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炸药爆炸性颅脑创伤(TBI)是在伊拉克和阿富汗冲突中美国服务人员遭受的最严重的创伤之一。在战区中已成功引入了一些爆炸TBI*事医学治疗方法，包括减压颅骨切除术、脑血管造影术、经颅多普勒超声检查、高渗复苏液等。在本土针对这些患者的神经外科、神经重症监护和康复方面也取得了类似的进展。凭着经验，*事医师已经能够在整个严重程度范围内临床描述爆炸TBI。一个重要的临床发现是，大量重度爆炸TBI受害者都患有假性动脉瘤和血管痉挛，这可能导致代偿延误。另一个是轻度爆炸TBI与创伤后应激障碍(PTSD)具有共同的临床特征。观察结果表明，炸药爆炸伤害中枢神经系统的机制可能比最初设想的更为复杂。需要在基础科学和临床水平上进行严格的研究，包括详细的生物力学分析，以增进对该疾病的了解。还需要进行全面的流行病学研究，以确定这种疾病的患病率以及造成该疾病风险最大的因素。令人遗憾的是，这种与*事有关的疾病也具有成为平民威胁的趋势。
Introduction
由于持续进行的全球反恐战争，越来越多的人遭受了颅脑创伤(TBI)。这些患者中有许多人因爆炸而受伤(bTBI)。不断积累的临床经验认为，bTBI不同于穿透性TBI(pTBI)和闭合性TBI(cTBI)。在本文中，将介绍对损伤的基本机制和临床管理常用方法。
在阿富汗持久自由行动(OEF)和伊拉克自由行动(OIF)中，爆炸伤亡占战斗人员伤亡的60％以上。在这些战争中，最常见的爆炸性武器是简易爆炸装置(IED)。从历史看，战斗中头部受伤约占现代战争中所有与战斗有关的伤害的20％。OIF和OEF的流行病学数据仍在不断发展。但是，迄今为止，联合战区创伤登记处的证据表明，OIF和OEF的伤害方式与之前提到的相似。
与20世纪的战争相比，OIF和OEF的一个显着特点是，即使在遭受TBI袭击的战斗人员中，伤员的生存率很高，一个重要原因是防弹衣的使用。过去，bTBI的严重性被认为与碎片击中的pTBI或受害人被抛掷后头部撞击的cTBI有关。现代战斗头盔可防止碎片造成pTBI，还可以提供了部分抗冲击保护，但无法针对此特定目的进行优化。但是，现在已知bTBI可以在所有严重程度下表现出来，而与穿透性伤口或身体被抛出无关。因此，不幸的是，即使这种有效的防护装备也不能完全防护bTBI的所有方面。
*事医疗的进步也造成了现代史上最低的伤亡率(不到十分之一的病人死亡)。在战场上和战区内有许多医疗创新。用于治疗TBI的重要临床改进包括早期去骨瓣减压术、神经危重症护理、脑血管造影、经颅多普勒、高渗盐水、TBI临床管理指南(医院)等。因此，越来越多的作战人员幸存下来，而这之前可能是致命的。越来越多的严重残疾退伍*人需要新的机会来推进医疗康复。
PrevalenceofBlastTraumaticBrainInjury
非官方媒体和其他流行媒体报道说，bTBI的患病率接近已部署美国士兵的40-60％。兰德公司最近的一份报告估计，有32万名*人或已部署部队的20％可能患有TBI。这些观点的支撑证据有限。尚未对bTBI进行全面的科学严谨的流行病学研究。取而代之的是，用于支持这些断言的数据来自有限样本量的推断、自我报告的数据、单个中心和/或狭窄的纳入标准。重要的是，bTBI与创伤后应激障碍(PTSD)之间的关系尚不完全清楚。由于这两种分离且截然不同的疾病具有共同的临床症状，可能会影响准确的诊断，因此在尝试归纳此类数据时必须谨慎。目前正在积极努力阐明这种伤害的真正流行病学。其中一些工作包括联合手术创伤登记处，国防和退伍*人脑损伤中心的研究，以及休和卡罗琳·谢尔顿*事神经创伤基金会资助的新的综合数据库工作。
ExplosiveBlastTraumaticBrainInjury,aNewTypeofTBI
TBI通常分为两类：pTBI和cTBI。bTBI既有pTBI和cTBI的临床特点，又有其独特之处。
在pTBI中，异物穿透颅骨后横穿脑实质，导致神经元、神经胶质和纤维束的物理破坏，又会因缺血和出血而加剧。临床上，患者的意识水平通常受损，伴有神经功能缺损，与异物弹道损伤的实质有关。如果物体以非常高的速度进入，临床损伤的严重程度可能大大超过人们对物体大小的预期(如步枪子弹)。这是由于脑组织的空化。特征性的表面损伤是异物进入颅骨的裂口。也可能有另外的颅骨缺损，是异物穿出时造成的。脑脊液漏和脑膨胀往往是在缺陷处出现。CT扫描通常观察到沿着穿透路线的血液。出血、脑水肿和浸渍组织都是pTBI的特征。
在cTBI中，颅骨内的大脑运动和变形可能会导致脑功能的破坏，从而导致通常观察到的对脑软组织、血管和纤维束的伤害。患者的临床表现可能与大脑遭受机械损伤的严重程度有关。局部冲击可能导致局部病变和神经功能缺损。由于炎症、局部缺血和自由基形成的继发性损伤过程，使得该临床综合征表现为亚急性恶化。
在bTBI中，当爆炸引起的物理力耦合到头部和大脑时，会对大脑造成原发性伤害。造成伤害的确切力尚不完全清楚，但压力瞬变似乎起着重要但并不是唯一的作用。此外，在bTBI中，颅骨可能会被破坏，也可能不会，因此患者可能会被归因于cTBI、pTBI或两者。
可能会产生二次、三次和第四次爆炸效应，这可能造成患者的特定症状。如疾病控制与预防中心(CDC)所述，原发性爆炸伤来自爆炸产生的物理力。二次伤害来自于爆炸抛起的物质(包括武器外壳的碎片和环境碎片)。当患者被爆炸冲击并撞击墙壁或地面等物体时，会造成三级伤害。第四级伤害来自前三个因素中未包括的因素，例如灼伤或吸入有*烟雾。
临床上，患者的病情可能从轻微(短暂混乱)到重度(昏迷)。重度bTBI的一个明显特征是患者多发性脑水肿和充血，且发展迅速，通常在爆炸伤后一个小时左右就会出现。蛛网膜下腔出血表明损伤更为严重，并常预示着急性严重脑水肿和充血以及延迟性血管痉挛。这种血管痉挛通常是延迟的神经系统恶化的原因。这种症状似乎在bTBI中比其他类型TBI更常见，并且导致*队神经外科医生，相比处理pTBI或cTBI时，更常进行减压颅骨切开手术。
确认或反驳bTBI独特的临床特征描述都是一个挑战。仅使用流行病学数据很难将不太了解的炸药爆炸伤的迹象和症状与其他更清楚的经典cTBI或pTBI区分开来。更为复杂的是，这些患者除了TBI外，还经常有其他严重损伤(如创伤性截肢和失血性休克)，需要积极的康复和其他系统治疗。这些治疗对bTBI临床表现的影响需要澄清。
MechanismsofExplosiveBlastTraumaticBrainInjury
原发性bTBI的确切病因和机制尚不清楚，目前的认识尚不完全。具体地说，“原因”是爆炸冲击波产生的作用，“机制”是爆炸冲击波与身体相互作用产生伤害的过程(即伤害过程或身体如何受伤)。在创伤中，有原发性和继发性损伤机制。原发性损伤机制是那些可以直接归因于病因的机制(即，眼眶周围血管因眼睛受到冲击而破裂)。继发性损伤机制构成了对原发性损伤的生理反应(即与“黑眼”相关的炎症肿胀)。对于bTBI，可能存在不止一种原发性损伤机制，并且存在潜在的几种耦合机制。
爆炸装置产生的爆炸是瞬态压力波扰动，且会通过空气或水等介质传播。这是通过引爆高能材料(例如常规炸药)来实现的。炸药是能够以较小的体积存储高分子结合能的材料，但具有相对不稳定的重要特征。因此，当诱导其化学反应时，可以非常快速地释放这种静态存储的化学能。这种能量释放导致相变，产生快速膨胀的气体。这会将机械能、热能和电磁能转移到周围的介质以及爆炸附近的物体或人体内。该过程的程度和强度取决于几个因素，如弹药大小、化学组成和限制。这种由化学驱动的快速过程称为“爆炸”。
爆炸的一个关键方面是快速的压力波，其传播速度可能快于介质的特征波速，因此压缩后成为冲击波。图1给出了陡峭的压力波变成冲击波的示意图。对于在自由场环境中(即户外)的典型爆炸，爆炸波包含冲击波，这是压力扰动的主要因素。如图2所示，冲击波之后是具有变化的峰值幅度的压力衰减。Friedlander将自由场压力与时间的关系描述为压力的初始快速上升，然后缓慢衰减，该衰减可能会反弹到环境压力以下。产生负压阶段，此后回升至基线。图3显示了一种理想的波形，其波形在自由场中远离爆轰点传播时，在不同的时间和不同的点具有不同的压力幅度。
爆炸波在其穿过的介质中引起局部粒子运动。冲击波路径中的任何物体(如头部)都将受到使之移动并使之变形的力。爆炸冲击波的持续时间短，作用在头部上的力将相对局部化，并且变形不均匀。冲击的快速发作以及相关的压力梯度可能是造成脑损伤的原因。这些影响的幅度将在头部和头部内部的不同点变化。
非自由场或封闭条件(即结构内部)下冲击波更为复杂。在封闭空间中，爆炸压力波从墙壁、天花板、屏障和其他物体上反射，形成一个“复杂的波场”。在这种情况下，必须对每一次爆炸进行单独分析，不能像Friedlander对自由场示例所做的那样，用单一关系来概括。对于复杂的冲击波，在损伤评估中，需要从空间和时间上考虑初始冲击波的形状和峰值以及每个反射波的贡献。
假设bTBI的原因仅取决于峰值压力而不取决于冲击波可能无效。最初的假设基于Bowen和Richmond的工作，他们描述了绵羊模型中峰值压力和致死率之间的关系。印象是高压会导致充气器官(即肺和肠)破裂。如果肺是最易受伤的器官，那么高发的原始肺损伤是可以预期的。但是，OIF和OEF的临床经验表明，爆炸性肺损伤很少发生。有急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的报道，但仅与其他严重伤害(如截肢和大出血性休克)并存。ARDS很少(如果有的话)是孤立的。除非发现弹片穿透，否则肠不会在爆炸中受伤。相比之下，bTBI则更常见。大脑不是充满空气的器官，因此肯定有其他机制存在，例如来自冲击波效应的那些机制。在早期研究中未研究过脑损伤。一个考虑因素是，防弹背心可能正在保护肺部和肠道免受爆炸力的影响。另一种可能性是其他物理力可能在炸药爆炸伤害中起着重要作用。
炸药爆炸不仅产生压力波，还产生其他影响。常规*事弹药还释放光、声、热和电磁能，其中一些会对中枢神经系统造成伤害。此外，还有有*烟雾。这些力对bTBI的相对贡献尚不确定。还缺乏证据这些因素作为bTBI的潜在原因或排除在外。
CategoriesofSeverityforbTBI
目前，bTBI与来自cTBI和pTBI的TBI相似。*事人员与普通民众使用相同的标准。当炸药爆炸是意识丧失、受伤前后记忆丧失(健忘症)、受伤时精神状态改变和/或局灶性神经功能缺损的病因时，美国康复医学会轻度颅脑损伤委员会()将TBI的定义应用于bTBI。bTBI严重程度主要基于精神状态改变的持续时间。轻度bTBI与短暂(5分钟)意识或知觉丧失有关。与经典的cTBI一样，轻度bTBI会导致头痛，神志不清和失忆，以及其他症状，如注意力不集中、情绪改变、睡眠障碍和焦虑。这些症状通常会在受伤后几个小时或几天内消失。脑震荡后综合症给患者带来了极大的困扰，这种综合症可能会持续数天。退伍*人管理局和国防部联合委员会正在制定这种情况的管理指南。该综合征通常对放心和特定的对症治疗有反应，如非麻醉性镇痛药、抗偏头痛药物和抗抑郁药。与民间cTBI一样，它可能仅持续数周，但在某些情况下可以持续长达一年或更长时间。
再次使用民用标准，中度bTBI与格拉斯哥昏迷量表(GCS)的9-13分相关，常常伴有长期意识丧失和/或神经功能缺损(Geocadin，)。患有中度bTBI的战斗受伤患者将需要迅速撤离到3等医疗机构(医院)，并可能需要神经外科护理。他们也可能发展为脑震荡后综合症。
重度bTBI发生在受伤导致患者迟钝或昏迷时(GCS评分为8或更低)。这种损伤通常与严重的神经系统损伤相关，通常伴有异常的神经影像学结果(如头部CT扫描显示颅骨骨折、颅内出血和早期弥漫性脑水肿)。这些患者在战场上仍需要高级医疗服务。《与战斗有关的头部外伤的现场管理指南》旨在优化TBI的深度医疗服务。初步稳定后，必须将这些患者撤离到最近的具有神经外医院。在重症监护病房中，这类患者很可能需要气道保护、机械通气、神经外科手术、颅内压监测和神经重症监护。恢复时间延长，并且通常根本无法恢复。根据民间TBI的经验，预计有很大比例的重度bTBI患者受伤后无法活过1年。
bTBI也可能导致脑震荡。一些研究者认为bTBI的脑震荡是cTBI的一种亚型。使用针对平民脑震荡建立的相同标准，也可以将其分为轻度(1级)、中度(2级)或重度(3级)。轻度脑震荡的定义为短暂紊乱的持续时间少于15分钟，但不会失去知觉。中度，紊乱持续时间超过15分钟，但意识得以维持。重度脑震荡是在任何意识丧失的时候。
已认识到采用为民用TBI制定的经典标准可能是不合适的，因此正在提议针对bTBI的新分类。轻度bTBI的定义为暴露于炸药爆炸后意识丧失1小时，创伤后遗忘24小时。中度btbi是意识丧失1小时，但少于24小时，健忘症持续1小时，但7天。重度btbi是意识丧失24小时和失忆7天。需要强调的是，这种分类只是一个建议，尚未得到医学界的广泛接受。
Post-traumaticStressDisorderandBlastTraumaticBrainInjury
PTSD是一种明确的临床综合征。根据《精神疾病诊断和统计手册》第四版，文本修订版()，经历威胁生命或健康的事件并感到强烈恐惧或无助的患者可能会患上这种疾病。该疾病表现为再次经历创伤事件，避免与事件相关的刺激以及许多其他症状。这些症状包括注意力不集中、睡眠障碍、愤怒爆发、烦躁、警惕和惊吓反应增强，所有这些都会干扰患者过正常生活的能力。轻度bTBI具有许多这些临床特征，如注意力不集中、睡眠障碍和情绪改变，但也存在一些差异。例如，头痛可能在TBI中更为常见，而过度警惕和惊吓增加与PTSD相关。
PTSD和bTBI可以在同一个人上发生。考虑到爆炸具有固有的暴力性质，这不足为奇。由于这两种疾病之间的相似性，因此存在误诊的可能性。爆炸区以外的士兵可能会遭受心理伤害。这是由于亲历爆炸的经历以及目睹对同胞造成的严重伤害所致。结果可能是PTSD症状错误地归因于bTBI。反之亦然。士兵可能在爆炸区内，并遭受了cTBI形式的bTBI。在没有明显体征的情况下，受伤的士兵可能被误诊为PTSD。无论哪种情况，后果都是悲惨的，因为误诊的患者将接受错误的治疗类型。因此，必须格外小心以确保做出正确的诊断。
ClinicalManagement
TBI的临床护理始于战场，并根据“与战斗有关的头部外伤的现场管理指南”进行。战地医生的首要责任是保护患者免受进一步伤害。此后，应注意气道、呼吸和循环的基础知识。在最初稳定过程中，应确定患者的GCS评分。GCS评分有助于做出分流决策，尤其是在孤立性颅脑损伤中。如果GCS评分较低，则应将患者撤离至更高级别的医疗机构。如果GCS分数等于或小于13，则应使用直升飞机或其他快速方式进行转移。通常，IED爆炸伤害会导致同一名患者遭受多处伤害，所有这些都需要同时处理。
医院，应进行更详细的临床评估。应尽早进行CT的神经成像检查，以识别病变，如颅内出血、颅骨骨折或脑水肿。至关重要的是要诊断出这种情况，以便可以进行早期的神经外科干预。*事TBI医院中所接受的医院中所接受的标准相同。要注意的重要问题包括保持充足的氧合作用，控制颅内压(ICP)和确保适当的脑灌注压。颅内高压常见于重度bTBI。神经外科医生手术中经常观察到在急性期存在充血和严重水肿(图4A)。当在CT上发现创伤性蛛网膜下腔出血时，这种情况往往会更频繁地发生(图4B)。基底中血液的存在可能是爆炸伤害严重程度较高的标志之一。还注意到，患者在重度bTBI后有时会出现ICP延迟升高，有时14-21天。这种现象可能与诸如血管痉挛的其他伤害有关。高渗盐水是在这些类型的伤害中获得巨大成功的一种医学疗法。23％NaCl的静脉推注可用于ICP的急性升高，连续静脉输注2％和3％NaCl溶液以保持ICP控制。高渗盐溶液的好处是可以增加血清渗透压，而不会损害血管内容积。这是至关重要的，因为重伤战士经常遭受失血性休克。在缓解迟发性颅内高压方面有希望的其他疗法包括轻度低温(34–36℃)和早期减压颅骨切除术。目前，VIIa因子尚未用于治疗颅内出血。但是，一些TBI患者可能会接受因子VIIa作为系统性出血的临床指征。
重度bTBI患者常使用减压颅骨切除术。减压颅骨切除术可使肿胀的大脑避免被颅骨压迫，也可提供局部脑部冷却。从实际的*事角度来看，颅骨切除术为疏散过程中的ICP控制提供了额外的安全措施，在疏散过程中，有时ICP管理可能会面临挑战。早期减压颅骨切除术的另一个好处是，它可以避免使用更常规的ICP控制方法(如药理麻醉)。由于神经重症监护专家的数量有限和缺乏EEG支持，巴比妥酸盐麻醉很难在部署的环境中执行。因此，出于多种原因，减压颅骨切除术是最实际的方法，即使看似具有攻击性。患者感染后，颅骨成形术至少延迟了3个月。由甲基丙烯酸甲酯制成的计算机生成的颅骨瓣的可用性提高了美容效果，缩短了手术时间，并减少了皮瓣在皮下放置的必要性以及随之而来的风险(图5A和5B)。
IED爆炸伤害很复杂。经常伴有其他受伤，包括四肢创伤性截肢、多处穿透性伤口和严重出血。管理是多学科的、快速的，由几名专科专家在创伤外科医师的指导和协调下同时治疗患者。爆炸通常会导致大量软组织丢失，可能会造成严重的面部和头皮灼伤(图6)。头盔可提供出色的保护，因此穿透的物体通常会通过脸部、眼眶或头骨底部(即头盔未覆盖的区域)进入。预防CSF泄漏和良好的组织覆盖至关重要。当头盔阻止碎片时，也可能存在相关的cTBI，范围从轻度脑震荡到重度挫伤以及因头盔变形引起的颅骨骨折(图7A和7B)。
穿透弹丸赋予的动能和损伤部位的位置很重要。低速弹丸可能会穿透颅骨，但几乎不会引起软组织实质损害(图8)，而高速弹丸可能会导致较大的次生腔对组织造成严重损害。空腔会产生很大的压力，以至于颅骨骨折时碎片会向外移位。爆炸的碎片以低速传播，因此不会导致明显的空化现象。自越南战争和朝鲜战争以来，有关清除脑内碎片弹片或骨头碎片的决定已经演变。以前，外科医生积极地试图去除包括骨碎片在内的所有异物，以减少感染的风险和发生创伤后癫痫的风险。对越南战争患者进行的纵向研究以及其他冲突中的近期研究表明，没有必要主动清除所有碎片，但清除大面积损伤区域的总污染是有益的。当前，如果可以沿弹道安全清除任何可触及的碎片，则将其清除，但可能较深或皮质下，对侧或其他无法触及的碎片留在原地。硬脑膜和头皮闭合的重建对于减少脑脊液漏出和脑膜炎的发生很重要。表现出良好的神经学状态，无明显质量效应且大脑中有穿透性小碎片的士兵很可能会局部清创术并关闭头皮，重点在于防止脑脊液漏出。相反，表现出明显的组织破坏，肿块效应和/或具有大的穿透性碎片的广泛伤口的士兵很可能会经历大的减压颅骨切除术，弹道的清创和碎片的切除。
如果爆炸造成人身伤害，患者的头部可能撞到固体物体，从而造成第三次爆炸伤害。结果，中颅窝、颞骨或额窦会受到颅底损伤，如果患者有耳漏或鼻漏，则应怀疑这些损伤。对不动杆菌和其他感染也越来越引起
