Re: Physiology, Cerebral Spinal Fluid 2023...

[문형철]

Physiology, Cerebral Spinal Fluid

Lauren N. Telano; Stephen Baker.

Author Information and Affiliations

Last Update: July 4, 2023.

Introduction

Cerebrospinal fluid (CSF) is an ultrafiltrate of plasma contained within the ventricles of the brain and the subarachnoid spaces of the cranium and spine.[1] It performs vital functions, including providing nourishment, waste removal, and protection to the brain.[2] Adult CSF volume is estimated to be 150 ml, with a distribution of 125 ml within the subarachnoid spaces and 25 ml within the ventricles. CSF is predominantly secreted by the choroid plexus with other sources playing a more poorly defined role. In the adult population, its secretion varies between individuals, usually ranging from 400 to 600 ml per day. The constant secretion of CSF contributes to complete CSF renewal four to five times per 24-hour period in the average young adult. The reduction of CSF turnover may contribute to the accumulation of metabolites seen in aging and neurodegenerative diseases. The composition of CSF is strictly regulated, and any variation can be useful for diagnostic purposes.[1]

소개

뇌척수액(CSF)은

뇌의 뇌실과 두개골 및 척추의 뇌막하 공간에 존재하는 혈장의 초여과액입니다. [1]

이는 뇌에 영양 공급, 노폐물 제거, 보호 등

필수적인 기능을 수행합니다.[2]

성인 CSF의 양은 약 150ml로 추정되며,

이 중 125ml는 뇌막하 공간에, 25ml는 뇌실 내에 분포합니다.

CSF는 주로 뇌막의 맥락막에서 분비되며,

다른 분비원은 역할이 명확히 정의되지 않았습니다.

성인 인구에서 CSF 분비량은 개인별로 다르며,

일반적으로 하루 400~600ml 사이입니다.

CSF의 지속적인 분비는

평균적인 젊은 성인에서 24시간 동안

4~5회 완전한 CSF 재생에 기여합니다.

CSF 회전율의 감소는

노화와 신경퇴행성 질환에서 관찰되는 대사산물 축적에 기여할 수 있습니다.

CSF의 구성은

엄격히 조절되며,

어떤 변동도 진단적 목적으로 유용할 수 있습니다.[1]

Cellular Level

Seventy to eighty percent of CSF production is via a network of modified ependymal cells known as the choroid plexus (CP).[1] The CP is a highly specialized, simple, cuboidal epithelium continuous with ependymal cells lining the ventricles of the brain. This simple cuboidal epithelium surrounds clusters of fenestrated capillaries allowing for the filtration of plasma.[3] CP cells have dense microvilli present on their apical surface. They are interconnected via tight junctions, creating a blood-CSF barrier that helps control the composition of CSF.[1]

As there is no appreciable barrier between the CSF and the extracellular space of the brain (ECSB), the blood-CSF barrier also serves to regulate the environment of the brain.[2] Larger substances such as cells, protein, and glucose are not allowed passage, whereas ions and small molecules such as vitamins and nutrients can pass into the CSF relatively easily.[4] Water is allowed passage through the CP epithelium via epithelial AQP1 channels. Substances that may not pass through the blood-CSF barrier, but are needed by the brain can be actively synthesized by or actively transported through the CP epithelial cells into the CSF. A 5-mV lumen positive voltage potential is present across CP epithelial cell membranes. This electrical potential difference pulls sodium, chloride, and bicarbonate ions from the plasma into the CSF, creating an osmotic gradient which then drives the movement of water into the CSF.[3] 

When compared to plasma, CSF has a higher concentration of sodium, chloride, and magnesium, but a lower concentration of potassium and calcium.[1] Unlike plasma, CSF has only trace amounts of cells, protein, and immunoglobulins.[2] No cells can pass through the blood-CSF barrier, although small numbers of white blood cells are usually introduced to the CSF indirectly. The normal cell count of CSF is generally lower than 5 cells/ml.[1] Despite changes in blood composition and flow, the composition of CSF is kept constant, which provides a stable intraventricular environment, critical for maintaining normal neuronal function.[3]

세포 수준

CSF의 70~80%는

뇌실 내벽을 덮는 수정된 상피세포로 구성된

뇌실막(choroid plexus, CP) 네트워크를 통해 생성됩니다.[1]

1:  Inferior medullary velum  2: Choroid plexus 3:  Cisterna magna  of  subarachnoid space  4:  Central canal  5:  Corpora quadrigemina  6:  Cerebral peduncle  7:  Superior medullary velum  8:  Ependymal  lining of  ventricle  9:  Pontine cistern  of  subarachnoid space

CP는

뇌실 내벽을 덮는 상피세포와 연속된 고도로 전문화된

단순 입방상 상피세포로 구성되어 있습니다.

The CP is a highly specialized, simple,

cuboidal epithelium continuous with ependymal cells lining the ventricles of the brain

https://www.mdpi.com/2218-273X/13/5/754

이 단순한 입방상 상피는

구멍이 뚫린 모세혈관 군집을 둘러싸며

혈장의 필터링을 허용합니다.[3]

CP 세포는

아피칼 표면에 밀집된 미세융모를 가지고 있습니다.

이들은 밀접한 연결을 통해 혈액-CSF 장벽을 형성하여

CSF의 성분을 조절하는 데 도움을 줍니다.[1]

뇌실액과 뇌의 세포외 공간(ECSB) 사이에 유의미한 장벽이 없기 때문에,

혈액-뇌실액 장벽은 뇌의 환경을 조절하는 역할도 합니다.[2]

세포, 단백질, 포도당과 같은 큰 물질은 통과할 수 없지만,

이온과 비타민, 영양소와 같은 작은 분자는

뇌실액으로 비교적 쉽게 통과할 수 있습니다.[4]

물은

CP 상피의 상피 AQP1 채널을 통해 통과할 수 있습니다.

혈액-CSF 장벽을 통과하지 못하지만 뇌에 필요한 물질은

CP 상피 세포에서 적극적으로 합성되거나

적극적으로 운반되어 CSF로 이동할 수 있습니다.

CP 상피 세포막을 가로지르는

5mV의 루멘 양전위 차이가 존재합니다.

이 전기적 전위 차이는

혈장으로부터 나트륨, 염화물, 중탄산염 이온을 CSF로 끌어들이며,

이는 삼투압 차이를 생성하여 물의 이동을 촉진합니다.[3]

혈장과 비교할 때 CSF는

나트륨, 염화물, 마그네슘의 농도가 높지만

칼륨과 칼슘의 농도는 낮습니다.[1] 

혈장과 달리 CSF에는

세포, 단백질, 면역글로불린의 양이 극히 미량입니다.[2] 

혈액-CSF 장벽을 통과할 수 있는 세포는 없지만,

일반적으로 소수의 백혈구가 간접적으로 CSF로 도입됩니다.

CSF의 정상 세포 수는

일반적으로 5 세포/ml 미만입니다.[1] 

혈액 성분과 유속의 변화에도 불구하고 CSF의 성분은

일정하게 유지되어, 정상적인 신경 세포 기능을 유지하는 데

필수적인 안정적인 뇌실 내 환경을 제공합니다.[3]

Function

CSF assists the brain by providing protection, nourishment, and waste removal. CSF provides hydromechanical protection of the neuroaxis through two mechanisms. First, CSF acts as a shock absorber, cushioning the brain against the skull. Second, CSF allows the brain and spinal cord to become buoyant, reducing the effective weight of the brain from its normal 1,500 grams to a much lesser 50 grams. The reduction in weight lessens the force applied to the brain parenchyma and cerebral vessels during mechanical injury. Another function of CSF is to maintain homeostasis of the interstitial fluid of the brain. A stable environment for brain parenchyma is imperative for maintaining normal neuronal function. 

The major conduit of nutrient supply to the brain is the CP-CSF-ECSB nexus. Substrates needed by the brain are transported from the blood, through the CP, into the CSF, and then diffuse into the ECSB for transportation to their sites of action within the brain. CSF also assists in the removal of brain metabolism waste products, such as peroxidation products, glycosylated proteins, excess neurotransmitters, debris from the lining of the ventricles, bacteria, viruses, and otherwise unnecessary molecules. Accumulation of such unnecessary molecules, seen in aging and some neurodegenerative diseases, interferes with neuronal functioning of the brain. The disruption of cerebral physiology experienced with the disruption of the hydrodynamics or composition of CSF suggests the importance of CSF functioning.[1][2][3]

기능

CSF는

뇌를 보호하고 영양을 공급하며 폐기물을 제거함으로써 뇌를 지원합니다.

CSF는

두 가지 메커니즘을 통해

신경축의 수력학적 보호를 제공합니다.

첫째,

CSF는 뇌를 두개골로부터 충격으로부터 완충하는 역할을 합니다.

둘째,

CSF는 뇌와 척수를 부력으로 유지시켜

뇌의 정상 무게 1,500그램에서 훨씬 적은 50그램으로 효과적인 무게를 감소시킵니다.

무게 감소는

기계적 손상 시 뇌 실질과 뇌 혈관에 가해지는 힘을 줄입니다.

CSF의 또 다른 기능은

뇌 간질액의 항상성을 유지하는 것입니다.

뇌 실질에 안정적인 환경은

정상적인 신경 세포 기능을 유지하는 데 필수적입니다.

뇌로의 주요 영양 공급 경로는

CP-CSF-ECSB 연결부입니다.

뇌가 필요로 하는 기질은

혈액에서 CP를 통해 CSF로 운반된 후

ECSB로 확산되어 뇌 내부의 작용 부위로 운반됩니다.

CSF는

과산화물, 당화 단백질, 과도한 신경전달물질, 뇌실 내막의 잔여물, 세균, 바이러스, 기타 불필요한 분자 등

뇌 대사 폐기물의 제거에도 도움을 줍니다.

이러한 불필요한 분자의 축적은

노화와 일부 신경퇴행성 질환에서 관찰되며,

뇌 신경 세포의 기능을 방해합니다.

CSF의 수력학 또는 구성의 장애로 인한 뇌 생리학의 장애는

CSF 기능의 중요성을 시사합니다.[1][2][3]

Mechanism

CSF is continuously secreted with an unchanging composition, functioning to maintain a stable environment within the brain.[3] CSF is propelled along the neuroaxis from the site of secretion to the site of absorption, mainly by the rhythmic systolic pulse wave within the choroidal arteries. Lesser determinants of CSF flow are frequency of respiration, posture, venous pressure of the jugular vein, the physical effort of the individual, and time of day.[2]

CSF is secreted by the CPs located within the ventricles of the brain, with the two lateral ventricles being the primary producers. CSF flows throughout the ventricular system unidirectionally in a rostral to caudal manner. CSF produced in the lateral ventricles travel through the interventricular foramina to the third ventricle, through the cerebral aqueduct to the fourth ventricle, and then through the median aperture (also known as the foramen of Magendie) into the subarachnoid space at the base of the brain. Once in the subarachnoid space, the CSF begins to have a gentle multidirectional flow that creates an equalization of composition throughout the CSF. The CSF flows over the surface of the brain and down the length of the spinal cord while in the subarachnoid space. It leaves the subarachnoid space through arachnoid villi found along the superior sagittal venous sinus, intracranial venous sinuses, and around the roots of spinal nerves.

Arachnoid villi are protrusions of arachnoid mater through the dura mater into the lumen of a venous sinus. A 3 to 5 mmHg pressure gradient between the subarachnoid space and venous sinus pulls CSF into the venous outflow system through the arachnoid villi that help in its absorption. CSF may also enter into the lymphatic system via the nasal cribriform plate or spinal nerve roots. The clearance of CSF is dependent upon the posture of the individual, pressure differentials, and pathophysiology.[1][2]

기전

CSF는

변하지 않는 성분으로 지속적으로 분비되어

뇌 내부의 안정된 환경을 유지하는 역할을 합니다.[3]

CSF는

뇌막 동맥 내의 리듬적인 수축성 맥동 파에 의해 분비 부위에서

흡수 부위로 신경축을 따라 이동합니다.

CSF 흐름의 다른 요인으로는

호흡 빈도,

자세,

경정맥의 정맥 압력,

개인의 신체적 노력,

하루 중 시간 등이 있습니다.[2]

frequency of respiration,

posture,

venous pressure of the jugular vein,

the physical effort of the individual, and time of day

CSF는

뇌의 뇌실 내부에 위치한 뇌실막(CP)에서 분비되며,

두 개의 측뇌실이 주요 생산처입니다.

CSF는

뇌실 시스템 내에서 전방에서 후방으로 일방적으로 흐릅니다.

측뇌실에서 생성된 CSF는

뇌실 간 구멍을 통해 제3 뇌실로 이동한 후 뇌실관(뇌실관)을 통해 제4 뇌실로 이동하며,

이후 매그엔디 구멍(매그엔디 구멍)을 통해

뇌 기저부의 뇌막하 공간으로 들어갑니다.

뇌막하 공간에 들어간 CSF는

부드러운 다방향 흐름을 시작하여

CSF의 성분 균형을 유지합니다.

뇌척수액은

뇌척수액 공간 내에서 뇌 표면을 덮고 척수 길이를 따라 흐릅니다.

뇌척수액은

상부 사지 정맥동, 뇌내 정맥동, 척수 신경 뿌리 주변에 위치한

거미막 돌기(arachnoid villi)를 통해 뇌척수액 공간을 빠져나갑니다.

거미막 돌기는

거미막이 경막을 통해 정맥동의 내강으로 돌출된 구조물입니다.

뇌척수액(CSF)은

뇌척수액(CSF)과 정맥동 사이의 3~5 mmHg 압력 차이로 인해

거미막 돌기(arachnoid villi)를 통해 정맥 배출 시스템으로 끌려 들어가며,

이 과정에서 흡수됩니다.

뇌척수액(CSF)은

또한 비강 구멍판(nasal cribriform plate)이나

척추 신경 뿌리를 통해 림프계로 들어갈 수 있습니다.

뇌척수액(CSF)의 배출은

개인의 자세, 압력 차, 병리생리학에 따라 달라집니다.[1][2]

Related Testing

Lumbar puncture (LP), also known as a spinal tap, is a commonly performed invasive procedure in which CSF is removed from the subarachnoid space. LP is used in the measurement of intracranial pressure and the sampling of CSF. It is commonly indicated in the eval‎uation of acute headaches and infections of the central nervous system. During an LP, the patient is placed in the lateral recumbent position. A sterile spinal needle is then slowly inserted between vertebrae, usually at the level of L3/4 or L4/5, into the subarachnoid space. Needle insertion may be guided by fluoroscopy or ultrasound to improve success rates and reduce the incidence of trauma. 

Once CSF begins to flow through the needle, it is collected serially into four sterile tubes. Once collected, CSF can be analyzed for abnormally present or elevated CSF components, aiding in diagnosis. For example, the presence of xanthochromia, a yellow-orange discoloration of CSF caused by red blood cell degeneration, indicates the possibility of a subarachnoid hemorrhage. Elevation in concentrations of immunoglobulins, termed oligoclonal bands, may indicate the presence of a systemic infection or an autoimmune disease.

Contraindications of LP include raised intracranial pressure, bleeding disorders, and local skin infection. The procedure is relatively safe with seldom serious complications. Complications of LP include infection, bleeding, radicular pain, or cerebral herniation. The most common complication is a post-LP headache with symptoms beginning within 24 hours of the procedure and often resolving by day 10.[5][6]

관련 검사

요추 천자(LP)는 뇌척수액을 뇌막하 공간에서 제거하는 침습적 절차로, 척추 천자라고도 불립니다. LP는 뇌내압 측정 및 뇌척수액 채취에 사용됩니다. 급성 두통이나 중추 신경계 감염 평가 시 흔히 시행됩니다. LP 시 환자는 측위 누운 자세로 배치됩니다. 무균 척추 바늘을 척추뼈 사이로 천천히 삽입하며, 보통 L3/4 또는 L4/5 수준에서 척수막하 공간에 도달합니다. 바늘 삽입은 성공률을 높이고 손상 위험을 줄이기 위해 형광 투시나 초음파를 안내로 사용할 수 있습니다.

CSF가 바늘을 통해 흐르기 시작하면, 무균 튜브 4개에 순차적으로 수집됩니다. 수집된 CSF는 이상적으로 존재하거나 농도가 상승한 성분을 분석하여 진단에 도움을 줍니다. 예를 들어, 적혈구 분해로 인한 CSF의 노란색 또는 주황색 변색인 샬로크로미아는 뇌막하 출혈의 가능성을 나타냅니다. 면역글로불린 농도 상승(올리고클로널 밴드)은 전신 감염이나 자가면역 질환의 존재를 시사할 수 있습니다.

LP의 금기 사항에는 뇌내압 상승, 출혈 장애, 국소 피부 감염이 포함됩니다. 이 절차는 상대적으로 안전하며 심각한 합병증은 드뭅니다. LP의 합병증에는 감염, 출혈, 신경근 통증, 뇌 탈출증이 포함됩니다. 가장 흔한 합병증은 시술 후 24시간 이내에 증상이 시작되고 보통 10일 이내에 호전되는 LP 후 두통입니다.[5][6]

Clinical Significance

Hydrocephalus is a pathological condition in which CSF abnormally accumulates due to increased CSF production, blockage of flow, or decreased absorption. The ventricles distend to accommodate elevated CSF volumes, potentially causing damage to the brain by pressing its tissue against the boney skull. Hydrocephalus may be congenital or acquired. Blocked CSF flow throughout the ventricles is classified as non-communicating, or obstructive, hydrocephalus. The blockage is often a mass such as a tumor or an abscess located within a foramen. Because CSF secretion is constant, obstruction of flow will lead to CSF build up in front of the blockage. For example, stenosis of the cerebral aqueduct, one of the most common causes of obstructive hydrocephalus, leads to enlargement of both lateral ventricles as well as the third ventricle. If the flow of CSF becomes obstructed outside the ventricles, in either the subarachnoid space or site of absorption, it classifies as communicating, or non-obstructive, hydrocephalus. 

Hydrocephalus can be caused by genetic defects, infections, bleeding in the brain, trauma, or CNS tumors. Symptoms include headaches, convulsions, nausea, vomiting, disturbances of vision, and mental deterioration. The diagnosis is determined through imaging techniques such as ultrasound, computed tomogram (CT), or magnetic resonance imaging (MRI) scans. The most common treatment is shunt insertion, which diverts CSF away from the ventricles to an area of the body where it can be absorbed into circulation. Endoscopic third ventriculostomy, a procedure in which a hole is created in the floor of the third ventricle allowing CSF to bypass an obstruction, and cauterization of CP sections which decreases CSF production are other treatment options.  If left untreated, hydrocephalus yields a risk of cognitive disturbances, physical disturbances, and death.[7][8]

CSF Leak is a condition in which CSF is able to escape from the subarachnoid space through a hole in the surrounding dura. The volume of CSF lost in a leak varies, ranging from minute to very substantial amounts. If the loss of CSF is great enough, spontaneous intracranial hypotension (SIH) may occur. SIH most often presents with a positional headache caused by downward displacement of the brain due to loss of buoyancy previously provided by the CSF. Posterior neck stiffness, nausea, and vomiting are also common symptoms. The incidence of SIH is estimated to be 5/100,000 annually. Women are twice as likely to be affected and have a peak age at around 40 years.

Diagnosis is aided by typical MRI findings, such as an increase of intracranial venous volume, pituitary hyperemia, enhanced pachymeninges, and descent of the brain. Many cases of SIH resolve without treatment. Conservative approaches such as bed rest, hydration, and increased caffeine intake may also be effective; however, more drastic measures may be necessary. An epidural blood patch, where blood is injected into the spinal epidural space, may relieve CSF hypovolemic symptoms by replacing lost CSF volume with blood volume. Surgical repair of the CSF leak via a suture or metal aneurysm clip is relatively safe and effective in providing relief.[9]

Meningitis is a condition in which the coverings of the brain become inflamed. There are two classifications of meningitis: aseptic and bacterial. Aseptic meningitis can result from agents such as fungi, medications, and cancer metastasis, but viruses cause the majority of aseptic meningitis cases. Fever, nuchal rigidity, and photophobia are classically presenting symptoms. Diagnosis is via an analysis of CSF obtained through LP. Viral PCR analysis of CSF is helpful in diagnosing viral meningitis. Treatment is often supportive, controlling fever and pain. Bacterial meningitis has a much lower incidence than aseptic meningitis, but is more serious. However, the incidence of bacterial meningitis has substantially dropped due to routine vaccination.

Symptoms are similar to aseptic meningitis, but clinical presentation is more severe. Additional symptoms include altered mental status, seizures, and focal neurologic signs. Diagnosis is also possible via LP. CSF is usually cloudy in appearance with a low glucose level and potential positive gram stain and culture. Patients presumed to have bacterial meningitis should immediately receive broad-spectrum antibiotics to prevent clinical deterioration. After culture results return, the clinician can make adjustments to the antibiotics. Patients should additionally be admitted to the intensive care unit for close monitoring. Most patients with bacterial meningitis who receive appropriate treatment recover without complications.[10]

Subarachnoid Hemorrhage (SAH) is the leakage of blood into the subarachnoid space where it mixes with CSF. Trauma is the most common cause of SAH with 80% of nontraumatic SAHs resulting from aneurysm rupture. Other nontraumatic causes of SAH include arteriovenous malformations and vasculitis. Spontaneous SAH has a low incidence, with only 30,000 cases worldwide annually. Ninety-seven percent of patients with SAH present with a sudden onset headache, described as a thunderclap headache or the worst headache of the patient's life. Other symptoms include vomiting, seizures, loss of consciousness, and death. Non-contrast head CT is useful in diagnosis. CT has high sensitivity after hemorrhage, but sensitivity decreases as time passes. After a negative CT, an LP should follow to rule out SAH. An LP is positive when erythrocytes are present in tubes 1 and 4, or xanthochromia is visible. Management of SAH consists of reducing risks of re-bleeding and avoiding any secondary brain injuries.[11] 

Pseudotumor Cerebri Syndrome (PTCS) is a rare medical condition in which intracranial pressure is raised without the occurrence of ventriculomegaly or intracranial masses. The pathogenesis is not well understood. The most widely accepted theory proposes decreased absorption of CSF at the arachnoid granulations or the olfactory lymphatics as the cause. This condition has an annual incidence rate of 0.9/100,000 in the general population. Before puberty, both females and males are equally affected, but after puberty, women are affected nine times more often.

PTCS most commonly affects obese women of childbearing age. Women between the ages of 20 to 44 years and who weigh 20% more than their ideal body weight have an incidence rate of 19.3/100,000. A spinal fluid examination is critical in the diagnosis of PTCS. CSF pressure is greater than 250 mm CSF in adults and 280 mm CSF in children. Adolescents are the accepted values for diagnosis of PTCS. Headache is the most common presenting symptom, though there are no specific distinguishing characteristics of a PTCS headache. Occasionally asymptomatic patients present with papilledema detected during routine eye exams. Pulsatile tinnitus, transient visual obscurations, visual field defects, and visual loss are other symptoms of PTCS.

Traditional therapy includes medications to decrease CSF secretion from the choroid plexus. Surgery is indicated for patients with worsening vision caused by papilledema. Surgical options include optic nerve sheath fenestration and CSF shunting. Most patients with PTCS have a good outcome, although a small percentage of patients continue to experience persistent headaches or blindness.[12]

임상적 의미

수두증은

뇌척수액(CSF)이 과도하게 축적되는 병리적 상태로,

CSF 생산 증가, 유출 차단, 또는 흡수 감소로 인해 발생합니다.

뇌실은 증가한 CSF 양을 수용하기 위해 확장되며,

이는 뇌 조직이 뼈로 된 두개골에 압력을 가해 손상을 입힐 수 있습니다.

수두증은 선천성 또는 후천성일 수 있습니다.

뇌실 내 CSF 유출이 차단된 경우

비통신성 또는 폐쇄성 수두증으로 분류됩니다.

막힘은

종종 종양이나 농양과 같은 종괴가 뇌실 내의 구멍(foramen)에 위치하는 경우입니다.

뇌척수액 분비는

일정하기 때문에 흐름이 차단되면 막힘 앞쪽에 뇌척수액이 축적됩니다.

예를 들어,

뇌척수액의 가장 흔한 원인 중 하나인

뇌실관 협착증은 측뇌실과 제3뇌실이 모두 확대됩니다.

뇌실 외부의 뇌척수액 흐름이 차단될 경우,

예를 들어 뇌막하 공간이나 흡수 부위에서 차단될 경우,

이는 소통성 또는 비폐쇄성 수두증으로 분류됩니다.

수두증은

유전적 결함, 감염, 뇌출혈, 외상, 또는 중추신경계 종양으로 인해 발생할 수 있습니다.

증상에는

두통, 경련, 메스꺼움, 구토, 시야 장애, 정신 기능 저하 등이 포함됩니다.

진단은

초음파, 컴퓨터 단층 촬영(CT), 또는 자기공명 영상(MRI)과 같은

영상 검사를 통해 이루어집니다.

가장 일반적인 치료법은

뇌실액(CSF)을 뇌실로부터 몸의 다른 부위로 이동시켜 순환계로 흡수되도록 하는 샛길 삽입술입니다.

내시경적 제3뇌실 개통술(endoscopic third ventriculostomy)은

제3뇌실 바닥에 구멍을 만들어 CSF가 장애물을 우회하도록 하는 절차이며,

CP 부위의 전기 소작술(cauterization)은 CSF 생산을 감소시키는 다른 치료 옵션입니다.

치료를 받지 않으면 수두증은

인지 장애, 신체적 장애, 사망의 위험을 초래합니다.[7][8]

CSF 누출은

CSF가 주변 경막에 있는 구멍을 통해 뇌막하 공간에서 빠져나가는 상태입니다.

누출로 인한 CSF 손실량은 미량에서 매우 큰 양까지 다양합니다. CSF 손실이 충분할 경우 자발성 뇌내압 저하(SIH)가 발생할 수 있습니다. SIH는 CSF가 제공하던 부력 상실로 인해 뇌가 아래로 이동하면서 발생하는 자세성 두통으로 가장 흔히 나타납니다. 후경부 경직, 메스꺼움, 구토도 흔한 증상입니다. SIH의 발생률은 연간 10만 명당 5건으로 추정됩니다. 여성은 남성보다 두 배 더 자주 발생하며, 발생 연령은 약 40세에 정점을 이룹니다.

진단은 MRI 소견을 통해 도움을 받을 수 있으며, 뇌내 정맥 용적 증가, 뇌하수체 충혈, 경막 두꺼워짐, 뇌 하강 등이 특징적입니다. 많은 SIH 사례는 치료 없이 자연적으로 호전됩니다. 침상 안정, 수분 보충, 카페인 섭취 증가와 같은 보존적 치료가 효과적일 수 있으나, 더 극적인 조치가 필요할 수 있습니다. 척추 경막외 공간에 혈액을 주입하는 경막외 혈액 패치(epidural blood patch)는 CSF 부족 증상을 완화하기 위해 손실된 CSF 용량을 혈액 용량으로 대체할 수 있습니다. 뇌척수액 누출을 봉합사나 금속 동맥류 클립으로 수리하는 수술적 치료는 상대적으로 안전하고 효과적입니다.[9]

수막염은

뇌를 덮는 막이 염증으로 인해 부어오르는 질환입니다.

수막염은 무균성과 세균성으로 두 가지로 분류됩니다. 무균성 수막염은 곰팡이, 약물, 암 전이 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있지만, 대부분의 경우 바이러스가 원인입니다. 발열, 목 경직, 광선 공포증이 전형적인 증상입니다. 진단은 LP를 통해 채취한 CSF 분석을 통해 이루어집니다. CSF의 바이러스 PCR 분석은 바이러스성 뇌막염 진단에 도움이 됩니다. 치료는 주로 지지적이며, 발열과 통증을 조절합니다. 세균성 뇌막염은 무균성 뇌막염보다 발생률이 훨씬 낮지만 더 심각합니다. 그러나 정기 예방 접종으로 인해 세균성 뇌막염의 발생률은 크게 감소했습니다.

증상은 무균성 뇌막염과 유사하지만 임상적 증상이 더 심각합니다. 추가 증상으로는 의식 장애, 경련, 국소 신경학적 증상이 포함됩니다. 진단은 척추 천자(LP)를 통해 가능합니다. CSF는 일반적으로 흐린 색조를 보이며 혈당 수치가 낮고 그람 염색 및 배양 결과가 양성이 될 수 있습니다. 세균성 뇌막염으로 의심되는 환자는 임상적 악화를 방지하기 위해 즉시 광범위 항생제를 투여해야 합니다. 배양 결과가 돌아온 후 의료진은 항생제 투여를 조정할 수 있습니다. 환자는 집중 치료실 입원 후 밀접한 모니터링이 필요합니다. 적절한 치료를 받은 세균성 뇌막염 환자의 대부분은 합병증 없이 회복됩니다.[10]

뇌지주막하 출혈

(SAH)은 뇌지주막하 공간에 혈액이 유출되어 뇌척수액과 섞이는 상태입니다.

외상이 SAH의 가장 흔한 원인이며,

비외상성 SAH의 80%는 동맥류 파열로 인해 발생합니다.

비외상성 SAH의 다른 원인에는 동정맥 기형과 혈관염이 있습니다. 자발성 SAH는 연간 전 세계적으로 30,000건 미만의 낮은 발생률을 보입니다. SAH 환자의 97%는 천둥소리 같은 두통이나 생애 최악의 두통으로 묘사되는 급성 두통으로 증상을 보입니다. 다른 증상에는 구토, 경련, 의식 상실, 사망이 포함됩니다. 비조영제 뇌 CT는 진단에 유용합니다. CT는 출혈 후 감도가 높지만 시간이 지남에 따라 감도가 감소합니다. CT 결과가 음성인 경우 SAH를 배제하기 위해 뇌척수액 검사(LP)를 수행해야 합니다. LP는 관 1과 4에 적혈구가 존재하거나 황색 변색이 관찰될 경우 양성으로 판단됩니다. SAH의 관리에는 재출혈 위험 감소와 2차 뇌 손상 방지 등이 포함됩니다.[11]

가성 뇌종양 증후군 (PTCS)은 뇌실 확장이나 뇌내 종양이 없이 뇌내압이 상승하는 희귀 질환입니다. 병인은 명확히 이해되지 않았습니다. 가장 널리 받아들여지는 이론은 뇌막의 거품 구조나 후각 림프관에서의 뇌척수액 흡수 감소가 원인이라고 제안합니다. 이 질환의 연간 발생률은 일반 인구에서 10만 명당 0.9명입니다. 사춘기 전에는 남녀가 동일하게 영향을 받지만, 사춘기 후에는 여성에서 9배 더 자주 발생합니다.

PTCS는 주로 출산 연령대의 비만 여성에서 가장 흔히 발생합니다. 20세에서 44세 사이의 여성 중 이상 체중의 20% 이상 초과한 경우 발생률은 19.3/100,000입니다. 뇌척수액 검사는 PTCS 진단에 필수적입니다. 성인에서 뇌척수액 압력은 250 mm CSF 이상, 어린이에서는 280 mm CSF 이상입니다. 청소년은 PTCS 진단에 대한 기준 연령입니다. 두통이 가장 흔한 증상이지만, PTCS 두통의 특이적인 구분 특징은 없습니다. 때로는 증상이 없는 환자가 정기적인 안과 검진 시 시신경 부종이 발견될 수 있습니다. 맥박성 이명, 일시적인 시야 장애, 시야 결손, 시력 저하도 PTCS의 다른 증상입니다.

전통적인 치료법에는 뇌실막에서 CSF 분비를 감소시키는 약물이 포함됩니다. 시신경 부종으로 인해 시력이 악화되는 환자에게는 수술이 권장됩니다. 수술 옵션에는 시신경 막 절개술과 CSF 배액술이 포함됩니다. 대부분의 PTCS 환자는 좋은 예후를 보이지만, 소수의 환자는 지속적인 두통이나 시력 상실을 경험할 수 있습니다.[12]

Review Questions

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Cerebrospinal Fluid Circulation. This CSF circulation illustration includes the arachnoid, arachnoid villus, superior sagittal sinus, subarachnoid space, falx cerebri, meningeal layer, and periosteal layer. Contributed by B Parker

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Scheme showing relations of the ventricles to the surface of the brain, Lateral Ventricle, Third Ventricle, Cerebral Aqueduct, Fourth Ventricle Henry Vandyke Carter, Public Domain, via Wikimedia Commons

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Blood—CSF barrier. The capillaries in the choroid plexus differ from those of the brain in that there is free movement of molecules across the endothelial cell through fenestrations and intercellular gaps. The blood—CSF barrier is at the (more...)

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Cerebral Spinal Fluid Flow Contributed by Katherine Humphreys

Physiology, Cerebral Spinal Fluid

Lauren N. Telano; Stephen Baker.