第一节 基本概念
本节介绍脑脊液、脑脊液细胞学、脑膜、脑屏障、唐南平衡、有核细胞计数、蛋白-细胞分离、细胞自溶、头痛、发热、脑膜刺激征、脑积水及脑膜强化等基本概念，对掌握概念的意义和重要性进行简要说明。
一、脑脊液
脑脊液是充满在各脑室、蛛网膜下腔和脊髓中央管内的一种无色透明液体，主要由脑室脉络丛产生，少量由室管膜上皮和毛细血管产生。成人的脑脊液量为100～150ml。正常情况下，它处于不断产生、循环和回流的平衡状态中（图1-1），一旦平衡被打破，将出现高颅压或低颅压表现。正常成人的侧卧位腰椎穿刺压力为80～180mmH2O；儿童50～100mmH2O。
脑脊液的生理作用：
1.保护
使脑和脊髓免受外力振荡。
2.营养
为脑细胞供应营养。
3.运输
运走脑组织代谢产物。
4.稳压
维持正常颅内压。
5.酸碱平衡
调节中枢神经系统酸碱平衡。
每一次脑脊液标本的采集，患者都承受了巨大的精神压力和身体的痛苦，作为检验人员，需要懂得珍惜和爱护标本，努力做到及时检查、合理分配、充分利用。
二、脑脊液细胞学
脑脊液细胞学是一门新兴的学科，有其独特的理论体系。通过检测患者脑脊液中细胞数量、细胞形态和比例的变化，做出脑脊液细胞学反应类型判断，结合患者临床表现、影像学表现和实验室相关检查结果等综合分析，最后做出细胞学诊断，为中枢神经系统疾病的诊断和鉴别诊断、治疗疗效观察提供参考。
图1-1 脑脊液生成及循环图
脑脊液细胞学检查对中枢神经系统感染、出血、脑膜癌病、淋巴瘤、脑膜白血病等疾病的诊断和鉴别诊断有重要的参考价值，在神经科、儿科、血液科、呼吸科、消化科及肿瘤科等多个学科广泛开展。
三、脑膜
颅骨与脑间有三层膜，由外向内为硬脑膜、蛛网膜和软脑膜，三层膜合称脑膜。硬脑膜是一厚而坚韧的双层膜，紧贴颅骨；蛛网膜是一层半透明的膜，位于硬脑膜深部，覆盖在整个脑的表面，但不伸入脑的沟和裂中；软脑膜是紧贴于脑表面的一层透明薄膜，并伸入沟裂。蛛网膜和硬脑膜之间为硬膜下腔。蛛网膜和软脑膜之间为蛛网膜下腔，腔内充满脑脊液，覆盖于整个脑和脊髓表面。脑膜结构见图1-2。
图1-2 脑膜结构图
了解脑膜的结构有助于我们更好地理解蛛网膜下腔出血、硬膜下血肿、硬膜外血肿、脑出血等概念和出血的解剖位置。
四、脑屏障
脑屏障是血-脑屏障、血-脑脊液屏障和脑脊液-脑屏障的总称（图1-3）。
图1-3 脑屏障示意图
a为血-脑屏障；b为血-脑脊液屏障；c为脑脊液-脑屏障；AS为星形胶质细胞；N为神经元；CSF为脑脊液
（一）血-脑屏障
血-脑屏障是脑屏障的重要组成部分，它位于血液与脑、脊髓的神经细胞之间，对物质通过有选择性阻碍作用。由脑的毛细血管内皮、基膜和神经胶质膜构成，其中毛细血管内皮是血-脑屏障的主要结构。
血-脑屏障的结构基础：①毛细血管内皮具有连续性及紧密性的特点，无孔或少孔；②基膜完整地、连续不断地将内皮细胞包围起来；③神经胶质膜，由周细胞以及疏松连接的星形胶质细胞脚板围成，把脑毛细血管约85%的表面包围起来。
血-脑屏障作用：是血液与脑组织之间的屏障，是保持中枢神经系统内环境稳定的结构基础，可限制物质在血液和脑组织之间的自由交换，阻止血液中有害物质进入脑组织。血-脑屏障被破坏，将引起通透性增加，甚至发生脑水肿及其他病变。
（二）脑脊液-脑屏障
脑脊液-脑屏障位于脑室和蛛网膜下腔的脑脊液与脑、脊髓和神经细胞之间，其结构基础为室管膜上皮、软脑膜和软脑膜下胶质膜。由于室管膜上皮之间主要为缝隙连接，不能有效地限制大分子通过，软脑膜的屏障作用也较低，因此脑脊液的化学成分与脑组织细胞外液的成分大致相同。
（三）血-脑脊液屏障
血-脑脊液屏障位于脑室脉络丛的毛细血管和脑脊液之间，其结构基础是脉络丛上皮细胞之间有闭锁小带相连（属紧密连接）。由于脉络丛的毛细血管内皮细胞上有窗孔，因此该屏障仍有一定的通透性。
了解脑屏障构成有助于我们更好地理解病理状态下，脑脊液细胞成分和化学成分的变化机制。在脑屏障受损的情况下，血液、脑脊液或脑实质中任一方中的病原体、细胞或化学成分，可向另外两方扩散、转移。例如，脑屏障受损时，血液中结核分枝杆菌可透过受损的血管内皮向脑实质或脑脊液播散，引起结核性脑膜炎，血液中的蛋白及白细胞也可进入脑脊液，引起脑脊液中相关检查指标变化。
五、唐南平衡
唐南平衡又叫Donnan平衡或膜平衡，其定义为对于渗析平衡体系，若半透膜一侧的不能透过膜的大分子或胶体粒子（如蛋白分子）带电，则体系中本来能自由透过膜的小离子（如钠离子、氯离子）在膜的两边的离子浓度不再相等，产生了附加的渗透压，但阴阳离子浓度乘积相等的平衡现象。
为更好的帮助理解概念，举例说明如下：
假设在半透膜内装有大分子电解质（蛋白质钠盐，可用NazP表示）的水溶液，在膜外放置小分子电解质（NaCl）的水溶液，在此情况下，大分子离子（PZ-）不能透过半透膜，其他小分子离子（Na+、Cl-）都能透过膜。令原始的NazP和NaCl溶液的浓度分别为C1和C2，并设膜内外溶液体积相等，则在没有任何离子透过半透膜之前，膜内的Na+和Pz-的浓度为ZC1和C1，膜外的Na+和Cl-的浓度均为C2（表1-1）。
表1-1 离子尚未透过半透膜的情况
由于膜内没有Cl-，所以一定会有部分Cl-从膜外通过膜扩散到膜内。设Cl-透过膜而达到平衡时的浓度为x，为保持整个溶液的电中性，必须有相当于Cl-浓度的Na+跟着Cl-一起透入膜内。当膜两边建立平衡时，膜两边的电解质溶液浓度分布见表1-2。
表1-2 离子透过半透膜到达简称平衡时的情况
根据唐南平衡的条件，能够透过半透膜的离子，在膜内阴阳离子浓度乘积等于膜外相同阴阳离子浓度的乘积，则有（zC1+x）·x=（C2-x）·（C2-x）。
解得x=C22/（zC1+2C2）——x即为从膜外迁入膜内的电解质浓度
可见，x的大小与C1、C2大小相关，当C2不变，C1明显大时，x将减少（Cl-膜内迁入减少）；反之，当C2不变，C1明显减少，x将增加（Cl-膜内迁入增加）。
了解唐南平衡的定义有助于更好地解释正常脑脊液氯离子浓度比外周血氯离子浓度高的现象。正常脑脊液中蛋白含量较少，为维持膜平衡，外周血中部分氯离子向脑脊液内移，最终导致脑脊液中氯离子浓度高于外周血氯离子浓度，可为外周血含量的1.2～1.3倍。同理可解释结核性脑膜炎及各种原因引起的脑脊液蛋白明显升高时，都可能出现脑脊液氯离子浓度下降的现象，因此不能把氯化物下降与结核性脑膜炎诊断等同起来。当血清中氯离子浓度下降时，可移运的氯离子相应减少，也可引起脑脊液氯化物下降。
六、有核细胞计数
有核细胞计数即白细胞计数，是脑脊液常规中一项重要的检查内容，常作为感染或非感染的判断指标。由于脑脊液常规中白细胞计数是在细胞不染色情况下进行的，我们无法准确判断这些“白细胞”是否是真正意义上的白细胞，它有可能是室管膜脱落细胞、吞噬细胞，甚至有可能是肿瘤细胞，因此用白细胞计数报告是欠严谨的，用有核细胞计数报告更加合理。
根据有核细胞数量的多少，诊断可分为四个等级：①正常，（0～5）×106/L；②轻度升高，（6～50）×106/L；③中度升高，（51～200）×106/L；④显著升高，＞200×106/L。
需要注意的是，部分中枢神经系统感染（如隐球菌性脑膜炎、寄生虫脑病等）、自身免疫性脑炎、脑肿瘤及脑膜癌病患者的脑脊液外观可呈无色透明，有核细胞计数小于5×106/L，因此不能把有核细胞计数正常等同于脑脊液“正常”，有核细胞计数也不等同于白细胞计数。
七、蛋白-细胞分离
蛋白-细胞分离是指脑脊液中蛋白含量明显增高，而白细胞数正常或轻度升高的现象。它有别于一般的炎性反应特点，后者多表现为蛋白和白细胞数同时增加。
蛋白-细胞分离除了见于典型的吉兰-巴雷综合征外，还可见于脑膜癌病、梗阻性脑积水、椎管肿瘤、隐球菌性脑膜炎等，因此不能把蛋白-细胞分离与吉兰-巴雷综合征等同起来。
八、细胞自溶
细胞自溶是指由于细胞中的溶酶体膜破裂，使得溶酶体中的水解酶释放到细胞内而使细胞溶解的情况。
用细胞自溶可解释离体后的脑脊液放置时间过久会出现细胞溶解或离心后容易破坏的现象。这也是为何要求脑脊液标本留取后要及时送检、及时处理和正确保存的重要原因。
九、头痛
头痛是临床常见症状之一，通常将局限于头颅上半部，包括眉弓、耳轮上缘和枕外隆凸连线以上部位的疼痛统称头痛。
头痛原因多样，常见病因有颅内感染、脑膜癌病、颅内占位性病变、血管病变、颅脑外伤等，是高颅压的表现形式之一，虽然缺乏特异性，但它往往是中枢神经系统病变的重要体征。发热、恶心、呕吐常常是头痛的伴随症状，对头痛的病因分析有重要的参考价值。如头痛伴发热表现，需考虑颅内感染的可能性大；如头痛不伴发热，则颅内感染的可能性较小。
十、发热
机体在致热原作用下或各种原因引起体温调节中枢功能障碍时，体温升高超出正常范围，称为发热。造成发热的原因很多，临床上根据有无病原侵入人体分为感染性发热和非感染性发热，其中以感染性发热最为常见。感染性发热常见病原体有细菌、病毒、真菌、支原体、立克次体等。非感染性发热可见于血液病、结缔组织病、手术后组织损伤、恶性肿瘤坏死、神经源性损伤、甲亢等。
是否合并发热对中枢神经系统疾病的诊断和鉴别诊断有重要的参考价值。化脓性脑膜炎、病毒性脑膜炎、结核性脑膜炎和隐球菌性脑膜炎等，常合并发热；脑寄生虫感染、脑肿瘤、脑膜癌病等常不伴明显的发热表现。化脓性脑膜炎一般可见高热，多超过39℃，伴有寒战；结核性脑膜炎以低热为主，多见午后潮热，伴盗汗、消瘦等症状与体征。
十一、脑膜刺激征
脑膜刺激征为脑膜受激惹的表现，脑膜病变导致脊髓膜受到刺激并影响到脊神经根，当牵拉刺激时引起相应肌群反射性痉挛的一种病理反射。颈强直、克尼格征（Kernig sign）、布鲁津斯基征（Brudzinski sign）是脑膜刺激征三联征。
当患者出现脑膜刺激征时，需考虑各种原因所致中枢神系统疾病的可能。脑膜刺激征常见于各种感染性脑膜炎，如细菌性脑膜炎、病毒性脑膜炎、隐球菌性脑膜炎等；也可见于非感染性脑蛛网膜炎，如脑外伤引起的硬、软脑膜炎、蛛网膜下腔出血、癌性脑膜炎等。
十二、脑积水
脑积水是由于颅脑疾病导致脑脊液分泌过多或/和循环、吸收障碍而致颅内脑脊液量增加，脑室系统扩大或/和蛛网膜下腔扩大的一种病症。其典型症状为头痛、呕吐、视力模糊，视盘水肿，偶伴复视，眩晕及癫痫发作。
临床上，梗阻性脑积水最常见，又称脑室内型梗阻性脑积水，是指病变位于脑室系统内或附近，阻塞脑室系统脑脊液循环而形成，即第四脑室出口以上部位发生阻塞造成的脑积水；其次为交通性脑积水，由于脑室外脑脊液循环通路受阻或吸收障碍所致的脑积水。按病因分为感染性脑积水、占位性脑积水、出血性脑积水、创伤性脑积水等。头颅MRI检查可见脑室明显增大（图1-4）。
图1-4 脑积水影像表现
A.脑积水患者，脑室明显增大（白箭）；B.正常对照，脑室大小正常（红箭）
需要注意的是，部分脑积水患者病因较隐匿，极容易出现漏诊或误诊误治的情况。临床上，对于不明原因脑积水的患者，应积极查找病因，除影像检查外，脑脊液细胞学检查必不可少。我们曾遇到这样的病例：10岁患儿因头痛头晕10余天来院就诊，无发热表现，头颅MRI提示轻度脑积水，余未见明显异常，腰椎穿刺压力大于300mmH2O，脑脊液无色透明，蛋白弱阳性，有核细胞2×106/L，临床考虑“病毒性脑炎”或“中枢神经系统结节病”可能，最终通过细胞学检查发现肿瘤细胞而明确诊断。
十三、脑膜强化
正常脑膜在MRI平扫时表现为非连续的、薄的短线样低信号结构，在病理情况下可出现脑膜信号增强改变，这种改变称为脑膜强化。根据发生脑膜强化部位的不同，可分为硬脑膜强化、软脑膜强化和全脑膜强化。根据脑膜强化形状的不同，可分为线样强化、结节样强化和混合型强化。线样强化表现为脑膜弥漫或局限性细线样、粗线样强化，可同时累及硬脑膜、软脑膜或室管膜；结节样强化表现为脑膜呈结节状、斑块状强化，常位于脑膜表面、室管下或蛛网膜下腔；混合型强化则同时具有上述两型的表现。脑膜强化程度与血-脑屏障破坏程度、脑膜增厚程度相关，另外血管增多、血流量增加与强化程度增加亦有关联。如肿瘤、炎症浸润软脑膜小血管，导致血-脑屏障破坏，对比剂渗出，进而出现软脑膜强化（图1-5）。
图1-5 脑膜强化影像表现
A.可见脑膜强化表现（白箭）；B.脑膜无明显强化表现（红箭）
脑膜强化是脑膜发生病理性改变的影像学表现。脑膜强化多提示炎症性或肿瘤性病变，在做出诊断前，应结合患者症状、体征及病史等综合分析，初步判断是感染性还是非感染性病变。如患者伴有剧烈头痛和发热表现，则多提示感染性病变，如病毒性脑膜炎、隐球菌性脑膜炎、结核性脑膜炎等；如患者既往有肺癌病史，因反复剧烈头痛就诊，病程无明显发热，则多提示非感染性，需考虑脑膜癌的可能性大，应进一步脑脊液细胞学检查证实。