冲击波致原发性创伤性脑损伤力学机制.pdfVIP

** 冲击波致原发性创伤性脑损伤的力学机制 1 1* 2 1 1 1 2 1 陈海斌 ，杨志焕 ，刘伟雄 ，周继红 ，宁心 ，李晓炎 ，贺伟 ，王正国 1 （第三军医大学大坪医院野战外科研究所创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室，重庆 400042 ）； 2 （中国空气动力研究与发展中心，绵阳 621000 ） 摘要：冲击波致原发性创伤性脑损伤是指脑组织对冲击波的原发性响应。一些军事医学 研究机构的神经外科医师和神经监护医师观察发现：较之平时脑损伤，冲击波致原发性创伤 性脑损伤在冲击波的频率、强度、脉宽方面有特异性。冲击波致原发性创伤性脑损伤的伤后 反应分为两个阶段：急性期和慢性期。在急性期，明显的急性水肿、颅内出血和血管痉挛是 最主要的病生改变，而假性动脉瘤（尤其是伴有血管痉挛的假性动脉瘤）是最为常见的临床 症状；其病理学变化包括有白质内轻微的颅内出血、神经元内的染色质溶解变化（起因于尼 氏体的变性）、弥漫性脑损伤和硬脑膜下出血。在慢性期，认知机能障碍和创伤后应激性紊 乱（PTSD ）是主要症状。目前的争议在于：冲击波产生的冲击力是否直接造成脑损伤？如 果是这样，那么其中的损伤机制是怎样的呢？另外，冲击波的累积作用是否会对脑组织造成 严重的短期和长期的损伤？已有研究提出：碎裂效应、内爆效应和惯性作用是冲击波对人体 的主要作用机制，但是尚没有系统的文献报道其物理验证。关于冲击波致创伤性脑损伤，仅 有伤后72 小时内细胞死亡机制的研究报道，尚未见慢性脑损伤模型的研究。本文基于近30 年来冲击波的实验和临床研究成果，探讨包括出血、水肿、假性动脉瘤、血管痉挛、细胞死 亡、远达损伤、颅骨骨折等冲击波致原发性创伤性脑损伤的可能的损伤机制。 关键词：冲击波; 创伤性脑损伤; 机制 ** 国家自然科学基金青年基金）资助项目 * Email: ningxin48@ 1 引 言 冲击波致原发性创伤性脑损伤是指脑组织对冲击波的原发性响应。尽管冲击波致创伤性 颅脑损伤（TBI ）的概念并不新颖，但是冲击波引起的轻中度TBI作为最近中东军事冲突中 的特征性损伤受到关注。资料表明，创伤性脑损伤（TBI， Traumatic Brain Injury ）已经成 为伊拉克和阿富汗战争中死亡率和发病率的首要病因。在伊拉克和阿富汗战争中，估计 10%～20% 的返乡退伍军人罹患TBI 。最初人们主要关注于战场中的中到重度TBI救治。然而， 很多伊拉克和阿富汗退伍军人具有轻度TBI残留影响的症状。这些症状却在出院前大多被忽 略了。事实上，颅脑损伤患者这一群体中，轻度损伤的数量大大超出中重度颅脑损伤。尽管 多种机制皆可导致颅脑损伤，但是由于简易爆炸装置在这两个战场中的大量使用，冲击波已 经成为TBI最为常见的致伤原因。根据美国国防部2010年2月6 日的统计，41000多名美军士 兵在伊拉克和阿富汗战争中伤亡；其中，26000多名是由爆炸装置造成的。人们担心，冲击 波引起的TBI既可能影响退伍军人长期的健康，又可能影响现役部队的战场作战能力。目前 尚不十分清楚冲击波是如何影响大脑的。目前的争议在于：冲击波产生的冲击力是否直接造 成脑损伤？如果是这样，那么其中的损伤机制是怎样的呢？另外，冲击波的累计作用是否会 对脑组织造成严重的短期和长期的损伤？ 本文基于近30年来冲击波的实验和临床研究成果，将着重探讨包括出血、水肿、假性动 脉瘤、血管痉挛、细胞死亡、远达损伤、颅骨骨折等冲击波致原发性创伤性脑损伤的可能的 损伤机制。 1 出血 [1,2] 最早是在肾脏内发现了冲击波造成弥漫性出血和血肿 （Delius et al., 1988; Delius et al., 1994）。形成肾脏血肿的原因是周围出血达到动脉肌层，并集中在动脉壁上的某一位置形成 一个缺口。此外还发现：肾静脉中有血块出现，这些血块与静脉壁的严重破坏有密切的关系。 弥散性出血发生时，光学显微镜下可见：在毛细