Monro-Kellie 4.0: moving from intracranial pressure to intracranial dynamics

Sérgio Brasil1*, Gustavo C. Patriota2 , Daniel Agustín Godoy3 , Jorge L. Paranhos4 , Andrés Mariano Rubiano5 and Wellingson S. Paiva

Crit Care. 2025 Jun 5;29:229. doi: 10.1186/s13054-025-05476-7

Abstract The Monro-Kellie doctrine, introduced in the late 18th century, was a groundbreaking concept aimed at explaining the interactions between intracranial volume components. It has since become a cornerstone of brain physiology, now recognized as intracranial dynamics. Initially, the doctrine focused on physiological observations of the three incompressible components of the cranial vault: brain tissue, blood, and cerebrospinal fluid (CSF). Over the centuries, advancements in neuroscience and medical technology have deepened our understanding of intracranial pressure (ICP) regulation, its pathophysiological implications and its role in neurological disorders. This revisitation of the Monro-Kellie doctrine examines how impairments in cerebrovascular autoregulation, brain compartmentalization and the glymphatic system interact in severely brain-injured patients, calling for new management strategies when facing these critical situations. Additionally, it reinforces the need for a holistic monitoring approach to improve early diagnostics and intervention. The evolution of ICP assessment has significantly shaped the management of brain trauma, spontaneous bleeding, ischemic stroke, and hydrocephalus. With the introduction of innovative tools such as brain ultrasound, automated pupillometry and noninvasive pressure waveform monitoring, ICP management is shifting toward more accessible and continuous evaluation strategies. This review explores how blending historical principles with cutting-edge innovations is transforming neuromonitoring and enhancing patient outcomes in critical care. Keywords Intracranial compartmental syndrome, Intracranial compliance, Intracranial pressure, Acute brain injury, Traumatic brain injury

<< Monro-Kellie 4.0 : 두개내압에서 두개내 역학으로의 전환>>

•   18세기 후반 개념 : 두개강 내 용적 구성 요소 간 상호작용을 설명하는 이론 → 뇌 생리학의 핵심 원리 → 변화된 개념 (현재) : 두개내 역학(intracranial dynamics)으로 확장

• 초기 원리 : 뇌 조직 + 혈액 + 뇌척수액(CSF) (비압축성 3요소) 중심 → 후에 심화 : ICP 조절 기전 + 병태생리 + 신경계 질환에서의 역할까지 확장

• Monro-Kellie 재조명 (중증 뇌손상에서) : 뇌혈관 자율조절 장애, 뇌 구획화, 글림프계 이상

  : 위 3개의 상호작용 분석→ 새로운 치료 전략 필요성 제시 → 통합적 모니터링(holistic monitoring) 및 조기 진단/중재 강조

• ICP 평가 방법의 발전 :→ 외상성 뇌손상, 자발성 출혈, 허혈성 뇌졸중, 수두증 치료 전략에 영향

• 최근 ICP 관리 변화 :→ 뇌 초음파, 자동 동공측정, 비침습적 압력 파형 모니터링 도입→ 비침습적, 지속적, 접근성 높은 평가로 전환

•   결론 : 전통 이론과 최신 기술 융합으로 신경 모니터링 변화 및 중환자 예후를 개선

Figure 1. Monro-Kellie 4.0은 두개강 내 구성 요소들의 동적인 특성과, 그 변화에 영향을 미치는 결정 요인들을 설명하는 개념이다→ 동맥혈은 뇌혈관 자율조절(cerebrovascular autoregulation)에 의해 조절되고,→ 정맥혈과 뇌척수액(CSF)은 완충 여유(buffering reserve)에 의해 조절되며,→ 글림프계(glymphatic system)는 간질 공간(interstitial space)을 조절하여 결과적으로 뇌 조직의 부피를 조절한다.