颅骨完整性对神经重症患者有创与无创颅内压脉搏波形评估的影响：一项关于脉冲形态指数（PSI）与脑脊液代偿储备的临床研究

　　为解决颅内压（ICP）波形形态学评估的临床挑战，研究人员开展了针对不同颅骨完整性状态下有创ICP与无创brain4care（B4C）传感器信号脉冲形态指数（PSI）的一致性研究。结果表明PSIICP与PSIB4C具有良好一致性（CCC=0.71），颅骨切除患者PSI值显著升高（3.5 vs 2.0 au），且PSI与年龄正相关（rs=0.35-0.37）。该研究为无创监测脑脊液代偿储备提供了新途径。

　　

在神经重症监护领域，颅内压（ICP）监测是评估脑损伤患者病情变化的重要手段。传统的ICP监测需要通过有创方式将传感器置入颅内，这不仅存在感染和出血风险，也限制了在部分患者中的长期应用。更值得注意的是，ICP的绝对值并不能完全反映颅内的代偿储备能力——即大脑在面对体积变化时维持压力稳定的能力。这就好比一个气球，不仅需要关注内部气压，更要了解其弹性极限是否临近。因此，研究人员一直致力于寻找能够无创、准确评估脑脊液代偿储备的方法。

颅内压脉搏波形形态分析为此提供了突破口。每次心跳都会在ICP信号上产生特征性的波形，通常包含三个主要峰值：P1（ percussion wave，叩击波）、P2（tidal wave，潮波）和P3（dicrotic wave，重搏波）。在代偿储备良好的情况下，P1为最高峰；当代偿能力下降时，P2会变得突出甚至主导波形。然而，传统分析方法依赖于精确识别这些峰值，在波形变异大或病理状态下难以实现。为此，人工智能辅助的脉冲形态指数（Pulse Shape Index, PSI）应运而生，它通过神经网络将整个波形分为4类（1=正常至4=病理），无需精确定位峰值即可连续评估代偿储备。

与此同时，非侵入性监测技术也取得重要进展。brain4care（B4C）传感器通过检测颅骨随心跳产生的微米级扩张来获取ICP替代波形，为无创监测提供了新选择。但此前研究多基于传统的P2/P1比值等参数，尚未验证基于整体波形分类的PSI方法在无创信号中的适用性。此外，颅骨完整性（如完整颅骨、大型骨折/颅骨切开术、去骨瓣减压术）可能显著影响颅内动力学，但其对波形形态的具体影响尚不明确。

为此，Magdalena Kasprowicz等研究者在《Neurocritical Care》发表了最新研究成果，旨在评估有创ICP与无创B4C信号得出的PSI值的一致性，并探究颅骨完整性、年龄以及颈内静脉（IJV）压迫对PSI的影响。这项研究不仅为无创监测技术的可靠性提供了证据，更揭示了颅骨状态和年龄因素在波形解读中的重要性。

研究团队采用同步监测方案，对47例成年神经重症患者同时进行有创ICP（使用Neurovent系统）和无创B4C信号采集。所有患者在接受30°头高位仰卧位监测时，先进行1分钟基线记录，随后通过超声引导下手动压迫颈内静脉60秒以诱发轻度ICP升高。关键技术创新在于采用基于残差神经网络的AI模型对脉搏波形进行全自动分类：首先对信号进行分割和标准化处理，随后将波形分为4类（1类：P1主导的正常波形；2类：P2突出但P1仍高于P3的潜在病理波形；3类：P2和P3共同主导的很可能病理波形；4类：仅具单峰的圆形或三角形病理波形），并排除伪差脉冲。PSI计算为各类别编号的加权平均值（范围1-4），实时反映波形形态变化。

主要技术方法包括：1）采用微机电系统（MEMS）技术的侵入性心室ICP监测与FDA批准的B4C无创传感器同步采集信号；2）基于深度学习模型的脉搏波形自动分类与伪差识别技术；3）通过超声引导下颈内静脉压迫术诱发可控性ICP变化；4）根据颅骨状态分组比较（完整颅骨n=17、大型骨折/颅骨切开n=17、去骨瓣减压n=13）；5）使用Bland-Altman分析和Lin一致性相关系数（CCC）评估方法间一致性。

有创与非侵入性PSI的一致性

研究发现PSI_ICP与PSI_B4C在基线期和压迫期间均显著相关（p<0.05）。Bland-Altman分析显示两种方法具有良好一致性，异常值比例约6%，基线期一致性相关系数（CCC）达0.71，压迫期间为0.60。在颅骨完整患者中一致性最高，平均差异接近零；而去骨瓣减压患者中呈现最大正平均差异，提示无创方法可能低估该群体的PSI值。

颅骨条件对PSI的影响

颅骨完整性状态对PSI值有显著影响（PSI_ICP: p=0.0025; PSI_B4C: p=0.0047）。去骨瓣减压患者的PSI值显著高于颅骨完整患者（PSI_ICP: 3.5 vs 2.0 au, p<0.002；PSI_B4C: 3.0 vs 2.0 au, p<0.005）及大型骨折/颅骨切开患者（PSI_ICP: 3.5 vs 2.0 au, p<0.05；PSI_B4C: 3.0 vs 2.0 au, p<0.05）。尽管去骨瓣减压组平均ICP较高（16.7 mmHg），但组间ICP差异未达统计学显著性（p=0.05）。

年龄对PSI的影响

年龄与PSI值呈正相关关系，PSI_ICP（r_s=0.35, p<0.02）和PSI_B4C（r_s=0.37, p=0.01）均随年龄增长而升高。不同颅骨状态组间年龄无显著差异（p=0.90），排除了年龄分布的混杂影响。

年龄与颅骨完整性的交互效应

对于有创PSI_ICP，颅骨完整性（解释35%方差）和年龄（解释21%方差）均有显著影响，且存在显著交互效应（p<0.004）。在颅骨完整性受损的患者中，年龄对PSI_ICP的影响更为明显；而颅骨完整患者中未观察到显著的年龄相关差异。对于无创PSI_B4C，颅骨完整性（31%方差）和年龄（28%方差）同样具有显著影响，但未发现交互效应（p=0.11），表明年龄对PSI_B4C的影响在不同颅骨状态下保持一致。

颈内静脉压迫对PSI的影响

颈内静脉压迫成功引起ICP显著升高（基线11.8 mmHg vs 压迫期17.1 mmHg, p<0.001），但未导致PSI_ICP或PSI_B4C的显著变化。这一现象在所有颅骨状态组中均一致，表明短暂的ICP升高未改变脑脊液代偿储备。

研究结论与讨论表明，无创B4C信号在反映ICP波形形态方面展现出与有创监测良好的一致性，为神经重症患者的代偿储备评估提供了有前景的替代方案。PSI值受到年龄和去骨瓣减压状态的显著影响，但不受颈内静脉压迫引起的轻度ICP变化影响。这一发现提示PSI反映的是相对稳定的代偿储备特性，而非短暂的ICP波动。

特别值得注意的是，去骨瓣减压患者表现出最高的PSI值，这与常规认为颅骨切除应改善代偿储备的直观认知相悖。研究者认为这可能与研究处于脑损伤急性期（显著脑水肿阶段）有关，同时也反映了颅骨完整性改变对颅内动力学的复杂影响。年龄与PSI的正相关关系则可能与年龄相关的脑血管硬化导致的搏动性压力增加有关。

研究的临床意义在于确立了无创PSI监测的技术可行性，为无法进行有创监测的患者提供了代偿储备评估工具。同时研究强调在解读PSI值时需考虑患者的颅骨状态和年龄因素，特别是在去骨瓣减压患者中，无创方法可能存在低估倾向。未来研究需要扩大样本规模，特别是在持续颅内高压患者中验证该技术的临床效用，并建立年龄特异性的正常参考范围。

该研究的局限性包括样本量较小（主要因有创信号质量问题排除较多患者），未系统分析镇静、肌松及通气参数对波形的影响，以及PSI模型仅基于有创ICP波形训练可能带来的适用性偏差。然而，这些限制为未来研究指明了方向，包括开发针对无创信号的专用分类模型，以及整合波形形态和振幅信息以更全面评估脑脊液顺应性。

总之，这项研究推动了无创颅内监测技术的发展，为个性化评估脑代偿储备提供了新见解，最终有望改善神经重症患者的治疗决策和临床预后。