저자

Harold L. Rekate, MD

Barrow Neurological Institute, Neurological Surgery, St. Joseph ‘s Hospital and Medical Center, Phoenix, Arizona

추상

원래 1960 년대 중반에 설명 된 정상 압 수두증 (NPH)은 주로 노인 환자에서 발견되는 질환입니다. 대뇌 심실의 비대는 두개 내압 증가의 명백한 징후없이 보행, 방광 조절 및인지 기능의 교활한 저하를 초래합니다. 상태의 원인은 상당한 추측의 대상이었으며 합의는 여전히 파악하기 어렵습니다. 이 기사는 NPH의 원인에 대한 통합 이론을 개발하기 위해 관련 임상 정보와 기초 과학을 평가합니다. 이 발견은 생산 지점에서 흡수 지점까지 뇌척수액의 흐름에 대한 저항에 대한 장기간의 증가 및 이에 수반되는 장기적인 보상이 NPH의 기저 일 수 있음을 시사합니다. 정상적인 노화 과정은 뇌의 연화 또는 뇌의 팽만감 감소로 이어질 수 있으며, 이러한 만성적으로 보상 된 상태는 비 보상 및 증상 악화로 이어질 수 있습니다.

핵심 단어 : 뇌척수액, 치매, 두개 내압 , 수학적 모델링, 정상 압력 수두증, 병태 생리학, 가성 뇌종양

1965 년에 Hakim과 Adams는 원래 정상 압력 수두증 (NPH)을 외과 적으로 치료할 수있는 치매 원인으로 묘사했습니다. 치매가있는 노인 환자와 폐 뇌파 검사 상 심실 비대는 심실 심방 션트를 배치했습니다. 이 환자들 중 일부의인지 능력은 극적으로 향상되었지만 대뇌 심실의 크기는 몇 군데 만 변경되었습니다. 이 초기 연구에서 환자 중 어느 누구도 두개 내압 (ICP) 증가의 징후를 보이지 않았으며 NPH라는 이름이이 상태를 설명하기 위해 만들어졌습니다. 그 이후로 많은 양의 문헌이이 수수께끼 같은 상태를 설명하고 치료할 환자를 선택하는 능력을 향상 시키려고 시도했습니다. 수학적 모델링, 기초 과학 연구 및 신경 생리학, 신경 병리학, 신경 방사선학에서 얻은 관련 정보를 적용하여 NPH의 근본 원인에 대한 통합 이론을 제안합니다.

수학적 모델링

오하이오 주 클리블랜드 소재 케이스 웨스턴 리저브 대학의 공학 교수와 협력하여, 저항의 함수로서 대뇌 심실의 부피와 관련된 다양한 수수께끼 상태를 설명하기 위해 뇌척수액 (CSF)의 역학에 대한 수학적 모델을 개발했습니다. CSF의 유출. 이 모델은 수력 학의 공학 원리에서 파생 된 수학적 방정식을 사용하고 시스템 및 설계 공학의 방법론을 통합했습니다. 이 방정식으로부터 CSF 압력과 흐름의 함수로서 대뇌 심실 부피의 변화를 설명하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션이 개발되었습니다. 이 연구는 국립 신경계 질환 및 뇌졸중 연구소 (R01-NS22901)의 보조금에 의해 지원되었습니다.
이 상태에서 ICP가 크게 증가하지 않고 CSF 유출에 대한 내성 증가에 대한 뇌실의 반응을 설명합니다. NPH의 증가와 가성 종양 뇌에서 ICP의 증가와 유출 저항의 증가에 따른 심실 크기의 증가 부족을 설명하기 위해 “brain turgor”또는 Kb라는 수식어를 포함해야했습니다. 원래이 용어는 각 사람의 뇌에 대해 상수이고 Kb라는 용어는 “뇌 상수”로 사용되었습니다. 그러나 pseudotumor cerebri에 대한 연구에 따르면 뇌의 팽만감이 항상 일정한 것은 아닙니다. 오히려 대뇌 정맥 부피에 따라 빠르게 변하는 변수 일 수 있습니다.

가성 뇌의 경우 정맥동의 압력과 가성 종양의 원인을 측정하여 모델의 예측을 검증했습니다. cerebri는 시상 부비동 압력의 증가로 확인되었습니다. 실제로이 상태의 두 가지 다른 형태가 확인되었습니다. 젊은 여성의 비만과 관련된 더 흔한 가성 뇌종양의 경우, 시상 동의 압력 증가는 체중 감소에 반응하는 우심방 압력의 증가를 반영합니다. 비만인 가성 종양 환자의 경우, 정상 자기 공명 (MR) 정맥 조영술을받은 환자에서도 부분적으로 폐색 된 정맥동에 걸쳐 기울기가 확인되었습니다. 결과적으로,이 경우 가성 뇌종양은 높은 시상 동압이 뇌 실질로 전달되기 때문에 K의 증가와 CSF의 흡수 감소로 인해 발생했습니다.

NPH는 두 가지 가정을 통해 모델링되었습니다. 첫째, 뇌의 팽만감은 정상적인 과정의 결과로 감소합니다. 둘째, NPH의 병리학 섹션에서 논의 된 연구에서 Di Rocco와 동료가 제안한 바와 같이, 척수 지주막 하와 피질 지주막 하 사이의 CSF 흐름에 대한 내성 공백을 늘려야합니다. 심실 용적 (그림 1)과 압력 (그림 2)에 대한 영향에 대한 컴퓨터 시뮬레이션은 대뇌 심실, 특히 측 심실의 용적 증가와 시간이 지남에 따라 빠르게 안정화되는 ICP의 매우 약간의 증가를 보여줍니다. 이 모델은 NPH의 경우 뇌의 행동을 성공적으로 예측합니다. 노화는 뇌의 긴장을 감소시키는 유일한 조건이 아닙니다. 뇌졸중, 외상 (그림 3) 및 방사선 요법으로 뇌가 손상된 후에도 뇌 팽만감이 감소합니다. 이러한 경우 NPH는 뚜렷한 원인이 있으며 원인을 알 수없는 특발성 NPH와 다릅니다.

그림과 연구를 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 위해 척추와 피질 지주막 하 공간 사이의 막힘을 선택했습니다. 폐쇄 지점이 네 번째 심실의 출구 구멍이나 실비 우스의 수로에있는 경우 유사한 결과가 예측됩니다. 동물 모델과 인간 피험자에서 경정맥의 정맥 복귀를 방해하여 뇌 팽만감을 증가시켜 가성 종양 뇌를 생성하는 것이 쉽습니다. 그러나 NPH 시뮬레이션은 더 어렵고 상당히 오래 걸립니다. 따라서 NPH에 대한 연구는 자연적으로 발생하는 조건의 예를 분석해야합니다. 이 리뷰의 나머지 부분에서는 여기에 설명 된 모델에 영향을 미치는 사용 가능한 임상 및 기초 과학 정보를 분석합니다.

동물 모델

Dandy의 초기 작업 이후로 만성 뇌수종은 다양한 동물 모델. 또한 근친 교배 종의 쥐와 생쥐에서 선천성 뇌수종의 자연 발생 사례가 많이 있습니다. 수두증의 만성 단계에서 이러한 동물에서 ICP를 측정하면 일반적으로 정상 범위 내에 있습니다. 송곳니 모델에서 수두증은 고령토라고하는 점토 슬러리를 갑골 내부에 주입하여 생성됩니다. 카올린 주입 후 처음 며칠 동안 ICP가 크게 증가합니다. 그러나 ICP는 심실의 현저한 확장과 함께 빠르게 정상으로 돌아옵니다. 자연적으로 발생하는 H-Tx 쥐의 심실이 확장됩니다. 이 쥐는 ICP 증가의 명백한 징후없이 미로 테스트에 실패하여 NPH를 시뮬레이션합니다. 심실이 감소하는 능력을 유지하는 쥐의 경우, 운동 검사에 대한 기능이 비수 두성 한배 새끼와 구별 할 수 없을 때까지 향상됩니다.

병리학 적 연구

생검의 조직 학적 모습 NPH 환자는 연령 일치 대조군의 사후 검체와 비교할 때 유의 한 차이가 없습니다. MR 영상 및 병리학 적 검사에서 심실 주위 공포증은 노화에 따라 심각도와 정도가 증가하는 우연한 발견 인 것으로 보입니다. 이러한 발견은 삶의 후반부에서 스펀지와 같은 뇌의 질을 반영합니다. 이 스펀지와 같은 품질은 나이가 들면서 뇌의 팽팽함을 감소시킵니다.

NPH 진단을받은 환자의 뇌 실질 변화에 초점을 맞춘 여러 기사가 있습니다.그러나 CSF의 흐름을 방해하는 지점을 결정하기 위해 사후 자료를 연구 한 기사는 단 하나뿐이었습니다. Di Rocco와 동료들은 NPH가있는 것으로 나타난 3 명의 환자의 뇌를 연구했습니다. 이 표본은 심각한 연수막 섬유증을 나타내어 폐쇄 지점이 척추와 피질 지주막 하 공간 사이의 기저 수조 일 수 있음을 시사합니다. 이러한 결과는 NPH와 두부 손상 또는 동맥류 지주막 하 출혈과의 연관성과 일치합니다.

요약하면 뇌 실질에 대한 이용 가능한 병리학 적 연구 결과는 노화의 특징이 있음을 시사합니다. NPH에 대한 특정 결과가 없습니다. 나이가 들어감에 따라 뇌가 더 부드러워진다는 생각에는 병리학 적 근거가 있습니다. 마지막으로, 션트 반응은 섬유증과 관련된 것으로 보이므로 기저 수조에서 CSF의 흐름에 대한 저항력이 증가합니다.

임상 평가

NPH의 기원에 대한 통찰력은 종종 역사와 신체에서 얻을 수 있습니다. 고통받는 환자의 검사. NPH의 고전적 발견을 늦게 개발 한 상당수이지만 알려지지 않은 많은 환자들은 항상 머리가 정상보다 크다는 사실을 알고있었습니다 (그림 4). Vanneste와 Hyman은 NPH 환자의 상당수가 수로 수준 (비통 신성 뇌수종)에서 폐색이 있음을 보여주었습니다. 이 발견은 NPH 환자가 오래 지속되는 만성 보상 수두증을 가지고 있다는 주장을 강화합니다. 이로 인해 나이가 들면서 보상이 해제됩니다.

임상 생리학 연구

ICP의 만성 모니터링은 NPH가 실제로 잘못된 이름입니다. ICP 모니터링 중에 결국 단락에 반응하는 환자는 간헐적으로 ICP가 상승합니다. 그들의 기준 ICP 기록은 정상에서 높은 정상입니다. 이 환자들은 또한 정상인이나 뇌 위축이있는 환자보다 더 높은 빈도와 지속 시간에서 안정 파를 보입니다. 이러한 연구는 이러한 환자가 동일한 뇌 점탄성 특성을 가진 같은 연령대의 환자에 대해 정상보다 더 높은 ICP를 갖는다는 주장을 뒷받침합니다.

CSF (Rout) 유출에 대한 저항성을 측정하는 주입 연구가 알려져 있습니다. 이러한 환자의 임상 및 방사선 검사의 진단 정확도를 개선합니다. 이 연구는 ICP를 기록하는 동안 인공 CSF 주입을 포함합니다. 이 검사는 다양한 방법으로 수행 할 수 있지만 18 ml / mm Hg / min은 치료를위한 확립 된 임계 값 인 것으로 보입니다. Rout이 해당 수준보다 낮은 환자는 Rout이 해당 수준보다 높은 환자보다 치료에 반응 할 가능성이 적습니다. 이 검사는 NPH의 폐쇄 특성과 폐쇄 지점이 척추 지주막 하 공간의 원 위에 있음을 확인합니다. 따라서 폐쇄 지점은 척추와 피질 지주막 하 공간 사이 또는 거미 막 융모 수준에 있어야합니다. 이 검사는 또한 “의사 소통”과 “비 소통”수두증을 구별하기 위해 옹호되었습니다. 후자를 가진 환자는 내시경 3 차 심실 절개술의 잠재적 후보자입니다.

방사선 검사

다수의 방사선 검사가 다음과 같은 맥락에서 단락 환자를 선택하는 데 도움이되는 것으로 알려져 있습니다. NPH. 이러한 연구 중 어느 것도 허용 가능한 수준의 신뢰도로 단락 결과를 예측할 수있을만큼 민감하거나 구체적이지 않다는 일반적인 동의가 있습니다. 그러나 두 개의 연구는 NPH와 관련된 병리 생리 학적 메커니즘에 대해 중요한 조명을 던졌습니다. 첫 번째는 심실 팽창 정도가 피질 지주막 하 공간에서 CSF의 양보다 훨씬 더 커야한다는 것을 반영합니다. 이 관계는 지주막 하 공간의 부피를 채우기 위해 뇌가 바깥쪽으로 밀려 났음을 시사합니다. 이는 심실 계와 피질 지주막 하 공간 사이의 CSF 흐름에 장애가 있음을 의미합니다.

둘째, 많은 경우 수년 동안 NPH의 진단을 위해 방사성 핵종 수조 조영술이 권장되었습니다. RI131SA 및 인듐 -111을 포함하여 다양한 단백질 결합 추적자가 사용되었습니다.이 기술은 두 트레이서 모두 동일합니다. 요추 천자를 수행하고 추적자를 척추 지주막 하 공간에 주입합니다. 추적자 주사 후 3 시간에서 72 시간 사이의 간격으로 신티 그래픽 스캔을 얻습니다. 긍정적 인 연구 (그림 5)에서 염료는 빠르게 심실 시스템으로 이동하여 장기간 머무르며 천천히 맑아집니다. 부정적인 연구는 환자가 단락에 반응하지 않을 것임을 시사합니다. 이 경우 염료는 뇌실로 빠르게 들어가 뇌의 볼록한 부분을 통해 피질 지주막 하 공간으로 빠르게 흘러 들어가지만 48 ~ 72 시간 내에 사라집니다. 양성 테스트는 척수와 피질 지주막 하 공간 사이에 CSF 흐름에 대한 부분적인 차단이 있음을 의미합니다. 이 연구는 앞서 설명한 Di Rocco 연구의 병리학 적 발견과 일치합니다. 이 검사는 CSF 흐름을 방해하는 형태로 상태를 밝히는 데 도움이됩니다. 그러나 환자의 임상 사진과 영상 연구의 조합으로 제공되는 것 이상으로 치료를위한 환자 선택을 향상시키지 않기 때문에 그 사용은 거의 포기되었습니다.

결론

위에서 논의 된 연구에 따르면 NPH는 두 단계에서 발생하는 문제로 이해 될 수 있습니다. 첫 번째 단계에서는 심실 시스템 내에서 발생하는 지점과 거미 막 융모 수준의 흡수 지점 사이의 특정 지점에서 CSF의 흡수를 손상시키는 병리학 적 상태가 발생합니다. 이 단계에서 심실은 확대되거나 확대되지 않을 수 있습니다. 두개골 봉합사가 융합되기 전에 병리가 발생하면 심각한 대두 증이 발생할 수 있습니다. 환자는이 CSF 흡수성 문제를 완전히 보상하고 장기간, 아마도 수십 년 동안 명백한 증상없이 남아 있습니다. 폐색 지점은 실비 우스 수로, 네 번째 심실의 출구 구멍 또는 기저 수조 수준 일 수 있습니다.

어떤 시점에서 환자는 악화되기 시작합니다. 젊은 또는 중년 성인의 경우 경미한 두부 손상으로 인해 악화되는 경우가 많습니다. 이러한 환자는 일반적으로 높은 ICP와 NPH의 특징적인 소견이 혼합 된 증상으로 나타납니다. Hydrocephalus Association의 관례에 대한 연설에서 Williams는이 상태를 SHYMA (청소년 및 중년 성인의 증상 성 뇌수종; Williams MA, personal communication, 1999, 2001)라고 언급했습니다. 이 단계에서 악화가 발생하지 않으면 환자는 노화에 도달하면서 미묘한 악화 징후를 보이기 시작합니다. 이 단계는 빠르면 60 세에 시작될 수 있습니다.이 단계는 정상적인 노화 과정의 불가피한 부분 인 뇌가 부드러워 짐에 따라 심실의 새로운 확장으로 인해 발생합니다.

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