一、病因:
顱內高壓綜合征分為急性和慢性兩類。
1.顱高壓的病因 小兒引起急性顱高壓的病因主要是腦水腫:
1)急性感染:感染後24h即可發生腦水腫。
(1)顱內感染:如各種病原引起的腦炎、腦膜炎、腦膜腦炎、腦膿腫、耳源性顱內感染等,是引起小兒急性腦水腫最常見的原因。
(2)顱外感染:中毒性痢疾、重症肺炎、敗血症、急性重型肝炎等。
2)腦缺氧:嚴重缺氧數小時,即可發生腦水腫。如顱腦損傷、心搏驟停、窒息、休克、心力衰竭、呼吸衰竭、肺性腦病、癲癇持續狀態、嚴重貧血、溺水、溺糞等均可引起。
3)顱內出血:顱內畸形血管或動脈瘤破裂,蜘蛛網膜下腔出血、嬰兒維生素K缺乏症、腦型白血病、血友病、血小板減少性紫癜、再生障礙性貧血等均可致顱內出血,偶見顱內血管炎引起的血管破潰出血。
4)中毒:一氧化碳或氰化物中毒,鉛、汞或其他重金屬,食物(如白果),農藥(如有機磷)、獸用藥(如硝氯酚),酒精,藥物(如苯巴比妥鈉、四環素、維生素A、維生素D)等中毒。
5)水電解質平衡紊亂:急性低鈉血症、水中毒、各種原因所致酸中毒等。
6)顱內占位病變:迅速發展的腦腫瘤及較大的顱內血腫、顱內寄生蟲病(腦型囊蟲病、腦型血吸蟲病、腦型肺吸蟲病、腦型瘧疾、阿米巴原蟲所致的腦膿腫)等。
7)其他:如高血壓腦病、瑞氏綜合征、各種代謝性疾病等。
2.慢性顱高壓的病因 可見於腦積水、顱內腫瘤、慢性硬腦膜下血腫、顱內靜脈栓塞、顱腔狹小等。
二、發病機製:
1.生理病理特點
1)正常顱內壓:在堅實的顱骨腔內容納著腦、腦膜、血管和腦脊液,其容積基本保持恒定。成人顱腔內可供代償的空間約為10%,在正常情況下,通過血液及腦脊液的循環來保持顱內壓的動態平衡。顱內壓與顱腔內容物的容積密切相關,但二者不成正比,如Langifitt的容量壓力曲線所示,在顱內壓正常或輕度增高時,由於顱腔存在一定的順應性,容積改變對顱壓影響不大。然而在顱壓明顯增高時,容積輕度增減即可使顱內壓明顯升高或降低。
小兒顱內壓正常值隨年齡增長而變化,新生兒為0.098~0.196kPa(10~20mmH2O),嬰兒0.294~0.784kPa(30~80mmH2O)。幼兒0.392~1.47kPa(40~150mmH2O),年長兒 0.588~1.76kPa(60~180mmH2O)。一般認為,顱內壓1.47~2.67kPa(11~20mmHg)為輕度增高,2.80~5.33kPa(21~40mmHg)為中度增高,>5.33kPa(40mmHg)為重度增高。
2)腦毛細血管特點:腦毛細血管有其形態和功能的特點,與全身毛細血管的區別包括:
(1)內皮細胞之間以緊密連接處相互銜接,在整個腦毛細血管內,形成連續不斷的內皮細胞層,有效地將血漿和間質液分開。脂溶性物質和麻醉性氣體能通過腦血管內皮細胞,而水溶性大分子物質則不能以很快的速度通過血腦屏障。
(2)內皮細胞內隻有很少的飲小泡,故血漿蛋白不能進入腦內。
(3)內皮細胞內線粒體含量比全身任何毛細血管內皮細胞多3~5倍,故腦毛細管可以獲得更多的ATP,以供應腦組織的能量代謝。
(4)有主動輸送鉀和某些特定氨基酸的功能,在維持鉀、鈣等離子、甘氨酸等氨基酸和其他神經遞質的濃度方麵,起著重要作用。
(5)被一層基底膜包圍,此基底膜的寬度相當於內皮細胞的25%,主要功能是維持腦毛細血管在不利條件下的完整性。
(6)安靜時腦毛細血管均開放,當腦代謝急劇增高時,腦毛細血管的血流量不能相應地增加。
3)腦循環特點:腦的細胞外間隙隻占腦容積的3%~5%,故腦的血管容量有限。腦循環的特點包括:
(1)腦膜微血管之間的吻合僅限於微動脈之間、微靜脈之間的吻合,沒有微動脈和微靜脈之間的分流性吻合,故腦組織內的動靜脈短路有限。而在腦毛細血管床內,直徑小於25μm的後微動脈和微靜脈之間,則有廣泛的血管吻合。
(2)腦血流量較豐富,正常成人為750~850ml/min,相當於心排血量的15%,腦血流量平均為每分鍾44ml/100g腦組織,腦灰質中的血流量較白質中高3~4倍。
(3)腦血管阻力的正常值是0.21kPa/min[1.6mmHg/(ml血·100g腦組織)],顱內壓增高時,腦血管阻力上升。
(4)腦組織的能量儲備極少,缺氧3min氧及葡萄糖即消耗完。腦組織氧化代謝所需葡萄糖,絕大部分由全身血液循環輸送而來。無氧代謝時,由於血腦屏障的存在,不易迅速將所產生的乳酸轉運至全身血液循環,故易發生細胞內乳酸中毒。
4)影響腦循環的因素主要有:
(1)二氧化碳分壓:二氧化碳能自由通過血腦屏障,影響腦脊液與腦組織的pH值,其彌散到細胞內的速度比氧快,是控製腦血流的主要因素之一。二氧化碳分壓增高時,腦血管擴張,腦血流量增加,顱內壓上升。二氧化碳分壓降低時,腦血管收縮,腦血流量減少,顱內壓下降,此為使用過度通氣降低顱內壓的主要理論依據。當動脈二氧化碳分壓在2.67~5.33kPa(20~40mmHg)時,每下降0.133kPa(1mmHg),腦血流量可減少4%。當動脈二氧化碳分壓大於5.33kPa(40mmHg)時,每增加0.133kPa(1mmHg),腦血流量可增加2.5%。動脈二氧化碳分壓改變使血管收縮及擴張的極限分別為1.33~2.67kPa(10~20mmHg)與10.7~13.3kPa(80~100mmHg)。動脈二氧化碳分壓小於2.67kPa(20mmHg)時,由於腦缺血缺氧,導致繼發性血管舒張,腦血流量反而增加。
(2)氧分壓:氧分壓對腦血流的影響與二氧化碳分壓相反,且影響較小。輕度低氧血症不致引起腦血流改變。血氧分壓小於6.67kPa(50mmHg)時,腦血管擴張,腦血流增多,顱內壓增高。血氧分壓增高時,腦血管收縮,腦血流減少,顱內壓下降。吸100%純氧,可使腦血管阻力增加30%。嚴重缺氧可使腦微血管腔狹窄、血管內血栓形成、腦血管壁及血腦屏障通透性增加,故可導致缺氧後腦細胞水腫。腦灰質的耗氧量較白質高3倍以上,故灰質對缺氧的耐受性較低。
(3)血壓:為保持腦血流量均勻一致,血壓在8.00~10.7kPa(60~180mmHg)時,通過自動調節功能使腦血管直徑變化,可控製腦血流量,即使血容量、血壓或灌注壓發生改變,腦血流量卻不受影響,此即為Bayliss效應。當血壓低於8.00kPa(60mmHg)或高於10.7kPa(180mmHg)時,自動調節功能喪失。血壓低於4.00kPa(30mmHg)時,腦血流量減少1/2以上,將影響腦功能;當腦血流量少於心輸出量的15%時,神經細胞功能將發生不可逆性損害。嚴重酸中毒時,Bayliss效應減弱甚至消失。
(4)顱內壓:腦灌注壓=平均動脈壓-顱內壓,故顱內壓增高或血壓下降都使腦灌注壓降低。顱內壓急驟增高時,腦灌注壓降低,腦血管阻力上升,腦血流量迅速減少,發生腦缺血及缺氧。
(5)神經遞質:與身體其他部位不同,腦實質血管的腎上腺素能受體與膽堿能受體很少,故自主神經係統對腦循環的調節作用弱。因此,腦血管的調節主要依賴於自動調節。但腦表麵與基底部血管上有豐富的自主神經纖維,神經調節作用較明顯。此外,腦脊液的生成與自主神經係統有關,當脈絡膜叢上的。腎上腺素能受體受刺激時,腦脊液生成減少。
2.顱高壓發生機製 此處主要敘述急性感染性疾病所致顱高壓。腦水腫的分類方法很多,根據其發生機製可分為:
1)血管源性腦水腫:主要由於血腦屏障受損傷所致。腦血管壁受損,內皮細胞破壞或緊密連接處開放,血-腦屏障通透性增加,與血漿成分相似的滲出液漏至細胞外間隙,因而形成腦水腫。白質區的細胞排列較灰質疏鬆、細胞間隙較大、阻力較小,故水腫更明顯。當血管內壓力大於組織間隙壓力時,水分更易向血管外滲漏。常見於腦外傷、中樞神經係統感染、腦腫瘤、腦膿腫、腦出血或梗死。由於水腫腦組織與腦室間有靜水壓差,部分液體可通過室管膜進入腦室係統,並隨腦脊液循環而被吸收,這是水腫液消散的主要途徑。
2)細胞性腦水腫:其特點為液體積聚在細胞內。常見於腦缺氧、缺血、各種顱內炎症、化學製劑中毒、瑞氏綜合征等。腦組織不能利用脂肪和蛋白質,葡萄糖是惟一的能量來源。1mmol的葡萄糖有氧氧化生成38mmol ATP,以維持腦細胞的正常生命活動和生理功能,當各種病理情況引起腦缺氧時,1mmol葡萄糖無氧酵解隻能產生2mmol ATP,使腦細胞能量供應不足,鈉泵不能運轉,鈉離子不能從細胞內轉移到細胞外,導致腦細胞內鈉離子堆積,膜電位功能不能維持,神經衝動傳導暫時停止。帶負電荷的氯離子能自由通過細胞膜,與鈉離子結合成氯化鈉,細胞內氯化鈉增多導致滲透壓增高,水分大量進入細胞,以保持細胞內外滲透壓的平衡,使腦細胞腫脹,體積增大,細胞外間隙縮小,甚至細胞破裂。神經膠質細胞膜的阻力較小,易先出現細胞內水腫。無氧代謝使乳酸堆積,細胞內pH下降,細胞膜通透性增強,胞漿內蛋白質親水性增強,更促進腦細胞內水腫的發生和發展。此型腦水腫在白質和灰質均有,水腫液中鈉及氯離子含量頗高。
3)滲透性腦水腫:各種致病因素引起腦細胞外液滲透壓降低,使細胞內含水量增加而發生的腦水腫。常見於急性水中毒、低鈉血症、糖尿病酸中毒及抗利尿激素分泌增加時。此型腦水腫的水腫液就是水,水分主要聚集在白質及灰質神經膠質細胞內,以白質更明顯。水腫區域內鈉離子濃度略低,鉀離子濃度明顯降低。
4)間質性腦水腫:見於各種病因引起的交通性或非交通性腦積水,又稱腦積水性腦水腫。主要由於腦脊液分泌、吸收失調或循環障礙,使腦脊液過多地聚集在腦室內,擴大的腦室內壓力增高,室管膜受壓使細胞變扁平,甚至撕裂,腦脊液通過腦室壁進入腦室周圍的白質中,引起間質性腦水腫,故其水腫液是腦脊液。嚴重腦積水時,腦脊液可散布至整個白質,使細胞與神經纖維分離,並有膠質增生,水腫組織內毛細血管正常。腦室周圍毛細血管可吸收外滲的腦脊液,故顱內壓有時正常,有時增高。腦室擴大持續存在時間過久,可使腦皮質受壓變薄,甚至腦萎縮。
在臨床工作中上述幾種腦水腫常同時存在,難以截然分開,很難對腦水腫做出準確分類。例如結核性腦膜炎患兒極易發生顱高壓,其原因是綜合性的。腦膜充血、水腫、炎性滲出物可直接增加顱腔內容物;若脈絡膜叢受累,腦脊液分泌增多,累及蛛網膜顆粒時,腦脊液回吸收減少,可致交通性腦積水;如為顱底粘連或腦室膜炎引起腦室內梗阻,使腦脊液循環阻塞,可引起非交通性或交通性腦積水;當合並閉塞性腦動脈內膜炎時,則可因腦缺血、缺氧導致血管源性腦水腫與細胞性腦水腫;而中樞神經係統感染引起的抗利尿激素分泌增多,又可致水瀦留、低鈉血症而引起滲透性腦水腫。
3.病理改變 腦水腫的病理改變主要是充血和水腫。
1)大體標本:可見腦腫脹、腦組織變嫩,似有流動感。腦膜充血、腦溝回淺平、切麵灰質與白質分界不清,白質明顯腫脹,灰質受壓,側腦室體積減小或呈裂隙狀。從理論上講,血管源性腦水腫的細胞間液增多,腦組織柔軟,剖麵濕潤,稱為“濕腦”。細胞性腦水腫主要為細胞內水腫,細胞外液減少,腦組織韌度增高,剖麵無明顯液體滲出,稱為“幹腦”。實際上這兩種腦水腫發展到一定程度時,可先後出現混合性腦水腫,也可以其中一種為主。
2)組織學改變:
(1)細胞外水腫:細胞和微血管周圍間隙明顯增寬,HE染色可見粉紅色的水腫液,白質含水量增加呈海綿狀。在電子顯微鏡下可見白質的髓鞘纖維束間細胞外間隙加寬而透明,毛細血管內皮細胞緊密連接處開放,基底膜增寬伴電子密度減少,滲出物為電子致密性絮狀物質。
(2)細胞內水腫:灰質及白質細胞腫脹,尤以星狀膠質細胞最明顯,核淡染,胞漿內出現空泡,有時核呈固縮狀態。神經纖維髓鞘腫脹、變形或斷裂。軸索可彎曲、斷裂或消失。微血管擴張,內皮細胞腫脹甚至壞死。腦水腫晚期,小膠質細胞參與修複,可形成瘢痕。電子顯微鏡下可見灰質內有糖原顆粒增加的星狀膠質細胞腫脹,可累及胞突接觸前或後的神經突或樹狀突甚至胞體。白質內星狀細胞、少突膠質細胞及軸索均腫脹。腦缺氧後酸性代謝產物增加,促使腦細胞內與溶酶體相結合的酸性水解酶被激活,使細胞自溶。
3)腦疝形成:當腫脹的腦組織容積和重量繼續增加,顱內壓力不斷增高,迫使較易移位的腦組織被擠壓到較低空間或孔隙中去,形成腦疝。最常見的是顱中凹的顳葉海馬溝回疝入小腦幕裂隙,形成小腦幕切跡疝。如果腦水腫繼續發展,或以小腦腫脹為主的腦水腫繼續加重,使位於顱後凹的小腦扁桃體疝入枕骨大孔內,則形成小腦扁桃體疝,也叫枕骨大孔疝,使腦幹受壓,危及生命。