去骨瓣減壓術后顱骨缺損合并早期腦積水的發生機制及手術治療研究進展

金陸昊，孫曉陽

(南京醫科大學附屬淮安第一醫院神經外科，江蘇 淮安 223000)

腦外傷、腦出血及和腦組織嚴重水腫的腦梗死患者，由于出血量較多以及腦疝的發生率和病死率較高，手術是唯一的治療方案。去骨瓣減壓術(decompressive craniectomy，DC)的手術方式是術中首先摘除部分顱骨，隨后清除顱內血腫，最后不再復位顱骨，其最大優點是可以擴大腦內容積，避免術后進一步腦水腫引起的二次腦疝[1]。2015年顱腦創傷DC中國專家共識指出，DC是治療顱內壓升高的有效手術方式[2]。一項利用DC搶救大面積腦梗死患者的前瞻性研究發現，與非手術組相比，DC手術組的病死率顯著降低，致殘率也大大降低[3]。雖然DC在神經外科急診手術中十分有效，但由于創傷較大，術后存在許多并發癥，如顱內感染、腦脊液漏、顱骨缺損、早期腦積水、切口愈合不良等[4-6]。其中，顱骨缺損及早期腦積水受到廣泛關注[7]。目前治療顱骨缺損及早期腦積水的主流術式為顱骨修補術(cranioplasty，CP)及腦室腹腔分流術(ventriculoperitoneal shunt，VPS)，但因缺少多中心大樣本的數據支持，對于顱骨缺損合并早期腦積水的患者開展CP及VPS的手術時機尚未達成共識，相關領域的研究也較少[8]。對于顱骨缺損合并早期腦積水患者的手術治療，有學者堅持CP和VPS分期進行，也有學者開始嘗試同期行CP及VPS，且療效良好[9-10]。現就DC后顱骨缺損合并早期腦積水的發生機制及手術治療進展予以綜述。

1 DC及術后相應并發癥

顱內壓升高是神經外科急診手術的重要手術指征[11]，正常成人顱內壓為70～200 mmH2O(1 mmH2O=0.009 8 kPa)，對于顱內出血或顱腦損傷引起顱內壓升高(常大于正常值的8%)進一步導致腦疝的患者，腦外科在實行搶救中最常用的手術方式為標準去大骨瓣顱內減壓術[12]。具體手術方法為：選擇血腫較多一側行額顳頂弧形問號式切口，切口始于顴弓平面耳屏前1 cm，于乳突上緣跨過頂結節，再轉向前至前額部(不至中線)，最后止于發際內。此皮瓣打開范圍約12 cm×15 cm，術中需咬除顳骨鱗部平中顱窩底及蝶骨嵴的外1/3骨質。

DC的優勢為術中顯露較好、操作有序、方便止血，且解除了顱骨對腦組織的直接壓迫，能有效防止術后顱內壓進一步升高。大骨窗手術范圍前至顴突，下緣達顴弓，不僅減少了術中腦腫脹對腦深面及側裂附近動脈、大腦凸面靜脈的壓迫，還可促進血液回流，恢復腦組織的正常供養，減輕腦膨出，達到充分外減壓的目的；且因DC去除了骨瓣，故避免了術后腦水腫導致的再發腦疝。

但由于去骨瓣手術創傷較大，術后不可避免地形成骨創部分缺損，使得腦組織發生部分嵌頓、軟化，且因破壞了顱腔的完整性，腦脊液正常流體動力學受到影響，所以術后并發癥較多[13-14]。其常見的并發癥包括偏癱、失語、視覺受損、癲癇、早期腦積水、硬膜下積液、顱內感染、切口愈合不良、認知功能障礙等[15-16]。其中，顱骨缺損和早期腦積水較其他并發癥處理難度較大，手術時機難以把握，已成為目前的研究熱點。

2 顱骨缺損合并早期腦積水的發生機制

顱骨缺損和早期腦積水是DC后較常見的并發癥，兩者的病理生理機制較為復雜。機體腦組織失去了正常顱骨的屏障作用容易受傷，且顱骨缺損可能引起各種癥狀和影響外觀。DC術后早期，患者腦內的物質代謝或微環境等均失去了平衡，極易發生早期腦積水。

2.1DC后顱骨缺損的發生機制 經過長期臨床觀察及大量學者的研究，目前顱骨缺損的病理生理機制主要體現在以下幾個方面：①顱骨缺損后，原本存在的天然顱骨屏障消失，導致腦組織直接受到大氣壓力和地球重力場的作用，使腦組織受到牽拉和壓迫[17]。②因缺少顱骨，頭皮瓣及頭皮切口、硬腦膜愈合形成的瘢痕組織對腦組織產生了直接壓迫，導致腦組織長期受壓后腦組織軟化。③因腦組織長期缺少顱骨保護，腦組織表面靜脈回流受阻，血管變性、代償功能下降，最終導致腦組織血流動力學改變[18]。④顱骨不完整導致腦脊液壓力不穩定，其流體動力學和生理調節機制發生改變后腦脊液和血管物質交換受到干擾，可能導致腦積水、硬膜外及硬膜下積液的發生[19]。⑤顱骨缺損后顱內原本的相對恒壓受到改變，顱內容物不穩定，腦組織長期晃動后造成顱骨缺損側腦組織發生軟化，進一步引起神經傳導束及神經元損害，引發神經功能障礙[20]。劉冉[21]的實驗表明，顱骨缺損小鼠出現焦慮、躁狂等精神癥狀的概率高于顱骨完整的小鼠，且核因子κB信號通路在其中發揮重要作用。以上病理生理的影響導致患者進行性出現偏癱、失語、肢體活動障礙、癲癇發作、神志模糊或昏迷程度加深等臨床癥狀，從而降低患者的生存質量。

2.2DC后早期腦積水的發生機制 DC后早期腦積水是臨床較為常見的并發癥，其病理生理機制主要包括以下幾個方面：①顱腦出血損傷后腦血管受壓變形，腦組織表面及深部毛細血管密度減小，且灌注不足，引起腦脊液和腦血管物質交換減少，誘發腦積水[22]。②顱腦損傷后患者腦組織分泌過多的一氧化氮及谷氨酸，引起谷氨酸代謝障礙，打破了腦組織代謝平衡[23]。③顱內出血后常有蛛網膜下腔出血癥狀，部分患者因血腫吸收較慢引起室管膜及脈絡叢粘連，導致其中蛛網膜顆粒損傷，引起早期腦積水吸收和交通障礙，從而進一步引發三腦室梗阻，造成腦積水[24]。④腦出血或顱腦損傷患者腦組織含水量較正常時增多，側腦室腦積水循環不良，誘發腦積水[25]，Shapey等[26]的研究也證明了這一點。⑤人腦正常的顱內壓為70～200 mmH2O，這是相對于正常大氣壓(正常大氣壓為0 mmH2O)。但去骨瓣后顱內正常生理結構被打破，腦組織直接與外界大氣壓接觸，因腦室內壓強高于外界，腦室向外擴張，最終腦室無法回縮至正常結構，故發展成頑固性腦積水[27]。一旦形成頑固性腦積水，43%的患者會出現腦積水三聯征，即智力障礙、步態不穩和尿失禁，格拉斯哥昏迷指數(Glasgow coma scale，GCS)評分低(<8分)的患者可能進一步造成意識模糊程度加重，甚至影響腦干功能，造成呼吸進行性衰竭、腦死亡或預后極差等嚴重后果。

3 顱骨缺損合并早期腦積水的手術治療

顱骨缺損合并早期腦積水的治療以手術為主，主要包括CP和VPS兩種方式。CP由于采用對人體傷害性較小的自體骨、生物相容性好的材料或鈦類材料，在臨床上已獲得廣泛認可；VPS多采用可調壓、抗虹吸的分流管，以便根據患者的具體情況調節顱內壓，同時VPS亦不會隨患者的體位變化而變化，在過度分流中起到了重要預防作用。近年來，關于顱骨缺損合并早期腦積水手術時機尚無統一定論，對于病情嚴重或容易惡化的患者建議及早行手術治療。

3.1CP CP的手術指征為顱骨缺損直徑>3.0 cm，故行大骨瓣減壓的患者后期需行CP修補顱骨。行CP不僅是為了美觀和保護腦組織，更重要的是修補顱骨后恢復腦組織的正常生理結構及顱內正常大氣壓力。中華醫學會、中華醫學會神經外科學分會表示，行CP的手術時機為首次手術后3～6個月[28]，其主要考慮去骨瓣術后皮瓣塌陷及顱骨缺損綜合征的存在[29-30]，早期行CP有感染、排異、切口愈合不良等風險。但神經功能恢復的最快時期為術后1～3個月[31-32]，此手術時間已經超過神經功能的最近康復期，手術后可能會導致腦組織的再次損傷。近年來，隨著手術技術的提升、顱骨修補材料的發展、無菌觀念的增強，對于切口及顱內無明顯感染的患者，越來越多的學者開始嘗試早期行CP，即去骨瓣術后1～3個月內行CP。其原因為：①回顧性研究顯示，早期行CP能更好地促進患者神經功能恢復[33]。長期隨訪表明，早期行CP可提高患者的GCS評分、格拉斯哥預后評分及日常生活動作能力、空蝶鞍綜合征等評分，改善患者生活質量[34-35]。②在術前評估確定原去骨瓣手術切口愈合良好且沒有感染的情況下，與傳統時間行CP相比，早期行CP術后發生切口愈合不良、皮下積液、硬膜下/外積液、顱內感染的概率無明顯變化，且患者的平均住院時間無明顯延長[36-37]。③早期顱骨修補能治療一部分頑固性硬膜下積液[38-39]。對于顱骨缺損合并早期腦積水的患者，有學者認為早期行CP能自行緩解腦積水，避免了行分流術[40-41]，并通過回顧性研究證明了此觀點。④可塑性個性化鈦板、聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone，PEEK)材料的出現代替了早年的自體顱骨修補及有機玻璃修補，減少了術后出現自體骨吸收、因異物無菌性炎癥導致的切口愈合不良、顱內感染、硬膜下積液等并發癥的產生[42]。

早期行CP的安全性和有效性已被不少學者認可。周希漢等[43]的回顧性研究表明，早期顱骨修補時帶顳肌皮瓣固定于鈦網上更符合人體生理解剖結構，可減少術后并發癥發生。其原理可能為：①相較傳統顱骨修補中完全分離顳肌，此方法僅需分離顳肌與硬腦膜粘連的部分，得到一側間隙置入鈦板即可，降低了出血風險，縮短了手術時間。②因顳肌具有豐富的血供，可吸收術后少量皮下及硬膜下積液。③減少了顳肌損傷導致的患者術后咀嚼痛。唐雄偉等[44]和Kung等[45]的臨床對比研究證明了CP的有效性。

3.2VPS 由于DC破壞了顱腦正常生理結構，部分腦室順應性差的患者因大氣壓力的影響引起腦室擴大。部分去骨瓣患者早期行CP恢復正常顱骨生理結構可解決一部分患者的腦積水問題。若顱骨修補無效，則需再次行VPS處理腦積水。但更多學者擔心DC后患者容易出現腦組織骨創病，此時行CP感染概率較高，所以選擇在反復多次(一般>3次)行腰椎穿刺檢查腦脊液生化正常的情況下，首先行VPS治療早期腦積水，降低患者顱內壓。VPS的原理為先行枕角穿刺，將分流管顱內端置入腦室中，再經由耳后、頸、胸的皮下隧道將腹腔端置入腹膜腔，通過腹膜腔較強的吸收作用吸收分流的腦脊液。除了VPS外，臨床還曾采用腦室心包分流術、腰大池腹腔分流術和腦室外引流術處理腦積水。但因腦室心包分流術容易產生心包炎、心包壓塞、心律失常等嚴重并發癥，目前臨床已不使用。腰大池腹腔分流術雖操作簡便，避免了顱內操作導致的感染風險，但因椎管狹窄常發生分流管堵塞，需反復通管，同時也會造成醫源性感染。腦室外引流術因保留時間的限制，常作為早期腦積水的非手術治療。所以在多角度綜合考慮下，臨床仍選用VPS作為治療腦積水的常規術式。

Wu等[46]的研究證明，早期腦積水診斷明確后越早行VPS，患者預后越好。行VPS后，特發性顱壓腦積水的不成比例腦脊液分布在經過代償期、失代償期和恢復期后轉變為正態分布。分流術后早期，腦室和蛛網膜下腔體積均減小，而蛛網膜下腔的凸性部分體積增大。隨后，在分流中期，雖然顱內腦脊液不斷從大腦側裂和基底池向凸性蛛網膜下腔再分配，但腦室總容量和蛛網膜下腔總容量均未改變。分流后，腦室容積再次減少，但蛛網膜下腔容積反而增加。已有學者證明，行VPS能有效縮小腦室，提高患者GCS評分、格拉斯哥預后評分等，改善患者預后[47-48]。

但DC后的患者因缺少顱骨的保護，顱內壓力不恒定，早年使用不可調壓分流管行腦室腹腔分流容易因壓力不可調節造成腦室分流過度或不足。近年來，Codman-Hakim可調壓式分流管的問世，使得行VPS后患者腦室壓力的控制成為可能。Codman-Hakim可調壓式分流管壓力范圍為30～200 mmH2O，可以滿足大部分患者的需求，且其可以利用磁場進行體外調壓，避免了再次手術的風險。Meng等[49]對128例患者進行回顧性分析表明，使用Codman-Hakim可調壓分流管行VPS治療能減少患者術后的并發癥，且能更好地改善患者的預后。另有相關研究證明了Codman-Hakim可調壓分流管的有效性和安全性[50-52]。

3.3同步行CP和VPS 隨著快速康復外科理念的普及，不少學者對DC后顱骨缺損合并早期腦積水的患者開始嘗試早期(去骨瓣術后3個月內)同期行CP和VPS。其主要原因為：①國內外文獻中，關于早期同期行CP及VPS的相關研究較少，多數文獻將CP的手術時機固定在去骨瓣術后6個月。近年來，隨著早期CP臨床研究的增多，CP的手術時間窗開始提前，這使得同期行CP及VPS有了實踐依據。②隨著無菌觀念的發展、手術操作的進步、新型術中材料(PEEK、抗感染可調壓分流管等)的應用，早期同期行CP及VPS的術后并發癥較分期手術無明顯增加，顯示了其安全性。張國斌等[53]的研究顯示，PEEK材料在同期行VPS及CP中體現出良好的效果，使用PEEK材料進行顱骨修補的患者術后并發癥發生率明顯降低。付學良等[54]提出，使用腹腔鏡置入腦室分流管腹腔段可減少腹腔切口感染，且更有利于分流管在腹腔中的定位。③神經功能在DC后1～3個月恢復較快，早期同步行CP及VPS能從形態上恢復顱骨正常結構，調整腦室大小，避免了因大氣壓力造成的腦組織二次損傷，符合神經康復的病理生理過程。④研究表明，全身麻醉術后患者皮質醇、血管緊張素等應激激素水平升高，可對腦組織、心肌細胞、腎小管等造成不同程度的損傷[55-57]。而同期行CP及VPS相較分期手術可降低多次全身麻醉的風險和減輕手術應激對患者造成的損傷。⑤同期手術能縮短患者的住院時間，減少醫療費用。

邱炳輝等[58]采用回顧性研究的方式，證明了早期同期行CP和VPS相較分期手術能更好地提高患者的日常生活活動能力Barthel指數、Fugl-Meyer運動功能情況評分、GCS評分、格拉斯哥預后評分等，改善患者預后，提高患者的生活質量。有學者通過對比同期行CP和VPS與分期手術患者術后1個月內的冠狀動脈CT血管造影及腦氧飽和度觀察患者腦組織血流灌注情況發現，同期手術患者腦組織血流灌注優于分期手術，且患者術后切口愈合不良、感染、硬膜外積液等并發癥的發生率無明顯變化，進一步驗證了同期手術的優勢[59-61]。

4 小 結

對于DC單純顱骨缺損的患者，早期(去骨瓣術后3個月內)行CP能更好地促進患者神經功能康復，改善患者預后，且并發癥發生率較晚期顱骨修補無明顯增加。針對DC后顱骨缺損合并早期腦積水的患者，若早期(去骨瓣術后2周內)腦積水未自行緩解，盡早行VPS能提高患者生存質量，且早期(去骨瓣術后3個月內)同期行CP及VPS較分期手術的療效更好。然而，由于缺少多中心大樣本的回顧性分析，研究結果的普遍性受限，但可為下一步針對DC后顱骨缺損合并早期腦積水的患者手術時機和方式的選擇提供一定依據。