期的变化来测量。它反馈了腹黑对多样生理和环境刺激作念出反应的材干。对于患有创伤性脑毁伤、脑卒中庸其他神经系统疾病的患者，心率变异分析有助于评估自主神经功能防止，这平常是继发性并发症。心率变异策动与脑毁伤的严重进度相关，不错揣度预后。举例，心率变异镌汰与创伤性脑毁伤患者的预后不良相关，标明自主神经失调进度较高。

Megjhani 等东说念主开展了一项研究，评估使精心率变异测量检测动脉瘤性 SAH 患者的神经性心源性毁伤（NCI）。该研究纳入了 326 名连气儿入院的患者，其中 56 东说念主（17.2%）出现了 NCI，NCI 的界说是室壁领会非常伴心室功能防止或心肌肌钙卵白 I 水平升高，但无冠状动脉功能不全的迹象。研究给与多档次纵向线性记忆方法，检修了心率变异测量与 NCI 之间的关系，并评估了基线和随时刻变化的组间相反。已矣领会，NCI 受试者的迷跑神经活动减少，表露为低/高频率比值升高，这标明交感-迷跑神经均衡发生了变化，趋向于交感神经活动。扫数时域心率变异测量值在患有SAH和NCI的患者中均较低。

诈欺集会机器学习方法，这些心率变异测量值被滚动为一种分类器用，该器用具有考究的分辨材干，接收者操作特征弧线底下积（AUC-ROC）为 0.82，精准调回弧线底下积为 0.75，正确分类率为 0.81。研究得出论断：心率变异测量与 NCI 显耀研究，使精心率变异繁衍特征的机器学习模子不错灵验地对发生 NCI 的 SAH 患者进行分类。这标明，通过机器学习本事增强心率变异分析，不错成为早期检测 SAH 患者 NCI 的重要器用。

恶性病笃症和迷漫性脑白质病毒性白质疾病的医疗科罚也与心率变异性参数的镌汰相关，包括正常-正常终止的圭臬差、连气儿正常-正常R-R终止相反突出50毫秒的百分比、连气儿RR终止的均方根，以及腹黑熵。

Srichawla 等东说念主对心率变异生物反馈调节创伤性脑毁伤后自主神经系统失调的恶果进行了系统性评估。研究发现，参与者平均领受了 11 次心率变异生物反馈调节（1 至 40 次不等）。已矣标明，心率变异生物反馈与创伤性脑毁伤患者心率变异的改善相关。此外，生物反馈后心率变异的增多与创伤性脑毁伤的收复之间存在正研究。解析和豪情功能以及头痛、头晕和寝息问题等体魄症状均有所改善。

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MMM和机器学习

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在重症监护病房将 MMM 与机器学习相结合，是神经重症监衬边界的一猛向上。这种交融诈欺从多样监测形状（如ICP、脑血氧饱和度、脑电图和脑组织氧合）得回的玄虚数据，通过揣度分析和决策守旧系统改善患者调节。机器学习算法不错分析来自 MMM 的雄壮而复杂的数据集，识别东说念主类分析可能无法察觉的形状和关联。通过这种方法，不错在临床症状赫然之前揣度关键事件，如继发性脑毁伤、脑缺血或行将发生的癫痫发作。举例，充分使用 MMM 与先进的机器学习本事相结合，不错在脑疝玄虚症发生前数小时识别出脑疝玄虚症。神经聚集、守旧向量机和决策树等算法已被应用于神经监测数据，以揣度已矣并率领调节喧阗。

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大色网

Tas 等东说念主研究了 MMM 在多样急性脑毁伤成年患者中的应用，包括创伤性脑毁伤、SAH、脑内出血、急性缺血性卒中庸腹黑骤停后缺氧缺血性脑毁伤。该综述涵盖了2015年至2022年的研究，细则了112项MMM研究，强调了大多数研究中ICP监测与脑组织氧合PbtO2的主要结合。他们的分析标明，MMM 主要应用于 TBI 和 SAH 病例，研究的样本量中位数为 36 例患者，其中许多研究消耗了 5 年多的时刻才招募到参与者。研究分为不雅察性研究（68 项）和喧阗性研究（44 项），喧阗性研究又分为全身性喧阗、脑部喧阗和 MMM 诱骗下的喧阗。绝大多数（82%）以 MMM 为率领的喧阗研究将临床已矣行为尽头，其中 78% 的研究标明，以 MMM 为率领的喧阗能显耀改善已矣。本综述的主要局限性包括：仅由一位作家进行纪录筛选，且未按照公认的 PRISMA 指南进行系统综述。

Schweingruber 等东说念主使用递归机器学习模子进行了一项研究，以揣度领受有创 ICP 监测的患者 ICP 的显耀增多。该研究使用由 1346 名患者构成的机构部队（ICP-ICU）对模子进行了老师，并在两个公开数据集上对模子进行了外部考证：重症监护医疗信息集市（MIMIC，998 名患者）和急诊重症监护室互助研究数据库（eICU，1634 名患者）。这些模子旨在揣度畴昔数小时内突出 2 小时的 ICP 升高 22 mmHg。研究评估了危境阶段前 24 小时内不同时间终止的揣度性能，发刻下刻终止越长，性能越低。不外，即使在 24 小时内，模子也能表清晰持重的 AUC-ROC（ICP-ICU：0.826；MIMIC：0.836；eICU：0.779），而在较短的时刻终止内（1 小时 AUC-ROC：ICP-ICU：0.982；MIMIC：0.965；eICU：0.941），模子的 AUC-ROC 则更高。基于长短期哀悼（LSTM）的机器学习模子可在疏淡的每小时数据上运行，并能处理输入长度可变和数据缺失的问题。研究还应用了基于梯度的特征重要性分析来揭示模子的决策历程，从而普及了模子的临床可解释性。研究已矣标明，递归机器学习模子，尤其是基于 LSTM 的模子，不错成为揣度 ICP 升高的灵验器用，在神经重症监衬边界具有很高的滚动后劲。该研究波及揣度 ICP 随时刻的变化，这自身便是一种规章数据。LSTM 等递归模子旨在通过保抓对先前输入的哀悼来处理时刻序列数据。这对于根据往日的趋势准确揣度畴昔事件至关重要。它们不错处理数据网罗中的不一致性，这在临床环境中很常见。鉴于其复杂性，存在对老师数据过度拟合的风险，这会镌汰模子在新的未见数据上的性能。

MASTER-TBI 名堂是一项多中心纵向部队研究，给与新式羼杂云平台和数据科学本事，网罗和分析在澳大利亚三家创伤重症监护室领受 ICP 监测和 ICM+® (Cambridge Enterprise) 神经监测的中重度 TBI (m-sTBI) 患者的数据。互助给与羼杂云平台进行数据存储和科罚。羼杂云平台将企业里面基础要害（或特地云）与寰球云相结合，可无邪、可扩展且更安全地处理数据。这在医疗保健环境中尤其有用，因为在这些环境中会产生多半明锐数据，需要在驯服数据保护律例的同期高效处理这些数据。采集用于分析的数据包括病理生理事件、手术喧阗、入院时刻和重症监护室入院时刻、患者出院状态以合格拉斯哥已矣评分扩展（如果有）6 个月。该研究强调了在MASTER-TBI互助名堂中开发以数据科学为基础的系统和本事，方针是最大限定地诈欺高分辨率m-sTBI患者神经监测数据。据先容，所开发的系统具有改进性和宇宙一活水平，有可能显耀改善 m-sTBI 患者的照管和调节恶果。

论断

将神经物理旨趣（包括脑血流能源学和能量学）、MMM 和使用机器学习算法的高档数据科学分析整合在沿途，为神经重症监衬边界提供了一个出路繁密的交叉点。畴昔还将取得更多进展，包括评估 ICP、脑氧饱和度和体温的三腔颅内监护仪，以及同步 PbtO2-EEG、NIRS-EEG 和逆行透析。将这些器用与先进的机器学习模子结合使用，不错改善重症监护室内的揣度建模。举例，在 SAH 发生前数小时或数天对颅内高压、研究脑疝玄虚征和蔓延性脑缺血进行臆测。此外，更好地了解急性脑毁伤的潜在脑生理学将为调节提供更多的道路。因此，神经内科医师的变装正在从神经预后者变嫌为神经保护者。但是，链接鼓动咱们的本事和方法以进一步普及咱们对神经重症监护病房的脑生理学和患者调节的邻接是至关重要的。

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开首：Srichawla BS. Future of neurocritical care: Integrating neurophysics， multimodal monitoring， and machine learning. World J Crit Care Med 2024; 13(2): 91397 [DOI: 10.5492/wjccm.v13.i2.91397]

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转载开首丨公众号：斌哥话重症男同 動漫

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