Bs Nguyễn Thị Yến Linh - 

Giới thiệu

Tăng thông khí là một con dao hai lưỡi trong chiến lược kiểm soát thể tích nội sọ và do đó làm giảm áp lực nội sọ (ICP) sau tổn thương não cấp tính. Tác động của tăng thông khí là do gây ra nhiễm kiềm quanh mạch, tạo ra sự co mạch và do đó làm giảm lưu lượng máu não (CBF). Mặc dù hiệu ứng này chỉ diễn ra trong một khoảng thời gian ngắn, tăng thông khí tiềm ẩn nguy cơ thiếu máu não. Mặc dù tất cả bệnh nhân bị chấn thương sọ não nặng (TBI) đều được điều trị bằng thở máy, mục tiêu là áp suất riêng phần của CO2 trong máu động mạch (PaCO2) vẫn chưa được xác định rõ ràng và không có đủ bằng chứng để ủng hộ bất kỳ khuyến nghị nào. Ngay cả các hướng dẫn mới nhất và các tài liệu đồng thuận đều nêu rõ rằng ở những bệnh nhân bị TBI nặng, nên duy trì CO2 bình thường (PaCO2 35–45 mmHg) và với mức độ bằng chứng thấp, việc giảm thông khí dự phòng kéo dài không được khuyến cáo. Mục tiêu PaCO2 là ≈36–40 mmHg đã được báo cáo bởi các bác sĩ lâm sàng, khi có ICP tăng, mục tiêu này thường được hạ thấp đến ≈30–35 mmHg. Trong chương này, bắt đầu từ các khái niệm sinh lý học, các bằng chứng xung quanh việc quản lý PaCO2 trong TBI sẽ được xem xét và một số dữ liệu hiện nay về thực hành sử dụng tăng thông khí trong TBI sẽ được trình bày.

Lưu lượng máu não và đáp ứng đối với CO2 của mạch máu não:

Mức tiêu thụ oxy của não rất cao, khoảng 3,5 ml trên 100 g / phút, tương đương với 20% lượng oxy tiêu thụ của toàn bộ cơ thể con người. Nhu cầu năng lượng trao đổi chất đòi hỏi một CBF được tinh chỉnh để tránh các tình trạng thiếu máu cục bộ, tức là các tình huống trong đó nhu cầu trao đổi chất không được đáp ứng. Ở tình trang dưới mức bình thường, CBF được duy trì tốc độ dòng chảy không đổi 50–60 ml trên 100 g / phút ở người trẻ tuổi, 50 ml oxy được tách ra từ 700 đến 800 ml máu mỗi phút. Nhu cầu trao đổi chất của não rất cao và sự dự trữ hạn chế của chất nền, cần phải duy trì mức CBF trong giới hạn bình thường. Trong điều kiện sinh lý, điều này đạt được thông qua nhiều cơ chế, thường là sự tự điều chỉnh. CBF phụ thuộc vào đường kính của các tiểu động mạch não (kháng lực mạch), tăng khi giãn mạch và giảm khi co mạch. Để duy trì CBF không đổi, các mạch này phản ứng sinh lý với những thay đổi của huyết áp hế thống, độ nhớt của máu và các yêu cầu trao đổi chất. CBF được liên kết với chức năng chuyển hóa của não được biểu thị trong phương trình Fick:

trong đó CMRO2 là tỷ lệ chuyển hóa oxy trong não và avDO2 là sự chênh lệch oxy động mạch-tĩnh mạch. Hoạt động trao đổi chất tạo ra CO2 và CO2 liên quan đến phản ứng của các mạch máu não, và tiếp đó là CBF, đối với sự thay đổi cục bộ của CO2. PaCO2 có thể được điều chỉnh bằng thông khí. Những thay đổi trong PaCO2 sẽ tạo ra sự di chuyển của CO2 qua hàng rào máu não, và hậu quả là những thay đổi của mạch máu. Một khi tăng PaCO2 sẽ tạo ra nhiễm toan và hậu quả là giãn mạch. Giảm PaCO2 sẽ tạo ra nhiễm kiềm và co mạch. Hiệu ứng này diễn ra trong thời gian ngắn do sự cân bằng lại của phản ứng sau, được xúc tác bởi cacbonic anhydrase:

Dữ liệu thu được từ các nghiên cứu in vitro và in vivo cho thấy rằng nội mô và cơ trơn, cũng như các tế bào thần kinh quanh mạch, tế bào thần kinh và tế bào thần kinh đệm, có thể tham gia vào phản ứng CO2 và cơ chế phức tạp này dường như có mối tương quan với sự thay đổi pH quanh mạch. Ảnh hưởng của sự thay đổi độ pH có thể trực tiếp đối với trương lực cơ trơn, điều chỉnh nồng độ canxi trong tế bào, hoặc qua trung gian một hệ thống dẫn truyền, chẳng hạn như oxit nitric (NO), kali và canxi, các prostaglandin, và các nucleotide tuần hoàn. Prostaglandin là thuốc giãn mạch hiệu quả có thể kích hoạt adenylate cyclase và tăng adenosine monophosphate cycle (cAMP). NO được sản xuất bởi họ NO synthase (NOS) trong tế bào nội mô mạch máu não, sợi thần kinh quanh mạch, tế bào thần kinh và tế bào thần kinh đệm sẽ làm tăng nồng độ nội bào của guanosine monophosphate vòng, do đó gây giãn mạch [1]. Theo chu kỳ nucleotide làm giảm sự xâm nhập của canxi vào cơ trơn mạch máu và gây ra giãn mạch trực tiếp hoặc gián tiếp, do đó làm tăng CO2 phát huy tác dụng giãn mạch của nó. Việc mở các kênh kali làm giảm dòng chảy canxi ngoại bào vào tế bào theo cách gián tiếp, do đó làm giảm stress của cơ trơn mạch máu. Trong bối cảnh lâm sàng, mỗi mmHg thay đổi của PaCO2 từ 20 đến 60 mmHg ở bệnh nhân TBI tạo ra sự thay đổi CBF là ≈3% [2] Việc giảm thông khí dẫn đến tăng CO2 gây giãn mạch và tăng CBF, trong khi tăng thông khí gây co mạch và giảm CBF.

Ảnh hưởng của tăng thông khí lên áp lực nội sọ ICP và CBF

Những thay đổi trong PaCO2 làm thay đổi thể tích máu nội sọ, và do đó thay đổi áp lực của khoang nội sọ (ICP). Mối quan hệ giữa PaCO2 và ICP không phải là tuyến tính. Trong các nghiên cứu thực nghiệm trên phạm vi rộng của PaCO2, mối quan hệ hình chữ S đã được mô tả giữa ICP và PaCO2 [3]. Stocchetti và cộng sự. [4] tính rằng với mỗi mmHg thay đổi PaCO2 thì thể tích máu thay đổi 0,72 ± 0,42 ml. Tương tự, Yoshihara et al. [5] đã chứng minh rằng, trong bệnh nhân bị TBI nặng, lượng máu thay đổi 0,5 ml có thể tạo ra ICP thay đổi 1 mmHg. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu tác động của tăng thông khí đối với ICP vẫn còn trong quá trình tăng thông khí kéo dài. Sau 24 giờ, khi pH quanh mạch bình thường, tác dụng co mạch sẽ giảm. Một trong những mối quan tâm chính trong việc làm tăng thông khí cho bệnh nhân TBI để giảm ICP là nguy cơ gây ra thiếu máu cục bộ do giảm CBF. Một trong những mô tả đầu tiên về việc sử dụng điều trị tăng thông khí để điều trị ICP tăng cao đã được xuất bản bởi Lundberg và cộng sự. [6] vào năm 1959. Các tác giả này tuyên bố rằng tăng thông khí không gây ra thiếu máu cục bộ nhờ các cơ chế bù trừ hoạt động để duy trì oxy ở mô. Trên thực tế, trong điều kiện bình thường, việc cung cấp oxy cho não vượt quá mức của não tiêu thụ oxy và cơ chế này để lại một nguồn dự trữ quan trọng cho phép não chịu đựng sự giảm CBF, như xảy ra trong giảm thông khí. Một năm sau, trong 1960, Meyer và cộng sự. [7] khẳng định giả thuyết này, chứng minh rằng ở những người tình nguyện khỏe mạnh, tăng thông khí không tạo ra sự thay đổi trong CMRO2. Năm 2002, Coles et al. [8] đã chứng minh rằng tình trạng giảm CO2 vừa phải có thể làm giảm đáng kể CBF và dẫn đến sự gia tăng đáng kể thể tích của các mô bị giảm tưới máu trong não bị tổn thương ngay cả khi cải thiện áp lực tưới máu não (CPP) và ICP các giá trị đã được ghi lại. Các tác giả này đã sử dụng chụp cắt lớp phát xạ positron (PET) để định lượng CBF khu vực và chuyển hóa để đáp ứng với sự thay đổi CO2 ở 33 bệnh nhân với TBI. Hiệu ứng này không giới hạn trong 24 giờ đầu tiên sau khi chấn thương sọ não và các tác giả gợi ý rằng ngay cả những giai đoạn tăng thông khí ngắn ngủi cũng có thể gây ra tác hại giảm CBF khi PaCO2 giảm dưới 33 mmHg. Hiệu quả tức thì về CBF của tăng thông khí là rõ ràng, nhưng hậu quả của nó và mối liên hệ với thiếu máu cục bộ, bằng cách nào đó vẫn đang gây tranh cãi. Diringer và cộng sự. [9], sử dụng PET trong quá trình giảm thông khí ở 13 bệnh nhân bị TBI nặng trong 8–14 giờ đầu tiên sau khi bị TBI, nhận thấy rằng CBF giảm, phần khai thác oxy tăng lên, và CMRO2 không thay đổi, cho thấy rằng CBF thấp có thể được giải thích ở bệnh nhân bị TBI nặng được điều trị bằng thuốc an thần, giảm CMRO2 tiên phát và thụ động thứ phát rơi vào CBF.

Tương tự, Letarte et al. [10], sử dụng một đầu dò vi thẩm tách đặt gần với chấn thương não ở 8 bệnh nhân TBI nặng, kết luận rằng tăng thông khí hạ PaCO2 10 mmHg trong 30 phút (PaCO2 ban đầu 35 ± 2 mmHg) làm giảm CBF cục bộ đến 20%, trong khi tỷ lệ lactate / pyruvate không thay đổi.

Thiếu máu cục bộ được định nghĩa là sự không phù hợp giữa các nhu cầu trao đổi chất và CBF. Tăng thông khí gây giảm CBF, nhưng dường như không phải lúc nào cũng liên quan đến giảm cung cấp oxy và trao đổi chất. Cuối cùng, vào năm 2006, Marion [11] giải thích rằng những khác biệt này trong các phát hiện liên quan đến PaCO2 thấp có thể là do mất tính toàn vẹn của quá trình tự điều chỉnh CO2 cục bộ, có thể là suy giảm sau TBI, và gợi ý rằng ở những bệnh nhân có ICP tăng đáp ứng với giảm thông khí trong thời gian ngắn, nó có thể được coi là an toàn.

Khuyến nghị gần đây

Chỉ có một thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng (RCT) về giảm thông khí trong TBI. Trong thử nghiệm này, Muizelaar et al. [12] ngẫu nhiên 113 bệnh nhân thành ba nhóm: thông khí bình thường, được định nghĩa là PaCO2 35 ± 2 mmHg; tăng thông khí dự phòng, được định nghĩa là PaCO2 25 ± 2 mmHg; và dự phòng tăng thông khí + THAM (tris (hydroxymethyl) aminomethane), được thêm vào để bù đắp cho sự mất mát của hệ đệm HCO3− từ dịch não tủy (CSF) chịu trách nhiệm về tác dụng giảm thông khí làm giảm co thắt mạch não trong thời gian ngắn. Bệnh nhân được phân tầng dựa trên điểm vận động của Thang điểm hôn mê Glasgow (GCS; 1–3 và 4–5). Kết quả được đánh giá bằng cách sử dụng Thang điểm Glasgow (GCS) ở mức 3, 6 và 12 tháng. Đối với những bệnh nhân có GCS vận động cao hơn (điểm vận động 4–5), 3 và Điểm GCS trong 6 tháng thấp hơn ở bệnh nhân thở máy so với nhóm chứng hoặc nhóm THAM nhưng hiệu quả không được xác nhận sau 12 tháng. Sự khác biệt này kết quả từ 3–6 đến 12 tháng có thể do cỡ mẫu quá nhỏ; Mối tương quan trực tiếp giữa tăng thông khí và kết cục xấu hơn chưa được chứng minh. Hơn nữa, CBF ở nhóm tăng thông khí + THAM thấp hơn ở nhóm chứng và nhóm tăng thông khí, cho thấy tác dụng tăng thông khí kéo dài. Không có bằng chứng về thiếu máu não ở bất kỳ trường hợp nào trong số ba nhóm, sử dụng dữ liệu CBF hoặc avDO2. Ngoài ra, trong thử nghiệm này, tăng thông khí được sử dụng như một biện pháp điều trị dự phòng chứ không phải là một chiến lược điều trị và quá trình điều trị ICP ổn định nhất ở nhóm tăng thông khí + THAM. Kết hợp tất cả các yếu tố này lại với nhau, ấn bản thứ tư của Brain Trauma Foundation [13] nói rằng, ở bệnh nhân TBI, không có đủ bằng chứng để đưa ra một khuyến nghị mạnh mẽ trong quản lý PaCO2. Kéo dài tăng thông khí dự phòng với PaCO2 từ 25 mmHg trở xuống không được khuyến cáo, nhưng khoảng PaCO2 tối ưu ở những bệnh nhân này vẫn chưa chắc chắn.

Hiệp nghị đồng thuận về chấn thương não nghiêm trọng do chấn thương sọ não quốc tế tại Seattle (Seattle International Severe Traumatic Brain Injury Consensus
Conference) [14] khuyến nghị giảm thông khí nhẹ, tức là PaCO2 32–35 mmHg, như một phương pháp điều trị bậc hai nếu ICP vẫn đề kháng với các phương pháp điều trị đầu tiên, chẳng hạn như giảm đau và an thần, liệu pháp thẩm thấu, duy trì CPP và loại bỏ dịch não tủy. Sự đồng thuận không ủng hộ mức PaCO2 thấp hơn và được khuyến nghị chống lại thông lệ giảm thông khí xuống dưới 30 mmHg. Theo cùng một hướng, một sự đồng thuận gần đây về thông khí [15] trong tổn thương não cấp tính gợi ý rằng nên tránh tăng CO2 máu ở những bệnh nhân bị chấn thương sọ não cấp tính, nhằm mục đích đạt được phạm vi sinh lý của PaCO2 là từ 35 đến 45 mmHg. Giảm thông khí ngắn hạn ở bệnh nhân chấn thương não cấp tính và thoát vị não có thể được coi là một lựa chọn điều trị. Đã có sự đồng thuận về liên quan đến tăng thông khí như một lựa chọn điều trị ở bệnh nhân ICP cao.

Từ hướng dẫn đến thực hành lâm sàng

Năm 2008, Neumann và cộng sự. [16] đã công bố dữ liệu thu được từ BrainIT (Bộ não theo dõi bằng công nghệ thông tin) bộ dữ liệu phân tích 7703 kết quả khí máu từ 151 bệnh nhân TBI tại 17 trung tâm ở Châu Âu. PaCO2 trung bình là 35,8 ± 5,6 mmHg và PaCO2 được phân bố trong phạm vi thông khí bình thường (PaCO2 36–45 mmHg) và giảm thông khí vừa phải (PaCO2 35–31 mmHg). Tăng thông khí dự phòng cũng như sử dụng thêm oxy não theo dõi trong quá trình giảm thông khí, do Brain Trauma Foundation hướng dẫn tại thời điểm đó, hầu hết các trung tâm đã không tuân theo.

Vào năm 2018, Huijben et al. [17] đã thực hiện một cuộc khảo sát về các chiến lược điều trị trước khi bắt đầu Nghiên cứu ảnh hưởng chấn thương thần kinh phối hợp trong chấn thương ở châu Âu (CENTER-TBI). Mục tiêu PaCO2 được báo cáo thường xuyên nhất là 36–40 mmHg trong trường hợp ICP có kiểm soát <20 mmHg (69%) và 30–35 mmHg trong trường hợp của ICP tăng lên (62%), nhấn mạnh rằng, trong thực hành lâm sàng, tăng thông khí được sử dụng như một lựa chọn điều trị ở bệnh nhân tăng áp lực nội sọ.

Một số thông tin về quản lý CO2 hiện tại được thu thập bởi nghiên cứu CENTER TBI, một tập hợp dữ liệu hồi cứu theo chiều dọc từ những bệnh nhân mắc bệnh TBI trên 65 trung tâm ở Châu Âu. Nghiên cứu được thực hiện từ ngày 19 tháng 12 năm 2014, và ngày 17 tháng 12 năm 2017, và nhằm mục đích mô tả tốt hơn tỷ lệ mắc, cách quản lý và kết quả của bệnh nhân TBI ở Châu Âu [18]. Đối với từng bệnh nhân đã đăng ký vào CENTER-TBI, cùng với nhiều thông tin khác, mức cao nhất hàng ngày và giá trị PaCO2 thấp nhất đã được đăng ký trong 7 ngày đầu tiên nhập viện. Trong 1100 bệnh nhân bị TBI được thở máy đã được nhận vào ICU, PaCO2 trung bình hàng ngày thấp nhất là 35,22 mmHg (SD = 5,27), rất giống với dữ liệu của BrainIT. Tuy nhiên, có sự thay đổi rất lớn ở giá trị trung bình của PaCO2 thấp nhất giữa các trung tâm (nằm trong khoảng từ 32,3 đến 38,6 mmHg) (Hình 21.1), nêu bật những điểm khác biệt quan trọng trong cách CO2 được quản lý. Ở những bệnh nhân theo dõi ICP, các giá trị trung bình quan sát được thấp hơn so với những bệnh nhân không theo dõi ICP, tức là 34,7 so với 36,8 mmHg. Tổng cộng 397 bệnh nhân có ít nhất một đợt PaCO2 <30 mmHg. Những dữ liệu này gợi ý rằng, với sự thay đổi đáng kể giữa các trung tâm, tăng thông khí phần lớn vẫn được sử dụng ở bệnh nhân TBI. Ở giai đoạn này, chúng tôi vẫn đang tìm hiểu ảnh hưởng của những khác biệt về cách quản lý này.

Hình 21.1 Giá trị PaCO2 trung bình thấp nhất trong thử nghiệm CENTER-TBI [18]. Dữ liệu từ 1100 bệnh nhân đã ghi danh vào 36 trung tâm Châu Âu tham gia Trung tâm-TBI. Đối với mỗi trung tâm, các giá trị trung bình của PaCO2 thấp nhất được ghi lại hàng ngày trong tuần đầu tiên được biểu thị bằng một dấu chấm, với khoảng tin cậy tương ứng của chúng. Đường liền nét được vẽ tương ứng với PaCO2 trung bình thấp nhất. PaCO2 thấp nhất trung bình hàng ngày từ các trung tâm khác nhau dao động từ 32,3 đến 38,6 mmHg. Kết quả này dường như được liên kết nhiều hơn với các chiến lược quản lý khác nhau của các trung tâm riêng lẻ, thay vì liên quan đến các chiến lược quản lý PaCO2 quốc gia khác nhau

Kết luận

Mối quan hệ giữa CBF và PaCO2 đã được biết rõ. Trong 60 năm, các tác giả đã thảo luận về nguy cơ thiếu máu cục bộ liên quan đến giảm CBF do tăng thông khí nhưng không có bằng chứng rõ ràng. Mặc dù tăng thông khí gây giảm CBF, người ta vẫn chưa chứng minh được rằng mức giảm này luôn tương ứng với không đủ cung cấp cho chuyển hóa và do đó dẫn đến thiếu máu cục bộ.

Trong thực hành lâm sàng, do không có khuyến cáo mạnh mẽ, việc quản lý PaCO2 có thể thay đổi giữa các trung tâm, và giảm thông khí vẫn được sử dụng phổ biến, đặc biệt ở những bệnh nhân có ICP tăng cao. Mối tương quan giữa mức độ và kết quả của PaCO2 vẫn đang được thăm dò, các nghiên cứu sâu hơn cần thiết để mô tả rõ hơn các chiến lược thở máy ở bệnh nhân TBI và ảnh hưởng của nó đến kết quả điều trị.

Lược dịch: Jean-Louis Vincent (2021). " Carbon Dioxide Management in TBI:
From Theory to Practice ", Annual Update in Intensive Care and Emergency Medicine, Springer, 245-252