Анатомо-физиологические особенности черепа и головного мозга у детей
Своеобразие патогенеза, особенности клинических проявлений, течения, диагностики, методов лечения, а также осложнений и отдаленных последствий черепно-мозговой травмы у детей определяется анатомо-физиологическими особенностями детского возраста.
Организм ребенка в каждый период его жизни претерпевает непрерывный процесс функционально – морфологических перестроек органов и систем, подчиняясь особым законам роста и неравномерного развития частей его тела – головы, туловища, конечностей. Однако, несмотря на многообразие явлений, лежащих в основе развития детского организма вообще, черепа и головного мозга в частности, выделяют три основных взаимосвязанных процесса – роста, дифференцировки и формообразования.
Диспропорция роста, особенно выраженная в первые годы жизни ребенка, проявляется бурным увеличением относительного увеличения объема головы. Объем черепа в среднем составляет 375 см 3 у мальчиков и 350 см 3 у девочек. В первые 6 месяцев жизни он удваивается (750 см 3 и 700 см3), до взрослого состояния он возрастает в 4 раза (1500 – 1550 см3 и 1350 – 1400 см3). Окружность ее, равная в среднем у новорожденного 34 см, достигает к концу 1-го года жизни 46 см, к 6 годам окружность головы увеличивается до 51 см, изменяясь в дальнейшем лишь на 5 – 6 см.
Покровы черепа. Послойная топография мягких тканей, покрывающих свод черепа не отличается, как таковой от взрослых и содержат несколько слоев: - кожу (Skin), слой плотной соединительной ткани(textus Connectivus), апоневроз (Aponeurosis), слой неплотной соединительной ткани (Loose connectiv tissue) и надкостницу (Pericranium). Объединение начальных букв дает общепринятую аббревиатуру мягких тканей головы – «SCALP». Первые три слоя скальпа плотно приращены друг к другу, а надкостница к наружной поверхности кости.
Собственно кожа характеризуется слабым развитием соединительной, эластичной ткани и мышечных слоев. Подкожная клетчатка у детей сравнительно хорошо выражена. Артерии покровов головы тонкие, при травме они не зияют, легко спадаются из-за отсутствия соединительнотканных перемычек. Вены также сравнительно тонки, просвет их узок, диаметр основного ствола и ветвей почти одинаков, а венозные анастомозы многочисленны. Особенностью кровоснабжения головы является и то, что к ней направляется около 20% сердечного выброса. Поэтому кровотечение при ранах скальпа может быть массивным.
Череп.Для черепа ребенка характерно преобладание мозговой части над лицевой. У новорожденных оно составляет 8 : 1, у взрослых – 2 : 1.Основание черепа сравнительно малое и длинное, а свод его большой. Кости свода черепа, минуя хрящевую стадию, развиваются по эндесмальному типу и являются первичными. К моменту рождения ребенка процесс окостенения не завершается, вследствие чего на местах стыка отдельных костей сохраняются участки соединительной ткани – роднички. Различают непарные – передний родничок (fonticulus anterior) ромбовидной формы, с большой переднезадней осью. Родничок размером 2,5 – 5,0 см прогрессивно уменьшается до 6 месяца жизни, когда обе половины лобной кости окончательно срастаются, и исчезает в 80% случаев к концу второго года жизни. Задний родничок (fonticulusposterior) имеет треугольную форму с каудальным основанием и диаметр – 1,0см. Обычно ко времени рождения этот родничок закрыт. Они расположены по средней линии. Первый находится на месте соединения лобной и теменных костей, второй – на заднем конце сагитального шва между теменными и затылочной костями. Парные – боковые роднички, по два с каждой стороны, расположены у нижних углов теменных костей. Различают основные роднички – переднебоковые (fonticulus sphenoidalis), в месте соединения теменной кости с лобной, большим крылом основной кости и височной костью, и сосцевидные – заднебоковые (fonticulus mastoideus). Он расположен около сосцевидного угла теменных костей, в месте соединения между теменными костями, чешуей затылочной кости и височной костью. Сосцевидные роднички закрываются ко второму году жизни, а основные через 2 – 3 месяца после рождения. Кроме этих постоянных родничков, могут существовать непостоянные роднички, добавочные: продольный родничок ромбовидной формы, расположенный между двумя теменными костями на одинаковом расстоянии от переднего и заднего родничков; родничок надпереносья (носолобный), расположенный между двумя половинами лобной кости, исчезающий одновременно с образованием метопического шва; теменной родничок наблюдается очень редко и совпадает с разделенной на две части теменной костью; он расположен в средней трети межтеменного шва. Роднички имеют важное функциональное значение. Они увеличивают « резервное пространство » в полости черепа при изменении объема мозга при различных патологических состояниях. Диплоические вены и их анастомозы, лишенные клапанов, обеспечивают беспрепятственный ток крови из полости черепа и в обратном направлении, играя важную роль в окольном кровообращении и регуляции гемодинамики.
Между костями свода имеются пространства для швов; одни из этих пространств прямые узкие, другие более широкие (3-5мм), покрытые фиброзными перепонками, становящимися впоследствии швами. Швы и роднички исчезают в процессе окостенения, начинающемся всегда между внутренними пластинками составных костных частей крыши и происходящем в следующем порядке: сначала на уровне продольного шва, затем венечного, ламбдовидного и чешуйчатого. Костное сращение в чешуйчатых швах обычно асимметричное. На черепе новорожденного расположены пять швов; некоторые из них имеют отличительные черты: а) продольный шов (sutura sagittalis) более длинный, чем у взрослого. Он начинается от лобно-носового шва (sutura frontonasalis), распространяется до верхнего угла чешуи затылочной кости и состоит из двух сегментов: переднего (или средне-лобного) и заднего (или межтеменного). б) Венечный шов (sutura coronalis) между лобной и теменными костями пересекается с предыдущим швом по средней линии на уровне переднего родничка. в) Ламбдовидный шов (sutura lambdoides) между теменными костями и чешуей затылочной кости пересекает продольный шов по средней линии на уровне заднего родничка. г) и д) Чешуйчатые швы (sutura sguamosa) расположены между теменными костями и чешуей височной кости.
Передняя черепная ямка уплощена вследствие недоразвития лицевой части черепа, в частности глазниц, относительно больших размеров решетчатой кости и более высокого ее стояния.
Средняя черепная ямка сравнительно глубже и шире. Размеры естественных отверстий относительно больше, чем у взрослых. Турецкое седло уплощено. Каменистая часть височной кости у детей недостаточно развита. Канал лицевого нерва короткий и в верхнем отделе пирамиды не имеет костных стенок. Вследствие отсутствия стенок канала возможно сдавление лицевого нерва субдуральной гематомой.
Задняя черепная ямка у детей уплощена. С возрастом объем ее увеличивается, изменяется форма большого затылочного отверстия от грушевидного и овального до круглого, как у взрослых. Затылочный бугор выпячивается кзади с 7 – летнего возраста, принимая округлую форму к 18 годам.
Оболочки головного мозга.Головной мозг окружен тремя оболочками (твердая, паутинная и мягкая). Все три оболочки обладают обширными зонами чувствительной иннервации, тесными связями с сосудами головного мозга и ликворной системой, посредством ликворных каналов и периваскулярных пространств, играют важную роль в регуляции мозгового кровообращения и ликвороциркуляции, в контроле за химическим составом спинномозговой жидкости, являющейся непосредственной питательной средой для центральной нервной системы.
Твердая мозговая оболочка (dura mater encephali) имеет тоже строение, что и у взрослого и представляет собой крепкое соединительнотканное образование, в котором различают наружную и внутреннюю поверхности. Наружная поверхность ее шероховата, богата сосудами и прилегает непосредственно к костям черепа, являясь их внутренней надкостницей. Проникая в отверстия черепа, через которые выходят нервы, она обхватывает их в виде влагалища.
С костями свода черепа твердая мозговая оболочка (ТМО) головного мозга связана слабо, за исключением мест прохождения швов.
У детей до заращения родничков соответственно их расположению ТМО плотно срастается с перепончатым черепом и тесно связана с костями свода черепа. Площадь сращения ее в области основания черепа относительно больше и прочнее, чем у взрослых. Вследствие этого переломы основания черепа, как правило, сопровождаются повреждениями твердой мозговой оболочки. Внутренняя поверхность ТМО головного мозга обращена к мозгу. Она гладкая и блестящая, покрыта эндотелием. ТМО образует отростки, которые располагаются между частями мозга, отделяя их одну от другой.
По линии прикрепления отростков ТМО в ней образуются пространства, имеющие на поперечном разрезе призматическую или треугольную форму - пазухи или синусы твердой мозговой оболочки (sinus duraematris). Верхний продольный синус (sinus sagittalis superior) имеет среднюю длину 20 см и начинается на уровне слепого отверстия (foramen cecum) , проходит за срединным лобным швом, еще открытым, за передним родничком, где имеет высоту 4 мм и ширину 3,5 мм; на уровне продольного шва синус имеет одинаковые ширину и высоту – 7 мм и оканчивается на уровне заднего родничка. Поперечный синус (sinustransversum) пересекает шов mendosa на уровне сосцевидного родничка и оканчивается в сигмовидном синусе (sinus sigmoideum). Последний очень широк (высота 5мм, ширина 6мм), проходит краниально от сосцевидной части височной кости и достигает сзади до затылочно-сосцевидного шва. Между верхним каменистым синусом и сигмовидным существует анастомоз в виде большой вены, пересекающей среднюю черепную ямку. Нижний продольный синус (sinus sagittalis inferior), прямой синус (sinus rectum) и кавернозный синус (sinus cavernosus) не представляют особенностей. Между надкостницей и твердой мозговой оболочкой находится эпидуральное пространство (cavum epidurale), а между твердой и мозговой оболочкой и паутинной – субдуральное пространство (cavum subdurale).
Паутинная и мягкая оболочки головного мозга (arachnoidea encephali et pia mater encephali) тонкие и нежные. В отличие от твердой мозговой оболочки с возрастом в них не наблюдается развития эластической ткани, количество коллагеновых волокон нарастает. В 4-летнем возрасте в мягкой мозговой оболочке появляется пигмент.
Интерес вызывают возрастные особенности, связанные с пахиновыми грануляциями. Последние представляют собой выросты паутинной ткани в виде кругловатых телец, соединяющие ликворную и венозную системы. Врастая в твердую мозговую оболочку, они проникают за ее пределы и открываются в просвет венозных синусов или лежащие рядом «кровяные озера», оставляя заметные углубления , так называемые зернистые ямочки (foveolae granulares)на внутренней поверхности костей черепа взрослого человека, которых особенно много возле стреловидного шва крыши черепа.
Субдуральное пространство в детском возрасте почти не выражено, субарахноидальное, наоборот, очень большое. Объем образования ликвора варьирует в пределах 0,3-0,4 мл/мин. и 350-750 мл/сут, очень часто 500 мл/сут. Количество спинномозговой жидкости – 30 см3 у грудного, 40 – 60 см3 у дошкольника, 100- 140 см3 у 8-летнего ребенка. У взрослых людей общее количество ликвора составляет 110-160 мл.Головной мозг (encephalon). Форма головного мозга близка к форме черепа. Вес мозга у новорожденного составляет 389 г у мальчиков и 355 г у девочек. До 5-летнего возраста он быстро увеличивается и в 6-летнем возрасте составляет 85 – 90% окончательного веса, затем увеличивается медленно до 24 – 25 лет. Средняя масса его у мужчин 1375 г, у женщин – 1275 г. Все поверхности полушарий большого мозга покрыты плащом(pallium), образованным серым веществом – корой головного мозга. Толщина ее составляет 1,5 – 3,0 мм. Процесс дифференцировки нервных клеток сводится к росту аксонов, их миелинизации, росту и увеличению разветвленности дендритов, образованию непосредственных контактов между отростками нервных клеток (межневральные синапсы). Дифференцировка нервных клеток в основном заканчивается к 3 годам, а к 8 годам кора головного мозга по строению похожа на кору взрослого человека.
Миелинизация нервных путей происходит в том порядке, в каком они развивались в филогенезе и имеет свои закономерности: раньше всего заканчивается миелинизация тех систем, которые раньше начинают функционировать. Так двигательные волокна миелинизируются раньше чувствительных, но в переднем мозгу раньше миелинизируются чувствительные пути и области. Наиболее интенсивно миелинизация происходит в конце первого – начале второго года жизни. В целом она заканчивается к 3 – 5 годам. Мозг у детей находится в лучших условиях кровоснабжения, чем у взрослых. Это объясняется богатством капиллярной сети. Отток крови от головного мозга у детей первого года жизни затруднен из-за неразвитости диплоитических вен, которые образуются после закрытия родничков.
Для детей характерна более высокая, чем у взрослых, проницаемость гематоэнцефалического барьера. Это создает условия для легкого проникновения и накопления токсических веществ и метаболитов в ЦНС при различных патологических состояниях.
Таким образом, ориентировка в приведенных данных имеет важное практическое значение для оценки клинического состояния, понимания особенностей методов диагностики, обоснования наиболее рациональных методов и видов лечения детей в различные периоды травматической болезни головного мозга.