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. 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