Luận án tiến sĩ nghiên cứu vai trò của theo dõi liên tục áp lực oxy tổ chức não

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Chấn thương sọ não là một vấn đề nghiêm trọng trong chăm sóc y tế, là nguyên nhân gây tử vong chính ở những người trẻ tuổi. Tỉ lệ tử vong do chấn thương sọ não (CTSN) là 10-15/100.000, thay đổi tùy thuộc vào đặc điểm địa lí từng vùng với tỉ lệ tử vong thấp hơn ở những nước phát triển [2]. Tỉ lệ CTSN cao nhất hay gặp ở các nước thế giới thứ 2 và 3. Trong thực tế, tình trạng thiếu oxy tổ chức não đã được quan sát thấy trong hơn 90% bệnh nhân tử vong do CTSN [3], [4].

Các tổn thương thứ phát này thường kết hợp với tình trạng suy giảm chuyển hóa gây ra hậu quả rất phức tạp, có thể không hồi phục lại được. Các biện pháp điều trị nhằm kiểm soát tổn thương não thứ phát vẫn chưa thực sự có hiệu quả trong các thử nghiệm lâm sàng bởi một phần các phương pháp theo dõi sinh lý não sau CTSN mới bắt đầu được làm sáng tỏ [5], [6], [7]. Mối tương quan giữa kết cục xấu trong điều trị bệnh nhân, đặc biệt là tỷ lệ tử vong với tăng áp lực nội sọ (ALNS) đã được chứng minh rõ ràng [8], [9]. Phác đồ hướng dẫn điều trị hiện tại của Tổ chức kiểm soát CTSN nặng nhấn mạnh vai trò của theo dõi ALNS trong hướng dẫn điều trị CTSN nặng [8].

Một số nghiên cứu cho thấy sử dụng theo dõi ALNS trong hướng dẫn điều trị bệnh nhân CTSN nặng có liên quan đến kết cục tốt hơn, mặc dù vẫn chưa có một thử nghiệm lâm sàng nào chứng minh được điều này [10]. Tuy nhiên, tổn thương não thứ phát không phải luôn liên quan với những thay đổi bệnh lý trong ALNS hoặc áp lực tưới máu não (ALTMN) [11],[12],[13] và các biện pháp điều trị nhằm duy trì mức ALNS và ALTMN trong giới hạn bình thường không phải luôn luôn ngăn ngừa được tình trạng thiếu oxy tổ chức não sau CTSN [14]. Một nghiên cứu gần đây sử dụng kĩ thuật chụp cắt lớp phát xạ pozitron (pozitron emission tomography - PET) [15] cho thấy không đơn giản chỉ có cơ chế tưới máu mà còn có những cơ chế LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 khác có thể là nguyên nhân của tình trạng thiếu oxy tổ chức não như cơ chế thiếu máu cục bộ, tắc vi mạch [16], phù nề do gây độc tế bào [17], hoặc rối loạn chức năng ty thể [18]. Những dữ liệu này gợi ý các phương pháp theo dõi thần kinh mới hơn về sinh lý và chuyển hóa oxy não như phương pháp theo dõi áp lực oxy tổ chức não (Pressure brain tissue oxygenation – PbtO2) có thể đóng một vai trò quan trọng cho phép đánh giá khả năng oxy hóa của mô não cũng như phát hiện sớm tình trạng thiếu oxy tổ chức não sau chấn thương.

Nhiều nghiên cứu gần đây đã cho thấy mối tương quan chặt chẽ giữa giá trị PbtO2 thấp với kết cục xấu cũng như tỉ lệ tử vong của bệnh nhân và phác đồ điều trị dựa trên hướng dẫn của PbtO2 có thể cải thiện kết quả điều trị của bệnh nhân sau CTSN [19], [20], [21]. Ở Việt Nam, phương pháp theo dõi chuyển hóa oxy não trước đây vẫn chỉ dừng lại ở mức đánh giá một cách gián tiếp thông qua theo dõi bão hòa oxy tĩnh mạch cảnh trong (Saturation jugular venous oxygenation – SjO2) [22]. Phương pháp theo dõi trực tiếp áp lực oxy tổ chức não trong CTSN vẫn còn là một vấn đề mới, chưa được áp dụng trong lâm sàng cũng như vẫn chưa có một nghiên cứu nào đánh giá hiệu quả của nó. Do đó, chúng tôi thực hiện nghiên cứu này với mục tiêu: 1.

Xác định mối tương quan giữa PbtO2 với ALNS, ALTMN và kết quả điều trị trong CTSN nặng. Phân tích vai trò tiên lượng của PbtO2 trong CTSN nặng. Đánh giá kết quả điều trị trong CTSN nặng theo phác đồ dựa vào hướng dẫn của PbtO2. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.

Cơ sở sinh lý bệnh của rối loạn chuyển hóa oxy não trong CTSN 1. Chuyển hóa oxy não Não chỉ chiếm 2% trọng lượng cơ thể nhưng lại nhận được 15% cung lượng tim và sử dụng 20% tổng số oxy của cơ thể (700ml máu/phút hoặc 50- 60 ml/100 g/phút) và 25% tổng lượng đường của cơ thể. Trong trạng thái bình thường, tế bào thần kinh không có dự trữ oxy và rất ít glucose cho nên hoạt động của các tế bào thần kinh phụ thuộc gần như hoàn toàn vào lưu lượng máu não (LLMN) và rất nhạy cảm với tình trạng thiếu oxy và thiếu máu. Nguồn cung cấp năng lượng quan trọng nhất cho não chủ yếu là adenosine triphosphate (ATP).

ATP được tổng hợp chủ yếu bởi quá trình oxy hóa của glucose. Carbon dioxide (CO2) là sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa hiếu khí, nó dễ dàng đi qua hàng rào máu não và được loại bỏ ra khỏi não. Trong khi đó, quá trình chuyển hóa yếm khí tạo ra sản phẩm cuối cùng là axit lactic làm giảm độ pH tại chỗ, hậu quả là gây suy giảm chức năng ty thể và tăng nồng độ canxi trong tế bào dẫn đến kích thích gây độc tế bào. Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy vùng chất xám ở hệ thống thần kinh trung ương sử dụng glucose cao hơn khoảng ba lần so với vùng chất trắng.

Các tế bào thần kinh tiêu thụ 75% tổng số lượng oxy trong hệ thống thần kinh trung ương; trong đó khoảng 80% năng lượng được tạo ra chủ yếu để duy trì sự chênh lệch ion của tế bào. Các tế bào thần kinh đệm mặc dù chiếm đa số trong các tế bào thần kinh (gần 50% khối lượng não) nhưng có một tỷ lệ trao đổi chất thấp hơn nhiều (chiếm ít hơn 10% của tổng trao đổi chất của não) [23] LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Lưu lượng máu não và áp lực tưới máu não Áp dụng định luật Ohm cho dạng chất lỏng hoặc huyết động học, lưu lượng máu não (LLMN) có thể được tính bằng công thức: LLMN = ALTMN / SCMN (1) Ở đây, áp lực tưới máu não (ALTMN) được tính bằng sự chênh lệch giữa huyết áp động mạch trung bình (HATB) và áp lực nội sọ (ALNS). Sức cản mạch máu não (SCMN) phần lớn được quyết định bởi sự co giãn của các tiểu động mạch, do đó phương trình (1) có thể được biểu diễn như sau: LLMN = (HATB - ALNS) / SCMN (2) Mối quan hệ giữa ALNS và LLMN được thể hiện rõ trong học thuyết Monro-Kellie như sau: " Hộp sọ không có khả năng giãn nở một cách hiệu quả, bất kỳ sự thay đổi về số lượng của một trong ba thành phần chính trong sọ là máu, tổ chức não và dịch não tủy (DNT) được bù trừ bằng cách thay đổi một trong hai thành phần kia".

Vì vậy nếu ALNS tăng, thể tích máu não và lưu lượng máu não sẽ giảm xuống. Hơn nữa, từ phương trình của Poiseuille đối với một chất lỏng cho thấy sức cản mạch máu (R) tỉ lệ thuận với chiều dài của đoạn ống (L) và độ nhớt của chất lỏng (hệ số độ nhớt) và tỉ lệ nghịch với 4 lần bán kính của ống (r): Q = k (ΔP/R) trong đó (3) R = (ηL) / (r4) và (4) k=π/8 (5) Khi phương trình của Poiseuille được áp dụng cho lưu lượng máu nói chung và LLMN nói riêng. Phương trình biểu diễn đầy đủ của nó như sau: Q = (π r4 ΔP) / (8 ηL) (6) Áp lực chính trong tuần hoàn não được cho là ALTMN, trong đó: ALTMN = HATB – Áp lực tĩnh mạch não Nếu áp lực trong các tĩnh mạch vỏ não và tĩnh mạch cầu ở khoang dưới nhện cân bằng hoặc thấp hơn áp lực bên ngoài, các tĩnh mạch này có thể LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 bị bẹp lại và làm tăng sức cản dòng máu. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp áp lực trong các tĩnh mạch não thường cao hơn một chút so với bên ngoài mạch (gọi là áp lực nội sọ) để cho phép tạo ra dòng chảy liên tục.

Các xoang tĩnh mạch ở trong não không bị đè bẹp hoàn toàn vì thành của chúng một phần là tổ chức xương cứng. Do mối quan hệ chặt chẽ giữa áp lực tĩnh mạch não và ALNS cho nên: ALTMN = HATB - ALNS. Trong điều kiện bình thường, HATB thay đổi trong khoảng giới hạn từ 50 đến 150 mmHg để duy trì LLMN ở mức ổn định thông qua phản ứng tự điều hòa của ALTMN nhờ vào sự tăng hoặc giảm sức cản các mạch máu não. Khi ALTMN nằm ngoài khoảng giới hạn tự điều hòa này thì phản ứng giãn mạch hoặc co mạch não là không đủ để có thể duy trì mức LLMN bình thường.

Trong CTSN, khi phản ứng tự điều hòa của ALTMN bị rối loạn sẽ dẫn đến sụt giảm mạnh LLMN, khi đó với mức HATB là 60 mmHg sẽ không đủ đáp ứng được các nhu cầu chuyển hóa bình thường, tổn thương thiếu máu não cục bộ có thể xảy ra chỉ sau 15-30 phút [24], [25]. Mối quan hệ lưu lượng máu não – chuyển hóa oxy não Chuyển hóa của não luôn ở mức cao và ổn định, ở những khu vực não hoạt động mạnh có mức chuyển hóa cao hơn và nhu cầu cần nhiều oxy hơn thì lưu lượng máu não sẽ cao hơn. Cơ chế điều hòa này thông qua một số chất chuyển hóa tác dụng trên thành mạch máu như: H+, K+, CO2, adenosine, các chất trung gian glycolytic, các chất chuyển hóa phospholipid và nitric oxide. Mối tương quan giữa lưu lượng máu não và tiêu thụ oxy não có thể biểu diễn theo phương trình Fick như sau: CMRO2 = AVDO2 x LLMN hoặc AVDO2 = CMRO2 / LLMN Trong đó: CMRO2 là mức chuyển hóa oxy não (Cerebral Metabolic rate of oxygen consumption); AVDO2 là chênh lệch oxy động – tĩnh mạch não (arteriovenous difference of oxygen).

LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Trong điều kiện sinh lý bình thường, những thay đổi trong CMRO2 nhằm đáp ứng với những thay đổi trong nhu cầu chuyển hóa, nó được đảm bảo bởi những thay đổi trong LLMN để nhằm mục đích duy trì một cách tương đối AVDO2 ổn định. Lưu lượng máu não được duy trì ổn định bằng phản ứng tự điều hòa của ALTMN trong một khoảng giới hạn từ 50-150 mmHg để phù hợp với việc cung cấp oxy cho tổ chức não. Nếu CMRO2 vẫn không đổi, giảm LLMN sẽ dẫn đến sự gia tăng AVDO2 (tức là giải phóng vào tổ chức nhiều oxy hơn). Ngược lại, khi có sự gia tăng trong LLMN, AVDO2 sẽ giảm xuống (giảm giải phóng oxy).

Mối quan hệ chặt chẽ giữa LLMN và CMRO2 còn được gọi là “sự gắn kết giữa LLMN - chuyển hóa”.