顱內壓基本知識
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1.1 顱內壓及其增高機理
1.1.1 顱內壓
對于正常人，顱內有一定的壓力，稱為顱內壓（Intracranial Pressure，ICP），或習慣地簡稱為顱壓或腦壓[1] 。經腰椎、小腦延髓池或腦室穿刺測得的壓力應更為確切地稱為腦脊液壓力。測量顱內壓的方法和途徑不同，主要包括穿刺腦脊液腔用壓力管測量和用顱壓監護儀測量。對同一個人各法測得的結果大致相同。因顱內壓受到體位的重大影響，所以通常所說的顱內壓，是指在水平側臥位而身體松弛的狀態下，經腰椎穿刺接上一定內徑的管子所測量的壓力。每個人的顱內壓差別較大，一般認為成人顱內壓的正常值為70～180毫米水柱；如壓力在180～200毫米水柱，可視為介于正常和異常之間的邊緣性壓力或可疑的顱內壓增高；如超過200毫米水柱，可確定為病理狀態，即顱內壓增高；如低于50毫米水柱，可確定為病理性的低顱壓，在50～70毫米水柱為可疑的低顱壓。
1.1.2 顱內壓增高機理
引起顱內壓增高的疾病很多，但產生顱內壓增高的主要因素是顱腔內三種內容物體積的增大與顱內占位性病變。這些因素是：一、腦脊液增多，見于交通性與非交通性腦積水；二、血液增多，較常見的是腦血管擴張與蛛網膜下腔出血；三、顱內占位性病變，如血腫、腫瘤與腦膿腫等，因大面積的凹陷骨折與顱骨閉鎖癥而令顱腔容積變小從而引起顱內壓增高的現象較少見到；四、腦組織的體積增大，最常見的是腦水腫[2-4]。腦水腫是腦組織內水分異常增多的一種病理狀態，它是顱腦損傷、顱內占位病變、顱內炎癥、腦血管病、腦缺氧、腦代謝障礙以及外源性或內源性中毒等疾病常見的、共同的病理生理現象，可通過惡化腦組織的血供和神經細胞內紊亂等加重神經細胞損傷，嚴重影響著病情的發展與預后。腦水腫達到一定程度時必將引起顱內壓增高，所以除顱內占位性病變和腦積水所致的顱內壓增高外，腦水腫和顱內壓增高可以被認為是一個統一的概念。腦水腫本身可以并無特殊癥狀而完全是顱內壓增高的臨床表現，其所導致的各種腦疝往往是患者死亡的主要原因。所以考慮到這些顱內壓增高的因素使之能有針對性地處理顱內壓增高是有幫助的。
顱內壓增高的病因歸納起來有六大類：即外傷性如腦外傷；血管性如出血性或閉塞性腦血管病等；炎癥性如腦炎與腦膜炎等；先天性如嬰兒腦積水或顱骨閉鎖癥等；顱內腫瘤；及全身性疾病如休克、窒息、小兒中毒性肺炎或中毒性痢疾引起的中毒性腦病等。這些疾病可由于上述四種因素之一或一種以上的因素而產生顱內壓增高。如腦外傷病人可同時或在疾病發展的過程中先后出現腦血管擴張、腦水腫、顱內血腫，少數病人可因蛛網膜下腔出血而發生創傷性腦積水。
1.1.3 顱內壓增高的影響因素[1, 5-10]
顱內壓增高可由多種原因引起，其病程長短，也常受多種因素的影響，如年齡、病變部位、病變性質、生長速度，以及腦水腫的程度和病人的全身情況等。在顱內壓增高過程中，也常受某些惡性循環因素存在的影響，可導致顱內壓增高、病程的延長或病情迅速惡化，待出現嚴重癥狀和體征時就診，則造成治療困難或失去治療機會而預后不良，甚至死亡。
1. 年齡
發病年齡的大小、智力發育狀況和語言表達能力，均有可能影響顱內壓增高的病程。如一般兒童及青少年顱縫融合尚未完全牢固時，顱內壓增高可使顱縫分離：嬰幼兒顱縫及前囪未閉，顱內壓增高時均可增加顱腔容積，使顱腔容積的代償空間擴大。當顱內有占位性病變或其他原因引起的顱內容物體積增大時，顱內壓增高的癥狀和體征因顱腔容積的增大可出現較晚；或有早期輕微癥狀和體征，由于智力尚未發育成熟(包括語言)，表達能力差，親屬又缺乏醫學知識而被忽視，從而延緩顱內壓增高的病程。如先天性腦積水患兒，待到頭顱相當大時或出現較重的神經精神癥狀和體征時家屬方才帶其到專科醫院就診。有腦實質性萎縮的患者(常見于老年人)，因腦萎縮，腦體積縮小，使顱腔的容積代償空間相對擴大，如有顱內占位性病變或其他原因引起的顱內容物體積增加時，在相當長的時間內可不出現明顯的顱內壓增高的癥狀和體征，故病程可相對延長。
2. 病變的生長速度和性質
如急性硬膜外血腫和急性硬膜下血腫，當腦組織中線移位10mm時，顱內壓增高可達6.67kPa(660mmH20)；而慢性硬膜下血腫或良性腫瘤，盡管中線移位超過20mm，而顱內壓力增高癥狀可能仍然不明顯。這主要是由于顱內壓力增高的速度不同，顱腔內空間代償機制發揮的作用也不同，特別是顱內良性腫瘤，生長緩慢，顱內壓增高出現較遲，同時腦組織因腫瘤壓迫可以緩慢萎縮，增加了顱內代償空間，從而使病程延長。如顱內原發性惡性腫瘤或顱內繼發性惡性腫瘤，生長速度都較快，出現顱內壓增高癥狀亦較快，病程相對較短。另外一些破壞性或浸潤性病變，病變本身雖有擴張性，但由于它破壞了周圍正常腦組織，使顱腔內容物體積的凈增量并不顯著。因此，盡管臨床癥狀發展迅速，卻不出現或延遲出現顱內壓增高的癥狀。另外，急性顱腦損傷變化快，多數顱內血腫逐漸增多，而少數血腫通過保守治療可逐漸吸收，顱內壓力即隨血腫的增大或消散而增高或自行恢復正常。
3. 病變部位
位于腦室系統、中線部位或后顱窩的病變，由于容易堵塞腦脊液循環通路影響腦脊液的循環吸收，因此雖然病變體積本身可能不大，但常因發生梗阻性腦積水而使顱內壓增高，早期即出現高顱壓癥狀或加重原有顱內壓增高。位于顱內大靜脈竇附近的病變，由于早期就可壓迫靜脈竇，阻礙顱內靜脈血液的回流或腦脊液的吸收，亦可使顱內壓增高的癥狀早期出現。
4. 顱內病變伴發腦水腫的程度
炎癥性顱內病變，如腦膿腫、腦寄生蟲病、腦結核瘤、腦霉菌性肉芽腫、彌漫性腦脊膜炎及腦膜炎等，均可伴有明顯的腦水腫; 惡性腦腫瘤，特別是腦繼發性腫瘤，雖然腫瘤本身體積并不大，但是伴發的腦水腫以及腫瘤分泌的激素引起腦水腫卻相當嚴重，可導致顱內壓增高早期出現。
5. 全身情況
嚴重的系統性疾病，如尿毒癥、肝昏迷、各種毒血癥、肺部感染、酸堿平衡失調等都可引起繼發性腦水腫，促使顱內壓增高。如呼吸道不通暢或呼吸抑制造成腦組織缺氧和碳酸增多，可繼發腦血管擴張和腦水腫，導致顱內壓增高，后者又導致腦血流量減少，呼吸抑制和腦缺氧加劇，進一步加重顱內壓增高。如此惡性循環引起顱內壓嚴重增高從而誘發腦疝，腦疝可加重腦脊液和腦血液循環障礙，結果顱內壓更高，反過來又促使腦疝更加嚴重。全身性高熱引起血管擴張，腦血流增加，也會加重顱內壓增高的程度。
1.2 顱內壓檢測方法綜述
顱內壓（ICP）增高是臨床常見的綜合癥，ICP增高可使患者出現意識障礙，嚴重者出現腦疝，并可在短時間內危及生命。因此，ICP監測是顱腦疾病處理的重要前提。有創ICP的檢測方法自1960年Lundberg實現了連續的ICP檢測以來得到不斷發展，對顱內高壓性疾病的診斷和治療具有重要意義[12-14]。但是由于其技術要求高，并發癥（如顱內感染、腦脊液漏、顱內出血等）較多，因此應用范圍受到限制，目前只在少數神經外科ICU開展。為了擴大ICP的應用范圍，國內外開始了無創ICP檢測技術的研究。
1.2.1 顱內壓有創檢測方法
目前有創性顱內壓監測技術主要分為以下幾種[5, 13-16]：
1. 腦室內插管法
采用液壓傳感器進行腦室內插管監測ICP是最早使用的方法，與其它方法相比較，其所測數值是當前最精確可靠的，故被視為ICP“金標準”。該方法是在顱骨頂部一合適位置鉆一小孔，將內徑為1mm左右的充滿生理鹽水的導管插入側腦室，導管外端用三通開關連接液壓傳感器，還可以連接腦室外引流裝置。其優點是操作簡單，測壓準確，可以直接引流腦脊液，從而降低ICP，具有診斷和治療的雙重價值。其缺點是容易造成顱內感染，且當ICP增高腦室受壓變窄或移位時，腦室穿刺及安插引流管就有困難。Naragan等人在4年間用此方法監測207位病人，其感染率在6.3%，感染多發生在第5天。Rosnen和Becker報道的感染率為4.7%，而其它學者報道的感染率為6.3%~10.3%。而且，腦室引流的阻塞、移位、脫落或扭曲也容易造成監測失敗。
2. 硬腦膜外傳感器
監測ICP一般采用非液壓傳感器直接置于硬腦膜外進行ICP監測。傳感器分為光學和電子兩類，光學傳感器的顱內部分含有探測鏡的氣囊，其壓力變化的信號經光纖束輸入監測儀。電子類傳感器可分為應變傳感器、電壓傳感器和電容傳感器。使用硬膜外傳感器檢測ICP的最大優點是不需要切開硬腦膜，顱內感染率低，故可延長監護時間，而且在監測過程中不受病人活動的影響；但由于與蛛網膜下腔間隔有硬膜，故精確性較差，穩定性也較差。此方法不能引流出腦背液，以降低顱內壓，也不能進行壓力—容積試驗。目前在臨床上很少使用。
3. 光纖探頭（fiber optic transducer）監測ICP
這是目前為止性能較為理想的顱內壓監測裝置，由光導纖維顱內壓監護儀，光纖纖維傳感器（光纖探頭）和記錄儀組成。監護時把探頭感受到的ICP轉換成差動光信號傳遞給監護儀，經光電轉換，患者的ICP信號將被測量到。光纖探頭可置于腦室內，腦實質內，硬腦膜下，也可置于硬腦膜外。Zwienenbeng等通過腦室、腦實質內和腦池內光纖維導管，評價了連續同步監測ICP的方法。監測1h后，腦室和腦實質內方法均可產生可靠的ICP記錄，兩者無統計學差異，但腦實質內監測方法可對大腦皮質產生較大損傷。而腦池內監測方法記錄數值明顯偏低，可靠性較低。光纖監測ICP的優點是操作方便，使用方便，感染率低，監護時間可延長。
4. 腰大池置管監測ICP
通過腰椎穿刺，將直徑約1mm的硅膠管置入腰大池，外接顱內壓監護儀。不僅可以持續引流、置換血性腦脊液，減少對腦組織的刺激，減少腦血管痙攣的發生率，而且對于顱內感染患者，可以通過鞘內注射敏感抗生素，提高腦脊液中抗生素的濃度，達到持續監測顱內壓、預防腦血管痙攣和治療顱內感染的雙重功效。但腰椎穿刺測量顱內壓在嚴重顱內壓時被視為禁忌，因為高顱內壓時腰椎穿刺容易誘發腦疝。
有創顱內壓監測技術的不斷發展對顱內壓增高相關疾病的診斷和治療具有重要意義，目前應用最廣的仍是液壓式腦室測壓，被視為金標準。但由于其技術要求較高，易引起臨床并發癥，如顱內繼發感染，顱內出血、腦脊液漏、導管堵塞等，其應用范圍受到一定限制，目前，也多在神經外科采用，腦外傷是最主要的適應癥[17]。
1.2.2 顱內壓無創檢測方法
目前無創性ICP檢測技術中報道最多的是經顱多普勒（TransCranial Doppler, TCD），TCD通過觀察高顱壓時的腦血管動力學改變來估計ICP[18-23]。TCD監測的優點是能反應血流動態變化，并可觀察腦血液自身調節機制是否完善。缺點是TCD測量流速而非流率指標，因此當腦血管活性受多種因素（PaCO2 ，PaO2 ，PH值，血壓，腦血管的自身調節）影響時，ICP和血流速度的關系會發生變化，故用TCD準確算出ICP有一定困難；
利用閃光視覺誘發電位的N2潛伏期的變化與ICP的正相關關系，也可以反映顱內壓的變化情況及得到顱內壓的無創檢測值。在國內，重慶醫科大學的張丹等對腦出血病人的閃光視覺誘發電位（Flash Visual Evoked Potential, FVEP）檢查，發現N2波與腦出血病人預后明顯相關，較重的腦出血病人當中N2波潛伏期延長[11,14,24]；國外，文獻也發現腦積水患兒FVEP的潛伏期延長，認為是顱內壓增高使腦灌注壓降低所致[25-26]，這也提供了FVEP應用于顱內壓檢測的理論基礎。目前，我們研制開發的MICP-1A型顱內壓無創檢測分析儀已經在臨床上獲得了比較好的應用。
鼓膜移位法(tympanic membrane displacement，TMD)能在一定范圍內較精確地反映低顱壓，這是TCD、FVEP等方法所不具備的[27]。因此，當高顱壓和低顱壓引起頭痛等癥狀不易區分時，TMD能較準確區分。但利用TMD監測，受試者必須滿足以下條件（1）中耳壓力正常；（2）鐙骨機反射正常；（3）耳迷路導管開放。因此腦干和中耳有病變的患者及老年人（耳迷路導管已閉）不能應用此項檢查。而且患者不能過度暴露于聲音刺激之中，因為它可以引起暫時性音域改變而影響測量值，故TMD法不適用于連續ICP監測；
前囟測壓 (Anterior Fontanel Pressure, AFP) 法監測ICP適用于新生兒和嬰幼兒[28]。但AFP是以壓平前囟為測壓條件，所以僅適用于突出骨緣的前囟，而且，壓平外凸的前囟相當于縮小了顱腔容積，增加了ICP，對患兒不利，測得的數值也偏高；
生物電阻抗法（Bioelectric Impedance Measuring Technology，BIMT）簡單易行，可進行連續監測且不存在受感染的危險，還可先于病變癥候出現之前進行病情預測[12,14,29]。但它不能準確地測量ICP的值，因為引起阻抗變化的原因很復雜，而且不同的病人、不同的病情、代償功能的不同在ICP相同時測出的阻抗值也不大一樣；
近年近紅外光譜信號分析方法(Near Infrared Spectrum, NIRS)發展迅速并在臨床應用[30-36]。自1977年Jobsis首次將近紅外光譜分析法用于無損傷檢測腦組織中血液成分變化以來,NIRS在檢測ICP方面進展較快。近紅外光譜技術是近年用于監測局部氧飽和度的無創性新方法。研究表明，NIRS與ICP之間有良好的相關性，用此法的檢測值可計算ICP，具有較高的敏感性。
其他還有雙顳部聲探針(bi-temporal acoustic probes)和電等效電路模型 (electrical equivalent circuit model)等技術，但有關這方面的報道比較少[12,14]。
1.3 顱內壓無創檢測方法研究的目的和意義
無創ICP監測技術，避免了有創監測帶來的創傷、感染、腦疝、低顱壓以及操作復雜等缺點，給臨床ICP監護帶來了方便、安全，同時也減少了患者的痛苦，不存在引起顱內感染的危險，因此研究開發新型準確、方便、動態、廉價的無創ICP監測技術對于臨床應用具有重要的意義。
(重慶中力醫療器械有限公司）
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