顱腦創(chuàng)傷后腦溫變化及對(duì)癥治療的研究進(jìn)展

韋世銀 黃海能

【關(guān)鍵詞】?顱腦創(chuàng)傷;腦溫;發(fā)病機(jī)制;病理生理

中圖分類號(hào)：R651.1+5?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2019.10.017

顱腦創(chuàng)傷（traumatic brain injury，TBI）是指頭部受暴力作用后造成的頭皮、顱骨或腦組織創(chuàng)傷，是神經(jīng)外科常見的急危重癥。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)顱腦創(chuàng)傷的發(fā)病率超過100/10萬(wàn)人口，西方發(fā)達(dá)國(guó)家更是高達(dá)（150～200）/10萬(wàn)人口的發(fā)病率[1]，其死亡率為4%～7%，其中重度顱腦創(chuàng)傷約占顱腦創(chuàng)傷的20%，死亡率高達(dá)50%～60%[2]，具有發(fā)病率高、病情重的特點(diǎn)。TBI后常伴隨生命征、顱內(nèi)壓（intracranial pressure，ICP）、腦溫、體溫等監(jiān)測(cè)指標(biāo)的改變，其中腦溫就是一項(xiàng)重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。臨床監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)多數(shù)顱腦創(chuàng)傷患者傷后存在腦溫先降低后升高的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外多位學(xué)者[3～4]對(duì)顱腦創(chuàng)傷后患者的腦溫變化進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)腦溫改變是顱腦創(chuàng)傷后的結(jié)果之一，也是影響顱腦創(chuàng)傷后患者病情及預(yù)后的一項(xiàng)重要因素。筆者就顱腦創(chuàng)傷后腦溫變化的機(jī)制、影響因素及腦組織代謝的病理生理改變和應(yīng)對(duì)傷后腦溫改變的治療措施進(jìn)行綜述。

1?顱腦創(chuàng)傷后腦溫變化的機(jī)制及影響因素

正常情況下，腦血流灌注和腦代謝率都很高，一個(gè)正常成年人每分鐘的全腦血流量為700～770 mL，雖然人腦僅占人體重量的2%左右，但腦血流量卻占全身血流量的15%～20%，而且平均耗氧量大約占全身耗氧量的20%。因?yàn)槟X具有高灌注和高代謝率的特點(diǎn)，而血液本身攜帶大量的熱量，所以影響腦溫的因素包括三個(gè)方面：（1）腦組織自身代謝;（2）腦組織血流量（cerebral blood flow，CBF）;（3）灌注腦組織的血液溫度[5]。顱腦創(chuàng)傷后主要通過以下幾種機(jī)制改變腦組織代謝率、CBF和灌注腦組織的血液溫度，從而改變腦溫。

1.1ICP改變腦組織血流灌注而影響腦溫

顱腔為一密閉容器，內(nèi)容物包括腦組織、血液、腦脊液（cerebrospinal fluid，CSF）三部分，成人顱縫閉合后，顱腔的容積為1400～1500 mL，其中腦組織約占顱腔容積的80%，CSF和血液各占約10%。成人ICP正常值波動(dòng)在6.0～13.5 mmHg之間，兒童波動(dòng)在3.7～7.4 mmHg之間，顱腔容積可通過調(diào)節(jié)CSF和血液的循環(huán)變化實(shí)現(xiàn)約8%的代償能力[6]，所謂的代償能力就是其中一部分體積增加，另外兩部分的體積就會(huì)相應(yīng)減少，從而維持ICP相對(duì)穩(wěn)定。在代償能力范圍內(nèi)ICP可無(wú)明顯變化，當(dāng)超過自身代償能力時(shí)ICP會(huì)隨顱內(nèi)容積的增加出現(xiàn)順應(yīng)性升高。腦組織損傷導(dǎo)致腦細(xì)胞水腫和腦血腫形成，使腦容積增加，通過增加CSF流入脊髓腔，減少脈絡(luò)叢產(chǎn)生CSF，增加蛛網(wǎng)膜絨毛吸收CSF，減少腦組織血流量實(shí)現(xiàn)代償，其中減少腦組織血流量就是一項(xiàng)重要代償機(jī)制。嚴(yán)重TBI可因血腫的占位效應(yīng)及ICP的急劇升高使得腦血管痙攣，甚至?xí)霈F(xiàn)局部腦血管嚴(yán)重受壓，導(dǎo)致局部腦組織出現(xiàn)無(wú)灌注的情況。CBF對(duì)腦溫的調(diào)節(jié)發(fā)揮重大作用，黃其林等[7]研究表明顱腦損傷早期CBF即可明顯減少，傷后6小時(shí)內(nèi)下降最為明顯，而傷后腦溫也呈下降趨勢(shì)，損傷越重，腦溫下降越明顯。申海鳴等[8]研究發(fā)現(xiàn)顱腦損傷患者腦溫變化和ICP之間在一定范圍內(nèi)呈負(fù)相關(guān)，ICP大于40 mmHg時(shí)，腦溫下降，提示可能為ICP升高造成腦血流灌注不足，導(dǎo)致大腦代謝功能下降，從而使腦溫下降，這為創(chuàng)傷初期低腦溫提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1.2?顱腦創(chuàng)傷后發(fā)生中樞性發(fā)熱

體溫調(diào)節(jié)中樞在下丘腦，其接受參與體溫調(diào)控活性物的刺激而調(diào)節(jié)體溫，其中興奮性神經(jīng)遞質(zhì)如乙酰膽堿、去甲腎上腺素、5-羥色胺等，屬于正反饋調(diào)節(jié)物質(zhì)，它能使體溫調(diào)節(jié)中樞的“調(diào)定點(diǎn)”上移，介導(dǎo)軀體產(chǎn)熱增多使體溫上升[9～10]。5-羥色胺可因血液破出血管后由血小板釋放，顱腦創(chuàng)傷后血液進(jìn)入蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)可使血小板釋放興奮性神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺，再通過腦脊液的循環(huán)到達(dá)并刺激下丘腦，使體溫中樞調(diào)節(jié)障礙，引起中樞性高熱。除此之外，有研究認(rèn)為腦干通過棕褐色脂肪在中樞溫度調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[11]。體溫調(diào)節(jié)中樞在顱腦創(chuàng)傷中除了接受某種介質(zhì)的過度調(diào)節(jié)而出現(xiàn)調(diào)節(jié)障礙外，還和創(chuàng)傷后病灶大小及血腫位置有關(guān)[12～13]。相關(guān)研究[14～15]在嚴(yán)重TBI合并中樞性發(fā)熱患者中發(fā)現(xiàn)，額葉底部腦挫裂傷更容易引起中樞性發(fā)熱，這有可能是下丘腦距離額葉底部較近，創(chuàng)傷后血腫形成，腦組織水腫，壓迫下丘腦等體溫調(diào)節(jié)中樞，導(dǎo)致體溫調(diào)節(jié)障礙，從而出現(xiàn)中樞性高熱的狀態(tài)。在神經(jīng)外科手術(shù)中也有類似的現(xiàn)象，在鞍區(qū)腫瘤切除術(shù)中刺激并損傷下丘腦也容易出現(xiàn)術(shù)后高熱的癥狀[16]。進(jìn)一步證明壓迫下丘腦使其發(fā)生結(jié)構(gòu)改變也會(huì)引起體溫調(diào)節(jié)的障礙，發(fā)生中樞性發(fā)熱，發(fā)熱時(shí)可使腦血管擴(kuò)張，CBF及腦代謝增加，腦溫也隨之升高。

1.3?吸收熱、脫水熱及感染性發(fā)熱

創(chuàng)傷后顱內(nèi)血腫形成，在血腫吸收過程中釋放各種致熱原，致熱原通過血液、腦脊液循環(huán)作用于下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞，體溫調(diào)節(jié)中樞通過神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)機(jī)制使組織器官代謝增加，產(chǎn)熱增加，這種調(diào)節(jié)方式稱為吸收熱。傷后因損傷及占位，患者會(huì)經(jīng)歷顱內(nèi)壓升高及腦水腫階段，治療中會(huì)使用甘露醇、高滲鹽水、甘油果糖等進(jìn)行脫水治療，再配合使用速尿等利尿劑加快體液排出體外，大量脫水利尿后若補(bǔ)液不足將會(huì)引起血液濃縮，繼而導(dǎo)致腦溫上升，這種發(fā)熱稱為脫水熱。TBI患者最常見的并發(fā)癥是肺部感染，王興翠[17]對(duì)重型TBI并發(fā)肺部感染的患者統(tǒng)計(jì)報(bào)道中指出TBI患者肺炎發(fā)生率為15%～20%，因肺炎引起死亡高達(dá)20%～50%，主要因傷后患者多處于意識(shí)障礙、昏迷狀態(tài)，增加誤吸風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)長(zhǎng)期臥床，自我排痰能力差，以及呼吸機(jī)的使用，增加墜積性肺炎和呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的發(fā)生，導(dǎo)致感染性發(fā)熱的發(fā)生[18]。

2?病理生理改變

2.1?ICP及腦灌注的改變

顱腦創(chuàng)傷后因血腫壓迫及ICP升高致腦灌注不足引起初期低腦溫的表現(xiàn)，低腦溫是灌注不足的結(jié)果，目前未有證據(jù)說(shuō)明TBI低腦溫會(huì)對(duì)腦細(xì)胞有損害作用。低腦溫期主要的病理生理改變是創(chuàng)傷后因血管破裂，血腫形成，ICP升高對(duì)周圍腦組織產(chǎn)生機(jī)械性壓迫，導(dǎo)致創(chuàng)傷周圍腦組織及全部腦組織血流灌注下降，出現(xiàn)腦缺血缺氧的表現(xiàn)，在臨床上顱腦創(chuàng)傷患者傷后多數(shù)出現(xiàn)意識(shí)障礙或昏迷，其中一部分因損傷醒覺中樞所致，另外很大一部分原因是傷后占位效應(yīng)及ICP增高致腦血管灌注不足所致。通過正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像檢測(cè)腦出血患者血腫周圍腦組織代謝率、氧攝取分?jǐn)?shù)及CBF變化，發(fā)現(xiàn)血腫側(cè)半球腦組織三項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)較對(duì)側(cè)下降，而血腫區(qū)周圍腦組織則出現(xiàn)更大程度的降低[19]。提示腦組織周圍占位及顱內(nèi)壓升高可能會(huì)出現(xiàn)腦灌注下降及缺血缺氧的改變。隨著缺血缺氧的加重，代謝產(chǎn)物的不斷積累，出現(xiàn)微循環(huán)及細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能障礙，引起水鈉潴留，腦細(xì)胞水腫，占位效應(yīng)加重，ICP進(jìn)一步升高，CBF進(jìn)一步下降，形成惡性循環(huán)。TBI后大多數(shù)患者會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱的癥狀，相關(guān)研究報(bào)道指出，顱腦創(chuàng)傷后1周內(nèi)發(fā)熱的概率為44%～77%[20]。有研究指出[21～22]，急性腦損傷24小時(shí)后首要的中樞性損害是顱腦溫的升高，而頭部溫度約高出身體3℃，腦組織因腦溫上升使代謝率增加的同時(shí)，顱內(nèi)溫度每上升1℃，顱內(nèi)壓隨之升高約5%。Nyholm等[23]研究也表明傷后腦溫的上升使ICP升高，降低腦灌注，同時(shí)高溫增加腦耗氧量，加重腦損傷，加快腦細(xì)胞凋亡。

2.2?腦溫升高加重神經(jīng)細(xì)胞毒性作用

傷后因?yàn)橹聼嵩醇芭d奮性神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺等的產(chǎn)生，腦細(xì)胞代謝率增加，同時(shí)體溫調(diào)節(jié)中樞調(diào)節(jié)障礙，發(fā)生中樞性發(fā)熱，以及吸收熱、脫水熱和感染性發(fā)熱的發(fā)生，腦溫升高。在腦損傷機(jī)制研究中，以氧自由基為中心的級(jí)聯(lián)反應(yīng)得到學(xué)者們首肯，內(nèi)源性抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、谷胱甘肽（GSH）缺乏可使組織清除氧自由基的能力減弱，產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化和丙二醛（MDA）過多，導(dǎo)致病理性損傷效應(yīng)。邱小鷹等[24]在腦溫對(duì)腦損傷的研究中發(fā)現(xiàn)，高溫組腦組織中SOD、GSH-Px、GSH明顯降低，MDA明顯升高，腦水腫和缺血腦組織病變最重，亞低溫治療組中GSH-Px呈增高趨勢(shì)，并能抑制腦組織中SOD、GSH的降低和MDA的升高，減輕腦水腫和缺血腦組織病變程度。表明腦組織SOD、GSH-Px、GSH和MDA變化也是具有溫度依賴性的，腦溫變化影響氧自由基轉(zhuǎn)化，溫度的升高增加氧自由基的產(chǎn)生，減弱氧自由基的清除能力，加重腦細(xì)胞缺氧水腫，加快凋亡。同時(shí)在顱腦損傷后的亞低溫治療中發(fā)現(xiàn)，在亞低溫范圍內(nèi)，隨著體溫每上升1℃，腦組織代謝率增加6%～7%，氧代謝率增加6%～9%，這意味著腦溫升高腦組織耗氧量增加，伴隨缺氧導(dǎo)致乳酸堆積，自由基等損害物質(zhì)產(chǎn)生增多，增加海馬區(qū)微管相關(guān)蛋白的丟失，改變DNA與轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)活性，加重腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白破壞，同時(shí)Ca離子內(nèi)流增加，細(xì)胞膜進(jìn)一步損傷，Na離子轉(zhuǎn)運(yùn)障礙使細(xì)胞內(nèi)Na離子升高，發(fā)生水鈉潴留，破壞神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，增加創(chuàng)傷后腦的炎癥反應(yīng)，加重神經(jīng)細(xì)胞受到的毒性打擊[25]。

3?腦溫的監(jiān)測(cè)方法

腦溫監(jiān)測(cè)分為直接法和間接法。直接監(jiān)測(cè)法多通過顱內(nèi)有創(chuàng)性植入溫度監(jiān)測(cè)探頭并外接溫度顯示儀器，其具有直接監(jiān)測(cè)腦組織內(nèi)溫度，讀數(shù)明了，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腦組織溫度變化并轉(zhuǎn)化為讀數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，是目前臨床上監(jiān)測(cè)腦溫最精確的方法，但在安放中需要鉆開顱骨將監(jiān)測(cè)探頭埋入腦組織內(nèi)，是一種有創(chuàng)性操作，存在神經(jīng)創(chuàng)傷、穿破血管及感染的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)設(shè)備要求高，價(jià)格昂貴[27]。相關(guān)研究認(rèn)為機(jī)體各個(gè)部位的溫度在一定范圍內(nèi)可能和腦溫存在相關(guān)性，腦溫間接監(jiān)測(cè)法就是通過測(cè)量機(jī)體體表或深部的溫度來(lái)間接反應(yīng)腦溫，包括口腔、耳膜、體表、腋窩、食管、直腸等[26～27]，其中直腸、耳膜、食管溫度為機(jī)體深部溫度，與腦溫更為接近[28]。臨床中對(duì)于中樞性高熱實(shí)施亞低溫治療所使用的持續(xù)降溫冰毯機(jī)就可連續(xù)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)肛溫，具有無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)[29]。雖然間接監(jiān)測(cè)法有簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)、安全的優(yōu)點(diǎn)，但是相關(guān)研究表明，其和實(shí)際腦溫存在一定的差異性，不能準(zhǔn)確反映腦實(shí)質(zhì)溫度[30]。

4?治療措施

TBI患者處于低腦溫期的時(shí)間很短，大部分小于24小時(shí)，低腦溫并非TBI后二次損害的因素，只是TBI后占位壓迫及ICP的增高導(dǎo)致灌注不足的結(jié)果。腦細(xì)胞在無(wú)灌注下耐受缺氧的時(shí)間為4～6分鐘，所以早期恢復(fù)腦灌注是影響患者預(yù)后的關(guān)鍵。根據(jù)美國(guó)顱腦創(chuàng)傷基金會(huì)及中國(guó)顱腦創(chuàng)傷專家共識(shí)指導(dǎo)意見指出：TBI患者腦灌注壓維持在50～70 mmHg的范圍內(nèi)時(shí)，ICP應(yīng)維持在正常（6.0～13.5 mmHg）或輕度偏高（<20 mmHg）的范圍內(nèi)，結(jié)合公式：腦灌注壓=平均動(dòng)脈壓-ICP，可通過調(diào)節(jié)患者的ICP及平均動(dòng)脈壓以維持患者腦灌注壓[6，31]。而且高腦溫已是學(xué)界公認(rèn)腦二次損傷因素之一，顱腦損傷后隨興奮性神經(jīng)遞質(zhì)的積累，致熱源的釋放，感染的發(fā)生及傷后體溫調(diào)節(jié)中樞障礙，出現(xiàn)體溫、腦溫升高，腦耗氧量增加，增加自由基等有害物質(zhì)的積累，加重腦損傷。

4.1?手術(shù)治療

根據(jù)神經(jīng)外科診療指南專家意見[32]，對(duì)于TBI患者若有明顯顱內(nèi)壓增高的癥狀和體征，CT掃描提示明顯腦受壓的征象，例如顱內(nèi)血腫量大，幕上血腫量>30 mL、顳區(qū)血腫量>20 mL、幕下血腫量>10 mL，硬膜下血腫厚度大于10 mm，病人意識(shí)障礙進(jìn)行性加重或出現(xiàn)昏迷，中線位移超過5 mm，應(yīng)行血腫清除術(shù)治療;或者TBI患者出現(xiàn)進(jìn)行性意識(shí)障礙和神經(jīng)功能損害表現(xiàn)，藥物無(wú)法控制高顱壓，CT出現(xiàn)明顯占位效應(yīng)者，伴腦溝、基底池受壓消失者應(yīng)行血腫清除術(shù)治療。同時(shí)術(shù)中應(yīng)徹底止血，為增加腦的膨脹空間，減少腦組織受壓，可視情況行去骨瓣減壓或硬腦膜減張縫合等。ICP增高和占位壓迫是TBI患者腦灌注降低、腦溫下降的主要因素，而TBI患者ICP增高和占位存在的原因是傷后形成顱內(nèi)血腫及腦組織水腫。通過手術(shù)治療，緩解占位壓迫，降低ICP，在減輕正常腦組織受壓的同時(shí)維持腦正常灌注。而隨著疾病進(jìn)展，血腫壓迫體溫中樞，同時(shí)血腫吸收釋放的致熱源也影響著體溫調(diào)節(jié)中樞的調(diào)節(jié)，出現(xiàn)中樞熱和吸收熱，腦組織進(jìn)入高溫期，對(duì)于有手術(shù)指征的患者，開顱血腫清除術(shù)或微創(chuàng)血腫引流術(shù)清除血腫，在去除血腫對(duì)體溫中樞的壓迫的同時(shí)也能減少血細(xì)胞破裂后和血腫吸收過程中各種細(xì)胞因子、炎癥介質(zhì)、致熱源對(duì)體溫中樞的刺激，降低中樞性發(fā)熱和吸收熱的發(fā)生率。

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（收稿日期：2019-03-13?修回日期：2019-05-01）