第四节　神经系统病理生理学

颅内压增高、脑水肿、脑疝是神经外科常见的临床症状，掌握其病理生理学特点对其临床诊断和治疗有重要的指导意义。

一、颅内压增高

颅内压是指颅内容物对颅腔壁产生的压力，以脑脊液压力为代表。成人平卧时，腰椎穿刺检测脑脊液压力正常范围为5～15mmHg或70～180mmH₂O。成人颅内压超过200mmH₂O即为颅内压增高。

颅内压的生理调节失控是产生颅内压增高的关键。神经外科中引起颅内压增高的常见疾病有：

1.颅脑损伤 颅脑损伤引起的颅内血肿、脑挫裂伤、脑水肿是常见病因。

2.颅内肿瘤 颅内肿瘤由于生长迅速或瘤周水肿的体积超过机体生理代偿的限度；脑室或中线部位的肿瘤堵塞室间孔、中脑导水管、第四脑室等脑脊液循环通路，引起梗阻性脑积水，以致颅内压增高。

3.颅内感染 脑脓肿、脑膜炎造成脑脊液循环通路受阻，引起梗阻性脑积水，出现颅内压增高。

4.脑血管疾病 蛛网膜下腔出血引起脑血管痉挛、脑梗死、脑脊液循环不畅或多种原因引起的脑出血都可产生明显的颅内压增高。

5.脑寄生虫病、颅脑先天疾病等。

生理条件下，机体通过调节脑组织、脑脊液、血液体积，实现颅内压在一定限度内，保持正常平衡状态；当超出机体代偿范围时，即出现颅内压增高。颅内压增高的病理生理学特点及其调节机制包括以下3点：

压力-容积关系中的顺应性代表颅内的容积代偿能力，即承受颅内容物增加的潜在能力。正常情况下，良好的脑顺应性可以耐受颅内体积变化，颅内压升幅极小；当脑顺应性受损时，如脑水肿、颅内血肿、脑脊液循环通路受阻，即使是容积微小的增加，也可引起颅内压急剧升高。压力容积关系见图1-8。

脑血流计算公式为：

脑血流（CBF）=［平均动脉压（MAP）-颅内压（ICP）］/脑血管阻力（CVR）

根据该公式，脑血流量与脑灌注压（平均动脉压与颅内压之差）成正比，与血管阻力成反比。机体通过中枢和自动调节改变阻力血管的管径，维持脑组织血流量的恒定性。脑血管管径的大小受动脉内PaCO₂和动脉血的酸碱度影响，进而影响脑血流量。PaCO₂上升，pH降低，脑血管扩张，脑血流量增加；PaCO₂下降，pH升高，脑血管收缩，脑血流量减少。此外，全身性血管加压反应也参与脑血流量的调节。在颅脑创伤急性期，机体通过自主神经系统的反射来调节脑血流量，以保持颅内压相对恒定，即周围动脉收缩而使动脉压升高，增加每次心排出量使心搏有力而慢，提高脑血流的灌注压，呼吸变慢变深，肺泡内CO₂和O₂充分交换，提高氧饱和度，改善缺氧。

当颅内压增高时，脑脊液吸收量增加，而颅内压增高对脑脊液生成的速度影响小，可以一定程度地缓解颅内压增高；另一方面，脑室、蛛网膜下腔与脑池内的部分脑脊液可以受挤压流入脊髓蛛网膜下腔，使颅内容物总体积减少，有利于颅内压降低。

头痛常位于枕后、双颞、额部；呕吐呈喷射状。

长期颅内压增高的重要体征。主要表现为视盘充血水肿，边界模糊，中央凹变浅或消失，静脉怒张、迂曲，搏动消失，严重时眼底可出现大片状或火焰状出血。头痛、恶心呕吐及视盘水肿是颅内压增高三主征。

颅内压增高引起严重的脑供血障碍引起。

出现Cushing综合征，即颅内压升高时呼吸、脉搏减慢而血压升高。

一方面应着眼于病因诊断，另一方面应依临床症状结合视盘水肿。可谨慎行腰椎穿刺测压。梗阻性脑积水的患者，有时可做侧脑室穿刺引流，同时测压。此外，还可以采用颅内压监测，观察颅内压增高的动态变化。颅内压监测指标对颅内压增高诊断最为确切。

颅内压增高的治疗应着眼于病因治疗，积极消除加重颅内压升高的因素，控制颅内压并维持正常脑血流与代谢，预防脑缺血，同时应用脱水药物及激素对抗水肿，必要时可采取脑室引流术、开颅减压术等措施及时对症治疗。

二、脑　水　肿

脑水肿是指脑内水分增加导致脑容积增大的病理现象，是脑组织对各种致病因素的反应，可致颅内高压，损伤脑组织，临床上常见于颅脑损伤、颅内占位性病变、颅内感染、脑血管病、脑缺氧、外源性或内源性中毒、脑代谢障碍、脑的放射性损害等。

根据病理特点和水肿发生机制，目前国际上将脑水肿分为血管源性、细胞性、渗透压性和脑积水性脑水肿4类（表1-2）。

主要因血脑屏障受损导致脑实质内的毛细血管内皮通透性增高，造成液体外渗到血管周围或细胞外间隙所引起的一类水肿。多见于脑挫裂伤，水肿主要发生于脑挫裂伤灶周围；水肿液含有血浆成分（蛋白质），水肿可向周围组织扩散。

脑水肿的进展取决于血管内液体静力压与脑实质内组织压之差；水肿的吸收途径主要靠脑脊液循环和毛细血管的重吸收。

是指脑细胞肿胀同时细胞外间隙相对缩小的一类水肿。多见于中毒、重度低温、脑缺血与缺氧等；血脑屏障不受影响，血管周围间隙及细胞外间隙无明显扩大；细胞内水肿液不含蛋白质，钠、氯离子升高；对神经功能影响最为严重；多于伤后72小时水肿开始消退；稀释性低钠血症会加重细胞性脑水肿。

渗透性脑水肿是由于细胞内、外液及血液中电解质与渗透压改变引起的细胞内水肿。病理状态下，下丘脑损伤可导致促肾上腺皮质激素分泌不足，神经垂体大量释放抗利尿激素，从而发生抗利尿激素分泌异常综合征，产生水滞留、血容量增加、血液稀释、低血钠和低血浆渗透压，促进血管内水分向细胞内渗透，引起神经细胞与胶质细胞内水肿。常出现低钠，同时出现尿钠增多的反常现象，应给予ACTH和利尿剂，禁忌盲目补充钠盐。

又称间质性脑水肿，是指由于脑积水造成的脑室周围白质中水含量增多的一类水肿。常见于梗阻性脑积水，出现脑室周围白质脑水肿，水肿程度取决于脑室压高低。

脑水肿发病机制尚不明确，可能是血脑屏障功能障碍、脑微循环障碍、脑细胞代谢障碍、自由基、神经细胞钙超载、颅内静脉压升高等因素综合作用的结果。

血脑屏障对脑水肿的关系最大。正常情况下，水、电解质、葡萄糖和脂溶性物质能通过血脑屏障；但当出现脑损伤、脑瘤、炎症时，血脑屏障破坏，使血浆大分子物质能够由血管腔内通透到脑细胞间隙，因此，血脑屏障的功能与结构损害是血管性脑水肿的病理基础。

脑微循环障碍是脑水肿的发生过程中的一个重要因素。颅脑外伤、脑瘤、炎症等病变时，脑血管发生痉挛或麻痹，微循环功能障碍，其静脉压增高，脑充血、脑缺氧，导致脑代谢紊乱、脑水肿。

脑细胞代谢中，葡萄糖代谢是最主要的方面。正常情况下以有氧代谢方式进行；脑缺氧时，葡萄糖代谢转变为无氧方式进行，分解为乳酸、丙酮酸等，但释放能量仅为正常有氧代谢的5%，致使细胞本身及细胞膜的功能受损，钠泵、钙泵等离子泵运转失常，不能将细胞内多余的钠离子排出，氯离子由胞外进入胞内，使细胞内渗透压增高，水由细胞外进入细胞内，形成细胞内水肿。而细胞内酸性物质的产生又使细胞膜通透性增加，加重细胞水肿。

脑损伤、脑出血、脑缺血再灌注时，自由基在脑内大量增加，使细胞膜系统损害，血脑屏障损害，引起脑水肿。

神经细胞膜钙通道的改变，神经细胞内钙超载是引起脑水肿的先行重要因素。病理条件下，细胞膜钙通道异常开放，则细胞外钙离子进入细胞内，发生神经细胞内钙超载，损害细胞骨架系统和膜系统，影响神经细胞内的快反应基因的表达和调控，影响细胞DNA，使细胞严重损害。还可使脑血管痉挛和脑毛细胞血管通透性发生改变。钙通道开放与神经细胞钙超载已被视为引起脑水肿的关键环节之一。

颅内压增高引起脑静脉回流受阻，使颅内静脉压升高，脑动静脉之间压差变小，脑血流量降低，使脑组织缺氧，加重脑水肿。

轻微的脑水肿一般不增加脑损害症状；较重的脑水肿可使原有症状加重。常见的症状为癫痫与瘫痪症状加重，或因水质范围扩大，波及语言运动中枢引起运动性失语。脑损伤后，如症状逐渐恶化，应多考虑脑水肿所致。

表现为头痛、恶心、呕吐加重，躁动不安，嗜睡甚至昏迷，眼底检查可见视盘水肿。早期出现脉搏与呼吸减慢、血压升高的代偿症状，如继续恶化则可能发生脑疝。

脑水肿影响额叶、颞叶、丘脑前部可以引起精神障碍，严重者神志不清、昏迷。

脑水肿多继发于原发疾病，如在短时间内临床症状显著加重，应考虑局限性脑水肿；如果患者迅速出现严重颅内压增高症状、昏迷，多为广泛性或全脑水肿。应用脱水治疗，如出现利尿效果，且病情也随之改善，也表明存在脑水肿。

颅内压监护可以显示和记录颅内压的动态变化，可以提示脑水肿的发展与消退。

CT或MRI扫描是直接提示脑水肿的最可靠诊断方法。CT图像显示在病灶周围或白质区域有不同范围的低密度区，MRI显示T₁与T₂加权像为高信号。

脑水肿的治疗原则是解除病因及采用综合性的脑水肿治疗，两方面相辅相成。

纠正缺氧、低血压，预防休克，改善脑细胞缺血缺氧状态；保持呼吸道通畅，如出现低氧血症与高碳酸血症时，需采用辅助呼吸，控制性通气；控制高热，物理降温和使用解热药物。

根据病情，选用脱水药物，目前常用20%甘露醇、呋塞米、甘油果糖。可辅以人血白蛋白，脱水降压效果好。同时限制水摄入量，控制钠盐补给。

可给予尼莫地平，对脑血管的选择性作用最强，能持续降低颅内压，抑制脑血管痉挛，改善脑血流量，达到消除脑水肿和降低颅内压的目的。

对脑细胞损害应用激素等药物，但大剂量应用激素如糖皮质激素尚缺乏统一意见。自由基清除剂有一定治疗作用。

通过促使脑血管收缩及减少脑血流量的途径降低颅内压，尤其对严重的脑水肿且已开始表现脑疝征象的患者有效。

预防性抗炎治疗、预防脑性应激性消化道溃疡治疗、止血药物治疗、神经营养和脑保护剂治疗、抗癫痫治疗、祛痰治疗、全身营养支持治疗及亚低温治疗和高压氧治疗，应视病情程度和发展趋势灵活运用。

病情严重者，可给予颅内压、脑血流量及脑灌注压等项监测，不仅能早期发现并及时纠正引起脑供氧降低和耗氧增加的因素，而且能帮助尽早发现颅内高压、低血压、低碳酸血症等并发症迹象。

及时解除病因是治疗脑水肿的根本。脑挫裂伤、浸润、坏死、液化的脑组织及蛛网膜下腔出血，清除颅内血肿，去除刺入脑内的骨片与整复凹陷骨折，解除对脑组织的刺激和压迫，脑瘤切除，非外伤性脑内血肿清除。病因清除后，脑水肿也自然消退。此外，还需对接受系统药物救治无明确疗效且生命体征不稳定甚至出现瞳孔扩大的脑疝危象者，积极实施开颅减压手术；梗阻性脑积水引起的脑积水性脑水肿，行侧脑室持续体外引流。

三、脑　　疝

脑疝是指占位性病变或颅内高压压迫脑组织、血管等重要结构使之移位，嵌入颅内坚韧裂隙或孔道，致使脑中枢、循环和呼吸等多系统功能衰竭所产生的一系列危急症状。通常根据脑疝发生部位和疝出的脑组织将脑疝分为小脑幕切迹疝、枕骨大孔疝、小脑幕切迹上疝、大脑镰疝、蝶骨嵴疝、脑中心疝等。前两种类型脑疝极易发生危及生命的颅内高压危象。

当幕上一侧的占位病变持续增长引起颅内压增高时，患侧大脑半球内压力高于其他部位，颞叶内侧的海马回和钩回向下移位，挤入小脑幕裂孔，并且压迫脑干向对侧移位。最初是患侧的动眼神经、大脑后动脉、后交通动脉和大脑脚受到牵拉和挤压；病情继续进展，将脑干压向对侧，同时对侧的神经血管亦受牵拉，最后全部中脑均受挤压。

小脑幕切迹疝压迫小脑幕切迹内的中脑、动眼神经、大脑后动脉和中脑导水管，产生以下病理生理改变及临床表现：颅内压升高出现剧烈头痛及频繁呕吐，同侧大脑脚（锥体束）和动眼神经受压，造成同侧瞳孔散大（早期动眼神经受刺激缩小通常难以被发现）、对侧肢体上运动神经元瘫痪；中脑急性受压，发生变形、水肿、缺血，甚至出血，脑干内网状结构上行激活系统受损，产生不同程度的意识障碍；中脑导水管部分或完全受压，产生急性脑积水，使颅内压增高，脑疝演变更加严重；大脑后动脉受压狭窄，其供血区域发生梗死，加重脑水肿，且疝出的脑组织如不能及早获得还纳，可因血液回流障碍发生充血、水肿以致引起嵌顿、出血、水肿和坏死，形成恶性循环。

又称小脑扁桃体疝，大多发生于颅后窝血肿或占位病变，直接引起幕下颅腔压力严重增高，使小脑扁桃体受挤压，向下疝出；还见于小脑幕切迹疝的中、晚期，此时幕上压力增高传到小脑幕下，并发枕骨大孔疝。

颅后窝容积小，故其缓冲体积也很小，较小的血肿或肿瘤即可引起颅内压增高，使靠近枕骨大孔的小脑扁桃体经枕骨大孔向下疝入颈椎管上端，形成枕骨大孔疝，产生以下病理生理改变及临床表现：延髓受压，急性延髓受压常很快引起生命中枢衰竭，表现为潮式呼吸以及呼吸停止，脉搏快而微弱，血压下降，直接威胁患者生命，但瞳孔变化通常出现较晚甚至不出现；第四脑室中孔为疝出的扁桃体所阻塞引起梗阻性脑积水，进一步促使颅内压增高，脑疝程度加重；疝出的小脑扁桃体发生充血、出血和水肿，致使延髓和颈髓上段受压加重。

关键在于预防脑疝的发生。脑疝是由于急剧的颅内压增高造成的，一旦有脑疝表现，应早期诊断，由于脑疝晚期脑干受损严重，即使积极抢救，预后仍不良，因此在作出脑疝诊断的同时，应按颅内压增高的处理原则，快速静脉输注高渗液降低颅内压，以缓解病情，争取时间。当确诊后，根据病情迅速完成开颅术前准备，着重去除病因，如手术清除颅内血肿或切除脑肿瘤；梗阻性脑积水，应立即性脑室穿刺外引流等。脑疝患者在病灶被切除后，疝出的脑组织大多可以自行还纳，表现为散大的瞳孔已缩小，患者意识状态好转。如难以确诊或虽确诊而病因无法去除时，可选用侧脑室体外引流术、脑脊液分流术及减压术等姑息性手术，以降低颅内高压和抢救脑疝。

（李新钢）