Xác định mối tương quan giữa pbto2 với một số thông số thần kinh khác trong CTSN nặng

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ở nước phương tây, chấn thương sọ não (CTSN) vấn đề quan trọng chăm sóc sức khỏe Nó nguyên nhân gây tử vong người trẻ tuổi, có giảm nhẹ năm gần Tỉ lệ chết CTSN 10-15/100.000, thay đổi tùy thuộc vào đặc điểm địa lí vùng với tỉ lệ tử vong thấp nước phát triển Tỉ lệ CTSN cao hay gặp nước giới thứ Tại Việt Nam, năm 2003 có 21,936 vụ tai nạn giao thơng có 5420 ca CTSN Ngun nhân gây mối đe dọa tổn thương thứ phát thiếu oxy – thiếu máu não cục thường xảy sau vài phút đến vài sau chấn thương ban đầu Thực tế, tình trạng tình trạng thiếu oxy – thiếu máu não cục quan sát > 90% bệnh nhân chết CTSN , Các tổn thương thứ phát thường kết hợp với suy giảm chuyển hóa, thiếu oxy - thiếu máu não cục hậu thường phức tạp, khơng hồi phục lại Các phác đồ điều trị để kiểm soát tổn thương não thứ phát chưa có hiệu gây thất vọng thử nghiệm lâm sàng phần bắt đầu làm sáng tỏ phương pháp theo dõi sinh lý não có hiệu sau CTSN ,, Phác đồ hướng dẫn điều trị Tổ chức kiểm sốt CTSN nặng có nhấn mạnh vai trò theo dõi ALNS hướng dẫn điều trị CTSN nặng Mối tương quan kết xấu điều trị bệnh nhân, đặc biệt tỷ lệ tử vong tăng ALNS chứng minh rõ ràng , Ngoài ra, sử dụng theo dõi ALNS số nghiên cứu cho thấy có liên quan đến kết điều trị bệnh nhân tốt điều chưa thử nghiệm thử nghiệm lâm sàng Tuy nhiên, tổn thương não thứ phát liên quan với thay đổi bệnh lý ALNS ALTMN ,, biện pháp điều trị nhằm trì mức ALNS ALTMN bình thường khơng phải ln ln ngăn ngừa tình trạng thiếu oxy tổ chức não sau CTSN Gần đây, nghiên cứu chụp PET (pozitron emission tomography) người sau CTSN cho thấy chế khác nguyên nhân tình trạng thiếu oxy tổ chức não khơng đơn giản có chế tưới máu chế thiếu máu cục bộ, tắc vi mạch , phù nề gây độc tế bào , rối loạn chức ty thể Những liệu gợi ý cho thấy phương pháp theo dõi chuyển hóa não theo dõi áp lực oxy tổ chức não (Pressure brain tissue oxygenation - PbtO2) đóng vai trò quan trọng theo dõi CTSN Phương pháp theo dõi chuyển hóa oxy não cho phép đánh giá khả oxy hóa mơ não phát sớm tình trạng thiếu oxy tổ chức não sau CTSN bắt đầu đưa khuyến cáo hướng dẫn điều trị CTSN nặng từ năm 2007 Ở Việt Nam, phương pháp theo dõi chuyển hóa oxy trước dừng lại mức đánh giá cách gián tiếp thông qua theo dõi độ bão hòa oxy tĩnh mạch cảnh (Saturation jugular venous oxygenation - SjO2) Phương pháp theo dõi trực tiếp áp lực oxy tổ chức não CTSN vấn đề mới, chưa áp dụng lâm sàng chưa có nghiên cứu đánh giá hiệu Do đó, thực đề tài nghiên cứu với mục tiêu: Xác định mối tương quan PbtO2 với số thông số thần kinh khác CTSN nặng Phân tích giá trị tiên lượng PbtO2 CTSN nặng Đánh giá hiệu điều trị CTSN nặng theo phác đồ dựa vào PbtO2 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở sinh lý bệnh rối loạn chuyển hóa oxy não CTSN 1.1.1 Chuyển hóa oxy não Não chiếm 2% trọng lượng thể lại nhận 15% cung lượng tim sử dụng 20% tổng số oxy thể (700ml máu/phút 5060 ml/100g/phút) 25% tổng lượng đường thể (tỉ lệ tiêu thụ oxy não xấp xỉ khoảng 150 – 160 µmol/100g/phút) Trong trạng thái bình thường, tế bào thần kinh khơng có dự trữ oxy glucose tế bào thần kinh phụ thuộc gần hoàn toàn vào lưu lượng máu não (LLMN) nhạy cảm với tình trạng thiếu oxy thiếu máu Nguồn cung cấp lượng quan trọng cho não chủ yếu adenosine triphosphate (ATP) ATP tổng hợp gần hoàn toàn q trình oxy hóa glucose Carbon dioxide (CO2) sản phẩm cuối q trình oxy hóa hiếu khí, dễ dàng loại bỏ khỏi não qua hàng rào máu não Trong đó, chuyển hóa yếm khí tạo sản phẩm cuối axit lactic làm giảm độ pH chỗ, dẫn đến hậu suy giảm chức ty thể tăng nồng độ canxi tế bào dẫn đến kích thích gây độc tế bào Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy chất xám sử dụng glucose cao khoảng ba lần so với chất trắng Điều cho thấy tế bào thần kinh tiêu thụ khoảng 75% tất oxy hệ thống thần kinh trung ương Trong khoảng 80% tất lượng tạo để trì chênh lệch ion tế bào Các tế bào thần kinh đệm chiếm đa số tế bào thần kinh (gần 50% khối lượng não) có tỷ lệ trao đổi chất thấp nhiều chiếm 10% tổng trao đổi chất não 1.1.2 Lưu lượng máu não áp lực tưới máu não Áp dụng định luật Ohm cho dạng chất lỏng huyết động học, LLMN tính bằng: LLMN = ALTMN / SCMN (1) Ở đây, áp lực tưới máu não (ALTMN) mạch máu não tính khác biệt huyết áp động mạch trung bình (HAĐMTB) áp lực nội sọ (ALNS) Sức cản mạch máu não (SCMN) phần lớn xác định mức tiểu động mạch đến, phương trình (1) thể sau: LLMN = (HAĐMTB - ALNS) /SCMN (2) Mối quan hệ ALNS LLMN đưa học thuyết Monro-Kellie, nghĩa hộp sọ khơng có khả giãn nở cách hiệu quả, thay đổi số lượng ba thành phần máu, não dịch não tủy (DNT) - phải bù trừ cách thay đổi hai thành phần Vì ALNS tăng, khối lượng máu lưu lượng máu giảm xuống Hơn nữa, từ phương trình Poiseuille nêu chất lỏng không nén được, sức sản dòng chảy tỉ lệ thuận với chiều dài đoạn ống (L) độ nhớt chất lỏng (hệ số độ nhớt) tỉ lệ nghịch với lần bán kính ống (r) Q = k (ΔP/R) R = (ηL) / (R4) k=π/8 (3) (4) (5) Khi phương trình Poiseuille áp dụng cho lưu lượng máu nói chung LLMN nói riêng Phương trình biểu diễn đầy đủ nó: Q = (π R4 ΔP) / (8 ηL) (6) Áp lực tuần hồn não cho áp lực tưới máu não (ALTMN), huyết áp động mạch trung bình (HATB) trừ áp lực tĩnh mạch não Nếu áp lực tĩnh mạch vỏ não tĩnh mạch cầu khoang nhện cân thấp áp lực bên ngoài, tĩnh mạch bị bẹp lại làm tăng sức cản dòng máu Tuy nhiên, hầu hết trường hợp áp lực tĩnh mạch cao chút so với bên mạch (gọi áp lực nội sọ) phép tạo dòng chảy liên tục Các xoang tĩnh mạch không bị đè bẹp hồn tồn thành chúng phần tổ chức xương cứng Vì mối quan hệ chặt chẽ áp lực tĩnh mạch não ALNS, ALTMN coi khác biệt áp lực động mạch ALNS Trong điều kiện bình thường, ALTMN thay đổi khoảng giới hạn từ 50 đến 150 mmHg gây thay đổi tối thiểu lưu lượng máu não (LLMN) Để có LLMN ổn định ALTMN điều hòa nhờ tăng giảm sức cản mạch máu Nếu ALTMN khoảng tự điều hòa tình trạng giãn co mạch não khơng thể trì LLMN bình thường Một huyết áp động mạch trung bình 60 mmHg đủ đáp ứng nhu cầu bình thường chưa đủ CTSN dẫn đến sụt giảm mạnh LLMN, tổn thương thiếu máu não cục xảy sau 15-30 phút , 1.1.3 Mối quan hệ lưu lượng máu não – chuyển hóa oxy não Não có mức chuyển hóa cao định, khu vực não hoạt động mạnh có mức chuyển hóa cao nhu cầu cần nhiều oxy lưu lượng máu não cao Cơ chế điều hòa thơng qua số chất chuyển hóa tác dụng thành mạch máu như: H+, K+, CO2, adenosine, chất trung gian glycolytic, chất chuyển hóa phospholipid nitric oxide Mối tương quan lưu lượng máu não tiêu thụ oxy não biểu diễn theo phương trình Fick sau: CMRO2 = AVDO2 x LLMN AVDO2 = CMRO2 / LLMN Trong đó: CMRO2 tỉ lệ chuyển hóa oxy não (Cerebral Metabolic rate of oxygen consumption – CMRO2); AVDO2 chênh lệch oxy động – tĩnh mạch não (arteriovenous difference of oxygen – AVDO2) Trong điều kiện sinh lý bình thường, thay đổi CMRO2 để đáp ứng với nhu cầu chuyển hóa đảm bảo thay đổi LLMN để nhằm mục đích trì cách tương đối AVDO2 định Lưu lượng máu não tự điều hòa phạm vi rộng từ 50-100 mmHg để phù hợp với việc cung cấp oxy tiêu thụ Nếu CMRO2 không đổi, giảm LLMN dẫn đến gia tăng AVDO2 (chiết xuất nhiều oxy hơn) Ngược lại, có gia tăng LLMN, AVDO2 giảm xuống (giảm chiết xuất oxy) Mối quan hệ chặt chẽ LLMN CMRO2 gọi “sự kết nối LLMN - chuyển hóa” Sự điều chỉnh LLMN phức tạp người ta chưa hiểu biết cách đầy đủ Khả tự điều hòa ALTMN có liên quan đến khả co giãn mạch máu não, phối hợp với trơn lân cận dây thần kinh xung quanh bên để trì ổn định giá trị LLMN phạm vi tự điều hòa ALTMN Trong điều kiện sinh lý bình thường, phạm vi tự điều hòa ALTMN nằm khoảng từ 50 - 150 mmHg Khi ALTMN giảm, động mạch tiểu động mạch giãn để làm giảm SCMN ngoại vi trì LLMN, ngược lại áp lực tưới máu tăng đáp ứng cách co thắt mạch máu làm tăng SCMN Khi vượt giới hạn tự điều hòa,thay đổi mạch máu lớn không đủ để bù đắp cho thay đổi áp lực tưới máu, dòng chảy thay đổi trực tiếp với áp lực, tăng giảm dần với ALTMN tương ứng với tượng giãn liệt mạch Phạm vi tự điều hòa dịch sang trái phải có tụt HA tăng huyết áp kéo dài tương ứng Trong trường hợp này, giới hạn tượng tự điều hòa dịch chuyển lên cao xuống thấp 1.1.4 Các yếu tố khác ảnh hưởng đến chuyển hóa oxy não  Mức tiêu thụ oxy não Não có mức chuyển hóa cao định, vùng hoạt động mạnh hơn, mức chuyển hóa cao cần cung cấp nhiều oxy lưu lượng máu não cao hơn, tác dụng thông qua số chất chuyển hóa tác dụng thành mạch như: H+, K+, CO2, adenosine, chất trung gian glycolytic, chất chuyển hóa phospholipid gần phát thêm nitric oxide  Áp lực riêng phần khí cacbonic máu động mạch (PaCO2) PaCO2 tác động mạnh đến sức cản mạch não , Ưu thán (PaCO2 tăng) làm giãn mạch não, tăng LLMN Nhược thán (PaCO giảm) có tác dụng ngược lại Trong giới hạn từ 20 - 30mmHg, PaCO thay đổi 1mmHg, LLMN thay đổi khoảng 4% Với PaCO2 100mmHg, mạch não giãn tối đa LLMN đạt lớn Khi PaCO2 giảm 20 - 25 mmHg (do tăng thơng khí) LLMN giảm 40% PaCO 10 - 20 mmHg, mạch não co tối đa với hậu thiếu máu não , Từ đáp ứng khác thành mạch với CO2 mà có tượng: "Hội chứng tưới máu thừa" (Luxury perfusion syndrome) mạch giãn tối đa cung cấp O vượt nhu cầu; "Hội chứng ăn cắp máu não (Intracranial steal syndrome), mạch máu vùng bệnh không đáp ứng với thay đổi CO2 phần lại tuần hồn não đáp ứng bình thường Vì tăng CO làm di chuyển máu từ vùng bệnh sang vùng lành, tổ chức não thiếu máu lại thiếu hơn; Hội chứng Robin Hood hay "ăn cắp lại' (Inversesteal) tương tự hội chứng trên, đảo ngược lại PaCO2 hạ xuống ,  Áp lực riêng phần oxy máu động mạch (PaO2) PaO2 ảnh hưởng so với PaCO2 LLMN LLMN không đổi PaO2 > 50mmHg, tăng nhẹ PaO2 < 50mmHg tăng gấp đôi PaO2 < 30mmHg với PaCO2 ổn định , Nếu phối hợp với giảm PaCO (do tăng khơng khí) LLMN khơng tăng PaO < 35mmHg Lưu lượng máu não giảm PaO2 > 350 mmHg  Một số yếu tố khác: Độ nhớt máu: định số yếu tố bao gồm kích thước, nồng độ hồng cầu; nhiệt độ,pH, mức protein lipid máu…Một số nghiên cứu cho thấy mối tương quan tỉ lệ nghịch LLMN hematocrit LLMN tăng thiếu máu nặng độ nhớt máu giảm giảm độ nhớt máu tăng Nhiệt độ thể: Chuyển hóa oxy não giảm có hạ nhiệt độ thể ngược lại Tốc độ tiêu thụ O2 não LLMN tăng song song tới nhiệt độ đạt 42oC 1.1.5 Cơ chế bệnh sinh thiếu oxy tổ chức não sau CTSN: 1.1.5.1 Thiếu oxy - máu não cục Người ta quan sát thấy gần 90% BN tử vong CTSN có chứng mơ học tình trạng tổn thương thiếu máu cục não Những tổn thương nhồi máu lớn thường hậu tình trạng thoát vị não tác động chèn ép mạnh mạch máu lớn khối máu tụ nội sọ gây làm giảm LLMN Các liệu thống kê từ Ngân hàng hôn mê chấn thương cho thấy số yếu tố bật gây thiếu máu cục não sau CTSN tụt huyết áp kép dài tình trạng thiếu oxy máu Hiện nay, chế thiếu máu – thiếu oxy não cục CTSN chưa làm sáng tỏ Do khoảng thời gian diễn ngắn tính chất khơng đồng nên tổn thương thiếu máu cục não khó đo lường bệnh nhân CTSN Các thử nghiệm cho thấy CTSN làm tăng tính dễ tổn thương mơ não dễ gây thiếu máu cục nguy tồn 24 sau chấn thương Schroder cộng cho thấy ngưỡng LLMN thấp gây thiếu máu toàn 18 ml/100g/phút hầu hết bệnh nhân có giá trị LLMN thấp giá trị tiến triển thành hình ảnh tỷ trọng thấp CT chết vòng 48 giờ, với mức LLMN khoảng 18 - 25ml/100 g/phút tế bào thần kinh sống không hoạt động Tuy nhiên, tượng nhồi máu não xảy phụ thuộc vào thời gian kéo dài mức thấp LLMN: mức 5ml/100g/phút kéo dài 1,5 giờ; mức 10ml/100g/phút kéo dài 3giờ; mức15ml/100g/phút kéo dài 3,5 mức 18ml/100g/ phút kéo dài Sau CTSN, tỷ lệ chuyển hóa oxy (CMRO2) thường giảm nghiêm trọng đến 0,6-1,2 µmol/g/phút Chính nhu cầu giảm chuyển hóa chế bảo vệ chống lại tình trạng thiếu máu cục não chấn thương Salvant Muizelaar gợi ý giảm song song LLMN CMRO2 mà không tăng AVDO2 phù hợp với yêu cầu giảm nhu cầu chuyển hóa não giảm khả oxy hóa Nếu LLMN giảm mức thiếu máu cục 18 ml/100g/phút, CMRO2 giảm AVDO2 tăng lên, thường > 4-8 ml/100ml máu cách bù trừ việc giải phóng số lượng lớn oxy Thử nghiệm động vật nghiên cứu người cung cấp chứng "ngưỡng thiếu máu cục bộ" , mà LLMN thấp ngưỡng chức thần kinh bị thay đổi kính hiển vi cấp độ vĩ mơ Trong trạng thái bình thường, LLMN từ 50-60 mL/100g/phút Nếu LLMN