doi:10.1136/svn-2025-004051

PMID: 40194846

动静脉畸形（AVM）是一种复杂而罕见的脑血管发育不良，其特征是异常扩张的血管密集纠结在一起。动静脉畸形通常表现为颅内出血（30%-70%）、癫痫发作（10%-30%）、头痛或偶然发现（0%-15%）。根治性治疗包括显微外科切除术、血管内栓塞治疗和立体定向放射外科手术，通常单独或联合使用。复杂的动静脉畸形可能需要长时间、多次住院，同时接受强化的多模式治疗。有几项研究提出，一站式复合手术联合栓塞和显微手术策略可能有利于复杂AVM的长期神经功能预后。这种手术因其减少术中出血、缩短手术时间等诸多优点而越来越普遍。患者还能减轻多次治疗带来的心理压力和经济负担。然而，在低手术量的神经血管中心，这一策略的经验仍处于初级阶段。学习和推广这些手术技术可以提高手术的安全性和长期疗效。关于需要进行多少次手术才能熟练掌握复合手术治疗AVM的方法，目前还没有足够的信息。这些信息有助于我们了解效果不佳的风险，在疑难病例中做出决定，并制定培训计划。尽管之前的研究显示操作者经验与患者预后之间存在关联，但学习曲线很少被直观地描述出来。

累积求和（CUSUM）分析法利用历史结果数据作为比较基线，成功评估了特定干预措施的学习曲线。因此，本研究旨在评估单阶段手术治疗的学习曲线，并确定影响手术安全性和成功率的因素。

本研究是一项前瞻性队列研究，使用的是MATCH注册中心（NCT04572568）脑动静脉畸形多模式治疗注册中心的全国多中心注册数据。本研究按照STROCSS（加强外科队列研究报告）标准进行。先前的研究已经证明了用于研究的数据库的有效性和质量，MATCH的纳入标准也已在先前的报告中提及。对2011年8月1日至2023年12月31日期间纳入MATCH登记处的所有AVM进行了审查。纳入标准如下：（1）诊断为AVM；（2）患者接受了单期手术；（3）随访时间超过3个月。多发性动静脉畸形、遗传性出血性毛细血管扩张症（HHT）或入院前接受过侵入性手术的患者除外。患者分类如下第1组（前25个手术）和第2组（26-213个手术）。在学习曲线的顶峰将研究人群分为两组是利用CUSUM研究某项医疗技术学习曲线的普遍做法。

收集人口统计学特征、临床特征和影像学数据作为基线数据。功能区和深静脉引流的定义与Spetzler-Martin（SM）分级系统一致。伴发动脉瘤被定义为畸形巢内、畸形巢周围或血流相关动脉瘤。主要并发症是指术后一周内出现出血、缺血、颅内感染和癫痫发作四种并发症中的一种或多种。不良结局是指出院时改良Rankin量表（mRS）评分为5-6或mRS恶化，即出院时mRS比术前mRS升高≥2。长期结果在最后一次随访时进行评估。临床随访在最初的3-6个月内进行，出院后每年进行一次。

在本中心每个工作日举行的多学科血管术前会议上，复合手术团队积极规划每例AVM手术。瘤巢较大（>3厘米）、位置较深、多源血供和关键功能区的动静脉畸形被视为复杂动静脉畸形。复杂AVM的定义基于DSA的血管结构因素。所有变量的定义已在之前的研究中公布。所有手术均在全身麻醉后进行。栓塞策略没有标准化方案。在栓塞过程中，根据术前计划采用了三种策略：（1）治愈性：尽可能多地栓塞AVM瘤巢。（2）姑息性：栓塞选定的高流量供血动脉和瘤巢边缘，以减少术中出血并确定手术边界。（3）靶向性：栓塞破裂风险高的部分（血流相关动脉瘤或高血流动静脉瘘）。

栓塞后，进行显微手术。切除后，在颅骨闭合前，进行脑血管造影，以确定病灶是否完全闭塞，术后常规进行抗癫痫和抗脑水肿治疗。所有患者都在术后第一天接受了计算机断层扫描（CT）检查。

CUSUM分析使用以下公式进行：E_n=E_(n-1)+X_n with E₀=0。其中，E_n是n次迭代后的CUSUM。X_n表示第n个病例的计算结果，如果出现失败，则X_n=1-X₀；如果没有出现失败，则X_n=0-X₀。X₀既可以按已知的总体发生率计算，也可以按具体研究情况计算。评估学习曲线的指标有七个：不利结局，包括（a）mRS恶化和（b）出院时mRS 5-6；并发症，包括（c）出血事件、（d）缺血事件、（e）颅内感染、（f）癫痫发作和（g）术中失血。在本研究中，根据本研究的总体发生率和两项分别包括1088例和1352例结合栓塞和显微手术荟萃分析提供的准确性数据，7个X₀分别为X_a0=0.224、X_b0=0.035、X_c0=0.127、X_d0=0.067、X_e0=0.272、X_f0=0.033、X_g0=0.394。术中失血>549毫升被定义为失败。

分类变量以百分比表示，连续变量以平均值加标度（SD）或中位数加四分位距（IQR）表示。对连续变量采用双尾t检验或Mann-Whitney检验比较患者的基线特征，对分类变量酌情采用χ2检验或Fisher’s精确检验。

通过多因素Logistics回归模型来评估手术例数对主要并发症和出院时不良预后概率的影响，并计算出不同手术组的比值比（Odds ratios，OR）和95%置信区间（CI）。RCS采用Logistics回归方法。两个分析均加入性别、年龄、AVM直径、位置、深静脉引流、合并动脉瘤为混杂因素。OR值均为调整后。统计分析使用和R软件v.4.5.0进行，所有检验均为双侧检验，显著性水平设定为P＜0.05。

我院共纳入213名患者（表1）。其中，女性占40.85%（87/213），平均年龄为（29.45±14.17）岁（5-64岁）。研究人群中常见的合并症包括高血压（5.63%，12/213）和糖尿病（0.94%，2/213）。共有49.77%（106/213）的AVM在手术前破裂。各组患者的基线特征进行了比较（表1）。总之，两组患者的基线人口统计学特征相似，无统计学差异。

所有213例AVM均被完全切除。术前mRS评分和AVM变量无统计学差异。第2组的治愈性栓塞策略较低，为19.15%（36/188），姑息性策略（67.55%，127/188）和靶向性策略（13.30%，25/188）较高，而第1组的相应数值分别为72.00%（18/25）、24.00%（6/25）和4.00%（1/25）（P<0.001）。（表1）

学习曲线有两个关键拐点，即峰值和0值。这是CUSUM学习曲线研究中最重要的两个分界点。峰值的意义在于，从第25次操作开始，并发症率呈下降趋势。根据CUSUM=0这一关键阈值进行分组，研究对象被分为第3组（1-50；n=50）和第4组（51-213；n=163）。结果显示，第4组中姑息性栓塞和靶向栓塞仍占较大比例，且存在统计学差异（补充材料1，略）。这与表1中的结果一致。

组间比较使用的是同等规模的人群。手术并发症率稳定后，选择第51次至第75次手术作为另一组。研究对象分为第1组（1-25例，25人）和第5组（26-75例，25人）（补充材料2，略）。结果与补充材料1和表1一致。

两组可见并发症和不良后果的发生率下降。具体来说，主要并发症的发生率从第一组的52.00%（13/25）下降到第二组的34.57%（65/188）。虽然没有统计学差异，但出血性事件（5.32%，10/188）、缺血性事件（3.72%，7/188）、颅内感染（26.06%，49/188）和术中失血量≥549毫升（37.77%，71/188）在第2组均有所下降，而第1组的相应数值分别为12.00%（3/25）、12.00%（3/25）、32%（8/25）和56.00%（14/25）。术中失血量呈非正态分布，第一组的中位值为750（IQR，500-1500）毫升，第二组为500（IQR,300-1000）毫升，但第二组术后癫痫发作的发生率高于第一组（3.72%[7/188] vs. 0.00%[0/25]）。

在不良结局方面，第2组的比例明显低于第1组（18.62%[35/188] vs. 44.00%[11/25]，P=0.004），且存在统计学差异。进一步分析表明，这种差异出现在出院时mRS=5-6的情况，第2组（2/188）比第1组（12.00%，3/25）低1.06%（P=0.012）。至于mRS恶化，虽然第2组的比例也比第1组的32.00%（8/25）低17.55%（33/188），但差异无统计学意义。与第一组相比，第二组出院时mRS=0-2的比例增加（78.19%对52.00%），出院时mRS=3-4的比例减少（20.74% vs. 36.00%），出院时mRS=5-6的比例减少（1.06% vs. 12.00%）。

共有147例（69.01%）AVM接受了随访，平均随访时间为（49.90±20.54）个月（3.3至77.4）。第2组的不良预后（mRS=5-6）率明显较低（0.8% vs. 9.09%，P=0.035），而第2组的mRS=0-2和mRS=3-4率分别为84.80%（106/125）和14.40%（18/125）。相应地，第1组的比率分别为81.82%（18/22）和9.90%（2/22）。总之，与第一组相比，第二组的不良预后发生率较低，出院时的mRS评分较低，随访时的mRS评分也较低。

单级手术的CUSUM分析见图2。单级手术的曲线图呈下降趋势，相关性很高（R²=0.913），表明随着操作者经验的积累，手术变得更加安全。观察到的CUSUM值在25例手术中达到最高点，然后逐渐下降，在50例手术中开始低于预期值（CUSUM=0）。同样，不利结果和并发症的拟合曲线也呈线性下降（R²分别为0.837和0.905）。学习曲线的终点被定义为失败率保持在预期水平或更低的点。观察到的不利结果和并发症的CUSUM值在50例以内均低于预期要求，分别在28例和24例时达到峰值（图3）。出院mRS=5-6和恶化mRS的拟合曲线也呈线性下降（R²分别为0.737和0.755）（图4）。至于并发症，出血和缺血事件呈线性下降趋势（R²分别为0.982和0.771）。颅内感染呈曲线下降趋势（R²=0.746），虽然在145例手术中达到最低点后有所上升，但仍低于预期值。癫痫的曲线有所波动（R²=0.719），但总体曲线低于预期值。术中失血量的拟合曲线波动较大（R²=0.841），在150例手术后有所上升，最后单个值超过了预期线，这提醒我们出血比其他并发症更需要长期关注（图5）。

操作者经验与主要并发症之间的关系是非线性的。OR值的总体趋势明显下降，但波动较小。然而，手术和不良结局之间的关系是线性的（图6）。随着手术次数的增加，手术死亡率逐渐下降。50例手术后，两种风险都明显降低（OR<1）。这一结果与图3显示的结果一致，并且可以相互验证。虽然与较少的主要并发症的相关性未达到统计学意义，但第2组与出院时不利结局风险的降低仍有关联（几率比=0.333，95%CI=0.130-0.852，P=0.022）。

本研究基于在中国多家机构治疗的大量脑动静脉畸形病例，报告了单期手术的安全性。研究采用了CUSUM分析法来评估单期手术的学习曲线，这在以前的研究中还没有过。至少需要25例病例才能实现并发症和不良预后的可重复性。

外科医生总是尽可能评估疾病进展和治疗效果。本研究表明，对于通常被视为高风险或不适合传统治疗方法的AVM，一站式复合手术的并发症和死亡率较低。我们研究人群的主要并发症发生率和不良结局发生率（分别为36.62%和21.60%）与之前发表的研究结果一致。一项多国回顾性研究报告称，1088名患者的并发症发生率为39.18%，神经系统死亡率为22.37%。在一项包括1352名患者的汇总分析中，出血和缺血事件的并发症发生率分别为12.7%和6.7%。在这项研究中，并发症发生率分别为6.10%和4.69%。出血事件是AVM单期手术最常见的并发症。在我们的研究中，有五名患者的预后不佳（出院时mRS=5-6），其中四名患者报告了出血并发症，另一名患者出现了术后缺血事件。

与标准策略不同，一站式复合手术需要神经外科医生和介入医生共同完成。这是一项相当具有挑战性的手术，需要更好的技术灵活性、精湛的技能、精确的团队合作以及强有力的相互信任。我们的研究也观察到类似结果，这与之前的报道一致。主要并发症发生率从第一组的52.00%降至第二组的34.57%，不良后果发生率从前25例手术的44.00%降至第二组的18.62%。Alshehri等报道，并发症发生率的下降可能与栓塞策略的演变有关。与第一组相比，第二组的出血事件、缺血事件、颅内感染和失血量均有所下降（P=0.089），但无统计学差异。这项研究没有纳入有关并发症严重程度的具体变量，如出血量、梗死面积和癫痫发作类型。相反，只纳入了并发症的发生率变量。由于第二组患者的预后较好，因此有理由推断第二组患者术后并发症的严重程度较低。例如，术后出血量较少，梗死面积较小，癫痫发作情况较轻。治疗团队已将栓塞治疗和手术切除的术后并发症发生率降至令人满意的临床水平。进一步大幅降低并发症的发生率极其困难，但降低并发症的严重程度是目前的研究方向。本研究的结果符合这一实际临床现象。第2组的术后癫痫发作率高于第1组，但差异无统计学意义，这可能是由于手术次数增加所致。只有栓塞策略有显著差异，具体而言，第2组更多地使用姑息策略和靶向策略。DeLeacy等人和Shakur等人认为，栓塞策略对单期手术的难度有关键影响，进而影响患者的预后，这与本研究结果一致。姑息策略和靶向策略导致并发症更少，功能预后更好。造成这种差异的机制尚不清楚，可能的原因如下。治愈性栓塞的目的是栓塞尽可能多的动静脉畸形，这会导致手术切除区域的更多组织硬化。这限制了手术操作空间和手术视野，而这两点是神经外科医生乃至所有外科医生最重要的手术要求。特别是在深部手术阶段，这是对外科医生最具挑战性的AVM手术阶段，硬化组织占据了更多空间，难以牵拉和转移，这增加了手术难度、手术时间和术后并发症的几率。治愈性栓塞通常需要额外的、更复杂的介入手术操作，这也会增加手术时间。经历过这种困难的手术团队自然会考虑使用姑息性和靶向性栓塞，这样可以更精确地界定手术区域的边界，减少血供。这些研究结果表明，一站式复合手术存在初始学习曲线，操作者经验的增加与手术安全性相关。

我们的研究结果支持操作者经验、并发症和不良后果之间的线性关系。在最初的25例手术后，主要并发症和不良预后的风险迅速下降。值得注意的是，这项研究首次描述了基于CUSUM分析的一站式复合动静脉畸形手术学习曲线。主要并发症和不良结局的学习曲线在50例手术后降至预期线以下。因此，要达到极低的并发症和不良后果风险，可能需要进行多达50次的正式培训手术。值得注意的是，虽然各种AVM相关生物信息研究投入了大量资金和精力，但很少有人致力于了解外科医生如何提高他们的手术效果，而此研究可能对实现更好的患者预后有重大益处。对潜在的干扰因素进行更深入的调查将大有裨益。例如，应考虑到研究期间不断发展的外科技术和科技的影响。由于本研究使用的数据库内容的限制，对这些因素的探讨具有挑战性。我们希望这项研究能够为更多相关研究奠定开创性的基础。

医疗机构的经验对这些新型手术的成功也起着至关重要的作用。与其他研究相比，我们队列中发生出血事件（6.10%）、缺血事件（6.69%）和癫痫发作（3.29%）的风险仍然相对较低，这是因为我们拥有一支经验丰富的团队来处理初期并发症。值得注意的是，数据库中所有其他中心的数据合计只有17例，不到本研究病例总数的10%。此外，其他中心均未达到纳入研究的最低曲线数要求，因此这些中心的数据未纳入最终分析。本研究的结果代表了中国高手术量中心的手术情况。

本研究存在一些局限性。首先，本研究受限于其前瞻性设计。研究对象主要是复杂的AVM患者，手术由技术熟练的神经介入和神经外科团队完成。未来的研究可以扩展到低容量中心。

最少需要25例AVM病例实现一站式复合手术手术的可重复性。前50例手术后，主要并发症和不良结局的发生率明显下降。姑息性和靶向栓塞策略与较低的不良结局发生率相关。研究结果支持使用CUSUM分析作为AVM手术质量控制的重要工具。