急性脑损伤(acute brain injury, ABI)患者在经受原发病打击后，常造成大脑严重损伤，此时的大脑尤其脆弱，任何可能对大脑造成二次脑损伤(secondary brain injury，SBI)的打击都可产生严重后果，因此对SBI的监测和预防显得尤其重要。对于这些患者单靠基本的神经系统体格检查难以满足临床需要^[1]，随着科技的发展，新的监测手段不断应用于临床，近年来提出了一种新的监测神经重症患者的理念和方法——多模态脑功能监测(multimodality monitoring，MMM)。MMM指的是应用当前最前沿的技术以实时监测大脑病理生理变化和评估大脑功能的各种方法的总称^[2]，从而减少SBI的发生^[3]，通常包括颅内压监测技术(intracranial pressure，ICP)、脑组织氧监测、脑代谢监测、脑电监测、脑血流监测等。MMM最初主要应用于神经外科监护病房创伤性脑损伤患者，随着医疗科技的发展和普及，很多监测技术得以在综合ICU内开展应用，正如神经科发展出了神经重症亚专科，重症医学也在向重症神经、重症心脏、重症呼吸、重症肾脏等亚专科方向发展，相对于其他亚专业，重症神经在国内尚处于起步阶段，本文就多模态脑功能监测的研究和临床应用进展进行回顾和综述，以推动MMM在重症监护病房内急性脑损伤患者中的开展和应用。

1 ICP监测 1.1 有创ICP监测

有创ICP监测是在神经重症监护病房内创伤性脑损伤(traumatic brain injury，TBI)神经重症监测的基石，目前也被应用于其他类型ABI患者。大脑被包裹在坚硬的颅骨和硬脑膜内，容量增加会导致颅内压增高或大脑缺血^[4]。ICP正常值在7~15 mmHg(8~18 cmH₂O)(1 mmHg=0.133 kPa，1 cmH₂O=0.098 kPa)。TBI患者的ICP超过20~25 mmHg时，病死率随之增加^[5]，当ICP超过40 mmHg时，常提示不良预后^[6]。大脑血流(cerebral blood flow，CBF)的驱动压称为脑灌注压(cerebral perfusion pressure, CPP), 等于平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)和ICP的差值，即CPP =MAP-ICP^[7]。TBI患者CPP低于50~60 mmHg，病死率增加^[8]。因此临床上常通过监测ICP从而得到CPP，间接反映大脑灌注。1960年ICP监测方法开始在临床应用，通过在双侧脑室内放置导管和脑室外引流装置以及液体系统来实现ICP监测^[7]。颅内放置压力传感器监测ICP目前在临床应用，较传统方法减少了颅内感染的概率^[9]，但颅内置管毕竟是有创操作，感染仍是有创ICP监测常见和最严重的并发症，因此，病情允许的情况下，应尽快撤除ICP监测颅内置管，以将感染发生率降到最低^[10]。

1.2 无创ICP监测

有创ICP监测需脑室穿刺置管，需由神经外科医生进行手术，以及易产生出血感染等并发症，另外当患者存在置管禁忌证如严重凝血功能障碍时，有创ICP监测的应用在神经外科以外的监护病房受到一定限制。近年来产生了无创ICP监测技术。这些技术包括经颅多普勒(transcranial dopplers，TCD)、脑电图(electroencephalogram，EEG)和超声检测视神经鞘直径(optic nerve sheath diameter，ONSD)等，但受到操作者水平和结果解读的影响，因而难以进行大范围临床推广使用，与有创ICP监测进行等效性比较的文献有限^[11]。

TCD检测可提供平均血流速度(mean velocity，V_m)、搏动指数(pulsatility index，PI)、阻力指数(resistance index，RI)、收缩期血流速度(systolic velocity，V_s)、舒张期血流速度(diastolic velocity，V_d)等参数，其中PI=(V_s-V_d)/V_m，正常参考值0.65~1.1，反映脑血管的弹性或顺应性，是评价血管阻力及脑血流灌注状态高低的指标。PI > 1.6时，和ICP相关，预示不良预后^[12-13]。然而，目前尚无证据表明可以将这种技术作为实时监测ICP变化的工具^[14]。超声检测ONSD也可间接反映ICP，ONSD≥0.48 cm可准确地反映ICP增高^[15]，但ONSD受年龄等因素影响，个体差异较大，反映ICP增高的最佳截断值尚难以确定^[16]。尽管无创ICP监测手段为非神经外科专业医务人员提供了新的监测方法，实际临床应用仍需进一步研究和规范。

ICP监测的目的在于为临床及时干预提供参考，指南推荐对于GCS评分≤8分的ABI患者实施ICP和CPP监测^[17]，研究也证实同时实施ICP和CPP监测的颅脑损伤患者病死率下降^[18]。最新的严重颅脑外伤指南推荐应用ICP监测信息来指导治疗，以降低TBI患者2周院内病死率^[19]。

2 CBF监测

目前临床应用的无创监测CBF的手段有TCD和经颅彩色双功能超声(transcranial color-coded duplex sonography，TCCS)。评价前循环特别是大脑中动脉的作用较大^[20]，是评估蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage，SAH)患者血管痉挛的主要手段，TCD监测的平均血流速度和脑血管造影结果高度相关^[21]。但不能以一次TCD监测数据来判定脑血管痉挛，而应以总的趋势来判断^[22-23]。TCCS可观测颅内血管结构以及大脑组织状态; 能够显示血管结构和分支，发现血管痉挛和血管造影结果相关性更好，优于TCD^[24]。有创的CBF监测方法是经放置热敏电极实现连续监测CBF^[25]，目前对于CBF的干预阈值仍未确定^[2]，应与其他监测结果联合判断^[26]。

3 脑组织氧合监测

良好的氧合状态是神经细胞维持结构完整和正常功能的保证，实时监测大脑组织氧合状态，及时发现异常，采取干预，减少或防止大脑二次损伤，有着重要的临床意义，目前脑组织氧合监测方法分为无创和有创两大类。

3.1 脑组织氧合无创监测

应用近红外光谱技术(near-infrared spectroscopy，NIRS)的脑氧仪测定脑组织中的氧合血红蛋白浓度，即局部脑组织氧饱和度监测(regional cerebral oxygen saturation，rcSO₂)。临床上可用于神经麻醉术中和急性脑损伤监测，rcSO₂ < 60%时与脑缺血不良预后相关^[27]。TBI患者的研究显示rcSO₂和CPP有良好的相关性; 当rcSO₂≥75%时提示CPP是适当的，而当rcSO₂ < 75%时，提示增加CPP以改善患者脑组织灌注和氧合状态^[28]，在心肺复苏后患者中rcSO₂和患者不良神经功能预后相关^[29]。NIRS技术还应用于休克等重症医学临床^[30]。目前各个厂家生产的NIRS脑氧设备缺乏统一的正常参考值范围，监测结果受到多种因素影响，一般建议连续监测，并结合临床解读监测结果。

3.2 脑组织氧合有创监测

颈内静脉球氧饱和度(jugular bulb venous oxygen saturation，SjvO₂)监测需经颈内静脉逆行置管至颈静脉球部，因此是有创的反映大脑的氧供需平衡的监测手段，既可以反映脑缺血也可以反映脑充血^{[17, 31]}，正常值在55%~75%之间，低于50%提示脑组织对氧的摄取增加，存在缺血风险，如持续 > 10 min，则提示预后不良^[32]，SjvO₂ > 75%则可能存在大脑充血，代谢需求降低甚至神经细胞死亡^[33]。和脑组织氧分压(brain parenchymal oxygen tension，PbtO₂)相比，SjvO₂的安全性和可靠性有限^[4]。指南推荐SjvO₂监测评估大脑氧供需评估，协助治疗决策^[19]，但尚未发现监测SjvO₂可改善预后^[17]。

PbtO₂和SjvO₂都可提供实时、连续的脑组织氧合数据，PbtO₂直接监测大脑组织氧分压，是CBF和动静脉氧分压差的反映^[34]，准确性更好，一般认为PbtO₂的正常范围在23~25 mmHg^[35]。MMM指南推荐PbtO₂ < 20 mmHg时，需进行干预，观察性研究显示对于严重TBI以PbtO₂为导向的目标治疗有潜在益处，但具体到临床使用仍需权衡利弊^{[17, 36]}。

4 脑电监测(electroencephalography，EEG)

EEG可检测脑电生理变化和癫痫，评价治疗反应及协助判断预后^{[17, 37-39]}。SAH、颅内出血、TBI、硬膜下血肿、缺血缺氧性脑病和缺血性卒中的癫痫发生率分别为14%、16%、16%、67%、59%、27%^[40]，这些患者也常发生非惊厥性癫痫(nonconvulsive seizures，NCS)，导致二次脑损伤^[41]。指南推荐所有ABI患者和病因不明的持续存在意识障碍的患者均需接受EEG监测，心脏骤停(cardiac arrest，CA)患者在低温治疗期间和复温24 h内接受EEG监测以排除NCS^[17]。原始EEG资料需要脑电生理专业人员的解读，影响了该技术在重症医学科临床的普及应用，近年来定量脑电图(quantitative EEG，qEEG)得以发展^[42]，易于为非脑电生理专业人员掌握，因而得以普及应用。qEEG变化和CBF有良好的相关性，因此可用以检测脑缺血改变^[43]，研究显示持续EEG监测可先于CT发现SAH患者的早期缺血改变^[44]。脑电双频指数(bispectral index score，BIS)作为EEG的量化工具应用于麻醉，也有在ICU临床报道，但易受药物等干扰因素的影响^[45]，因此，不推荐用于ICU中急性脑损伤患者监测。

5 脑代谢

上述ICP、CPP和脑组织氧合监测指标是反映大脑供给的生理学指标，但脑组织的利用如何，尚需进一步进行评价^[7]。脑组织微透析(cerebral microdialysis，CMD)技术已在神经重症临床应用近20年，当大脑氧、葡萄糖、血流供给良好，但由于神经细胞线粒体功能障碍或其他代谢障碍，导致能量衰竭，进一步加重损伤。CMD技术为深入了解神经细胞生存的代谢和生化环境提供了方法和可能^[46]。CMD技术需在颅内植入探头，监测脑内葡萄糖、甘油、乳酸、丙酮酸、谷氨酸等代谢情况和神经元功能。脑组织内葡萄糖和血清葡萄糖比值改变提示出现脑代谢紊乱^[47]，但脑组织内葡萄糖受血葡萄糖水平的影响，解读指标时需予以关注。甘油是细胞膜的主要组成部分，严重TBI患者的研究显示死亡者的CMD监测甘油水平高于存活者，证实神经元损伤严重，细胞膜裂解，甘油溢出^[48]。谷氨酸是一种兴奋性神经递质，急性脑损伤时释放增加，存活的重度TBI患者颅内谷氨酸水平低于死亡者^[49]。乳酸、丙酮酸和乳酸/丙酮酸比值(lactate to pyruvate ratio，LPR)是无氧代谢的标志，其中LPR更可靠^[50]，其增高常提示不良临床预后，推荐在临床应用于有脑缺氧、缺血、能量衰竭风险的患者，并精确解读结果，以实现患者的滴定式治疗^{[17, 51]}。有关心脏骤停后患者CMD监测的文献有限^[52]，为数不多的研究观察到了心脏骤停后缺血缺氧性脑病出现LPR升高和谷氨酸盐的释放增加^[53-54]，提示CMD在监测心肺复苏后患者脑代谢改变有着重要作用。

6 其他MMM技术

随着科技的发展，不断有新的监测设备投入临床使用，如电磁容量相位光谱技术(volumetric electromagnetic phase shift spectroscopy，VEPS)，该仪器通过在头颅周围建立磁场，无创的检测脑水肿和血肿(图 1)^[55]。便携式头部CT应用也为临床提供了丰富的信息^[56]，但目前尚未在临床普及。通过MMM技术监测计算出衍生数值也可为临床提供参考^[57]。理想的颅脑监测设备应具有便携、提供实时数据、良好时间和空间解析率，连续、无创、不干扰患者治疗、定量数据可重复、易于掌握和实施、数据容易解读、集多功能于一体并可为临床提供参考等特点。目前尚无达到上述要求的设备，相信未来会有更好的仪器问世和投入使用。

7 MMM数据解读

多种设备实时监测，产生了大量数据，如何分析和解读这些数据，以及如何合理组合和优化这些监测方法，是目前的难点和关注点^[1]。有必要建立基于MMM的数据平台。一些MMM数据的正常值已经获得认可，便于临床医生认识和解读(表 1)^[4]。

综上所述，脑MMM是包括神经系统体格检查、实验室检查、影像学检查和各种生理数据监测在内的方法和理念。临床应并尽可能地联合多种手段进行监测，监测不是目的，下一步需将MMM数据进行优化整合，正确解读结果，为临床干预提供参考，从而最终改善患者临床预后。

利益冲突  所有作者均声明不存在利益冲突