去骨瓣减压术后颅骨缺损合并早期脑积水的发生机制及手术治疗研究进展

金陆昊，孙晓阳

(南京医科大学附属淮安第一医院神经外科，江苏 淮安 223000)

脑外伤、脑出血及和脑组织严重水肿的脑梗死患者，由于出血量较多以及脑疝的发生率和病死率较高，手术是唯一的治疗方案。去骨瓣减压术(decompressive craniectomy，DC)的手术方式是术中首先摘除部分颅骨，随后清除颅内血肿，最后不再复位颅骨，其最大优点是可以扩大脑内容积，避免术后进一步脑水肿引起的二次脑疝[1]。2015年颅脑创伤DC中国专家共识指出，DC是治疗颅内压升高的有效手术方式[2]。一项利用DC抢救大面积脑梗死患者的前瞻性研究发现，与非手术组相比，DC手术组的病死率显著降低，致残率也大大降低[3]。虽然DC在神经外科急诊手术中十分有效，但由于创伤较大，术后存在许多并发症，如颅内感染、脑脊液漏、颅骨缺损、早期脑积水、切口愈合不良等[4-6]。其中，颅骨缺损及早期脑积水受到广泛关注[7]。目前治疗颅骨缺损及早期脑积水的主流术式为颅骨修补术(cranioplasty，CP)及脑室腹腔分流术(ventriculoperitoneal shunt，VPS)，但因缺少多中心大样本的数据支持，对于颅骨缺损合并早期脑积水的患者开展CP及VPS的手术时机尚未达成共识，相关领域的研究也较少[8]。对于颅骨缺损合并早期脑积水患者的手术治疗，有学者坚持CP和VPS分期进行，也有学者开始尝试同期行CP及VPS，且疗效良好[9-10]。现就DC后颅骨缺损合并早期脑积水的发生机制及手术治疗进展予以综述。

1 DC及术后相应并发症

颅内压升高是神经外科急诊手术的重要手术指征[11]，正常成人颅内压为70～200 mmH2O(1 mmH2O=0.009 8 kPa)，对于颅内出血或颅脑损伤引起颅内压升高(常大于正常值的8%)进一步导致脑疝的患者，脑外科在实行抢救中最常用的手术方式为标准去大骨瓣颅内减压术[12]。具体手术方法为：选择血肿较多一侧行额颞顶弧形问号式切口，切口始于颧弓平面耳屏前1 cm，于乳突上缘跨过顶结节，再转向前至前额部(不至中线)，最后止于发际内。此皮瓣打开范围约12 cm×15 cm，术中需咬除颞骨鳞部平中颅窝底及蝶骨嵴的外1/3骨质。

DC的优势为术中显露较好、操作有序、方便止血，且解除了颅骨对脑组织的直接压迫，能有效防止术后颅内压进一步升高。大骨窗手术范围前至颧突，下缘达颧弓，不仅减少了术中脑肿胀对脑深面及侧裂附近动脉、大脑凸面静脉的压迫，还可促进血液回流，恢复脑组织的正常供养，减轻脑膨出，达到充分外减压的目的；且因DC去除了骨瓣，故避免了术后脑水肿导致的再发脑疝。

但由于去骨瓣手术创伤较大，术后不可避免地形成骨创部分缺损，使得脑组织发生部分嵌顿、软化，且因破坏了颅腔的完整性，脑脊液正常流体动力学受到影响，所以术后并发症较多[13-14]。其常见的并发症包括偏瘫、失语、视觉受损、癫痫、早期脑积水、硬膜下积液、颅内感染、切口愈合不良、认知功能障碍等[15-16]。其中，颅骨缺损和早期脑积水较其他并发症处理难度较大，手术时机难以把握，已成为目前的研究热点。

2 颅骨缺损合并早期脑积水的发生机制

颅骨缺损和早期脑积水是DC后较常见的并发症，两者的病理生理机制较为复杂。机体脑组织失去了正常颅骨的屏障作用容易受伤，且颅骨缺损可能引起各种症状和影响外观。DC术后早期，患者脑内的物质代谢或微环境等均失去了平衡，极易发生早期脑积水。

2.1DC后颅骨缺损的发生机制 经过长期临床观察及大量学者的研究，目前颅骨缺损的病理生理机制主要体现在以下几个方面：①颅骨缺损后，原本存在的天然颅骨屏障消失，导致脑组织直接受到大气压力和地球重力场的作用，使脑组织受到牵拉和压迫[17]。②因缺少颅骨，头皮瓣及头皮切口、硬脑膜愈合形成的瘢痕组织对脑组织产生了直接压迫，导致脑组织长期受压后脑组织软化。③因脑组织长期缺少颅骨保护，脑组织表面静脉回流受阻，血管变性、代偿功能下降，最终导致脑组织血流动力学改变[18]。④颅骨不完整导致脑脊液压力不稳定，其流体动力学和生理调节机制发生改变后脑脊液和血管物质交换受到干扰，可能导致脑积水、硬膜外及硬膜下积液的发生[19]。⑤颅骨缺损后颅内原本的相对恒压受到改变，颅内容物不稳定，脑组织长期晃动后造成颅骨缺损侧脑组织发生软化，进一步引起神经传导束及神经元损害，引发神经功能障碍[20]。刘冉[21]的实验表明，颅骨缺损小鼠出现焦虑、躁狂等精神症状的概率高于颅骨完整的小鼠，且核因子κB信号通路在其中发挥重要作用。以上病理生理的影响导致患者进行性出现偏瘫、失语、肢体活动障碍、癫痫发作、神志模糊或昏迷程度加深等临床症状，从而降低患者的生存质量。

2.2DC后早期脑积水的发生机制 DC后早期脑积水是临床较为常见的并发症，其病理生理机制主要包括以下几个方面：①颅脑出血损伤后脑血管受压变形，脑组织表面及深部毛细血管密度减小，且灌注不足，引起脑脊液和脑血管物质交换减少，诱发脑积水[22]。②颅脑损伤后患者脑组织分泌过多的一氧化氮及谷氨酸，引起谷氨酸代谢障碍，打破了脑组织代谢平衡[23]。③颅内出血后常有蛛网膜下腔出血症状，部分患者因血肿吸收较慢引起室管膜及脉络丛粘连，导致其中蛛网膜颗粒损伤，引起早期脑积水吸收和交通障碍，从而进一步引发三脑室梗阻，造成脑积水[24]。④脑出血或颅脑损伤患者脑组织含水量较正常时增多，侧脑室脑积水循环不良，诱发脑积水[25]，Shapey等[26]的研究也证明了这一点。⑤人脑正常的颅内压为70～200 mmH2O，这是相对于正常大气压(正常大气压为0 mmH2O)。但去骨瓣后颅内正常生理结构被打破，脑组织直接与外界大气压接触，因脑室内压强高于外界，脑室向外扩张，最终脑室无法回缩至正常结构，故发展成顽固性脑积水[27]。一旦形成顽固性脑积水，43%的患者会出现脑积水三联征，即智力障碍、步态不稳和尿失禁，格拉斯哥昏迷指数(Glasgow coma scale，GCS)评分低(<8分)的患者可能进一步造成意识模糊程度加重，甚至影响脑干功能，造成呼吸进行性衰竭、脑死亡或预后极差等严重后果。

3 颅骨缺损合并早期脑积水的手术治疗

颅骨缺损合并早期脑积水的治疗以手术为主，主要包括CP和VPS两种方式。CP由于采用对人体伤害性较小的自体骨、生物相容性好的材料或钛类材料，在临床上已获得广泛认可；VPS多采用可调压、抗虹吸的分流管，以便根据患者的具体情况调节颅内压，同时VPS亦不会随患者的体位变化而变化，在过度分流中起到了重要预防作用。近年来，关于颅骨缺损合并早期脑积水手术时机尚无统一定论，对于病情严重或容易恶化的患者建议及早行手术治疗。

3.1CP CP的手术指征为颅骨缺损直径>3.0 cm，故行大骨瓣减压的患者后期需行CP修补颅骨。行CP不仅是为了美观和保护脑组织，更重要的是修补颅骨后恢复脑组织的正常生理结构及颅内正常大气压力。中华医学会、中华医学会神经外科学分会表示，行CP的手术时机为首次手术后3～6个月[28]，其主要考虑去骨瓣术后皮瓣塌陷及颅骨缺损综合征的存在[29-30]，早期行CP有感染、排异、切口愈合不良等风险。但神经功能恢复的最快时期为术后1～3个月[31-32]，此手术时间已经超过神经功能的最近康复期，手术后可能会导致脑组织的再次损伤。近年来，随着手术技术的提升、颅骨修补材料的发展、无菌观念的增强，对于切口及颅内无明显感染的患者，越来越多的学者开始尝试早期行CP，即去骨瓣术后1～3个月内行CP。其原因为：①回顾性研究显示，早期行CP能更好地促进患者神经功能恢复[33]。长期随访表明，早期行CP可提高患者的GCS评分、格拉斯哥预后评分及日常生活动作能力、空蝶鞍综合征等评分，改善患者生活质量[34-35]。②在术前评估确定原去骨瓣手术切口愈合良好且没有感染的情况下，与传统时间行CP相比，早期行CP术后发生切口愈合不良、皮下积液、硬膜下/外积液、颅内感染的概率无明显变化，且患者的平均住院时间无明显延长[36-37]。③早期颅骨修补能治疗一部分顽固性硬膜下积液[38-39]。对于颅骨缺损合并早期脑积水的患者，有学者认为早期行CP能自行缓解脑积水，避免了行分流术[40-41]，并通过回顾性研究证明了此观点。④可塑性个性化钛板、聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone，PEEK)材料的出现代替了早年的自体颅骨修补及有机玻璃修补，减少了术后出现自体骨吸收、因异物无菌性炎症导致的切口愈合不良、颅内感染、硬膜下积液等并发症的产生[42]。

早期行CP的安全性和有效性已被不少学者认可。周希汉等[43]的回顾性研究表明，早期颅骨修补时带颞肌皮瓣固定于钛网上更符合人体生理解剖结构，可减少术后并发症发生。其原理可能为：①相较传统颅骨修补中完全分离颞肌，此方法仅需分离颞肌与硬脑膜粘连的部分，得到一侧间隙置入钛板即可，降低了出血风险，缩短了手术时间。②因颞肌具有丰富的血供，可吸收术后少量皮下及硬膜下积液。③减少了颞肌损伤导致的患者术后咀嚼痛。唐雄伟等[44]和Kung等[45]的临床对比研究证明了CP的有效性。

3.2VPS 由于DC破坏了颅脑正常生理结构，部分脑室顺应性差的患者因大气压力的影响引起脑室扩大。部分去骨瓣患者早期行CP恢复正常颅骨生理结构可解决一部分患者的脑积水问题。若颅骨修补无效，则需再次行VPS处理脑积水。但更多学者担心DC后患者容易出现脑组织骨创病，此时行CP感染概率较高，所以选择在反复多次(一般>3次)行腰椎穿刺检查脑脊液生化正常的情况下，首先行VPS治疗早期脑积水，降低患者颅内压。VPS的原理为先行枕角穿刺，将分流管颅内端置入脑室中，再经由耳后、颈、胸的皮下隧道将腹腔端置入腹膜腔，通过腹膜腔较强的吸收作用吸收分流的脑脊液。除了VPS外，临床还曾采用脑室心包分流术、腰大池腹腔分流术和脑室外引流术处理脑积水。但因脑室心包分流术容易产生心包炎、心包压塞、心律失常等严重并发症，目前临床已不使用。腰大池腹腔分流术虽操作简便，避免了颅内操作导致的感染风险，但因椎管狭窄常发生分流管堵塞，需反复通管，同时也会造成医源性感染。脑室外引流术因保留时间的限制，常作为早期脑积水的非手术治疗。所以在多角度综合考虑下，临床仍选用VPS作为治疗脑积水的常规术式。

Wu等[46]的研究证明，早期脑积水诊断明确后越早行VPS，患者预后越好。行VPS后，特发性颅压脑积水的不成比例脑脊液分布在经过代偿期、失代偿期和恢复期后转变为正态分布。分流术后早期，脑室和蛛网膜下腔体积均减小，而蛛网膜下腔的凸性部分体积增大。随后，在分流中期，虽然颅内脑脊液不断从大脑侧裂和基底池向凸性蛛网膜下腔再分配，但脑室总容量和蛛网膜下腔总容量均未改变。分流后，脑室容积再次减少，但蛛网膜下腔容积反而增加。已有学者证明，行VPS能有效缩小脑室，提高患者GCS评分、格拉斯哥预后评分等，改善患者预后[47-48]。

但DC后的患者因缺少颅骨的保护，颅内压力不恒定，早年使用不可调压分流管行脑室腹腔分流容易因压力不可调节造成脑室分流过度或不足。近年来，Codman-Hakim可调压式分流管的问世，使得行VPS后患者脑室压力的控制成为可能。Codman-Hakim可调压式分流管压力范围为30～200 mmH2O，可以满足大部分患者的需求，且其可以利用磁场进行体外调压，避免了再次手术的风险。Meng等[49]对128例患者进行回顾性分析表明，使用Codman-Hakim可调压分流管行VPS治疗能减少患者术后的并发症，且能更好地改善患者的预后。另有相关研究证明了Codman-Hakim可调压分流管的有效性和安全性[50-52]。

3.3同步行CP和VPS 随着快速康复外科理念的普及，不少学者对DC后颅骨缺损合并早期脑积水的患者开始尝试早期(去骨瓣术后3个月内)同期行CP和VPS。其主要原因为：①国内外文献中，关于早期同期行CP及VPS的相关研究较少，多数文献将CP的手术时机固定在去骨瓣术后6个月。近年来，随着早期CP临床研究的增多，CP的手术时间窗开始提前，这使得同期行CP及VPS有了实践依据。②随着无菌观念的发展、手术操作的进步、新型术中材料(PEEK、抗感染可调压分流管等)的应用，早期同期行CP及VPS的术后并发症较分期手术无明显增加，显示了其安全性。张国斌等[53]的研究显示，PEEK材料在同期行VPS及CP中体现出良好的效果，使用PEEK材料进行颅骨修补的患者术后并发症发生率明显降低。付学良等[54]提出，使用腹腔镜置入脑室分流管腹腔段可减少腹腔切口感染，且更有利于分流管在腹腔中的定位。③神经功能在DC后1～3个月恢复较快，早期同步行CP及VPS能从形态上恢复颅骨正常结构，调整脑室大小，避免了因大气压力造成的脑组织二次损伤，符合神经康复的病理生理过程。④研究表明，全身麻醉术后患者皮质醇、血管紧张素等应激激素水平升高，可对脑组织、心肌细胞、肾小管等造成不同程度的损伤[55-57]。而同期行CP及VPS相较分期手术可降低多次全身麻醉的风险和减轻手术应激对患者造成的损伤。⑤同期手术能缩短患者的住院时间，减少医疗费用。

邱炳辉等[58]采用回顾性研究的方式，证明了早期同期行CP和VPS相较分期手术能更好地提高患者的日常生活活动能力Barthel指数、Fugl-Meyer运动功能情况评分、GCS评分、格拉斯哥预后评分等，改善患者预后，提高患者的生活质量。有学者通过对比同期行CP和VPS与分期手术患者术后1个月内的冠状动脉CT血管造影及脑氧饱和度观察患者脑组织血流灌注情况发现，同期手术患者脑组织血流灌注优于分期手术，且患者术后切口愈合不良、感染、硬膜外积液等并发症的发生率无明显变化，进一步验证了同期手术的优势[59-61]。

4 小 结

对于DC单纯颅骨缺损的患者，早期(去骨瓣术后3个月内)行CP能更好地促进患者神经功能康复，改善患者预后，且并发症发生率较晚期颅骨修补无明显增加。针对DC后颅骨缺损合并早期脑积水的患者，若早期(去骨瓣术后2周内)脑积水未自行缓解，尽早行VPS能提高患者生存质量，且早期(去骨瓣术后3个月内)同期行CP及VPS较分期手术的疗效更好。然而，由于缺少多中心大样本的回顾性分析，研究结果的普遍性受限，但可为下一步针对DC后颅骨缺损合并早期脑积水的患者手术时机和方式的选择提供一定依据。