顱腦創(chuàng)傷性異物及其處理原則

李 越， 李兵倉

1.空軍第九八六醫(yī)院神經(jīng)外科，西安 710054; 2.陸軍軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究部，重慶 400042

創(chuàng)傷性顱腦損傷(traumatic brain injury,TBI)是1～44歲人群的主要死因，美國每年200多萬例，治療費用約250億美元。穿透性顱腦損傷(penetrating traumatic brain injury,pTBI)是最致命的顱腦損傷(美軍發(fā)生率4904/333169=1.47%)，病死率為23%～93%，伴神經(jīng)功能嚴重障礙者病死率更高，達87%～100%[1]。平民每年死于pTBI者3.2萬～3.5萬例[1]。判斷pTBI通常以硬腦膜是否完整為據(jù)，如硬腦膜破裂使腦組織與外界相通則為pTBI，否則為閉合性顱腦損傷[2]。pTBI多由速度>100m/s[2]或﹥120m/s[3]的槍彈/破片(統(tǒng)稱為投射物)所致，常發(fā)生于戰(zhàn)時[4]，但美國平時每年也有3.2萬人死于槍傷[5]。pTBI的現(xiàn)場病死率為71%[6]，院前病死率為66%～90%[7]，平均病死率75%～80%[8]，入院后的存活率也只有51%[6]。pTBI除物理性破壞顱腦組織外，遺留在顱腦內(nèi)的異物(發(fā)生率17.7%)也造成繼發(fā)性損傷[9]。 為此，本文通過PubMed檢索了2000—2022年顱腦創(chuàng)傷性異物的英文文獻，納入標準為入院治療的異物殘留患者，排除標準為現(xiàn)場、院前和急診死亡患者，現(xiàn)把符合標準的文獻總結(jié)成文，供有關(guān)學者參考。

1 異物種類

根據(jù)速度造成pTBI的投射物分為以下兩大類。

一類是低速投射物，如射釘[10-14]、鋼筋/焊條[15-17]、利刃[15,18]、釘子[19-20]、箭頭[21]、鐵砂[15]、木棍[22]、牙齒[23]、橡皮子彈[24]、筷子/鉛筆/眼鏡架[25]、玩具[4]等。低速投射物多經(jīng)較薄的顳骨以及眼眶(發(fā)生率4.5%[21])、口腔、鼻腔和顱底進入顱腦，多見于平時意外事故和自殺[3,26]。射釘是造成pTBI的常見投射物，美國每年射釘創(chuàng)傷3.7萬例[10,13]，其中pTBI占0.12%[13,27]。氣動射釘槍的槍口速度為45.7～100m/s[28-29]，火藥射釘槍可達426.7m/s[29-30]。前一種射釘槍傷人最多，但損傷程度較輕；后一種射釘槍的槍口速度已超過制式手槍(350m/s左右)，雖傷人相對較少，但造成的損傷較重[15]。有文獻[23]報道了1例罕見低速投射物造成的pTBI：當兩摩托車相撞時一方騎手的3顆牙齒射入另一騎手的大腦額葉內(nèi)。另外，通常將橡皮子彈視作低速投射物(初速﹤100m/s)，加之彈頭圓鈍、質(zhì)地較軟，被認為是非致命武器，但特殊情況下其也可以穿透成人顱骨進入腦內(nèi)，并逐漸分解而釋放有毒物質(zhì)[24]。

另一類是高速投射物，主要包括軍用槍彈和爆炸性武器破片。軍用手槍的槍口速度為400m/s左右，步槍的槍口速度在750～950m/s，爆炸性破片的初速常>1 000m/s，其殺傷動能已遠遠>78J的致傷標準，能造成人體的典型火器傷(損傷范圍大、損傷程度重、傷道分為三區(qū)、產(chǎn)生瞬時空腔)?；鹌鱾筮z留在腦內(nèi)的彈頭/破片多為鋼、鉛、銅等金屬，其除造成繼發(fā)性損傷和神經(jīng)功能障礙外，對腦組織也有慢性毒害作用，特別是鉛的慢性毒害作用更大[5,7,31-32]，銅可使腦組織壞死、軟化[33]。除這些常見金屬異物外，隨著貧鈾彈在戰(zhàn)場上的廣泛應(yīng)用，貧鈾破片也能遺留人體內(nèi)，其中鈾可在腎臟、骨骼、肌肉、肝臟、脾臟和大腦等器官中積聚，并釋放入血和組織液，其放射性可慢性傷害人體。體內(nèi)的鈾主要通過尿液排泄，前3個月可排泄全部遺留鈾的85%[34]。

總體上，彈頭占腦內(nèi)異物的62%，破片和橡皮子彈各占19%[32]。

2 異物遷移

彈頭和球形破片可在腦內(nèi)自發(fā)性遷移，當異物直徑﹤3mm時更容易遷移[35]。異物沿血管系統(tǒng)行走不僅偏離最初位置，也造成遠端血管栓塞[36]。在美國，平民因彈頭栓塞血管的年發(fā)生率為0.3%，美軍在阿伊戰(zhàn)爭期間的發(fā)生率為1.1%。頸部、胸部、肢體和腹部的異物可遷移到心臟，左心室的異物可栓塞冠狀動脈，右心室的異物(發(fā)生率58%，多無癥狀)則栓塞肺動脈 (發(fā)生率32%)[37-39]。胸部異物可栓塞頸外動脈、大腦中動脈(病死率25%～33%)[35]、肝靜脈[40]、右髂總動脈[36]。心臟平面以下的異物通常栓塞下肢血管，上胸部和頸部的投射物容易栓塞顱腦血管[41]。子彈擊中心臟時多為單腔損傷(87.5%)，患者存活率為62.8%。多腔損傷的發(fā)生率低(12.5%)，但病死率為100%[38]。80%的動脈栓塞后癥狀出現(xiàn)早且明顯[36,42]。靜脈(下腔靜脈發(fā)生率25%,股靜脈發(fā)生率15%，鎖骨下靜脈發(fā)生率10%)栓塞后癥狀出現(xiàn)晚[39]，甚至70%～90%的患者無癥狀[31]。動脈內(nèi)的投射物比靜脈內(nèi)的更容易遷移，說明血流速度和異物遷移有密切關(guān)系[41]。

除在血管系統(tǒng)內(nèi)遷移外，腦實質(zhì)內(nèi)異物自發(fā)性遷移的發(fā)生率也有0.3%[37]、0.06%～4.2%[7-8,33,43-44]、8.4%[32]等不同報道。異物既可以從左腦遷移到右腦[6-7]，也可以從前腦遷移到中腦、后腦和小腦[7-8,33,45]，或從前顱窩遷移到蝶鞍、腦垂體[46]、中顱窩、后顱窩[8,33,47]。異物遷移主要發(fā)生在傷后早期，最早傷后10.5h或36h就可發(fā)生[45]，一般為傷后2 ～28d[32]和3個月[44]，5年后[32]遷移的患者也有報道，但晚期因纖維化形成而限制異物的自發(fā)性遷移[31]。腦內(nèi)異物遷移除有50.0%的可能性造成繼發(fā)性損傷外[20,32]，也因血管栓塞而導(dǎo)致腦梗死,這種腦梗死的病死率為25%～33%[42]。大腦中動脈(65.2%)、頸內(nèi)動脈(17.4%)、大腦后動脈(8.7%)容易被栓塞，其他動脈的栓塞率為8.7%，患者表現(xiàn)為偏癱、失語、虛弱和視野缺陷[41]。腦內(nèi)異物自發(fā)性遷移的原因有以下幾種：(1)金屬異物的比重遠大于腦組織，從而異物在重力的作用下發(fā)生遷移；(2)傷道或腦組織壞死液化后為異物遷移提供了渠道[7-9,31-33,37,43,45]；(3)蛛網(wǎng)膜下腔和腦室系統(tǒng)為異物遷移提供了自然通道[31-33]；(4)顱內(nèi)高壓和咳嗽等增壓因素迫使投射物向某一方向移動[31,33,45]。

3 異物數(shù)量和預(yù)后

很多因素均和pTBI的預(yù)后有關(guān)，尤其是患者的格拉斯哥昏迷評分(Glasgow coma scale，GCS)和預(yù)后關(guān)系最密切，分值越低，病死率越高(GCS 3～5分病死率為80%～97%，8～12分病死率為83%)。GCS≤8分可作為預(yù)測死亡的臨界值，其敏感度為90.5%，低于這一分值者的病死率比GCS≥ 8分的患者高13.4倍[48-49]。其他因素有瞳孔反應(yīng)(瞳孔固定無反應(yīng)者病死率高)、損傷范圍(雙半球和多葉損傷者病死率高)、腦內(nèi)出血(硬膜外血腫、腦室內(nèi)出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血者病死率高)、顱內(nèi)壓(腦疝者病死率高)、凝血障礙、中線移位等[1]。除這些常用預(yù)測因子外，Bolatkale和Acara[1]2019年首次報道了腦內(nèi)異物數(shù)量和死亡的關(guān)系，他們根據(jù)95例腦內(nèi)異物患者的預(yù)后分析，提出當異物數(shù)量>2時患者的病死率比異物數(shù)量≤2時高51倍，且異物數(shù)量與GCS呈負相關(guān)，這也佐證了異物數(shù)量越多越容易死亡的結(jié)果。

4 異物主要并發(fā)癥

異物自發(fā)性遷移也是顱腦內(nèi)異物的并發(fā)癥[7-8,31-32]，其他主要并發(fā)癥按文獻數(shù)量簡述如下。(1)感染：高速投射物的感染發(fā)生率高于低速投射物(45%彈片可培養(yǎng)出細菌)，感染的總體發(fā)生率為3%～17%或5%～23%，病死率14%～57%，常在傷后1～5周內(nèi)發(fā)生。金黃色葡萄球菌是主要病原體，其次是革蘭氏陰性菌如綠膿桿菌等。其中腦膜炎的發(fā)生率為64%～70%(傷后12～24h發(fā)生,個別傷后2～3個月發(fā)生)。腦膿腫的發(fā)生率為48%(傷后3周內(nèi)發(fā)生者占55%,6周內(nèi)占90%),病死率為12.5%～25%[2-4,7-8,15,17,21,26,28-30,32-33,43-44,47,50]。 (2)癲癇：癲癇發(fā)生率30%～50%，顯著高于顱腦鈍性傷的1.5%～27%。傷后1周內(nèi)發(fā)生率為4%～10%，傷后1年內(nèi)發(fā)生率43%，2年內(nèi)的發(fā)生率為80%，傷后13年也可發(fā)生。一侵華日兵傷后45年發(fā)作[3,8,14,16,18,21,26,29-30,33-43,44,51]。傷后早期發(fā)作的癲癇由創(chuàng)傷本身所致，晚期發(fā)作由瘢痕組織造成[15]。(3)血管異常：顱內(nèi)出血的發(fā)生率為31%～78%。假性動脈瘤多在傷后2～3周內(nèi)出現(xiàn)或破裂，其病死率為50%。傷后5～11d常發(fā)生腦血管痙攣。頸動脈海綿竇瘺的發(fā)生率達50%。血腫和血管栓塞也是常見并發(fā)癥[3,4,7,13,18,21-22,26,28,33,44]。(4)腦脊液漏：腦脊液漏的發(fā)生率為0.63%～8.9%，特別是腦室受傷和硬腦膜關(guān)閉不全的患者更易發(fā)生腦脊液漏，可使患者感染的概率增加20倍，其革蘭氏陰性菌的感染率也是無腦脊液漏患者的3倍[7，21，26]。(5)精神心理障礙：有學者對101例腦內(nèi)遺留彈頭/破片者的心理狀態(tài)進行了回顧性研究，結(jié)果顯示這類患者更容易罹患抑郁癥，且很少承認自己健康狀態(tài)良好，其中61%的患者不能回歸正常工作[5,17]。

5 異物影像學檢查

腦內(nèi)異物傷后數(shù)小時內(nèi)可移動數(shù)厘米，因而任何影像學檢查均應(yīng)在術(shù)前進行，必要時可在術(shù)中檢查[33]。(1)X線片：X線片檢查簡單快捷，從顱骨正、側(cè)位片可以觀察顱骨骨折、傷道走向、顱內(nèi)異物、顱內(nèi)血腫等損傷情況，當不具備CT和MRI設(shè)備時，X線片檢查即成為緊急外科處理的有效指導(dǎo)方法[2,23]。(2)CT檢查：CT檢查是診斷pTBI的首選影像學方法，除孕婦外幾乎沒有禁忌證，對決定是否手術(shù)和制定手術(shù)方案有確定性指導(dǎo)作用[3,18]。它可清晰顯示傷道入出口、顱骨骨折、顱內(nèi)出血、腦損傷程度和范圍，在觀察腦內(nèi)金屬異物和碎骨片方面更具優(yōu)勢，甚至可以檢測到0.06mm的異物。但金屬異物偽影會影響細節(jié)觀察，使其敏感度從72.7%降至66.7%，其觀察密度與周圍組織相近、顱底和腦干的損傷有一定局限性[1-3,6,12,22-23,50,52-53]。CT血管造影(CT angiography，CTA)可以代替常規(guī)血管造影，但其空間和時間分辨率不如后者。有學者比較了45例CTA和常規(guī)血管造影診斷顱內(nèi)動脈損傷的敏感性，發(fā)現(xiàn)CTA對創(chuàng)傷性動脈瘤的敏感性高，對動脈分支的敏感性不如常規(guī)血管造影[2]。(3)MRI檢查：MRI在診斷腦挫裂傷、創(chuàng)傷性腦梗死、傷道走向、小灶性出血等方面比CT更具優(yōu)勢，但不能用于腦內(nèi)金屬異物的檢查[22]。腦內(nèi)金屬異物在強磁場作用下可移動3cm，扭力也發(fā)生改變，大血管和重要結(jié)構(gòu)附近的金屬異物移位能造成嚴重的繼發(fā)性損傷[3,18,52]。1.5-T MRI檢查時銅、鉛彈頭移位不如鋼芯彈明顯，但臨床醫(yī)師往往難以確定金屬異物的性質(zhì)[53]。有學者專門觀察了MRI時9mm鋼芯彈在牛腦內(nèi)和明膠中的移位情況，結(jié)果顯示3-T MRI可使鋼芯彈移位1.3～1.7cm，牛腦內(nèi)的移位更明顯[54]。(4)數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)：DSA是診斷血管損傷的金標準[3]，有學者強烈建議傷后7～14d對所有pTBI患者行DSA檢查[18]，以及時發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)血管損傷、海綿竇損傷、創(chuàng)傷性動脈瘤、假性動脈瘤和腦內(nèi)出血[2,50]。

6 異物處理原則

目前對顱腦創(chuàng)傷性異物的處理尚無統(tǒng)一原則，大多是根據(jù)救治機構(gòu)的客觀條件和醫(yī)師的經(jīng)驗，結(jié)合異物大小、位置、深淺及其與大血管和重要結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行個性化處理，但優(yōu)先處理危及生命的緊急情況是一切處理的前提[3-5,22,26,55]。

6.1挽救生命，爭取手術(shù) 顱腦內(nèi)異物的處理必須在救命和復(fù)蘇(氣道、呼吸、循環(huán))等緊急處置完成后進行，擇期手術(shù)清除異物應(yīng)根據(jù)異物的位置、風險與獲益的平衡來確定，如摘取異物風險過大，則應(yīng)非手術(shù)治療。有作者認為[1,3]，在病情允許的情況下應(yīng)盡量手術(shù)摘除異物，因不手術(shù)摘除的病死率為62%，延期手術(shù)摘除的病死率為53%，而手術(shù)摘除的病死率只有10%，手術(shù)干預(yù)不應(yīng)晚于傷后12h。1990年前，非手術(shù)治療的患者為80.0%，病死率為35.0%，后隨著手術(shù)率的增加病死率降至3.8%[41]。

近年來文獻報道的手術(shù)成功救治如下。

低速投射物pTBI(按文獻數(shù)量列舉)：(1)射釘槍自殺或意外事故使射釘進入腦內(nèi)[2,10,12-14,27,30]；(2)普通釘子經(jīng)顱骨或眼眶進入腦內(nèi)[19-20,22]；(3)利刃經(jīng)顳部刺入腦內(nèi)[15,18]；(4)焊條/玩具棒經(jīng)左眼進入額葉[4,16]；(5)鐵棍經(jīng)頭頂進入腦內(nèi)[15]；(6)霰彈金屬彈丸遺留腦內(nèi)[15]；(7)氣槍彈經(jīng)左眼進入大腦中動脈[41]；(8)鋼筋經(jīng)口腔進入額葉[17]。

高速投射物pTBI(按遺留部位和異物類型列舉)：(1)手槍彈頭遺留在右枕葉[6]；(2)7.62mm AK-47步槍彈遺留在小腦[8]；(3)彈丸/破片遺留在顳葉[31-32]、中腦、小腦、枕葉[43,47]、額葉[33]、頸外動脈[35]。

6.2早期清創(chuàng)、控制感染 顱腦創(chuàng)傷性異物要早期清創(chuàng)，清創(chuàng)時間越晚越容易發(fā)生感染[13]。急救清創(chuàng)應(yīng)在傷后2～4h進行，專科清創(chuàng)可延遲到傷后6～8h，也可根據(jù)患者具體情況和環(huán)境因素進行早期(傷后72h)、延期(傷后3～6d)和晚期(傷后7d以上)清創(chuàng)。損傷程度和傷道污染重的傷員可徹底清創(chuàng)(aggressive/vigorous debridement)，反之行姑息清創(chuàng)(less/minimal debridement)。清創(chuàng)時要徹底清除毛發(fā)、衣服碎片、泥土砂石、碎骨片以及容易清除的彈丸/片等容易引發(fā)感染的異物[2,50]，盡量保留腦組織，徹底控制活動性出血，精確縫合硬腦膜，及時修復(fù)顱骨缺損[15]。

6.3摘除異物，預(yù)防繼發(fā)性傷害 很多學者[1,3,5,7-8,23,31-33,36,47]堅持的異物處理原則是：及時取出位置表淺、容易操作、癥狀明顯、腦室內(nèi)、栓塞導(dǎo)致腦積水、繼發(fā)性神經(jīng)損傷、嚴重并發(fā)癥、重要神經(jīng)結(jié)構(gòu)和大血管附近的異物；原位保留位置深在、取出危害更大、無癥狀或癥狀不明顯的異物。直視下取出異物更安全可靠，否則易造成腦實質(zhì)出血和硬膜下血腫[19-20,22,50]。顯微外科技術(shù)可提高手術(shù)操作的精準度[22]，神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)可幫助術(shù)中異物定位[50]。

6.4及時用藥，預(yù)防感染和癲癇 感染是顱腦創(chuàng)傷性異物最常見的并發(fā)癥，異物清除后必須及時應(yīng)用可通過血腦屏障的廣譜抗生素[23,29]，如頭孢吡肟、頭孢曲松、頭孢唑林、萬古霉素、苯唑西林、埃托硝唑[3,8,12,28]。目前用藥缺乏統(tǒng)一規(guī)范，均是經(jīng)驗性用藥[2,50]。 多主張持續(xù)用藥7～14d[3,26,30]，有人建議6周[3,30]。萬古霉素和頭孢曲松聯(lián)合用藥對預(yù)防感染更有效[17]。

癲癇也是顱腦創(chuàng)傷性異物的常見并發(fā)癥。創(chuàng)傷本身或金屬異物可導(dǎo)致皮層神經(jīng)元過度放電而造成陣發(fā)性全身痙攣、失神等系列癥狀。創(chuàng)傷嚴重程度、遺留物性質(zhì)、顱內(nèi)血腫形成、膠質(zhì)瘢痕與癲癇的發(fā)生時間有一定關(guān)系，早期癲癇發(fā)作由創(chuàng)傷本身造成，晚期則由膠質(zhì)瘢痕所致[18]。抗驚厥藥可以預(yù)防早期癲癇，但不能預(yù)防晚期癲癇。預(yù)防性用藥應(yīng)在傷后7d內(nèi)進行，持續(xù)7～10d[3,23,29-30]。

7 小結(jié)

顱腦創(chuàng)傷性異物既可來自于平時的低速投射物，也能來自于戰(zhàn)時和恐怖犯罪活動的高速投射物，兩種投射物均能造成最致命的pTBI，但高速投射物的致命性更強。異物可在腦內(nèi)自發(fā)性遷移，并導(dǎo)致感染、癲癇、血管異常等系列并發(fā)癥。我國平時可見低速投射物顱腦損傷，但這類異物多在患者入院時被及時清除，也不容易遷移；而戰(zhàn)時常見的高速投射物顱腦損傷我國少見，這類異物常因傷情、位置等原因而不能及時清除，容易遷移。從當前戰(zhàn)場態(tài)勢和未來戰(zhàn)爭形勢來看，各種遠距攻擊的爆炸性武器仍是戰(zhàn)場主要作戰(zhàn)武器，以人員為殺傷目標的手/槍榴彈也常預(yù)置重量1g左右的破片，因而戰(zhàn)時爆炸性破片遺留腦內(nèi)的概率更高。為保證平時顱腦異物的處置水平和戰(zhàn)時顱腦金屬異物的救治能力，我國軍民除應(yīng)關(guān)注平時顱腦異物的診治原則外，更應(yīng)掌握戰(zhàn)時顱腦金屬異物的救治原則，以軍民攜手共同降低我軍在未來戰(zhàn)爭中的病死率和致殘率。

作者貢獻聲明：李越：文獻查閱、論文撰寫；李兵倉：論文設(shè)計、審校