瞳孔測(cè)量在顱腦損傷中的應(yīng)用

崔俊杰 李賀 孫建軍 荔志云

[摘要]?創(chuàng)傷性顱腦損傷是由外部力量引起的大腦功能或病理方面的改變。瞳孔的直徑、反應(yīng)常提示病情的重要變化。與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比，自動(dòng)紅外瞳孔測(cè)量儀具有準(zhǔn)確、客觀、可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)，能夠獲得更全面的瞳孔對(duì)光反射參數(shù)，在顱腦損傷患者診療中表現(xiàn)出巨大潛力。本研究對(duì)瞳孔測(cè)量技術(shù)及瞳孔對(duì)光反射參數(shù)在顱腦損傷患者中的應(yīng)用最新進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

[關(guān)鍵詞]?創(chuàng)傷性顱腦損傷；瞳孔測(cè)量；瞳孔對(duì)光反射；格拉斯哥昏迷評(píng)分；顱內(nèi)壓

[中圖分類號(hào)]?R651；R443??????[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]?A??????[DOI]?10.3969/j.issn.1673-9701.2023.17.032

瞳孔對(duì)光反射（pupillary?light?reflex，PLR）即瞳孔在光刺激下的收縮及隨后的擴(kuò)張，副交感神經(jīng)系統(tǒng)控制收縮，交感神經(jīng)系統(tǒng)控制擴(kuò)張[1]。PLR通過視覺光感受器與瞳孔括約肌、瞳孔開大肌之間的復(fù)雜關(guān)系產(chǎn)生。PLR包括反應(yīng)潛伏期、最大收縮期、瞳孔逃逸期和恢復(fù)期4個(gè)動(dòng)力學(xué)階段，常用參數(shù)包括收縮速度（constriction?velocity，CV）、擴(kuò)張速度（dilation?velocity，DV）、神經(jīng)學(xué)瞳孔指數(shù)（neurologic?pupil?index，NPI）、瞳孔直徑、收縮幅度、反應(yīng)潛伏期等[2]。

瞳孔直徑取決于人類活動(dòng)情況和外界光線強(qiáng)弱，而瞳孔的直徑?jīng)Q定著光反應(yīng)速率的大小，較大瞳孔常表現(xiàn)出較大的光反應(yīng)速率。健康成人的最大瞳孔直徑為（4.1±0.34）mm、最小瞳孔直徑為（2.7±0.21）mm、平均收縮幅度約為37%、PLR潛伏期為120～360ms、NPI為4.2±0.8、CV為（1.6±0.90）mm/s、DV為（0.7±0.40）mm/s[3-4]。當(dāng)檢測(cè)值與參考值存在偏差時(shí)，臨床醫(yī)生有必要進(jìn)行進(jìn)一步的診斷以避免可能危及生命的情況發(fā)生。

1??瞳孔測(cè)量技術(shù)

在神經(jīng)學(xué)監(jiān)測(cè)中，測(cè)量瞳孔直徑和反應(yīng)性是一項(xiàng)基本的非侵入性觀察[5]。瞳孔的直徑、對(duì)稱性、形狀及光反射的改變是顱內(nèi)病理惡化的指標(biāo)。通過觀察瞳孔大小和反應(yīng)性收集到的信息可推斷顱內(nèi)腫塊效應(yīng)是否存在，為臨床診療提供信息。目前臨床由訓(xùn)練有素的工作人員使用非標(biāo)準(zhǔn)化照明功率便攜式照明器（手電筆）手動(dòng)目測(cè)并進(jìn)行主觀評(píng)估，瞳孔的反應(yīng)性被定性評(píng)估為靈敏、遲鈍或不存在；這種方法受臨床醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)、視力，光源的強(qiáng)度、接近程度、持續(xù)時(shí)間和方向及環(huán)境光暴露等因素的影響，在觀察者間存在顯著的可變性，降低了其作為預(yù)測(cè)工具的可靠性和有效性，可能導(dǎo)致顱腦損傷結(jié)果預(yù)測(cè)、腦死亡診斷和重癥監(jiān)護(hù)決策復(fù)雜化[6-7]。

自動(dòng)紅外瞳孔測(cè)量儀是一種可靠的定量評(píng)估診斷技術(shù)，為改善創(chuàng)傷性腦損傷（traumatic?brain?injury，TBI）的視覺功能提供了依據(jù)。傳統(tǒng)手動(dòng)目測(cè)主觀評(píng)估的瞳孔直徑與自動(dòng)紅外瞳孔測(cè)量儀測(cè)量的瞳孔直徑存在差異。研究顯示，二者測(cè)量數(shù)據(jù)的總差異率為18%[8]。自動(dòng)紅外瞳孔測(cè)量儀可靠性出色，且其可重復(fù)性和可再現(xiàn)性是傳統(tǒng)手動(dòng)目測(cè)評(píng)估法的2倍[9]。國內(nèi)開發(fā)的NPi-200單目手持式瞳孔計(jì)可測(cè)量PLR參數(shù)，并將這些參數(shù)歸結(jié)為NPI，標(biāo)量值為0～5，分?jǐn)?shù)越低表示瞳孔活動(dòng)受損越嚴(yán)重，0表示瞳孔放大的無反應(yīng)瞳孔[4，10]。

2??PLR參數(shù)在顱腦損傷中的應(yīng)用

2.1??疾病的診斷

輕型TBI患者表現(xiàn)為瞳孔系統(tǒng)的整體動(dòng)態(tài)減慢，在急性期、亞急性期、慢性期3個(gè)階段都可觀測(cè)到平均CV和DV的降低[11]。異常DV是診斷除輕型TBI外其他類型TBI神經(jīng)損傷的有效指標(biāo)之一。Thakur等[12]研究指出，DV可為腦損傷評(píng)估提供生物標(biāo)志物，格拉斯哥昏迷量表（Glasgow?coma?scale，GCS）評(píng)分與DV相關(guān)。Singh等[13]研究發(fā)現(xiàn)，格拉斯哥昏迷程度較低的患者瞳孔擴(kuò)張速度較慢，推測(cè)速度下降可能意味著神經(jīng)損傷程度較嚴(yán)重。提示當(dāng)神經(jīng)系統(tǒng)檢查受到限制時(shí)，PLR參數(shù)可提供顱腦損傷的生物標(biāo)志物，為顱內(nèi)神經(jīng)損傷提供證據(jù)。

2.2??顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)

TBI患者通常在重癥監(jiān)護(hù)病房接受治療，重癥監(jiān)護(hù)病房對(duì)TBI患者的初步評(píng)估對(duì)于指導(dǎo)神經(jīng)外科干預(yù)、制定神經(jīng)保護(hù)策略、將繼發(fā)性腦損傷的影響降至最低至關(guān)重要。顱內(nèi)壓（intracranial?pressure，ICP）升高是能夠決定患者預(yù)后的重要因素，越來越多的證據(jù)表明，在ICP升高及小腦幕疝出現(xiàn)之前，會(huì)出現(xiàn)瞳孔測(cè)量值的變化，其機(jī)制可能與ICP升高導(dǎo)致動(dòng)眼神經(jīng)通路機(jī)械性壓迫、抑制瞳孔的反應(yīng)性相關(guān)[14]。TBI患者普遍存在高顱壓（intracranial?hypertension，IH）。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，隨著顱內(nèi)壓的增高，先出現(xiàn)一側(cè)瞳孔散大，后出現(xiàn)雙側(cè)瞳孔散大，瞳孔收縮后直徑與ICP梯度呈正相關(guān)，瞳孔反應(yīng)速率與ICP呈負(fù)相關(guān)[15-16]。Taylor等[3]研究證實(shí)，患者的CV<0.8mm/s與局灶性腦損傷IH相關(guān)，CV<0.6mm/s是ICP升高或即將升高的閾值，瞳孔縮小的百分比也是ICP升高的有用標(biāo)志，其測(cè)量值<10%與ICP>20mmHg（1mmHg=0.133kPa）相關(guān)。但I(xiàn)CP正常、瞳孔收縮幅度降低<10%，可能是大腦腳受到壓迫或直接作用于第三神經(jīng)的指標(biāo)[7]。另有研究表明，ICP和NPI存在反比關(guān)系，NPI與IH的嚴(yán)重程度相關(guān)[5，17-21]。在極端情況下，即ICP或瞳孔活動(dòng)處于臨界水平時(shí)，可在臨床癥狀出現(xiàn)之前數(shù)小時(shí)檢測(cè)到NPI異常[22-23]。對(duì)于沒有占位效應(yīng)或ICP增加跡象的患者，NPI≥3.0可能是可靠的證據(jù)。瞳孔測(cè)定法作為一種無創(chuàng)進(jìn)行ICP檢測(cè)的方法，在特發(fā)性IH患者的研究中也得以證實(shí)[24]。

綜上，當(dāng)患者存在NPI<3.0、CV<0.8mm/s及收縮幅度降低<10%時(shí)，應(yīng)警惕是否存在ICP升高、中線移位及第三神經(jīng)麻痹的可能。上述參數(shù)及基線瞳孔大小對(duì)于監(jiān)測(cè)TBI患者的瞳孔光反應(yīng)情況至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，IH患者的NPI、CV、瞳孔縮小百分比與ICP升高有關(guān)，但具體對(duì)比參數(shù)還需進(jìn)行深入研究[25]。

2.3??疾病的預(yù)后

GCS評(píng)分被廣泛應(yīng)用于臨床意識(shí)評(píng)估和預(yù)后監(jiān)測(cè)，其中運(yùn)動(dòng)成分是預(yù)測(cè)預(yù)后的主要因素。近年來越來越多的研究證實(shí)，瞳孔反應(yīng)性是TBI患者預(yù)后的最強(qiáng)預(yù)測(cè)因子之一[26-27]。Hoffmann等[28]研究指出，預(yù)測(cè)TBI患者預(yù)后情況準(zhǔn)確率最高的是瞳孔反應(yīng)性和GCS運(yùn)動(dòng)評(píng)分；且與單獨(dú)使用GCS或瞳孔反應(yīng)性相比，二者聯(lián)合應(yīng)用具有更強(qiáng)的預(yù)測(cè)預(yù)后的能力。

在此基礎(chǔ)上，研究人員提出格拉斯哥昏迷量表-匹茲堡昏迷評(píng)分（Glasgow?coma?scale-pupils?score，GCS-P），將其用于神經(jīng)危重癥患者的預(yù)后評(píng)估。GCS-P是用GCS評(píng)分分?jǐn)?shù)（范圍3～15分）減去無反應(yīng)瞳孔數(shù)（0、1或2），使GCS-P具有1～15分的可能值范圍[29]。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，GCS-P較GCS具有更好的預(yù)測(cè)預(yù)后的能力，能將最高病死率從最低GCS評(píng)分（評(píng)分為3分）的51%提高到GCS-P（評(píng)分為1分）的74%，且預(yù)測(cè)性能優(yōu)于GCS及其衍生物；同時(shí)不良預(yù)后的最高發(fā)生率也由GCS評(píng)分為3分時(shí)的70%增加到GCS-P為1分時(shí)的90%[30]。另有證據(jù)表明，與GCS評(píng)分為3分時(shí)相比，GCS評(píng)分為4分時(shí)的病死率和不良結(jié)局增加，這一矛盾產(chǎn)生的原因尚不清楚。當(dāng)GCS評(píng)分和瞳孔數(shù)據(jù)結(jié)合至GCS-P時(shí)，能夠避免這一矛盾。綜上，GCS-P有助于避免臨床醫(yī)生對(duì)患者預(yù)后產(chǎn)生的偏見，是一項(xiàng)簡(jiǎn)單、通用、具有足夠統(tǒng)計(jì)性能、可指導(dǎo)決策的預(yù)測(cè)模型。

研究證實(shí)，NPI具有良好的預(yù)測(cè)屬性。異常NPI累積負(fù)荷是ICP增高、6個(gè)月神經(jīng)功能惡化的標(biāo)志，且NPI無法恢復(fù)到正常值，與預(yù)后不良相關(guān)。Forde等[31]研究發(fā)現(xiàn)，急性TBI患者的NPI值較低，與隨訪結(jié)果較差相對(duì)應(yīng)。Park等[18]研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)后較差、GCS評(píng)分為1分或2分患者的平均初始NPI為0.88±1.68，而GCS評(píng)分>2分、預(yù)后良好患者的平均初始NPI為3.89±0.97，確定與不良預(yù)后相關(guān)的NPI閾值為3.4。

研究表明，在GCS評(píng)分中納入瞳孔檢查較單獨(dú)GCS評(píng)分對(duì)患者病死率及預(yù)后的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性高。GCS-P是具有足夠統(tǒng)計(jì)性能以指導(dǎo)決策的預(yù)測(cè)模型，其應(yīng)用將給顱腦損傷患者預(yù)后監(jiān)測(cè)帶來巨大改善。若患者入院時(shí)的NPI<3.4應(yīng)引起臨床醫(yī)生的警惕，其可能是不良預(yù)后的征兆。

2.4??指導(dǎo)疾病的治療

研究表明，在使用甘露醇和高滲鈉溶液等高滲溶液后，患者會(huì)出現(xiàn)ICP降低及NPI升高，PLR參數(shù)可在一定限度上以非侵入方式監(jiān)測(cè)高滲療法，分析腦水腫患者的治療效果。Jahns等[21]研究發(fā)現(xiàn)，患者在治療期間，其ICP在6h內(nèi)由（29±8）mmHg降至（12±6）mmHg，而NPI由（2.6±1.7）顯著增加至（4.0±1.2）；盡管部分患者在滲透治療后NPI無改善，但這些患者的預(yù)后都很差。另有研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于相似的PLR參數(shù)改變，經(jīng)滲透治療患者NPI恢復(fù)正常所用時(shí)間的中位數(shù)為43min，治療后效果平均持續(xù)時(shí)長約為5h[23，32]。

3??小結(jié)與展望

自動(dòng)紅外瞳孔測(cè)量儀能夠提供可靠和定量的數(shù)據(jù)，且在此基礎(chǔ)上增加的參數(shù)為進(jìn)一步揭示顱內(nèi)病理過程提供了依據(jù)。其中平均CV和DV的降低可用于輕型TBI患者的診斷?，F(xiàn)階段，雖然瞳孔測(cè)量可能不是ICP的可靠替代標(biāo)志物，但可以識(shí)別出未出現(xiàn)IH升高的患者，也許可作為有價(jià)值的預(yù)后監(jiān)測(cè)工具。但使用自動(dòng)瞳孔測(cè)量時(shí)也應(yīng)考慮其他干擾因素，如毛果蕓香堿或阿托品等外用藥物，虹膜-晶狀體粘連、葡萄膜炎等疾病可能會(huì)改變瞳孔測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，未來需要進(jìn)行更深入的研究。

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