2021年05月26日发布 | 1588阅读

【中国声音】复合手术室一期治疗脑动静脉畸形的单中心经验

宋剑平

复旦大学附属华山医院

朱巍

复旦大学附属华山医院

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第一作者:宋剑平


通讯作者:朱巍


作者单位:复旦大学附属华山医院神经外科


【REF:Song J, Li P, Tian Y, et al. One-Stage Treatment in a Hybrid Operation Room to Cure Brain Arteriovenous Malformation: A Single-Center Experience. World Neurosurg. 2021;147:e85-e97. doi:10.1016/j.wneu.2020.11.123】


PMID: 33348099


摘 要


本文报告应用复合手术室治疗脑动静脉畸形(BAVM)的原则和技术。自2016年10月1日至2018年12月31日,笔者于复合手术室连续治疗了54例非急诊BAVM患者。手术效果表明复合手术室能保证BAVM综合治疗的安全性,为一期治愈提供了有利条件。


引 言


BAVM是一种常见的危及生命的神经血管疾病,多发于青少年。BAVM的目标是治愈,长期以来,手术一直是快速清除病灶的金标准。然而,高级别的BAVM切除术仍然具有挑战性,与低级别BAVM相比,其并发症和不良结局的风险更高。


栓塞已成为治疗BAVM的常规方法。虽然低级别BAVM经栓塞治疗可获得满意的病灶治愈效果,高级别BAVM单一采用栓塞治疗的治愈率仅为12.5%或更低,而非治愈性的部分栓塞(或称姑息性栓塞)对其出血也没有保护作用。因此相比保守治疗,单一的栓塞治疗手段不能减少BAVM患者的整体出血率。因此,高级别BAVM往往需要采用综合性治疗。栓塞治疗主要用于消除BAVM的高危出血因素(如血流相关性动脉瘤)、或缩小病灶体积使其“降级”,再辅以放射治疗或手术。但近来研究表明,BAVM部分栓塞结合立体定向放疗的闭塞率反而低于单一的放疗措施。因此有研究者提出高级别BAVM,可以采用先行立体定向放疗,待2-3年病灶缩小后再行手术切除的综合治疗策略。但在等待期内,BAVM出血风险升高,且还存在放疗反应或放疗后改变、诱发新供血动脉形成或使得畸形团更加弥散的风险。先前的研究也建议在栓塞数日或数周后,待畸形血管团周边血管构筑血流动力学改变稳定后再行手术切除,从而减少术后正常灌注压突破的可能。但介入治疗本身的风险不容忽视,其围术期BAVM破裂风险可达4-16%;而在栓塞与手术的间隔期内,血流动力学急速变化导致的各种并发症,如出血、癫痫或神经功能障碍等的发生率也高达3-8%。此外,分期治疗也意味着患者需要接受两次或以上全身麻醉治疗,增加了风险和费用。


复合手术室最先于20世纪初应用于先天性心脏病的治疗,直到2011年,Murayama等将其应用于神经外科疾病的诊治。其中,BAVM无疑是最适合采用复合手术治疗的疾病之一。现代化的神经外科复合手术室包括血管造影系统和介入影像平台、可透射线的手术床、头架和头钉等设备,能同时进行造影、介入治疗与显微神经外科手术,有助于提高BAVM治疗的安全性和彻底性。对BAVM而言,创新的复合手术理念不是简单的为显微神经外科手术提供术前/术中栓塞或术后造影复查,还要进一步整合脑功能影像和导航、脑血流动力学监测和电生理监护等高新技术,通过进行多模式的综合性诊疗,不仅提高BAVM的一期手术切除率,还有效保护脑功能和保障生活质量。复合手术也有赖于神经外科、神经介入、神经麻醉、神经电生理和神经影像医师紧密合作提供最佳循证医疗,才能使复合手术室真正成为脑血管病的安全手术平台,为BAVM患者提供治愈的一期治疗机会。在这篇文章中,笔者报告了使用复合手术室治疗BAVM的策略和经验。


方 法


BAVM复合手术的工作流程

复旦大学附属华山医院的神经外科复合手术室始建于2016年10月,基于美国GE医疗的Discovery IGS 730全数字血管造影系统。BAVM复合治疗的目标是一期治愈,其工作流程如下(图1):


图1. BAVM复合手术方案。


1. 术前准备:BAVM患者入院后,除常规病史采集、术前实验室检查外,还需进行神经心理评估。术前影像学采集需包括薄层MRI平扫,MRA或CTA,以及功能MRI(如运动和语言Bold、DTI等序列)扫描;还需进行完整的颅内外六血管DSA造影并进行三维重建,用于明确BAVM的血管构筑情况。以上原始数据均可用于术中导航。但笔者的实践经验表明,相比MRA和CTA,三维DSA数据对BAVM畸形团的供血动脉和引流静脉的显示效果最佳,因此最适合用于术中导航定位帮助定位相关血管。


2. 术中栓塞:在基于术前评估的多学科讨论之后,术中BAVM栓塞可能会被计划用于某些患者的手术切除前。虽然大型脑动静脉畸形可能需要多次术前栓塞,但最终的栓塞是在复合手术室进行的,然后是开颅手术。



术中栓塞的目的是:

(1)栓塞位于深部、手术难以直接暴露的供血动脉、与主要引流静脉伴行的供血动脉(如与侧裂区BAVM中与侧裂回流静脉伴行大脑中动脉主要供血支;由颈外动脉来源与往横窦引流的静脉伴行的供血动脉等)或畸形血管团分区(Nidus comparment),表面易于处理的供血动脉无需栓塞。需要注意的是,栓塞超选的血管必须是供血动脉的终末段,避免误栓继续供应正常脑组织的过路血管。虽然目前BAVM常用的栓塞剂包括Onyx和NBCA,但在复合手术中我们推荐使用Onyx进行术前/术中栓塞。因为相比无色透明的NBCA,呈深色的Onyx与术中经血管壁可视,因此还可作为定位供血动脉的手段。


(2)栓塞临近功能区的畸形血管团分区。由于病灶切除范围一般要包括病灶周边部分脑组织,因此将临近功能区的部分先行闭塞、术中保留,可减少手术带来的附加脑损伤。


(3)对于流量较高的BAVM,还可用术前/术中栓塞减少血流量,缩小体积使其“降级”,减少术中出血。但要注意的是,对于计划进行手术切除的患者,过于致密的栓塞反而会使病灶变得硬实难以牵拉或抬起,从而增加术中操作的困难和损伤。因此,复合手术的开颅前栓塞中,强调供血动脉的栓塞,而非畸形团内栓塞。


(4)对于手术中难以处理的BAVM血流动力学相关性动脉瘤,也可先通过栓塞获得治愈。栓塞完成后,需复查造影并进行三维重建,判断栓塞率以及用于术中导航。


3. 麻醉和术中神经功能监护:虽然术前功能影像可提示皮层功能区,但术中电刺激皮层定位仍是确定脑功能区的最佳手段。经皮层或经皮的运动诱发电位和连续感觉诱发电位监护、DTI传导束导航结合皮层下刺激等技术,有助于在病灶切除过程中监测运动和感觉功能的影响情况。位于后颅窝的BAVM手术,有时还需行颅神经电生理监护。对于伴发癫痫的患者,可行术中皮层脑电图监测,辅助判断病灶切除后癫痫波的控制情况。


4. 手术过程:栓塞后立即进行手术切除。患者体位和开颅方式需根据病灶所在部位进行个体化设计,一般要借助导航。剪开硬膜同样需要注意不要误伤引流静脉。病灶切除遵循BAVM显微手术方法,首先定位引流静脉及畸形团,寻找并离断浅表的供血动脉,然后切开畸形团周边脑实质软脑膜、沿病灶周边游离并逐渐深入,继续离断供血的大动脉和细小深部穿支。在此过程中需注意保护过路血管,术中导航和被Onyx标记的供血动脉可帮助术者进行鉴别。由于Onyx有一定的再通率,因此显露Onyx栓塞后的大供血动脉后,仍需反复电凝烧灼或利用动脉夹将其彻底阻断。BAVM畸形血管团一般呈锥体状,切除过程中注意不要遗漏深部、椎体尖端的部分。待畸形血管团游离完全后,引流静脉颜色将变深。但如果静脉仍呈红色,可能静脉下方有伴行的动脉存在。最终离断引流静脉离断后,畸形血管团应整体切除。如果残留的已栓塞的畸形血管团分区体积较小,则不必强求一并切除。术野止血后,可采用控制性屏气(Valsalva maneuver)观察术野渗血程度来确保止血完全。如有明显渗血,可能有残留病灶需要进一步切除。


5. 造影复查:笔者在造影复查时先不缝合硬膜,如造影发现残余病灶,即可继续切除,从而避免术后残留血管团出血和二次手术的风险。而且由于复查造影过程需要15-30分钟,造影后术者重新上台准备关颅,再次观察术野也有助于判断止血是否彻底。


6. 术后处理和随访:对高级别BAVM而言,由于术后脑血管自主调节机制的剧烈变化,极易引起术后正常灌注压突破或术野周边脑组织充血,导致水肿或出血等并发症。因此,平缓的麻醉复苏、严格的血压控制(根据患者术前血压水平设定。一般术后即刻静脉用尼卡地平,使收缩压于成人低于110-120mmHg或于儿童保持90-100mmHg,或控制平均动脉压在60-70mmHg左右)、密切的术后神经功能监护、必要的镇静措施和及时的CT复查,都是提高患者围术期安全性的关键步骤。由于患者在术中已经确认了BAVM切除的彻底性,因此出院后常规复查采平扫MRI即可(术后3月和6月)。DSA造影复查建议在术后一年后进行。


患者队列

自2016年10月1日至2018年12月31日,笔者连续收治了54例非急诊BAVM复合手术患者,按照(图1)所示的复合手术工作流程进行治疗。



本队列中的手术指征如下:

(1)出血性BAVM。


(2)症状性未破裂BAVM,如导致癫痫发作或局部神经功能障碍。


(3)伴有出血危险因素的BAVM,如伴发动脉瘤、深静脉引流、深部位出血、体积较小、静脉出口受限、单一引流静脉或弥漫形态的患者,尤其是年轻患者。


(4)残留或复发的BAVM的补救性治疗。所有患者的临床资料建立前瞻性数据库。


手术风险评估采用Spetzler-Martin分级系统及Lawton教授补充分级。其中Spetzler-Martin III级由Lawton教授分为4个亚型,各亚型间预后差异显著。3-6 cm、无深部引流而邻近功能区域(定义为改良Spetzler-Martin III+级)的BAVM患者预后不良率可高达15%,明显高于其他3个亚型患者的预后不良率,而与Spetzler-Martin IV级和V级BAVM相似。相反,改良Spetzler-Martin III-级BAVM具有与Spetzler-Martin I级和II级相似的良好手术预后。采用格拉斯哥预后评分(GOS)评估患者的术前状况和预后,其中良好预后被定义为GOS评分大于等于4分。


结 果


54例患者的临床特征总结于补充表1。本研究共纳入32例男性患者和22例女性患者,年龄10-61岁(平均32.6~13.1岁)。主要临床表现为出血(32例,59.3%),其次为头痛(27例,50.0%)、癫痫(14例,25.9%)、神经功能缺损(16例,29.6%)、无症状(2例,3.7%)。30例BAVM位于右侧,23例位于右侧,有一例位于中线部位。以幕上为多(50例,92.6%),其中额部19例,顶枕部18例,颞部13例。其他位于幕下(3例,占5.6%,全部为小脑BAVM)和深部(1例,1.9%)。合并颅内病变包括动脉瘤6例(11.1%),动静脉瘘2例(3.7%),脑膜瘤1例(1.9%)。


补充表1. 54例BAVM患者的临床特征



38例(70.4%)为Spetzler-Martin I级或II级,8例(14.8%)为III级(6例改良III+级和2例III-级),8例(14.8%)为IV级或V级。由于没有一例病例是Lawton等定义的普通Spetzler-Martin III级,本研究中,笔者将BAVM分为低级别(Spetzler-Martin I级、II级或改良III-级)或高级别(Spetzler-Martin III+级)两大类。


患者接受了以下治疗方式。单纯切除31例(57.4%)、栓塞联合手术切除18例(33.3%)、术中单纯栓塞治愈5例(9.3%,取消切除)。在18例栓塞和切除联合治疗的患者中,只有2例(11.1%,病例2和病例22)高级别BAVM患者进行了额外的术前栓塞。术前次全栓塞2例(11.1%),大部栓塞11例(61.1%),部分栓塞5例(27.8%)。49例手术患者中,2例(4.1%,病例14和病例18)经术中造影发现残留,行进一步切除病灶。治疗期间平均出血量为383.7±384.5 mL。所有患者在复合手术室最终复查造影证实BAVM完全治愈;除了拒绝治疗的第14例患者,其他患者颅内伴随的病变也一并获得处理(图2)。


图2. 病例14。38岁女性患者,出现头晕和步态不稳,持续1个月,诊断为左侧小脑BAVM(改良Spetzler-Martin III级+,A和B)。DSA显示来自于左侧小脑上动脉(C和D)的BAVM供血动脉,以及一个小型左侧颈内动脉动脉瘤。患者行术中部分ONYX栓塞后切除。切除止血(E)后,重复旋转DSA显示残留病灶(F)。进一步切除(G);第二次旋转DSA显示无残留病灶(H)。


在本队列中,没有与血管造影术相关的并发症。栓塞相关并发症23例中,仅1例(4.3%)术中动脉瘤破裂出血,并立即行弹簧圈栓塞治疗。在2名接受额外术前栓塞的患者中,1例(50%,病例22)出现了严重的癫痫大发作,需要紧急插管和镇静处置(图3)。术后主要的并发症为硬膜外出血2例(3.7%),皮下积液治疗中突发颅内出血1例(1.9%)。出院时,96.3%(52名)的患者预后良好(GOS≥4分),与术前基线状态相似。79.6%(43名)的患者在治疗后1年内复诊,其中97.7%(42名)的患者获得了持续的良好预后。


图3. 病例22。24岁男性患者,癫痫反复发作和反应迟缓持续6年。过去16年接受了几次开颅手术治疗颅内出血(A)。MRI显示右额BAVM,Spetzler-Martin IV级(B)。DSA显示右侧大脑前动脉和大脑中动脉(C和D)、左侧大脑前动脉(E)和右侧大脑外动脉(F)供血畸形团。患者接受了第一次术前栓塞,但经历了严重的癫痫大发作。癫痫稳定后一周,行术中栓塞和病灶切除。术前、术中栓塞靶点为深部供血动脉(因多次手术造成瘢痕,这些血管在术中早期难以控制)和部分浅表供血动脉(G、H)。MR显示病灶与皮质脊髓束关系的导航(I)。开颅后仔细分离硬脑膜(J),将脑动静脉畸形整块切除(K)。术中DSA显示病灶完全切除(L)。


低级别组与高级别组的临床资料和预后比较如表1所示。两组在性别、年龄、治疗方式、术中DSA检测畸形团残留、围手术期并发症、术前术后GOS评分、1年随访率、1年GOS评分、末次随访是否存在复发等方面均无显著性差异。然而,与低级别组相比较,高级别组的出血量确实更多(667.9±647.5 vs. 284.3±148.6mL;P=0.046),并且需要更长的术后住院时间(17.1±9.1 vs. 10.8±5.4d;P=0.026)。


表1. 低级别和高级别BAVM患者的临床资料和预后比较


所有4例复发病例均为低级别BAVM的年轻女性患者(年龄15-31岁)。在3例1年后复发的患者中,2例为单纯栓塞(病例1和9)未切除病例,1例为弥漫性小脑蚓部BAVM(病例18)栓塞后切除、术中发现残留再次切除的病例。第4例(病例13)则发现既往DSA未见的对侧动静脉瘘。


讨 论


治愈性一期复合手术治疗BAVM的有效性和安全性

本研究结果表明,大多数患者可以获得持续1年的良好预后。同期联合治疗BAVM对低级别和高级别BAVM似乎都是安全的。尽管高级别BAVM患者可能比低级别BAVM患者出血量更多,需要更长的术后住院时间(表1),在应用复合手术的情况下,高级别BAVM患者的临床预后可以与低级别BAVM患者相媲美。除此以外,综合性的术前评估和外科医生的显微手术技能是影响治疗预后的根本因素。复合手术明显增强外科医生的信心,从而保证了手术的安全,提高了即刻治愈率,实现了良好的患者预后。


在本队列中,2例高级别BAVM患者在切除前需要额外术前栓塞;其中1例(50%)经历了严重的癫痫大发作(图3)。因此,在多次术前栓塞之间需要严格控制血压、防止癫痫发作和密切监测。末次栓塞可以在开颅手术前在复合手术室同期进行。


复合手术可减少术后再出血并发症。在18例接受联合栓塞和切除的患者中,16例为同期手术,无严重并发症。本队列中术后出血并发症与术后正常灌注压突破或脑组织充血无关。再出血率相对较低的原因是病灶治愈后,病灶无残留从而减少了再出血的几率。虽然术中超声和吲哚青绿血管造影有助于确定残留病灶的位置和切除范围,但DSA仍是确定BAVM治愈的最佳手段。研究报道术中血管造影可显示5.6%~21.4%的患者切除后意外残留BAVM病灶。在本队列中,2例(3.6%)患者在术中DSA上发现切除后残留病灶,并进行了进一步切除(图2);并证实止血可靠,从而术后无再出血发生。


在本队列中接受栓塞治疗的23例患者中,只有1例(4.3%)因伴发动脉瘤破裂而术中出血。针对BAVM,由于术中栓塞的主要对象是供血动脉(而不是整个病灶),因此栓塞相关并发症的发生率较低,与既往的研究结果相似,医生和患者的放射暴露时间也可能缩短。笔者认为,复合手术同样增强了神经介入医生的信心,因为随时有外科医生队伍待命,促进了血管内治疗术者更好的发挥技能。


BAVM复合手术后复发

除了功能预后外,关于复合手术应用的另一个关心的问题是能否减少BAVM治疗后的复发。令人惊讶的是,4名患有低级别BAVM的年轻女性患者在1年的随访中出现复发。



复发的可能原因包括:

(1)假阴性结果。在C臂机时代,术中血管造影有很高的假阴性率(5%-18%)。随着现代神经外科复合手术室血管造影设备分辨率的显著提高,术中血管造影的假阴性率明显降低。在高级别BAVM患者中,外科医生可能会因为担心误切入血管巢,倾向于在病灶周围切开更多的脑实质,从而使病灶残留的可能性降至最低。然而,对于小而弥漫的BAVM,术者可能过于追求切除病灶时最大限度保护脑实质,从而会误入血管巢,导致术中残留病灶。由于这些残留太小,在术中复查时无法发现(假阴性结果),从而可能导致未来的复发(病例18)。



(2)术中DSA漏诊AVF。因为在此病例(病例13)中,术中复查DSA没有检查对侧血管,因此初次DSA未观察到的对侧AVF可能被遗漏。BAVM切除后时,AVF可能更加开放。因此,在术中DSA复查过程中,建议均采用标准6血管造影,而不仅仅是BAVM相关的血管造影。另2例(病例1和病例9)仅行栓塞治疗、术中造影显示治愈,故取消手术切除。此类单纯栓塞的高复发率(2/5,40%)提示ONYX存在栓塞后再通现象。且所有复发的患者都是年轻女性,这一事实也提醒我们,对这一亚组患者进行密切随访是必要的。


局限性

这是一项基于笔者临床实践的初步病例系列分析,缺乏对照组。由于后ARUBA(随机脑血管动静脉畸形试验)时代治疗适应症的变化,本研究存在选择偏移,因此只有少数高级别的BAVM患者入选。本队列中的患者年轻且相对健康(除2名高血压患者外,术前无重大合并症),这也可能是本队列中患者耐受长时间的复合手术和实现快速术后恢复的原因。本研究也没有纳入急诊患者。


此外,BAVM评分量表上脑重要功能区的定义常常令人困惑。在经典的Spetzler-Martin分级标准中,脑重要功能区是根据解剖结构进行定位的。随着功能MRI技术的进步,可以对脑重要功能区进行评估。然而,血氧水平依赖MRI的原理是检测血流动力学和氧代谢的变化,BAVM引起的复杂的血流变化可能会阻碍对病灶内或邻近的脑组织进行准确的功能评估。许多基于功能成像的研究表明,在BAVM患者中,由于血管病灶的存在,脑重要功能区可能被重塑或移位。因此,在这项研究中,笔者仍使用了经典的基于解剖学的分级系统。此外,一些位于传统非脑重要功能区的BAVM,如侧裂和小脑扁桃体区,如果血管造影显示有过路血管穿过病灶供血,则需被归类为功能性BAVM,因为手术有很高的损伤该过路动脉的风险。虽然该策略可能高估了某些BAVM的分级,但有助于减少因低估治疗风险而导致的决策失误。


结 论


结果表明,复合手术室是治疗脑血管病的有效手术平台,可以增强医生的信心,确保BAVM的安全综合治疗,为患者提供一期治愈机会,并实现较低的并发症发生率和良好患者预后。对于低级别和高级别的BAVM,一期联合栓塞和切除的治愈性诊疗策略可能都是安全的。


第一作者简介


宋剑平 副主任医师

复旦大学附属华山医院

  • 复旦大学附属华山医院神经外科副主任医师、博士

  • 上海市医学会神经外科分会青年委员

  • 上海市医学会神经外科分会脑血管病学组秘书

  • 上海市神经外科临床质量控制中心秘书

  • 2019年“复旦大学十大医务青年”

  • 2018年上海市青年科技“启明星”

  • 曾公派赴美国Michigan University、Pacific Neuroscience Institute和Barrow Neurological Institute进修学习;《World neurosurgery》、《Journal of clinical neuroscience》等SCI杂志常邀审稿人;作为主要完成人,获得上海市、教育部科技进步一等奖各1项,国家科技进步二等奖1项


通讯作者简介


朱巍 教授

复旦大学附属华山医院

  • 复旦大学附属华山医院神经外科主任医师、博士生导师,师从我国著名神经外科专家、中国工程院院士周良辅教授

  • 中华医学会神经外科学分会秘书

  • 中国医师协会内镜医师分会神经内镜专委会委员

  • 上海市医学会神经外科专科分会常委、秘书、脑血管专业组组长

  • 2006年~2007年在美国加州大学医学院(University of California, San Francisco)脑血管病研究中心进修学习。先后在美国Mayo Clinic,Barrow Neurological Institute,德国美因兹大学医院神经外科访问学习

  • l 2012年12月任华山医院神经外科主任医师。自任职以来,在临床医疗方面,每年独立完成各类神经外科手术约500例,主要是复杂动脉瘤、脑血管畸形、脑干海绵状血管瘤、复杂颅底肿瘤等大型高风险手术

  • 主攻颅底外科微创手术及复杂脑血管病手术等;先后获得或入选第十四届上海市卫生系统“银蛇奖”一等奖、“新优青”计划、上海市卫生系统优秀学科带头人及王忠诚神经外科医师年度奖等培养计划和荣誉称号


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