1.1 颅内压及其增高机理

1.1.1 颅内压

     对于正常人，颅内有一定的压力，称为颅内压（Intracranial Pressure，ICP），或习惯地简称为颅压或脑压^[1] 。经腰椎、小脑延髓池或脑室穿刺测得的压力应更为确切地称为脑脊液压力。测量颅内压的方法和途径不同，主要包括穿刺脑脊液腔用压力管测量和用颅压监护仪测量。对同一个人各法测得的结果大致相同。因颅内压受到体位的重大影响，所以通常所说的颅内压，是指在水平侧卧位而身体松弛的状态下，经腰椎穿刺接上一定内径的管子所测量的压力。每个人的颅内压差别较大，一般认为成人颅内压的正常值为70～180毫米水柱；如压力在180～200毫米水柱，可视为介于正常和异常之间的边缘性压力或可疑的颅内压增高；如超过200毫米水柱，可确定为病理状态，即颅内压增高；如低于50毫米水柱，可确定为病理性的低颅压，在50～70毫米水柱为可疑的低颅压。

 

1.1.2 颅内压增高机理

     引起颅内压增高的疾病很多，但产生颅内压增高的主要因素是颅腔内三种内容物体积的增大与颅内占位性病变。这些因素是：一、脑脊液增多，见于交通性与非交通性脑积水；二、血液增多，较常见的是脑血管扩张与蛛网膜下腔出血；三、颅内占位性病变，如血肿、肿瘤与脑脓肿等，因大面积的凹陷骨折与颅骨闭锁症而令颅腔容积变小从而引起颅内压增高的现象较少见到；四、脑组织的体积增大，最常见的是脑水肿^[2-4]。脑水肿是脑组织内水分异常增多的一种病理状态，它是颅脑损伤、颅内占位病变、颅内炎症、脑血管病、脑缺氧、脑代谢障碍以及外源性或内源性中毒等疾病常见的、共同的病理生理现象，可通过恶化脑组织的血供和神经细胞内紊乱等加重神经细胞损伤，严重影响着病情的发展与预后。脑水肿达到一定程度时必将引起颅内压增高，所以除颅内占位性病变和脑积水所致的颅内压增高外，脑水肿和颅内压增高可以被认为是一个统一的概念。脑水肿本身可以并无特殊症状而完全是颅内压增高的临床表现，其所导致的各种脑疝往往是患者死亡的主要原因。所以考虑到这些颅内压增高的因素使之能有针对性地处理颅内压增高是有帮助的。

     颅内压增高的病因归纳起来有六大类：即外伤性如脑外伤；血管性如出血性或闭塞性脑血管病等；炎症性如脑炎与脑膜炎等；先天性如婴儿脑积水或颅骨闭锁症等；颅内肿瘤；及全身性疾病如休克、窒息、小儿中毒性肺炎或中毒性痢疾引起的中毒性脑病等。这些疾病可由于上述四种因素之一或一种以上的因素而产生颅内压增高。如脑外伤病人可同时或在疾病发展的过程中先后出现脑血管扩张、脑水肿、颅内血肿，少数病人可因蛛网膜下腔出血而发生创伤性脑积水。

 

1.1.3 颅内压增高的影响因素^{[1, 5-10]}

     颅内压增高可由多种原因引起，其病程长短，也常受多种因素的影响，如年龄、病变部位、病变性质、生长速度，以及脑水肿的程度和病人的全身情况等。在颅内压增高过程中，也常受某些恶性循环因素存在的影响，可导致颅内压增高、病程的延长或病情迅速恶化，待出现严重症状和体征时就诊，则造成治疗困难或失去治疗机会而预后不良，甚至死亡。

1. 年龄

     发病年龄的大小、智力发育状况和语言表达能力，均有可能影响颅内压增高的病程。如一般儿童及青少年颅缝融合尚未完全牢固时，颅内压增高可使颅缝分离：婴幼儿颅缝及前囱未闭，颅内压增高时均可增加颅腔容积，使颅腔容积的代偿空间扩大。当颅内有占位性病变或其他原因引起的颅内容物体积增大时，颅内压增高的症状和体征因颅腔容积的增大可出现较晚；或有早期轻微症状和体征，由于智力尚未发育成熟(包括语言)，表达能力差，亲属又缺乏医学知识而被忽视，从而延缓颅内压增高的病程。如先天性脑积水患儿，待到头颅相当大时或出现较重的神经精神症状和体征时家属方才带其到专科医院就诊。有脑实质性萎缩的患者(常见于老年人)，因脑萎缩，脑体积缩小，使颅腔的容积代偿空间相对扩大，如有颅内占位性病变或其他原因引起的颅内容物体积增加时，在相当长的时间内可不出现明显的颅内压增高的症状和体征，故病程可相对延长。

2. 病变的生长速度和性质  

      如急性硬膜外血肿和急性硬膜下血肿，当脑组织中线移位10mm时，颅内压增高可达6.67kPa(660mmH20)；而慢性硬膜下血肿或良性肿瘤，尽管中线移位超过20mm，而颅内压力增高症状可能仍然不明显。这主要是由于颅内压力增高的速度不同，颅腔内空间代偿机制发挥的作用也不同，特别是颅内良性肿瘤，生长缓慢，颅内压增高出现较迟，同时脑组织因肿瘤压迫可以缓慢萎缩，增加了颅内代偿空间，从而使病程延长。如颅内原发性恶性肿瘤或颅内继发性恶性肿瘤，生长速度都较快，出现颅内压增高症状亦较快，病程相对较短。另外一些破坏性或浸润性病变，病变本身虽有扩张性，但由于它破坏了周围正常脑组织，使颅腔内容物体积的净增量并不显著。因此，尽管临床症状发展迅速，却不出现或延迟出现颅内压增高的症状。另外，急性颅脑损伤变化快，多数颅内血肿逐渐增多，而少数血肿通过保守治疗可逐渐吸收，颅内压力即随血肿的增大或消散而增高或自行恢复正常。

3. 病变部位 

      位于脑室系统、中线部位或后颅窝的病变，由于容易堵塞脑脊液循环通路影响脑脊液的循环吸收，因此虽然病变体积本身可能不大，但常因发生梗阻性脑积水而使颅内压增高，早期即出现高颅压症状或加重原有颅内压增高。位于颅内大静脉窦附近的病变，由于早期就可压迫静脉窦，阻碍颅内静脉血液的回流或脑脊液的吸收，亦可使颅内压增高的症状早期出现。

4. 颅内病变伴发脑水肿的程度 

     炎症性颅内病变，如脑脓肿、脑寄生虫病、脑结核瘤、脑霉菌性肉芽肿、弥漫性脑脊膜炎及脑膜炎等，均可伴有明显的脑水肿; 恶性脑肿瘤，特别是脑继发性肿瘤，虽然肿瘤本身体积并不大，但是伴发的脑水肿以及肿瘤分泌的激素引起脑水肿却相当严重，可导致颅内压增高早期出现。

5. 全身情况 

     严重的系统性疾病，如尿毒症、肝昏迷、各种毒血症、肺部感染、酸碱平衡失调等都可引起继发性脑水肿，促使颅内压增高。如呼吸道不通畅或呼吸抑制造成脑组织缺氧和碳酸增多，可继发脑血管扩张和脑水肿，导致颅内压增高，后者又导致脑血流量减少，呼吸抑制和脑缺氧加剧，进一步加重颅内压增高。如此恶性循环引起颅内压严重增高从而诱发脑疝，脑疝可加重脑脊液和脑血液循环障碍，结果颅内压更高，反过来又促使脑疝更加严重。全身性高热引起血管扩张，脑血流增加，也会加重颅内压增高的程度。

 

1.2 颅内压检测方法综述

     颅内压（ICP）增高是临床常见的综合症，ICP增高可使患者出现意识障碍，严重者出现脑疝，并可在短时间内危及生命。因此，ICP监测是颅脑疾病处理的重要前提。有创ICP的检测方法自1960年Lundberg实现了连续的ICP检测以来得到不断发展，对颅内高压性疾病的诊断和治疗具有重要意义^[12-14]。但是由于其技术要求高，并发症（如颅内感染、脑脊液漏、颅内出血等）较多，因此应用范围受到限制，目前只在少数神经外科ICU开展。为了扩大ICP的应用范围，国内外开始了无创ICP检测技术的研究。

 

1.2.1 颅内压有创检测方法

    目前有创性颅内压监测技术主要分为以下几种^{[5, 13-16]}：

1. 脑室内插管法

    采用液压传感器进行脑室内插管监测ICP是最早使用的方法，与其它方法相比较，其所测数值是当前最精确可靠的，故被视为ICP“金标准”。该方法是在颅骨顶部一合适位置钻一小孔，将内径为1mm左右的充满生理盐水的导管插入侧脑室，导管外端用三通开关连接液压传感器，还可以连接脑室外引流装置。其优点是操作简单，测压准确，可以直接引流脑脊液，从而降低ICP，具有诊断和治疗的双重价值。其缺点是容易造成颅内感染，且当ICP增高脑室受压变窄或移位时，脑室穿刺及安插引流管就有困难。Naragan等人在4年间用此方法监测207位病人，其感染率在6.3%，感染多发生在第5天。Rosnen和Becker报道的感染率为4.7%，而其它学者报道的感染率为6.3%~10.3%。而且，脑室引流的阻塞、移位、脱落或扭曲也容易造成监测失败。

2. 硬脑膜外传感器

     监测ICP一般采用非液压传感器直接置于硬脑膜外进行ICP监测。传感器分为光学和电子两类，光学传感器的颅内部分含有探测镜的气囊，其压力变化的信号经光纤束输入监测仪。电子类传感器可分为应变传感器、电压传感器和电容传感器。使用硬膜外传感器检测ICP的最大优点是不需要切开硬脑膜，颅内感染率低，故可延长监护时间，而且在监测过程中不受病人活动的影响；但由于与蛛网膜下腔间隔有硬膜，故精确性较差，稳定性也较差。此方法不能引流出脑背液，以降低颅内压，也不能进行压力—容积试验。目前在临床上很少使用。

3. 光纤探头（fiber optic transducer）监测ICP

     这是目前为止性能较为理想的颅内压监测装置，由光导纤维颅内压监护仪，光纤纤维传感器（光纤探头）和记录仪组成。监护时把探头感受到的ICP转换成差动光信号传递给监护仪，经光电转换，患者的ICP信号将被测量到。光纤探头可置于脑室内，脑实质内，硬脑膜下，也可置于硬脑膜外。Zwienenbeng等通过脑室、脑实质内和脑池内光纤维导管，评价了连续同步监测ICP的方法。监测1h后，脑室和脑实质内方法均可产生可靠的ICP记录，两者无统计学差异，但脑实质内监测方法可对大脑皮质产生较大损伤。而脑池内监测方法记录数值明显偏低，可靠性较低。光纤监测ICP的优点是操作方便，使用方便，感染率低，监护时间可延长。

4. 腰大池置管监测ICP

     通过腰椎穿刺，将直径约1mm的硅胶管置入腰大池，外接颅内压监护仪。不仅可以持续引流、置换血性脑脊液，减少对脑组织的刺激，减少脑血管痉挛的发生率，而且对于颅内感染患者，可以通过鞘内注射敏感抗生素，提高脑脊液中抗生素的浓度，达到持续监测颅内压、预防脑血管痉挛和治疗颅内感染的双重功效。但腰椎穿刺测量颅内压在严重颅内压时被视为禁忌，因为高颅内压时腰椎穿刺容易诱发脑疝。

    有创颅内压监测技术的不断发展对颅内压增高相关疾病的诊断和治疗具有重要意义，目前应用最广的仍是液压式脑室测压，被视为金标准。但由于其技术要求较高，易引起临床并发症，如颅内继发感染，颅内出血、脑脊液漏、导管堵塞等，其应用范围受到一定限制，目前，也多在神经外科采用，脑外伤是最主要的适应症^[17]。

 

1.2.2 颅内压无创检测方法

     目前无创性ICP检测技术中报道最多的是经颅多普勒（TransCranial Doppler, TCD），TCD通过观察高颅压时的脑血管动力学改变来估计ICP^[18-23]。TCD监测的优点是能反应血流动态变化，并可观察脑血液自身调节机制是否完善。缺点是TCD测量流速而非流率指标，因此当脑血管活性受多种因素（PaCO₂ ，PaO₂ ，PH值，血压，脑血管的自身调节）影响时，ICP和血流速度的关系会发生变化，故用TCD准确算出ICP有一定困难；

     利用闪光视觉诱发电位的N2潜伏期的变化与ICP的正相关关系，也可以反映颅内压的变化情况及得到颅内压的无创检测值。在国内，重庆医科大学的张丹等对脑出血病人的闪光视觉诱发电位（Flash Visual Evoked Potential, FVEP）检查，发现N2波与脑出血病人预后明显相关，较重的脑出血病人当中N2波潜伏期延长^[11,14,24]；国外，文献也发现脑积水患儿FVEP的潜伏期延长，认为是颅内压增高使脑灌注压降低所致^[25-26]，这也提供了FVEP应用于颅内压检测的理论基础。目前，我们研制开发的MICP-1A型颅内压无创检测分析仪已经在临床上获得了比较好的应用。

     鼓膜移位法(tympanic membrane displacement，TMD)能在一定范围内较精确地反映低颅压，这是TCD、FVEP等方法所不具备的^[27]。因此，当高颅压和低颅压引起头痛等症状不易区分时，TMD能较准确区分。但利用TMD监测，受试者必须满足以下条件（1）中耳压力正常；（2）镫骨机反射正常；（3）耳迷路导管开放。因此脑干和中耳有病变的患者及老年人（耳迷路导管已闭）不能应用此项检查。而且患者不能过度暴露于声音刺激之中，因为它可以引起暂时性音域改变而影响测量值，故TMD法不适用于连续ICP监测；

    前囟测压 (Anterior Fontanel Pressure, AFP) 法监测ICP适用于新生儿和婴幼儿^[28]。但AFP是以压平前囟为测压条件，所以仅适用于突出骨缘的前囟，而且，压平外凸的前囟相当于缩小了颅腔容积，增加了ICP，对患儿不利，测得的数值也偏高；

    生物电阻抗法（Bioelectric Impedance Measuring Technology，BIMT）简单易行，可进行连续监测且不存在受感染的危险，还可先于病变症候出现之前进行病情预测^[12,14,29]。但它不能准确地测量ICP的值，因为引起阻抗变化的原因很复杂，而且不同的病人、不同的病情、代偿功能的不同在ICP相同时测出的阻抗值也不大一样；

    近年近红外光谱信号分析方法(Near Infrared Spectrum, NIRS)发展迅速并在临床应用^[30-36]。自1977年Jobsis首次将近红外光谱分析法用于无损伤检测脑组织中血液成分变化以来,NIRS在检测ICP方面进展较快。近红外光谱技术是近年用于监测局部氧饱和度的无创性新方法。研究表明，NIRS与ICP之间有良好的相关性，用此法的检测值可计算ICP，具有较高的敏感性。

    其他还有双颞部声探针(bi-temporal acoustic probes)和电等效电路模型 (electrical equivalent circuit model)等技术，但有关这方面的报道比较少^[12,14]。

        

1.3 颅内压无创检测方法研究的目的和意义

    无创ICP监测技术，避免了有创监测带来的创伤、感染、脑疝、低颅压以及操作复杂等缺点，给临床ICP监护带来了方便、安全，同时也减少了患者的痛苦，不存在引起颅内感染的危险，因此研究开发新型准确、方便、动态、廉价的无创ICP监测技术对于临床应用具有重要的意义。

                                                                          (重庆中力医疗器械有限公司）

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