美国马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学神经外科和生物医学工程系的Mark G. Luciano等先前曾开发一种对ICP平均值影响最小的、置于猪脑室的颅内球囊泵控制ICP脉动性而影响CBF的装置；在此基础上，设计植入头颅硬膜外的球囊振荡装置（图1），观察与心动周期相应的双向振荡影响ICP脉动性和CBF的作用，相关结果发表在2020年6月的《Neurosurgery》在线。
——摘自文章章节
【Ref: Luciano MG, et al. Neurosurgery. 2020 Jun 13;nyaa188. doi: 10.1093/neuros/nyaa188. [Epub ahead of print]】
脑卒中、颅脑创伤、痴呆和脑积水等神经系统疾病以及正常衰老过程都可以出现脑血流量（CBF）、颅内压（ICP）和脑形态的变化。有研究表明，ICP和CBF的增加或减少都与神经系统疾病产生有关；在某些神经系统疾病中，可观察到脑脊液（CSF）的顺应性、CSF容积、压力和循环改变直接影响CBF。脑室系统内脑脊液的脉动性至关重要，可以使脑形态和脑血流在心动周期中得到短暂的调整。已有研究认为ICP脉动性是组织间液流动的潜在驱动力。美国马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学神经外科和生物医学工程系的Mark G. Luciano等先前曾开发一种对ICP平均值影响最小的、置于猪脑室的颅内球囊泵控制ICP脉动性而影响CBF的装置；在此基础上，设计植入头颅硬膜外的球囊振荡装置（图1），观察与心动周期相应的双向振荡影响ICP脉动性和CBF的作用，相关结果发表在2020年6月的《Neurosurgery》在线。
图1. 植入硬膜外的微球囊与心动周期相应的双向振荡泵连接，影响颅内压波形和脑脊液流动模式。蓝色和绿色箭头表示CSF和间质液受到ICP和血流脉动变化的影响。
研究者在13只犬的头颅硬膜外植入球囊装置，以三种不同的模式调节ICP脉动波形，即设计增加、降低和反转波峰三种方案：①增强方案指球囊在心脏收缩期充盈，在舒张期放气，这种振荡导致ICP振幅增加；②降低方案指球囊在收缩期放气，后在舒张期充气，导致ICP振幅降低；③反转方案，与降低峰值方案相似，较大的振荡幅度导致ICP向下偏转，从而出现“反转”波形（图2）。设计增强方案是为与输入的动脉血流起拮抗作用；而反转和降低方案是为与输入的动脉血流起协同作用。
图2. A.通过球囊调节ICP的三种方案及其产生的ICP波形；B.以随机顺序测试3种调节ICP方案（反转-绿色、降低-红色和增强-蓝色），以确定方案顺序是否影响另一种方案的结果。研究者通过与心动周期相应的双向振荡泵连接的硬膜外球囊导管，对13只受试犬进行ICP波形调控操作，比较不同的振荡序列产生的ICP和CBF改变。球囊植入一侧大脑外侧裂上方的硬膜外，双侧放置2个ICP探头、2个CBF-热扩散（CBF-TD）和2个CBF-激光多普勒（CBF-LD）探头。研究者比较不同ICP脉搏波的变化对CBF的影响。对实验犬施行ICP脉冲增强、降低和反转方案时，使用热扩散探头和激光多普勒探针测量CBF。比较泵激活2min，再关闭2min时CBF变化以及计算时间差异。同时测量双侧ICP和体循环血压及心率。结果显示，泵激活导致同侧和对侧ICP脉动幅度在增强方案时增加217%与202%（P＜0.0005），在反转方案时ICP脉动幅度增加139%与120%（P＜0.0005）。而ICP平均值的变化较小，其在增强方案时增加23%与31%（P＜0.0001），在反转方案时减少7%或11%（P=0.006或P=0.0003）和在降低方案时减少4%或5%（P＜0.0005）。采用CBF-TD和CBF-LD测量在增强、降低和反转方案时硬膜外球囊放置的同侧和对侧的CBF变化。在反转方案时观察到CBF显著增加28%与7.4%（P＜0.0001与P=0.006）；在降低方案时CBF显著增加2.4%与1.3%（P＜0.0001与P=0.003）；但在增强方案时未观察到类似的显著变化。
研究发现，CBF的变化与ICP平均值的变化无关（r=0.39，P=0.19），与ICP脉动幅度（r=0.74，P=0.004）和收缩期峰值（r=0.59，P=0.031）的变化显著相关；此外，CBF的变化与心率（r=0.32，P=0.28）、动脉血压（r=-0.5，P=0.88）的变化无关。
作者通过该研究描述适用于颅内植入容积改变与心动周期相应的振荡球囊操控ICP脉动性的实验过程和结果，证明ICP脉动性在颅内血流动力学中发挥积极作用。ICP脉动性受心动周期动力学的影响，同时改变CBF。
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