颅脑战创伤及其神经退行性病变

费舟

颅脑战创伤及其神经退行性病变

费舟

费舟，男，1961年3月生，陕西籍，第四军医大学第一附属医院神经外科主任，西京脑科医院院长，硕士、博士导师。2011年，总后勤部下发通令，批准其为总后第八批“三星”人才。任中华医学会创伤学分会神经创伤委员会副主委，中华医学会神经外科分会青年委员，中国医师协会神经外科医师分会中国神经创伤专家委员会副主任委员，中国生物工程学会肿瘤靶向治疗分会神经与精神疾病靶向治疗委员会常务委员，全军战伤创伤委员会副主任委员，全军神经外科专业委员会常委兼秘书，中华医学会陕西省及西安市神经外科分会副主任委员，国家自然科学基金委员会评审专家，陕西省与西安市医学会医疗事故技术鉴定专家，Neuroscience Letter、Acta Neurochirurgica、《中华创伤杂志英文版》、《中华神经外科疾病研究杂志》、《中华神经创伤外科电子杂志》等10余种杂志编委。曾赴英国1年、美国半年进行博士后研究。曾获国家自然科学基金4项，其他省部级基金6项，总值100余万元。以第一作者共发表科技论文90余篇，其中Sci收录12篇。7篇论文在国际、全国、全军神经科学大会上获得优秀论文奖。主、参编专著15部。获省部级二等奖以上科研成果8项，国家专利6项。1995年及2000年分别荣获“八·五”及“九·五”全军重大科技成果奖牌各一枚，1998年被评陕西省优秀留学回国人员，2000年被评为解放军总后勤部科技新星，同年被国家教育部评为高等学校骨干教师，获得高等学校骨干教师资助计划项目，2001年开始享受政府特殊津贴，2003年获中国人民解放军院校育才奖银奖。2008年获中国神经外科界最高个人荣誉奖——“王忠诚中国神经外科医师学术奖”，2012年荣获“中国名医百强榜”上榜名医。

颅脑；战伤；神经退行性病变；精神创伤

现代战伤可导致颅脑创伤，其特点为：（1）火器伤：多处受伤，局部损伤严重，致残率高，感染严重；（2）冲击伤：高爆武器、气流弹、鱼雷、水雷、深水炸弹等武器使得冲击伤（高原、平原、水下）发生率更高，伤情更重；（3）机械伤和多发伤：强冲击波致房倒屋塌、工事破坏致机械伤和多发伤增多；（4）烧伤：建筑物、树林等被多个炸弹击中后引起大火，油气炸弹、反坦克武器、燃烧性武器大量使用致烧伤增多；（5）复合伤：不同致伤因素同时或相继作用的几率大为增加，常见的有烧-冲复合物、烧-弹片复合伤；（6）新概念武器伤：激光、微波、次声等损伤；（7）精神创伤：创伤后应激障碍综合征（posttraumatic stress disorder，PTSD）[1]。现代战伤所造成的精神创伤十分明显，尤其是PTSD发生率增加（约占13%～15%）。颅脑战创伤分为3大类：（1）急性损伤；（2）TBI的慢性效应；（3）开放性颅脑损伤。

一、急性损伤

急性损伤包括脑震荡、亚脑震荡和爆震伤。

1.脑震荡

脑震荡是直接或者间接外力引起的轻型颅脑损伤（mild traumatic brain injury，mTBI）；在战争时，爆炸冲击、物体撞击导致钝挫伤，多为自限性，10%～15%发展为脑震荡综合征（postconcussive syndrome，PCS）。脑震荡与PCS的症状和体征为易怒、睡眠障碍、健忘、焦虑、头痛、注意力不集中、疼痛和心理不良性应激。

2.亚脑震荡

亚脑震荡有轻微神经症状或功能MRI（fMRI）影像变化表现。爆炸伤等战伤造成的急剧加速、减速或旋转力，导致脑拉长或变形，从而拉伸单个细胞和血管并改变其膜通透性，进而造成亚脑震荡。MR弥散张量成像（diffusion tensor image，DTI）和磁敏感加权成像显示其白质微观结构和纤维束完整性受损，常规结构成像是不能显示的。亚脑震荡所致的结构变化最近也在与军事相关的冲击伤中得到证实。亚脑震荡在运动伤（如橄榄球、冰球和拳击等）中也愈发得到重视。

3.爆震伤

爆震伤是高技术战争的标签伤，有“三高”的特点：致残率高、战时发生率高、死亡率高。爆震伤占军事相关TBI的60%左右，其中80%为mTBI。伴随着气流爆炸，声波快速通过脑组织，瞬间引起血管和脑组织快速、反复收缩和扩张产生水肿和出血，在近微秒内发生多重的严重的脑震荡影响。

我们创建了颅脑爆震伤动物模型及相应的观察与评价平台：（1）创建颅脑爆震伤小动物模型（具有国家发明专利）：微型点爆炸源，球形黑索金、柔性银导爆索、雷管引爆，不同爆炸源和距离会有不同程度损伤。解剖学与组织学均证实新型颅脑爆震伤可模拟实战状态；（2）建立动物模型观察、监测系统和动物神经功能障碍标准化评价平台：计算机控制的分析软件系统研究指标与病理变化相关性，提供标准化参考平台[2]；（3）进行战创伤相关的精神运动研究：酒精依赖程度与犯罪行为紧密相关；不良的父母教养方式显著增加犯罪几率，而部队生活并不能对这种效应产生影响；人格特质中的稳定性因子低可显著增加犯罪率，而部队生活对于提高个人的稳定性和自律性、降低忧虑性起到积极作用[3]。

二、TBI的慢性效应

TBI的慢性效应包括阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）、帕金森病（Parkinson’s disease，PD）、肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）、PCS、慢性创伤性脑病（chronictraumaticencephalopathy，CTE）和PTSD。

1.阿尔茨海默病

AD起病隐匿、进行性发展，属于神经系统退行性疾病。AD以记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征，病因迄今未明，但是与运动伤和战创伤有关。

2.帕金森病

PD是老年的神经系统退行性疾病，主要病理改变是中脑黑质多巴胺（dopamine，DA）能神经元的变性死亡，其引起纹状体DA含量显著性减少而致病。PD主要表现为静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势步态障碍，近年来研究注意到抑郁、便秘和睡眠障碍等非运动症状也是PD的表现。

3.肌萎缩侧索硬化症

ALS是运动神经元病，我国通常将肌萎缩侧索硬化和运动神经元病混用。运动神经元损伤后，导致包括延髓支配的肌肉以及四肢、躯干、胸部腹部肌肉逐渐无力和萎缩。

4.AD、PD、ALS与TBI的关系

（1）单纯中、重度TBI与AD、PD和ALS有关联；（2）伴有意识障碍的单纯TBI男性患者，增加50%患AD的风险；（3）有严重TBI的老兵发展为AD风险最高，有中度TBI的老兵次之；（4）PD患者受头部外伤的几率明显更高；（5）有mTBI伴发意识障碍者更易发生PD；（6）外伤是ALS的可能诱因。

5.脑震荡综合征

PCS是脑震荡后所产生的一系列症状，头痛、头晕、记忆力下降、睡眠不佳等；持续3个月以上或几年，38%～80%的mTBI可能发生。

6.慢性创伤性脑病

CTE与多次mTBI有关，表现为患者情绪和行为障碍，记忆和执行能力的进行性下降，逐渐出现认知功能障碍，几十年后最终发展为痴呆；其中情绪和行为症状常出现在20～40岁，比典型的神经退行性疾病如AD发病早；确诊需经尸检证实。

7.创伤后应激障碍综合征

PTSD是异乎寻常的威胁、灾难引起的心理创伤，如对创伤等严重应激因素的一种应激反应；是一种延迟性、持续性的心身疾病，可导致延迟出现和长期持续的心理障碍。据美军调查，有2 525名美陆军士兵（44%）发生了mTBI，逐渐发展为PTSD[4]。

8.PCS、CTE和PTSD的关系

（1）很难区分PCS和PTSD，且在PTSD和CTE之间有相当大的重叠，特别是早期阶段；（2）80%经历过爆炸伤的并证实为早期CTE的OIF/OEF/OND退伍军人也被诊断为PTSD；（3）PCS、CTE和PTSD都是以神经精神症状为特征，提示额叶功能障碍，也有人格、社会行为和睡眠的改变[5,6]。

9.典型案例

案例1：美国海军陆战队老兵，28岁，男性；在伊拉克和阿富汗服役过程中经历了数次爆炸；逐渐出现严重的行为异常，包括易怒、社交障碍、注意力难以集中、攻击性倾向、偏执、失眠和抑郁；25岁，曾在阿富汗尖叫并试图自杀；曾被诊断为战斗相关的PTSD；27岁退伍；28岁时，在一个早晨向警察和其他平民开枪，并被枪杀。尸检结果：严重的轴索损伤伴广泛的轴索肿胀、轴突回缩球、髓鞘质病、星形细胞增生以及大脑皮层白质、内囊和小脑白质的营养不良性钙化灶；有髓神经纤维的损伤，特别是大脑脚额叶和额束。因此证实PTSD存在病理基础上的改变。

案例2：美国陆军老兵，45岁，男性；遭受了近距离的简易爆炸装置的袭击，之后30 min，他经历了反复的不伴意识丧失的方向迷失，随后发展为头痛、烦躁、失眠和注意力不集中、抑郁，持续2年，之后死于巨大的基底动脉瘤破裂。病史中值得注意的是与脑震荡有关的8岁时的机动车事故。尸检结果：急性脑桥出血和大脑后动脉双侧梗死；有髓神经纤维变性合并轴突回缩球泡和轴索营养不良，且在远离梗死形成区最为突出，皮层下白质也有血管周围簇活化的小胶质细胞。

案例3：美国海军陆战队老兵，34岁，男性；无脑震荡史；生前1年和6年分别遭受过两次简易爆炸装置爆炸，2次经历均造成不确定持续时间的意识丧失，后来发展为抑郁、短期记忆丧失、注意力不集中、睡眠障碍和执行功能障碍，在服用处方镇静药后死于吸入性肺炎。尸检结果：有广泛的缺氧缺血性脑损伤的证据。

案例4：美国海军陆战队老兵，22岁，男性；生前两年经受过近距离爆炸袭击，没有意识丧失，在爆炸后24 h内有反复的头痛、头晕和疲劳感，后来发展为每日的头痛、失忆、抑郁和注意力下降；死前的1年，变得越来越暴力，并且频繁的易怒和极具攻击性；脑出血死亡的前3个月，曾被诊断为PTSD；有着2年高中打橄榄球和多次脑震荡的历史。尸检结果：发现有急性脑出血伴小脑扁桃体疝；存在多灶性轴索损伤；在丘脑与皮层下白质中散在的小血管壁上发现局灶性钙化。

综上所述，两名士兵在遭受爆炸后数年死于自发性脑出血，出血位置的不寻常可能被解释为血管的完整性受到最初爆炸冲击的影响，随后发展为血管变性并导致基底动脉瘤形成；在遭受爆炸伤的老兵大脑尸检中发现的CTE变化、轴索损伤和微血管病变与那些白质异常和脑葡萄糖代谢减退的受爆炸伤的服役人员的神经影像学检查一致；爆炸后的病理改变与受到体育伤的年轻运动员的病理检查也惊人的相似。战争结束，但是对于大脑器质性的损害依然存在。以前认为PTSD、脑外伤综合征、慢性脑病等只是单纯的功能性的改变，并不存在器质性的改变，但是现在研究证明脑震荡为器质性改变。随着科技与仪器设备发展，亚脑震荡的诊断将不断完善，其发生机制也更加明确。

三、开放性颅脑损伤

开放性颅脑损伤具有易诊、伤重、难治的特点，李侠等[7]研究分析了第四军医大学西京医院神经外科自1993年1月至2012年12月收治的852例开放性颅脑损伤患者的临床资料，表明其救治应在严格遵循“早期清创、变开放伤为闭合伤”原则的基础上，充分利用神经导航、真空负压引流等各种手术技术，实施个性化治疗，才能有效预防各种并发症发生，显著提高救治水平。

典型病例：患者男性，47岁，于2014年4月5日急诊入院，主诉“在工地由4 m高处坠落，头部贯通伤意识不清6 h余”，曾送外院，考虑伤情复杂，转至第四军医大学西京医院神经外科治疗。入院查体：螺纹钢筋直径2.5 cm，长1 m，由左侧下颌贯通至左额顶部，颅内段约30 cm。初步诊断：（1）重型开放性颅脑损伤：脑挫裂伤，左额叶、额叶贯通伤，左中颅窝、左额颅骨穿通伤，左额头皮穿通伤，脑脊液（cerebro-spinal fluid，CSF）鼻漏，左视神经、动眼神经损伤，颅内金属异物；（2）左下颌穿通伤、左下领金属异物。

挑战与对策：（1）钢筋穿过颅内外重要组织，毗邻关系复杂不清：钢筋路径穿过颈部大血管、气管、副鼻窦、口腔、颅内海绵窦、颈内动静脉、眼球后组织、重要神经、脑组织等。对策：进行相应的检查，明确情况；头颅CT明确脑组织损伤情况，三维重建了解钢筋毗邻解剖结构，头颅X线片显示颅骨损害情况，全脑血管造影明确与大血管关系。经过检查后，明确了钢筋位置及其毗邻关系：异物经左侧下颌骨内侧颌下腺区、硬腭左侧、左侧上颌窦后方、翼腭窝区、眶尖（视神经管中断）、脑额叶、额顶骨至颅外；钢筋位于左颈内动脉旁6 mm、左侧海绵窦旁4 mm，未见明确出血，并且穿过运动性语言中枢（Broca’s区）深部。（2）如何麻醉及术中气道管理：头位固定、插管困难、气道管理困难。对策：行气管切开术后进行全身麻醉。（3）如何既拔出钢筋、又减少二次损伤：钢筋粗大、螺纹，穿通脑组织、毗邻重要血管、神经，二次损伤可能危及生命。对策：截断头端颅外钢筋，减少损伤，消防队传统方法剪断钢筋，摇动、震动可至二次损伤。因此放弃传统方法，采用金刚石磨钻截断钢筋，历时2 h成功截断头端颅外钢筋。由于钢筋断端粗糙，易切割、刮伤颅内结构，因此我们使用锉刀打磨钢筋断端减少二次损伤几率。钢筋主要嵌顿在额顶部颅骨、颅底骨与下颌角处，上下同时手术，解除钢筋嵌顿后，由下颌端拔出钢筋，减少二次损伤几率。（4）如何防止术中大出血。钢筋与颅内大血管如颈内动脉、海绵窦等毗邻，一旦破裂，将出现血汹涌而出，即刻死亡。对策：颈部解剖暴露颈内动脉，一旦破裂，立刻结扎止血；脑血管介入机器开机，血管栓塞团队待命，随时准备血管内止血治疗；准备好动脉夹，以备万一术中止血；输血科大量备血；（5）颅底重建、防止CSF漏。对策：清理伤道，修补破损颅底结构，闭合颅腔；（6）术后防治并发症。对策：科学应用抗生素，预防性抗癫痫治疗，营养神经支持治疗。患者恢复情况：伤后1个月，患者意识清楚，应答切题，各项生命体征平稳，能经口进食，头部伤口已拆线，愈合良好，无感染特征，四肢活动自如，可下地行走；伤后3个月，患者来我院行颅底修补手术。

[1]张铁鑫,周世伟,杨洪广,等.现代战争颅脑战伤发生特点及启示[J].解放军医院管理杂志,2008,15(5):496-497.

[2]Liu M,Zhang C,Liu W,et al.A novel rat model of blast-induced traumatic brain injury simulating different damage degree: implications for morphological,neurological,and biomarker changes[J].Front Cell Neurosci,2015,9:168.

[3]Xu H,Ye Y,Zhang X,et al.Military experience helps setting reasonable personality characteristics but does not alter the criminal behavior-related impression of negative parental experience and alcoholism in a Chinese population[J].Psychiatry Res,2016,244:130-138.

[4]Hoge CW,McGurk D,Thomas JL,et al.Mild traumatic brain injury in U.S.Soldiers returning from Iraq[J].N Engl J Med, 2008,358(5):453-463.

[5]Elder GA,Dorr NP,De Gasperi RJ,et al.Blast exposure induces post-traumatic stress disorder-related traits in a rat model of mild traumatic brain injury[J].Neurotrauma,2012,29(16):2564-2575.

[6]Elder GA,Mitsis EM,Ahlers ST,et al.Blast-induced mild traumatic brain injury[J].Psychiatr Clin North Am,2010,33(4): 757-781.

[7]李侠,张磊,陈燕伟,等.852例开放性颅脑损伤的临床救治经验[J].中华神经医学杂志,2014,13(5):451-455.

2017-07-03）

（本文编辑：马帅）

10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2017.04.001

710032西安，第四军医大学西京医院神经外科

费舟，Email：feizhou@fmmu.edu.cn

费舟.颅脑战创伤及其神经退行性病变[J/CD].中华神经创伤外科电子杂志,2017,3(4):193-196.