神經(jīng)瞳孔指數(shù)在神經(jīng)重癥病人中應(yīng)用的研究進(jìn)展

周 琴，陳愛琴

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院，浙江 310009

瞳孔檢查是神經(jīng)病學(xué)評估的關(guān)鍵組成部分[1]，瞳孔不等大、大小異常和對光反射異常是高顱內(nèi)壓癥狀，被認(rèn)為是動眼神經(jīng)或視神經(jīng)的機(jī)械壓迫、灌注不足或缺氧的表現(xiàn)，并且與不良的神經(jīng)功能預(yù)后相關(guān)[2]。常規(guī)的瞳孔評估基于視覺定性評價，受檢查者經(jīng)驗、視覺敏銳度及測量環(huán)境因素影響較大[3]，僅限于評估瞳孔是否等大及有無瞳孔對光反應(yīng)，檢查者間一致性較低，并且存在主觀判斷及不精確的描述[4]，測量中位數(shù)誤差為0.5 mm，是紅外瞳孔測量儀的2 倍多[5]。神經(jīng)瞳孔指數(shù)（neurological pupil index，NPI）[6-8]是基于正常瞳孔儀值模型，通過整合得出的換算值[9],具有檢查者之間的差異較小，不易受環(huán)境因素的影響，并且能夠檢測手動方法觀察不到的細(xì)微變化的特點[10]，可為后續(xù)多模態(tài)監(jiān)測提供客觀依據(jù)[4]?；谏窠?jīng)瞳孔指數(shù)的巨大優(yōu)勢，現(xiàn)就神經(jīng)瞳孔指數(shù)在神經(jīng)重癥應(yīng)用的研究進(jìn)展予以綜述，以為今后的研究提供參考。

1 瞳孔病理生理學(xué)

瞳孔正常直徑為2～5 mm，其直徑的變化受瞳孔括約肌和開大肌控制,分別受副交感神經(jīng)、交感神經(jīng)支配[11]。交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)相互協(xié)調(diào)、制約,控制著瞳孔的變化，調(diào)控瞳孔括約肌和瞳孔開大肌。瞳孔對光反射是一種反射性的不隨意運(yùn)動,可以相對準(zhǔn)確、客觀地評價神經(jīng)系統(tǒng)狀況，做出神經(jīng)系統(tǒng)疾病的定位診斷。病人顱腦自動調(diào)節(jié)功能受損，腦干血流會根據(jù)血壓變化而變化，損傷后不同部位瞳孔反應(yīng)也會不同[3]。傷后即雙側(cè)瞳孔不等、變化無常多考慮原發(fā)腦干傷。單側(cè)散大、光反射消失的瞳孔多見于小腦幕疝壓迫第三對腦神經(jīng)所致。如瞳孔不等且伴有光反射減弱或消失以及神志不清往往為中腦功能損害的表現(xiàn)。

2 神經(jīng)瞳孔指數(shù)

神經(jīng)瞳孔指數(shù)是基于正常瞳孔儀值模型的換算值，采用自動紅外瞳孔儀對瞳孔的收縮速度、最大瞳孔直徑、最小瞳孔直徑、瞳孔大小的變化、收縮速度、最大收縮速度、收縮潛伏期、擴(kuò)張速度、百分比變化等進(jìn)行精確測量[12]。神經(jīng)瞳孔指數(shù)不是瞳孔對光的線性反應(yīng)，因為瞳孔的大小會被注意力、適應(yīng)能力和環(huán)境光的適度變化所混淆。腦損傷會改變影響瞳孔對光反射激活潛伏期、瞳孔大小、收縮和擴(kuò)張速度以及恢復(fù)時間[13]。研究指出，在評估格拉斯哥昏迷評分法（GCS）評分＜8 分和CT 掃描輕度異常但無顱內(nèi)壓增高、彌漫性腦水腫或腫塊效應(yīng)的病人時，神經(jīng)瞳孔指數(shù)可以作為一個附加參數(shù)來考慮[14]，有助于檢測顱內(nèi)中線移位和監(jiān)測顱內(nèi)壓滲透療法對瞳孔功能的影響[15]。

神經(jīng)瞳孔指數(shù)為0.0～5.0，精度為0.1[6]，分為瞳孔光反應(yīng)正常(3.0～5.0)、瞳孔光反應(yīng)異常(＜3.0)和無反應(yīng)(0.0)3 個等級[16-17]。神經(jīng)瞳孔指數(shù)是評價瞳孔反應(yīng)的客觀指標(biāo)[18]，目前主要應(yīng)用于神經(jīng)預(yù)后評估的研究中[19]。同時，神經(jīng)瞳孔指數(shù)值異常也被證明對預(yù)測急性腦部疾病后昏迷病人和心搏驟停病人的不良預(yù)后具有高特異性[9]，但需要排除其他干擾因素，如年齡增長、全身麻醉、阿片類藥物、暗光刺激、糖尿病性神經(jīng)病變、白內(nèi)障等[20]。

3 神經(jīng)瞳孔指數(shù)在神經(jīng)重癥病人中的應(yīng)用

瞳孔檢查是神經(jīng)系統(tǒng)評估的重要組成部分，腦損傷的改變會影響瞳孔對光反射潛伏期、瞳孔大小、收縮和擴(kuò)張的速度以及恢復(fù)時間，反映病人病情變化情況、治療效果且與不良預(yù)后有關(guān)[21]。在一項樣本為420 例的研究中，1 個或2 個瞳孔無反應(yīng)的病人6 個月死亡率為53%，2 個瞳孔均有反應(yīng)的病人死亡率為29%[22]。入院時GCS 評分為3 分且瞳孔固定或擴(kuò)張的病人生存率較低，而入院時GCS 評分為4 分且存在瞳孔反應(yīng)的病人生存率為33%。入院時神經(jīng)瞳孔指數(shù)正常的病人3 個月的神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后優(yōu)于其他病人[23-24]。神經(jīng)瞳孔指數(shù)＜3.0 的急性變化提示醫(yī)護(hù)人員應(yīng)在神經(jīng)瞳孔指數(shù)變化后30 min 內(nèi)完成急診成像[25]。神經(jīng)瞳孔指數(shù)還可用于腦損傷昏迷病人的分診，對于GCS 評分≤8 分的昏迷病人，當(dāng)他們的腦成像沒有顯示出突出、中線移位或顱內(nèi)壓升高的直接征象時，瞳孔測量讀數(shù)可能提供額外的數(shù)據(jù)，有助于管理[14]。對無腫塊效應(yīng)或顱內(nèi)壓增高征象的病人，神經(jīng)瞳孔指數(shù)≥3.0 可能是令人放心的。輕度顱腦損傷病人的收縮速度和擴(kuò)張速度降低[26]。低神經(jīng)瞳孔指數(shù)可能預(yù)示著嚴(yán)重的腦損傷，需要緊急外科手術(shù)。雖然大多數(shù)遭受腦震蕩的受試者將在相對較短的時間內(nèi)變得無癥狀，但與健康對照組比較，腦震蕩病人的最大和最小瞳孔直徑更大，這種表現(xiàn)可能會持續(xù)一生，可作為臨床診斷、治療和決策的生物標(biāo)志物[13]。對創(chuàng)傷性腦損傷(TBIs)病人進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的瞳孔檢查有助于早期發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)壓升高和即將發(fā)生的神經(jīng)系統(tǒng)惡化[3]。研究顯示，使用滲透療法治療的腦損傷病人在2 h 內(nèi)觀察到神經(jīng)瞳孔指數(shù)的恢復(fù)，特別是在干預(yù)前神經(jīng)瞳孔指數(shù)低于3.0 的情況下[27]，是治療后瞳孔功能恢復(fù)的指標(biāo)[28]。

3.1 神經(jīng)瞳孔指數(shù)監(jiān)測顱腦損傷病人顱內(nèi)壓

顱內(nèi)壓升高可能會改變腦干功能，導(dǎo)致瞳孔大小、對稱性和瞳孔光反應(yīng)異常[15]。顱內(nèi)壓升高導(dǎo)致的神經(jīng)瞳孔指數(shù)下降可能與直接腦干壓迫和腫塊效應(yīng)導(dǎo)致的永久性腦畸變有關(guān)或者與腦脊液壓力增加導(dǎo)致的視神經(jīng)可逆壓迫有關(guān)(在滲透治療后恢復(fù)正常)。這2 種情況有不同的預(yù)后意義，持續(xù)異常的神經(jīng)瞳孔指數(shù)似乎與非常差的預(yù)后相關(guān)[29]。首先，腦脊液壓力增加會降低視神經(jīng)灌注，引起相關(guān)的神經(jīng)瞳孔指數(shù)降低，但不一定意味著嚴(yán)重或廣泛的腦干損傷、功能障礙或腦水腫[30]。在這種情況下，神經(jīng)瞳孔指數(shù)恢復(fù)(如降顱壓治療后)可能與更有利預(yù)后相關(guān)，研究表明，神經(jīng)瞳孔指數(shù)在滲透治療后2 h 內(nèi)顯著改善[31]。其次，神經(jīng)瞳孔指數(shù)下降可能是由于直接腦干壓迫，因此這種情況是永久性的(無神經(jīng)瞳孔指數(shù)恢復(fù)),并與病情更復(fù)雜且伴隨更差的預(yù)后[15]。73%的小腦幕前疝病人在疝發(fā)生前的某個時間點有異常的神經(jīng)瞳孔指數(shù)(＜3.0)，在疝出事件發(fā)生前7.4 h 發(fā)生改變，具有預(yù)測性。在病人出現(xiàn)臨床癥狀之前，這一早期跡象可能為重癥護(hù)理團(tuán)隊提供幾個小時的預(yù)警時間[32]。臨床工作者及時發(fā)現(xiàn)并加以重視，提前部署治療方案，可改善病人預(yù)后情況[33]。神經(jīng)瞳孔指數(shù)可用于調(diào)節(jié)降顱壓藥物的劑量和時間，異常趨勢的神經(jīng)瞳孔指數(shù)可能提醒醫(yī)生開始高滲治療或考慮去骨瓣減壓術(shù)[31]。未來的研究可以探討神經(jīng)瞳孔指數(shù)在檢測早期血腫擴(kuò)張和惡化的中線移位中的作用[34]。

3.2 神經(jīng)瞳孔指數(shù)評估非驚厥性癲癇持續(xù)狀態(tài)(nonconvulsive status epilepticus，NCSE)

在沒有腦電圖的情況下，癲癇發(fā)作后失去意識或原因不明昏迷中沒有明顯腦結(jié)構(gòu)病變的病人，NCSE的診斷可能比較困難。在這些病例中，降低的神經(jīng)瞳孔指數(shù)可能促進(jìn)早期抗癲癇治療，即使沒有腦電圖確認(rèn)，這可能有助于良好的結(jié)果。與非NCSE 病人相比，NCSE 病人的神經(jīng)瞳孔指數(shù)明顯降低，左右神經(jīng)瞳孔指數(shù)差異明顯。國外研究認(rèn)為，在精神狀態(tài)改變的病人中檢測到降低的神經(jīng)瞳孔指數(shù)可提示應(yīng)盡早進(jìn)行腦電圖檢查，即使沒有腦電圖結(jié)果也可立即治療[35]。此外，在神經(jīng)危重癥護(hù)理環(huán)境中，瞳孔測量法可作為NCSE 病人無創(chuàng)神經(jīng)監(jiān)測的補(bǔ)充，可能有助于解釋常見的喚醒腦電圖異常，如廣泛性周期性癲癇放電和治療性昏迷后復(fù)發(fā)性NCSE 的早期發(fā)現(xiàn)。未來的研究可探索瞳孔測量法在評估病因不明的昏迷病人中的價值，以及其在治療性昏迷后蘇醒階段監(jiān)測NCSE 病人的潛在作用[36]。

3.3 神經(jīng)瞳孔指數(shù)預(yù)測和評估動眼神經(jīng)損傷和恢復(fù)

任何神經(jīng)或血管的操作都可能導(dǎo)致術(shù)后視力障礙。許多顯微外科系列報道的視功能改善率為40%～90%，但也有研究報道高達(dá)30%的病人視力惡化。但由于麻醉藥物的影響，視力依從性下降病人的術(shù)中視力評估是困難的。在推測為可逆的血管缺血導(dǎo)致術(shù)后視力喪失的病例中，神經(jīng)瞳孔指數(shù)可作為視力損害和隨后恢復(fù)的標(biāo)志。跟蹤神經(jīng)瞳孔指數(shù)的趨勢可評估動眼神經(jīng)的損傷和恢復(fù)。結(jié)核腦膜瘤的切除具有挑戰(zhàn)性，視覺結(jié)果是決定腫瘤切除的安全性和有效性的關(guān)鍵。研究表明，神經(jīng)瞳孔指數(shù)超過2.5～3.0 的閾值可能預(yù)示著接受鞍旁腫瘤切除術(shù)病人的視力改善。神經(jīng)瞳孔指數(shù)可成為視神經(jīng)功能的標(biāo)記物[37]。術(shù)后出血是經(jīng)鼻垂體手術(shù)常見的并發(fā)癥，血腫常壓迫視交叉神經(jīng)導(dǎo)致視力障礙，術(shù)后神經(jīng)瞳孔指數(shù)的改善可能表明視交叉神經(jīng)得到了充分的減壓，對于確定術(shù)后出血和確定是否需要手術(shù)清除血腫至關(guān)重要[38]。因此，神經(jīng)瞳孔指數(shù)是評估動眼神經(jīng)損傷和恢復(fù)的一種經(jīng)濟(jì)、有效的工具，未來可用于視力依從性下降病人的術(shù)中視力評估。

3.4 神經(jīng)瞳孔指數(shù)評估顱內(nèi)血流動力學(xué)

腦血流動力學(xué)取決于多種機(jī)制的相互作用。自主神經(jīng)系統(tǒng)通過交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)控制小、中型血管直徑。腦自動調(diào)節(jié)依賴于小動脈對透壁壓力的反應(yīng)部分受自主神經(jīng)調(diào)節(jié)基礎(chǔ)血管舒縮張力和腦血管對血流動力學(xué)挑戰(zhàn)的反應(yīng)影響。在缺血性和出血性腦卒中病人中，中線移位與神經(jīng)瞳孔指數(shù)、瞳孔收縮速度和不對稱性有顯著相關(guān)性，而與瞳孔大小無顯著相關(guān)性[39]。隨著神經(jīng)瞳孔指數(shù)下降到＜3.0，其變化與遲發(fā)性腦缺血的出現(xiàn)密切相關(guān)。71.4%的病人神經(jīng)瞳孔指數(shù)發(fā)生變化在臨床惡化前8 h 或更長時間[40]。神經(jīng)瞳孔指數(shù)突然下降到2.8 以下一般與神經(jīng)系統(tǒng)惡化相關(guān)，與病變部位無關(guān)。此外，與之前的評估相比，神經(jīng)瞳孔指數(shù)下降30%與大腦半球腦卒中病人的神經(jīng)系統(tǒng)惡化有關(guān)[41]。腦灌注不足以被認(rèn)為是導(dǎo)致危重膿毒癥病人腦功能障礙的原因之一。55%的膿毒癥病人腦灌注壓低，38%的病人顱內(nèi)壓高，73%的腦灌注壓小于60 mmHg，47%的顱內(nèi)壓高于15 mmHg。特別是低腦灌注壓和高顱內(nèi)壓導(dǎo)致灌注損害程度較大的病人，其神經(jīng)瞳孔指數(shù)最低。神經(jīng)瞳孔指數(shù)可能在評估膿毒癥病人的腦血流動力學(xué)中發(fā)揮作用[42]，未來仍需更多大規(guī)模、前瞻性研究驗證其臨床價值。

3.5 神經(jīng)瞳孔指數(shù)評估病人外科治療后鎮(zhèn)痛效果

疼痛不是易于測量的概念，而是一種主觀感覺，對病人疼痛體驗的測量必須病人的密切配合，如果沒有病人的密切配合，一切的測量都會失真，使疼痛評估變得十分困難 。神經(jīng)瞳孔指數(shù)與收縮壓、心率等研究測量方法相比，對術(shù)后疼痛、鎮(zhèn)痛的測量準(zhǔn)確性更高[43]。瞳孔反應(yīng)性和大小的變化有利于管理決策和診斷檢查。在監(jiān)測進(jìn)展性顱內(nèi)損傷病人中，熟悉鎮(zhèn)痛給藥后瞳孔變化對準(zhǔn)確解讀瞳孔是至關(guān)重要的。大多數(shù)靜脈輸注鎮(zhèn)痛藥包括異丙酚、芬太尼和咪達(dá)唑侖與瞳孔變小有關(guān)[44]。對乙酰氨基酚和勞拉西泮與較高的平均神經(jīng)瞳孔指數(shù)相關(guān)，而氯巴嗪與較低的平均神經(jīng)瞳孔指數(shù)相關(guān)[44]。阿片類藥物誘導(dǎo)的氧飽和度(≤85%)與明顯的高碳酸血癥和交感神經(jīng)激活相關(guān)，在最大缺氧和高碳酸時，瞳孔表現(xiàn)縮小，但仍具有可量化的強(qiáng)光反射[45]。瑞芬太尼可使PUAL 消退，藥效最大時較基線下降（94±6）%。其他瞳孔測量值較基線下降50%～65%[46]。未來可探討不同鎮(zhèn)痛藥對神經(jīng)瞳孔指數(shù)的影響。

瞳孔痛苦指數(shù)（pupillary pain index，PPI）是一種阿片類藥物誘導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)痛感傳遞抑制的測量方法，可以為阿片類藥物治療提供指導(dǎo)，更精確地為每例病人量身定制。PPI 是通過穩(wěn)定增加的電流強(qiáng)度傳遞到前臂量化的。100 Hz 的電刺激從10 mA 開始，每秒增加1 次，直到瞳孔擴(kuò)張超過基礎(chǔ)瞳孔大小的13%。根據(jù)擴(kuò)張瞳孔所需的電流，PPI 值為1～9[47]。研究發(fā)現(xiàn)，盡管不同類型腦損傷病人在光刺激下的收縮率和收縮速度比其他病人低，但與非腦損傷病人相比，瞳孔擴(kuò)張與疼痛相似，這表明PPI 評估在這種情況下也可以有效，PPI 值≤4 與已被證明阻斷臨床痛覺刺激的痛覺反應(yīng)相關(guān)[48]。此外，瞳孔疼痛指數(shù)的測量可能對腦損傷人群有特殊的意義，因為他們對有害刺激的生理反應(yīng)會增加顱內(nèi)壓，PPI 可防止過度刺激導(dǎo)致運(yùn)動或應(yīng)激反應(yīng)[49]。

4 建立有效的瞳孔測量程序

目前，紅外瞳孔儀已在30 多個國家展開使用，在美國有610 多所醫(yī)院采用其進(jìn)行神經(jīng)瞳孔指數(shù)評估。在進(jìn)行瞳孔測量時，需要將瞳孔儀與配套的眼罩置于病人眼部，與病人視覺軸成直角的位置，盡量減少設(shè)備的傾斜。在整個測量過程中須維持瞳孔儀穩(wěn)定，瞳孔儀會對瞳孔數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終顯示結(jié)果。瞳孔儀操作簡便，適宜臨床護(hù)士開展使用。在一項為期5 年的研究中，78%的護(hù)士認(rèn)為使用紅外瞳孔儀進(jìn)行神經(jīng)系統(tǒng)檢查更容易，可以節(jié)省時間。63%的人認(rèn)為瞳孔測量比鉛筆燈更有用[50]。在使用瞳孔儀測量時，還應(yīng)考慮其他因素，如外用藥物毛洛卡品或阿托品、虹膜-晶狀體粘連、葡萄膜炎以及霍納綜合征（Horner 綜合征）等癥狀可能會改變瞳孔測量數(shù)據(jù)的臨床意義[51]。

5 小結(jié)與展望

神經(jīng)瞳孔指數(shù)作為一個整合指標(biāo)，受多重因素影響，如去骨瓣減壓術(shù)后病人神經(jīng)瞳孔指數(shù)監(jiān)測嚴(yán)重顱腦損傷病人顱內(nèi)高壓相關(guān)性會降低[52]。糖尿病病人由于瞳孔對光反射受損，盡管平均顱內(nèi)壓較低，但糖尿病病人的平均神經(jīng)瞳孔指數(shù)明顯較低，因此應(yīng)謹(jǐn)慎解讀[4]。神經(jīng)瞳孔指數(shù)的差異不僅受病理因素的影響，還受正常生理的影響[53]。當(dāng)按年齡、性別或由GCS 評分定義的疾病嚴(yán)重程度分層時，神經(jīng)學(xué)瞳孔指數(shù)、潛伏期和收縮速度的瞳孔值存在顯著差異[54]。此外，神經(jīng)瞳孔指數(shù)的測量也存在一些限制條件。數(shù)字紅外瞳孔儀設(shè)備價格昂貴，除了購買手持設(shè)備的成本，每例病人都需要一次性部件，會產(chǎn)生持續(xù)的操作成本。同時，由于瞳孔測量檢查中病人必須保持靜止，難以評估不配合的病人。提供者必須接受結(jié)果獲取和解釋方面的培訓(xùn)[5]。

定量瞳孔測量是一種可靠和安全的方法，可以提供關(guān)于瞳孔反應(yīng)模式詳細(xì)和準(zhǔn)確的信息,特別是在有腫塊效應(yīng)、顱內(nèi)壓高于20 mmHg 和收縮速度降低的病人中。神經(jīng)瞳孔指數(shù)可以檢測到早期瞳孔變化，這種變化可以在進(jìn)一步臨床衰退開始之前出現(xiàn)，可以幫助臨床醫(yī)生在對神經(jīng)危重癥病人進(jìn)行成像或干預(yù)過程中有最大的益處。同時，神經(jīng)瞳孔指數(shù)最好與其他預(yù)后變量聯(lián)合使用，應(yīng)用具有多個預(yù)測因子的多模式評估，未來可對神經(jīng)危重癥病人多模式評估方式進(jìn)行深入探討。