 International Journal of Psychiatry and Neurology 国际神经精神科学杂志, 2013, 2, 8-11 http://dx.doi.org/10.12677/ijpn.2013.21003 Published Online February 2013 (http://www.hanspub.org/journal/ijpn.html) The Research Progress of Neurological Function Recovery Mechanism after Cranioplasty Xingjun Liu, Huiquan Liu, Zixiang Chen* Tianjin Haihe Hospital, Tianjin Email: *chenzixiang@hottail.com, liuxingjun246810@126.com Received: Dec. 24th, 2012; revised: Dec. 27th, 2012; accepted: Mar. 19th, 2013 Copyright © 2013 Xingjun Liu et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre- stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract: Objective: To evaluate the cranioplasty in patients with skull defects for recovery of neurological function. Method: We investigate the change of intracranial pressure, cerebral blood flow, EEG physiological from preoperative and postoperative respectively, and possible mechanisms of cranioplasty on neurological recovery. Result: The earlier cranioplasty is beneficial to the patient. Conclusion: Cranioplasty can improve neurological function. Keywords: Skull Defects; Cranioplasty; Repair Neur ol o gi cal Functi o n 颅骨修补术后神经功能恢复机制的研究进展 柳兴军，刘慧权，陈子祥* 天津市海河医院，天津 Email: *chenzixiang@hottail.com, liuxingjun246810@126.com 收稿日期：2012 年12 月24 日；修回日期：2012 年12 月27 日；录用日期：2013 年3月19 日 摘 要：目的：评价颅骨修补术对颅骨缺损病人的神经功能恢复的影响。方法：对颅骨修补术前和术后颅内压、 脑血流、脑电生理的改变作一综述，探讨颅骨修补术对神经功能恢复的可能机制。结果：早期施行颅骨修补术 对患者有利。结论：颅骨修补术可以改善神经功能。 关键词：颅骨缺损；颅骨修补；神经功能修复 1. 引言 自1905 年Cushing 首先提出去骨瓣减压术以来， 其一直是神经外科急重症患者特别是各种原因所致 脑疝患者的有效抢救措施。待病情恢复后，绝大多数 病人都要行颅骨修补术，该手术最原始动机是美容与 对脑组织的机械保护。在临床实践工作中，人们注意 到许多病人在颅骨修补术后神经功能恢复有明显改 善[1,2]，但目前对这方面的深层次研究不 多。1968 年 Langfitt 提出脑脊液动力学理论，1977年Yamaura根 据去骨瓣后皮瓣下沉的现象提出大气压理论，但这些 都不能对颅骨修补术后神经功能的恢复作更深的解 释。近几年来，更多文献[3,4]提出；颅骨修补术后脑血 管储备功能的改善对脑功能的恢复有着积极的意义。 本文对颅骨修补术后颅内压、脑血流、脑电生理的改 善作一综述，来评价颅骨修补术对促进神经功能恢复 的理论依据。 2. 颅骨缺损后颅骨修补对颅内压病 生理改变 *通讯作者。 重型颅脑损伤患者术后由于颅骨缺损，颅腔失去 Copyright © 2013 Hanspub 8  颅骨修补术后神经功能恢复机制的研究进展 了密闭性，颅腔容积相对扩大可使颅内压缓解到可达 到的生理范围内，但颅骨缺损后由于大气压作用及站 立位时的重力引力作用，尤其是去骨瓣减压侧脑脊液 循环动力学紊乱和脑血流灌注压下降，导致大脑代谢 紊乱造成潜在的脑组织功能损害。大面积颅骨缺损不 仅改变了颅腔内正常压力和颅内血液及脑脊液循环， 而且打破了颅腔内原有的生理平衡，导致颅腔内容物 处于可变状态，容易造成脑组织变形、移位，脑室扩 大，脑实质内的水份流向紊乱，影响脑脊液的产生、 吸收及循环，从而形成脑积水、脑膨出等并发症。颅 骨缺损使脑组织下移凹陷，颅内压下降，随着站立行 走是，颅内压进一步降低，骨窗局部凹陷明显。但患 者平卧时，局部颅腔膨隆，随着头部体位改变，不但 使缺损部位的头皮处于向内塌陷–向外膨出的不稳 定状态，严重者可使脑组织嵌顿。而硬脑膜与皮瓣、 脑皮质间的瘢痕对颅腔内容物的直接压迫和大气压 力均可使局部颅内压增高，造成神经功能损害。Stula[5] 连续观测颅骨修补手术前后颅内压 4天，发现 12 例 患者中 6例术前有颅内压升高，且均有神经功能障碍。 颅骨修补术后，颅内压恢复正常，神经功能也得到改 善，提示大脑皮层与硬脑膜和头皮之间所形成的瘢痕 组织对缺损部位的颅内容物所产生直接压力是神经 功能障碍的主要原因之一。另外去骨瓣减压后，硬脑 膜与皮瓣、大脑皮层之间的瘢痕组织及硬脑膜与骨缘 之间粘连，会引起脑组织牵拉、扭曲和压迫，导致以 下情况：1) 脑皮层血供和静脉引流受到干扰，影响脑 血流动力学；2) 瘢痕组织、硬脑膜、骨缘、头皮和大 气压对颅腔内容物的直接压力效应；3) 脑组织移位导 致脑脊液循环障碍，从而导致正常颅内压及脑生理功 能的调节失衡。而减压区越靠近矢状窦区，受损越明 显，可能与矢状窦静脉回流和矢状窦旁蛛网膜颗粒对 脑脊液吸收障碍有关。 3. 颅骨缺损后颅骨修补对脑血流 动力学改变 颅骨缺损后，脑血管功能代偿下降、脑脊液及颅 内压生理调节功能失灵，均会导致脑部微循环缺血、 缺氧，以致影响脑组织与血液之间的物质交换和新陈 代谢。而随着脑血流和脑代谢的不断下降，不但会引 起脑细胞水肿，使血管通透性增大，而且会诱发氧化 应激、免疫抑制、细胞凋亡等机制，致使脑细胞功能 失代偿，引起神经元的损害，造成减压区出现脑软化 灶和部分患者术后进展性神经功能缺陷。Bernhard 等 [6]应用 PET-CT 技术对去骨瓣减压后的老鼠进行脑血 流、脑氧代谢及脑糖代谢监测，发现在去骨瓣 2 h、 20 h、28 h后，脑血流速度降低，而脑氧代谢及脑糖 代谢也有不同程度的降低，指出在颅骨开放的情况 下，颅腔内的生理状态产生明显变化，而不只是颅内 压变化。Winkler 等[7,8]分别对颅骨缺损患者进行了脑 脊液动力学、脑血管储备能力及脑葡萄糖代谢方面的 研究，发现骨缺损区皮瓣松弛的患者，脑脊液动力学 都有不同程度的紊乱，脑血管储备能力下降，脑葡萄 糖代谢减少，进一步支持了颅骨缺损后脑功能代谢是 一种病理过程。夏家林等[9]报道颅骨修补手术前、后 脑血流动力学参数变化，手术前患侧血流速度与健侧 相比明显降低，脑血流量也明显减少，且这种脑血流 动力学参数变化在颅骨缺损的早期；而手术后患侧血 流速度接近健侧。Suzuki 等[10]利用 CT研究颅骨修补 病人脑血流情况，发现修补后双侧脑血流的增加对神 经功能的恢复起到重要作用。Yoshida 等[11]应用放射 性核素 CT 和核磁共振谱研究颅骨修补的脑血流及脑 代谢变化情况，认为脑血流量的增加，有效降低了神 经功能缺陷。Winkler等[12]也证实，颅骨修补后可纠 正脑血流动力学参数的紊乱，促进脑血流储备能力的 恢复，脑葡萄糖代谢增加，病人的神经症状可可完全 消失或部分改善。脑血流速度的改善为何能促进神经 功能的恢复呢？颅骨修补术后，使受到扭曲的脑静脉 得到纠正，静脉回流加快，脑脊液循环速度增加，脑 血流量的调节功能得到恢复。同时手术也可松解硬脑 膜与皮瓣及骨窗边缘的粘连，直接解除其对脑表面血 管的牵拉、扭曲和压迫。而脑血流的改善及其调节功 能的加强，导致脑微循环缺血、缺氧及脑组织与血液 之间的物质交换和新陈代谢的状况得到改善，使脑葡 萄糖代谢加强，避免神经元的进一步损害。2004 年， Kuo 等[13]对13 例患者颅骨修补术，术后不但患者 GCS、巴塞尔指数及上肢肌力得到明显提高，而且应 用TCD 监测其脑血流量也有可喜的进步，进一步支 持了脑血流动力学的改善能促进脑功能恢复这一理 论。 4. 颅骨修补术后脑电生理的改善 脑组织的正常血流量应维持在 50 ml/100 g/min以 Copyright © 2013 Hanspub 9  颅骨修补术后神经功能恢复机制的研究进展 上，有时脑血流虽已下降但尚未出现神经系统的机能 障碍时，称为脑低灌注状态。当脑缺血低于某一程度 (低于缺血阈值)时才会出现脑功能的障碍。长期的颅 骨缺损，使脑血流动力学及颅内压生理调节失灵，导 致脑组织的微循环障碍，是引起脑细胞损伤的重要原 因。由于缺血、缺氧对脑细胞能量供给不足，细胞水 肿，使血管通透性增高，脑血管损害，随之脑血流和 脑代谢不断下降，脑细胞功能失代偿，从而引起脑电 生理的改变，脑电图出现异常，增加了癫痫的发病率。 国内林鸿彬[14] 研究癫痫患者的脑电图与脑血流的关 系时，发现脑供血明显减少、重搏波减弱，脑电图均 出现不同程度的异常。而 Bijlenga 等[15]发现去骨瓣减 压4~6周以后，患者会出现思维迟钝、语言迟缓、肢 体运动乏力等症状，脑电图检查也没有出现癫痫波。 其原因之一可能是颅骨缺损后患侧出现脑血流速度 下降，但脑神经细胞活动的改变不如脑血流变化敏 感，因此需要长期监测脑电图情况。韩光玲等[16]分析 了34 例外伤性颅骨缺损患者的脑电地形图与临床的 关系，得出以下结论：1) 脑电地形图能客观地反应颅 骨缺损患者的脑电活动。2) 定位准确，其特点为缺损 区局部慢波功率明显增高，波及波功率也相应增高， 波分布异常。3) 颅骨缺损患者的临床症状与脑电地形 图改变有明显平行关系，因此，可作为判断患者预后 的客观指标。4) 颅骨修补术对颅骨缺损患者的脑细胞 功能恢复有肯定作用。因此，颅骨修补术不但改善了 脑血管功能状态，而且脑神经细胞活动也得到明显改 善和恢复。另外去骨瓣减压手术后，由于头皮、硬脑 膜与皮瓣皮层之间的瘢痕组织对脑表层的直接压迫 刺激作用，以及脑表面原有的不同程度的损伤常易引 发脑部异常放电，通常发生于术后 3个月左右。因此， 进行早期颅骨修补术可恢复颅腔容积的稳定性，阻断 外界环境变化对脑的直接压迫，解除瘢痕粘连，既可 减少癫痫发作，又可避免神经功能受损。 5. 颅骨修补术对神经功能恢复目的和机制 颅脑损伤后脑组织处于一种易损状态，形态和功 能完整的神经元对缺血缺氧和代谢紊乱的耐受程度 比未损伤神经元低数倍，处于极易死亡状态，而颅脑 损伤后颅骨缺损区域脑组织也处于易损状态。随着修 补时间延迟，可能导致缺损区域的脑组织逐渐变成不 可逆损害。Liang 等[17]对23 例颅骨修补术后患者进行 临床研究，发现早期颅骨修补可改善患者的临床症状 及神经功能损害表现，改善预后情况。陈国昌等[18] 研究发现，早期施行颅骨修补术，不但改善了颅内压、 脑血流及脑电生理的调节功能，避免了神经元细胞不 可逆损害，提高了患者的生活质量。颅骨修补术后神 经功能恢复的机制：颅骨缺损局部脑组织血液动力学 的恢复可能是神经功能恢复的主要机制之一。颅骨修 补可使局部脑血流量增加 15%~30%。颅骨修补术后 可以松解硬脑膜与皮瓣及骨窗边缘的粘连，解除其对 脑表面血管的牵拉、扭曲和压迫，从而改善局部脑血 流动力学，促进松解功能恢复。另外降低缺损部位的 颅内压可能是修补术后神经功能恢复的另一机制。还 有，颅骨缺损患者是颅脑损伤人群中的一组特殊群 体，常常出现不同程度的功能障碍，其心理负担、精 神压力较重，尤其惧怕受损部位再次受打击和震动， 抑郁、焦虑、恐惧因素要明显高于外伤后非颅骨缺损 的患者。因此，尽早恢复颅腔的完整性对促进神经功 能进一步恢复具有重要的意义。刘明铎[19]等研究认为 伤后早期颅骨修补时间应在3个月以内为好，时间愈 早神经功能恢复愈明显。晚期颅骨修补主要加强局部 的保护作用，对自觉症状只能获得有限的改善，而不 能解决器质性后遗症。 综上所述，颅骨缺损后的颅内压、脑血流及脑电 生理的代偿处于病理状态之中，三者相互联系，这些 改变会对神经功能造成继发性乃至不可逆的损害；而 颅骨修补术后，随着颅腔物理性能的改善、颅内压的 变化和脑血流动力学特性的改善，对于脑功能的恢复 均是有益的。我们认为颅骨修补手术应在损伤后 3个 月左右进行。虽然颅骨修补术改善神经功能的机制尚 存在争议，但对于有些患者，颅骨修补确实能改善神 经功能。所以，颅骨修补术的目的不能局限于整容和 保护脑组织，对于某些病例而言，改善神经功能也是 颅骨修补术的主要目的之一。 参考文献 (References) [1] W. D. See, Y. D. Kim, D. Y. Hong, et al. Neurological improve- ment after cranioplasty in patients with surgical bony defect: The usefulness of actazolamide activated Tc-HMPAO spect. Journal of Korean Neurosurgical Society, 2006, 40(6): 434-440. [2] E. Sancisi, A. Battistini, C. Di Stefano, et al. Late recovery from post-traumative vegetative state. Brain Injury, 2009, 23(2): 163- Copyright © 2013 Hanspub 10  颅骨修补术后神经功能恢复机制的研究进展 Copyright © 2013 Hanspub 11 166. [3] C. Agner, M. Dujovny, M. Gaviria, et al. Neurocognitive as- sessment before and after cranioplasty. Acta Neurochirurgica, 2002, 144(10): 1033-1040. [4] E. Erdogan, B. Uuz, M. Kocaoglu, et al. The effect of cranio- plasty on cerebreal hemodynamics: Evaluation with transcranial dopple sonography. Neurology India, 2003, 51(4): 479-481. [5] D. Stula. Intracranial pressure measurement in large skull de- fects. Neurochirurgia, 2006, 28(4): 164-169. [6] S. Bernhard, G. Rudolf, S. Yasuhiro, et al. Hemodynomic and metabolic effects of decompressive hemicraniectomy in normal brain: An experimental PET-study in cats. Brain Research, 2008, 982(1): 31-37. [7] P. A. Winkler, W. Stummer, R. Linke, et al. The influence of cranioplasty on postural blood flow regulation, cerebrovascular reserve capacity, and cerebral glucose metabolism. Journal of Neurosurgery, 2000, 93(1): 53-61. [8] H. Fodstad, J. A. Love, J. Ekstedt, et al. Effect of cranioplasty on cerebrospinal fluid hydrodynamice in patients with the syn- drome of the trephined. Acta Neurochirurgica, 2004, 70(12): 21- 30. [9] 夏家林, 王永胜, 李书清等. 早期颅骨修补对脑血流动力学 参数的影响[J]. 齐鲁医学杂志, 2010, 25: 514-515. [10] N. Suzuki, M. Furuse and T. Iwabuchi. Neurological improve- ment after cranioplasty. Analysis by dynamic CT scan. Acta Neurochirurgica, 1003, 122(1-2): 49-53. [11] K. Yoshida, M. Furuse, A. Izawa,et al. Dynamics of cerebral blood flow and metabolism in patients with cranioplasty as evaluated by 133XeCT and 31p magnetic regution, cerebrovas spectroscopy. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry, 2006, 61: 166-171. [12] P. A. Winkler, W. Stummer, R. Linke, et al. Influence of craio- plasty on postural blood flow regulation, cerebrovascular reserve capacity, and glucose metabolism. Journal of Neurosurgery, 2000, 93(1): 53-61. [13] J. B. Kuo, C. C. Wang, C. C. Chio, et al. Neurological improve- ment after cranioplasty—Analysis by transcranial Doppler ultra sonography. Journal of Clinical Neuroscience, 2004, 11(5): 486- 489. [14] 林鸿彬. 癫痫患者的脑电图与脑血流图分析[J]. 中国热带医 学, 2006, 6(8): 1447. [15] P. Bijlenga, D. Zumofen, H. Yilmaz, et al. Orthostaic mesointer hemispheric approach to craniopharyngioma resection with or without division of the anterior communicating after. Journal of Neurosurgery, 2006, 84: 951-956. [16] 韩光玲, 钱民贵, 徐国政等. 外伤性颅骨缺损的脑电地形图 与临床[J]. 广东医学, 1994, 8(3): 251-253. [17] L. Wen, X. F. Yang, W. G. Luo, et al. Cranioplasty of large cra- nial defect at an early stage decompressive craniectomy per- formed for sevre head trauma. Journal of Craniofacial Surgery, 2007, 18(3): 526-532. [18] 陈昌国等. 颅骨修补术后神经功能恢复机制的研究进展[J]. 中国临床神经外科杂志, 2009, 12(14): 765-767. [19] 刘明铎, 刘承基, 朱诚等. 实用颅脑损伤学[M]. 北京: 人民 军医出版社, 1994: 437-438. |