顱腦創傷后腦溫變化及對癥治療的研究進展

韋世銀 黃海能

【關鍵詞】?顱腦創傷;腦溫;發病機制;病理生理

中圖分類號：R651.1+5?文獻標志碼：A?DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2019.10.017

顱腦創傷（traumatic brain injury，TBI）是指頭部受暴力作用后造成的頭皮、顱骨或腦組織創傷，是神經外科常見的急危重癥。相關統計顯示，我國顱腦創傷的發病率超過100/10萬人口，西方發達國家更是高達（150～200）/10萬人口的發病率[1]，其死亡率為4%～7%，其中重度顱腦創傷約占顱腦創傷的20%，死亡率高達50%～60%[2]，具有發病率高、病情重的特點。TBI后常伴隨生命征、顱內壓（intracranial pressure，ICP）、腦溫、體溫等監測指標的改變，其中腦溫就是一項重要的監測指標。臨床監測發現多數顱腦創傷患者傷后存在腦溫先降低后升高的特點，國內外多位學者[3～4]對顱腦創傷后患者的腦溫變化進行研究，發現腦溫改變是顱腦創傷后的結果之一，也是影響顱腦創傷后患者病情及預后的一項重要因素。筆者就顱腦創傷后腦溫變化的機制、影響因素及腦組織代謝的病理生理改變和應對傷后腦溫改變的治療措施進行綜述。

1?顱腦創傷后腦溫變化的機制及影響因素

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%。因為腦具有高灌注和高代謝率的特點，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]。顱腦創傷后主要通過以下幾種機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正常值波動在6.0～13.5 mmHg之間，兒童波動在3.7～7.4 mmHg之間，顱腔容積可通過調節CSF和血液的循環變化實現約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相應減少，從而維持ICP相對穩定。在代償能力范圍內ICP可無明顯變化，當超過自身代償能力時ICP會隨顱內容積的增加出現順應性升高。腦組織損傷導致腦細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，減少脈絡叢產生CSF，增加蛛網膜絨毛吸收CSF，減少腦組織血流量實現代償，其中減少腦組織血流量就是一項重要代償機制。嚴重TBI可因血腫的占位效應及ICP的急劇升高使得腦血管痙攣，甚至會出現局部腦血管嚴重受壓，導致局部腦組織出現無灌注的情況。CBF對腦溫的調節發揮重大作用，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小時內下降最為明顯，而傷后腦溫也呈下降趨勢，損傷越重，腦溫下降越明顯。申海鳴等[8]研究發現顱腦損傷患者腦溫變化和ICP之間在一定范圍內呈負相關，ICP大于40 mmHg時，腦溫下降，提示可能為ICP升高造成腦血流灌注不足，導致大腦代謝功能下降，從而使腦溫下降，這為創傷初期低腦溫提供實驗依據。

1.2?顱腦創傷后發生中樞性發熱

體溫調節中樞在下丘腦，其接受參與體溫調控活性物的刺激而調節體溫，其中興奮性神經遞質如乙酰膽堿、去甲腎上腺素、5-羥色胺等，屬于正反饋調節物質，它能使體溫調節中樞的“調定點”上移，介導軀體產熱增多使體溫上升[9～10]。5-羥色胺可因血液破出血管后由血小板釋放，顱腦創傷后血液進入蛛網膜下腔或腦室系統可使血小板釋放興奮性神經遞質5-羥色胺，再通過腦脊液的循環到達并刺激下丘腦，使體溫中樞調節障礙，引起中樞性高熱。除此之外，有研究認為腦干通過棕褐色脂肪在中樞溫度調節中發揮重要作用[11]。體溫調節中樞在顱腦創傷中除了接受某種介質的過度調節而出現調節障礙外，還和創傷后病灶大小及血腫位置有關[12～13]。相關研究[14～15]在嚴重TBI合并中樞性發熱患者中發現，額葉底部腦挫裂傷更容易引起中樞性發熱，這有可能是下丘腦距離額葉底部較近，創傷后血腫形成，腦組織水腫，壓迫下丘腦等體溫調節中樞，導致體溫調節障礙，從而出現中樞性高熱的狀態。在神經外科手術中也有類似的現象，在鞍區腫瘤切除術中刺激并損傷下丘腦也容易出現術后高熱的癥狀[16]。進一步證明壓迫下丘腦使其發生結構改變也會引起體溫調節的障礙，發生中樞性發熱，發熱時可使腦血管擴張，CBF及腦代謝增加，腦溫也隨之升高。

1.3?吸收熱、脫水熱及感染性發熱

創傷后顱內血腫形成，在血腫吸收過程中釋放各種致熱原，致熱原通過血液、腦脊液循環作用于下丘腦體溫調節中樞，體溫調節中樞通過神經-體液調節機制使組織器官代謝增加，產熱增加，這種調節方式稱為吸收熱。傷后因損傷及占位，患者會經歷顱內壓升高及腦水腫階段，治療中會使用甘露醇、高滲鹽水、甘油果糖等進行脫水治療，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液不足將會引起血液濃縮，繼而導致腦溫上升，這種發熱稱為脫水熱。TBI患者最常見的并發癥是肺部感染，王興翠[17]對重型TBI并發肺部感染的患者統計報道中指出TBI患者肺炎發生率為15%～20%，因肺炎引起死亡高達20%～50%，主要因傷后患者多處于意識障礙、昏迷狀態，增加誤吸風險，同時長期臥床，自我排痰能力差，以及呼吸機的使用，增加墜積性肺炎和呼吸機相關性肺炎的發生，導致感染性發熱的發生[18]。

2?病理生理改變

2.1?ICP及腦灌注的改變

顱腦創傷后因血腫壓迫及ICP升高致腦灌注不足引起初期低腦溫的表現，低腦溫是灌注不足的結果，目前未有證據說明TBI低腦溫會對腦細胞有損害作用。低腦溫期主要的病理生理改變是創傷后因血管破裂，血腫形成，ICP升高對周圍腦組織產生機械性壓迫，導致創傷周圍腦組織及全部腦組織血流灌注下降，出現腦缺血缺氧的表現，在臨床上顱腦創傷患者傷后多數出現意識障礙或昏迷，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及ICP增高致腦血管灌注不足所致。通過正電子發射計算機斷層顯像檢測腦出血患者血腫周圍腦組織代謝率、氧攝取分數及CBF變化，發現血腫側半球腦組織三項檢測指標較對側下降，而血腫區周圍腦組織則出現更大程度的降低[19]。提示腦組織周圍占位及顱內壓升高可能會出現腦灌注下降及缺血缺氧的改變。隨著缺血缺氧的加重，代謝產物的不斷積累，出現微循環及細胞膜轉運功能障礙，引起水鈉潴留，腦細胞水腫，占位效應加重，ICP進一步升高，CBF進一步下降，形成惡性循環。TBI后大多數患者會出現發熱的癥狀，相關研究報道指出，顱腦創傷后1周內發熱的概率為44%～77%[20]。有研究指出[21～22]，急性腦損傷24小時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，顱內溫度每上升1℃，顱內壓隨之升高約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，同時高溫增加腦耗氧量，加重腦損傷，加快腦細胞凋亡。

2.2?腦溫升高加重神經細胞毒性作用

傷后因為致熱源及興奮性神經遞質5-羥色胺等的產生，腦細胞代謝率增加，同時體溫調節中樞調節障礙，發生中樞性發熱，以及吸收熱、脫水熱和感染性發熱的發生，腦溫升高。在腦損傷機制研究中，以氧自由基為中心的級聯反應得到學者們首肯，內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，產生脂質過氧化和丙二醛（MDA）過多，導致病理性損傷效應。邱小鷹等[24]在腦溫對腦損傷的研究中發現，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，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化，溫度的升高增加氧自由基的產生，減弱氧自由基的清除能力，加重腦細胞缺氧水腫，加快凋亡。同時在顱腦損傷后的亞低溫治療中發現，在亞低溫范圍內，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，伴隨缺氧導致乳酸堆積，自由基等損害物質產生增多，增加海馬區微管相關蛋白的丟失，改變DNA與轉錄因子的結構活性，加重腦細胞結構蛋白破壞，同時Ca離子內流增加，細胞膜進一步損傷，Na離子轉運障礙使細胞內Na離子升高，發生水鈉潴留，破壞神經細胞結構和功能，增加創傷后腦的炎癥反應，加重神經細胞受到的毒性打擊[25]。

3?腦溫的監測方法

腦溫監測分為直接法和間接法。直接監測法多通過顱內有創性植入溫度監測探頭并外接溫度顯示儀器，其具有直接監測腦組織內溫度，讀數明了，能實時監測腦組織溫度變化并轉化為讀數的優點，是目前臨床上監測腦溫最精確的方法，但在安放中需要鉆開顱骨將監測探頭埋入腦組織內，是一種有創性操作，存在神經創傷、穿破血管及感染的風險，同時設備要求高，價格昂貴[27]。相關研究認為機體各個部位的溫度在一定范圍內可能和腦溫存在相關性，腦溫間接監測法就是通過測量機體體表或深部的溫度來間接反應腦溫，包括口腔、耳膜、體表、腋窩、食管、直腸等[26～27]，其中直腸、耳膜、食管溫度為機體深部溫度，與腦溫更為接近[28]。臨床中對于中樞性高熱實施亞低溫治療所使用的持續降溫冰毯機就可連續動態實時監測肛溫，具有無創、簡便、準確的優點[29]。雖然間接監測法有簡便、無創、安全的優點，但是相關研究表明，其和實際腦溫存在一定的差異性，不能準確反映腦實質溫度[30]。

4?治療措施

TBI患者處于低腦溫期的時間很短，大部分小于24小時，低腦溫并非TBI后二次損害的因素，只是TBI后占位壓迫及ICP的增高導致灌注不足的結果。腦細胞在無灌注下耐受缺氧的時間為4～6分鐘，所以早期恢復腦灌注是影響患者預后的關鍵。根據美國顱腦創傷基金會及中國顱腦創傷專家共識指導意見指出：TBI患者腦灌注壓維持在50～70 mmHg的范圍內時，ICP應維持在正常（6.0～13.5 mmHg）或輕度偏高（<20 mmHg）的范圍內，結合公式：腦灌注壓=平均動脈壓-ICP，可通過調節患者的ICP及平均動脈壓以維持患者腦灌注壓[6，31]。而且高腦溫已是學界公認腦二次損傷因素之一，顱腦損傷后隨興奮性神經遞質的積累，致熱源的釋放，感染的發生及傷后體溫調節中樞障礙，出現體溫、腦溫升高，腦耗氧量增加，增加自由基等有害物質的積累，加重腦損傷。

4.1?手術治療

根據神經外科診療指南專家意見[32]，對于TBI患者若有明顯顱內壓增高的癥狀和體征，CT掃描提示明顯腦受壓的征象，例如顱內血腫量大，幕上血腫量>30 mL、顳區血腫量>20 mL、幕下血腫量>10 mL，硬膜下血腫厚度大于10 mm，病人意識障礙進行性加重或出現昏迷，中線位移超過5 mm，應行血腫清除術治療;或者TBI患者出現進行性意識障礙和神經功能損害表現，藥物無法控制高顱壓，CT出現明顯占位效應者，伴腦溝、基底池受壓消失者應行血腫清除術治療。同時術中應徹底止血，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血腫及腦組織水腫。通過手術治療，緩解占位壓迫，降低ICP，在減輕正常腦組織受壓的同時維持腦正常灌注。而隨著疾病進展，血腫壓迫體溫中樞，同時血腫吸收釋放的致熱源也影響著體溫調節中樞的調節，出現中樞熱和吸收熱，腦組織進入高溫期，對于有手術指征的患者，開顱血腫清除術或微創血腫引流術清除血腫，在去除血腫對體溫中樞的壓迫的同時也能減少血細胞破裂后和血腫吸收過程中各種細胞因子、炎癥介質、致熱源對體溫中樞的刺激，降低中樞性發熱和吸收熱的發生率。

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（收稿日期：2019-03-13?修回日期：2019-05-01）