引言
脑出血手术疗效的循证医学证据一直缺失。脑出血位置深,清除过程中必然会造成脑组织损伤。针对现有微创术式的临床试验(微创置管:MISTIE,套筒内镜:ENRICH)均未对深部的基底节血肿取得阳性结果。水环境内镜技术SCUBA临床试验正在进行中。使用神经外科机器人辅助置管,虽然使其精准度显著提高,但该术式血肿不可视的本质未改变。本文提出一种新技术:机器人辅助可视化微创抽术(RAVMIA)——该技术结合了神经外科机器人导航、接触式可视内镜和微创导管置入,以实现毫米级脑损伤的可视化血肿清除。
手术方法
全麻,三钉头架固定头部。将薄层CT图像导入机器人软件系统进行图像处理和手术规划。将血肿的最深点指定为靶点。调整头皮入颅点,使手术路径与椭圆形血肿的最长轴重合。以长轴中点为界,将血肿分为上下两层。机器人注册配准完成后,机械臂沿路径自动移到入颅点上方。所有后续器械,包括钻头、trocar、内镜、活检针和引流管,都从机械臂的工作通道内进出。机器人自动调节这些器械的深度。
入颅点切开头皮1厘米。使用5毫米电钻钻孔。在克氏针引导下,将5mm金属trocar插入骨孔并穿透硬脑膜。将trocar置于下层血肿的顶部,然后取出克氏针。后续器械都通过机械臂的工作通道和trocar内进出。将一次性接触可视内镜置入到下层血肿的靶点,并连接到笔记本电脑直接可视化。根据内镜观察到的性状,血肿被分为液态样、胶态样和固态样(图1)。胶态样血肿应在术中抽吸,而少量液态样血肿可在术后引流。固态样血肿主要由残余血肿组成,需要术中靶向抽吸和术后引流。
图1. 接触式可视内镜及血肿性状分类
传统内镜(1)套入一个带有透明盲端(2)的遮光鞘中,构成接触式可视内镜(3)。根据内镜观察结果,血肿被分为三类:液态样(4)、胶态样(5)和固态样(6)。
靶向抽吸:内镜除显示剩余血肿的性状,还显示其方位(比如2点方向)。可将单侧孔的活检针置入该深度并将侧孔旋转至2点方向抽吸。经抽吸-内镜检查-靶向抽吸-再内镜检查满意后,将trocar置于上层血肿的顶部重复上述步骤。最后拔除trocar将引流管置于靶点(图2)。术后常规治疗,根据复查CT情况决定是否使用尿激酶。
图2. RAVMIA的实际操作过程
在机器人确定的穿刺点处做1 cm头皮切口,并钻5 mm骨孔。在克氏针引导下,插入5 mm金属trocar到达血肿(A和B)。接触可视内镜确认剩余血肿性状及方位后(C),进行靶向抽吸(D)。再次使用内镜检查抽吸效果(E)。(1机械臂,2工作通道,3克氏针,4trocar,5活检针,6接触可视内镜)。
结果
RAVMIA术在三个病例中(2个基底节血肿和1个脑干血肿)成功完成,无并发症发生。与机器人MISTIE的历史对照相比,RAVMIA未显著延长手术时间(20.67±4.04分钟 vs 20.87±5.74分钟,p=0.946)。然而,它显著提高了术中血肿清除率(86.6%±1.3% vs 80.8%±4.1%,p=0.003),降低了EOT(治疗结束时)残余体积(1.3±1.05毫升 vs 5.33±2.95毫升,p=0.04),并缩短了住院时间(10.67±4.04天 vs 12.87±4.55天,p=0.029)。
讨论
关于脑出血手术治疗的循证医学研究面临巨大挑战。2005年至2013年的STICH临床试验未能证实传统开颅手术优于保守治疗。阴性结果的关键原因包括:个体间的强异质性、开颅手术质量控制差导致的中心间差异,以及与手术相关的脑损伤抵消了快速清除血肿的获益。此后,仅造成几毫米脑损伤的微创导管置入技术(管或针)被迅速广泛采用。初步临床试验表明,该技术对于清除血肿是安全有效的。然而,由于缺乏血肿的直接可视化,其清除效率低于开颅手术。这是该技术的固有局限性。为了解决此问题,我们团队鉴定出该术式影响清除效率的因素,并开发了多变量预测函数。我们还确定了可能从该术式获益的特定血肿亚型。尽管如此,2019年的MISTIE III临床试验表明,该技术并未改善脑出血患者的一年预后。MISTIE技术具有强大的质量控制,并且在不同医疗中心之间的差异很小。导致阴性结果的因素包括导管置入轨迹的一致性不足,以及无法在狭窄通道内达到与开颅手术相当的清除效率。
此后,套筒内镜手术(ES)因其在直视下有效清除血肿而获得认可,但是它还是会造成厘米级别的脑损伤。我们团队也对涉及第三脑室的内侧丘脑出血和严重的脑室内出血开发了新的ES手术入路。最近发表的ENRICH临床试验验证了ES在改善脑叶出血患者预后方面的疗效。然而,其对基底节血肿的疗效仍未得到证实。这可能是由于与浅部血肿相比,使用厘米级别的套筒置入深部的血肿内会造成更大的脑组织损伤。
神经外科机器人的使用提高了微创导管置入的精度。然而,它并未改变MISTIE技术血肿不可视的本质。低清除效率仍然是固有缺陷。脑出血手术治疗的目标应是在确保安全的同时,以最小的脑损伤换取最快最多的血肿清除。
RAVMIA术实现了毫米级脑损伤的可视化手术。其核心技术微创置管的安全性已在MISTIE临床试验中得到证实。RAVMIA可被视为一种改良的MISTIE技术,主要体现在两点:1、使用机器人替代立体定向技术——两种方法都能精确控制靶点,但机器人还能精准控制路径,确保手术路径与血肿长轴重合。2、接触可视内镜——用于术中监测,实时显示残余血肿的性状、深度和方位;术中确定剩余血肿信息指导靶向抽吸,提高清除效率。RAVMIA技术的学习曲线短,经过适当培训,可以快速掌握,便于临床推广。
另一种毫米级可视化方法是立体定向脑内血肿水下抽吸(SCUBA)技术。该方法使用水环境内镜配合Apollo或NICO Myriad抽吸装置进行可视化血肿清除。报道血肿清除率可达88.1%,与RAVMIA相似。它允许“看”和“做”同时进行。然而,水环境下的清晰度不如传统ES或接触可视内镜。与RAVMIA中使用的固定5毫米trocar不同,SCUBA使用的6.3毫米trocar需要在脑组织内轻微移动,并需要厘米级别的皮肤切口和骨孔。SCUBA技术的前瞻性临床试验正在进行中。
结论
RAVMIA技术的初步应用表明,其在治疗长椭圆形基底节血肿和脑干血肿方面是安全且可行的。该方法在实现高清除效率的同时,最大程度地减少了侵入性。需要进一步的技术优化和临床试验来探索其全部潜力。
引言
我们之前报道了机器人导航可视化微创抽吸(RAVMIA)技术,对清除长椭圆形脑出血有效。该技术实现了超过85%的术中清除效率,同时造成最小(5毫米)的脑实质损伤。尽管取得了这一进展,但不规则形状或巨大的基底节血肿仍然构成重大的临床挑战。在此,我们进一步提出为清除不规则基底节血肿设计的双通道RAVMIA技术——核心手术步骤包括血肿形态学解构、机器人手术路径规划及接触可视内镜实时术中监测。
方法:双通道RAVMIA技术
将薄层CT图像导入神经外科机器人系统,对血肿进行三维重建。根据不规则血肿的形态,在轴位、冠状位及矢状位平面上将其手动解构成两个长椭球体。解构应符合以下标准:1)血肿上最靠近皮质表面的点被指定为一个椭球体的一个极点;2)每个椭球体实现最大程度的长轴比;3)两个椭球体尽可能完全地包含整个血肿体积。将两个椭球体的长轴分别定义为手术路径。每条路径的最深点为靶点,其与头皮的交叉点为入颅点。通常,入颅点1位于额区(额中回前部),入颅点2位于颞顶区(顶上小叶或顶下小叶)——均为非功能区(图3)。然后使用两个入颅点分别行RAVMIA术,具体操作如前所述。
图3. 双通道RAVMIA的机器人规划
在三平面视图中调整手术轨迹,并在3D重建中确认与血肿长轴对齐(A和B)。然后确定最终的双通道手术计划(C)。(黄色:1号;蓝色:2号)。
结果
双通道RAVMIA手术顺利完成。血肿被有效解构成两个椭球体,覆盖了总体积的97%。在机器人配准精度为0.9毫米的情况下,92.9%的术前血肿(49.5毫升)在25分钟内被清除,残留3毫升(图4-6)。术后过程包括1天的ICU住院和总共7天的住院时间。在1个月的随访中,患者GCS达到15分,受累下肢肌力恢复至III级。
图4. 双通道RAVMIA术前CT
图5. 双通道RAVMIA术中操作
图6. 双通道RAVMIA术后CT
讨论
目前来看,将治疗其他疾病的现成技术拿来治疗深部脑出血均未得到循证支持。这包括:原来治疗创伤的开颅术(STICH试验),原来治疗脑积水的置管术(MISTIE试验),原来治疗脑室肿瘤的套筒内镜手术(ENRICH试验)和原来治疗脑室病变的水环境脑室镜技术(MIND试验)。这提示对于脑出血这种即要求极高的清除效率还要求最小的医源性损伤的复杂疾病,可能需要在手术设备和方法学上进行革命性创新。
以往对脑出血手术技术的评估主要关注血肿清除效率,往往忽视了伴随的医源性脑损伤。在ENRICH试验中,ES对浅表脑叶血肿有效,但对深部血肿无效。这些阴性结果的一个关键原因可能是,套筒插入越深,造成的医源性脑损伤越大,从而抵消了快速清除的获益。以深度5厘米的基底节血肿为例:进行ES需要插入直径约1.58厘米的套筒。受骚扰的脑组织体积为π×(1.58 cm/2)²×5 cm=9.8 cm³。相比之下,使用5毫米trocar的RAVMIA,骚扰的脑组织体积仅为π×(0.5 cm/2)²×5 cm=0.98 cm³——相差10倍。因此,假设清除效率相似,RAVMIA的性价比是ES的10倍。
RAVMIA提高的血肿清除效率通过三个关键机制实现:
首先,严格遵守长轴原则。引流管只能抽吸其侧孔附近的血肿。沿血肿长轴推进,可以通过简单的前后移动清除大部分血块。接触可视内镜的视野深度仅限于约8毫米,横向约1厘米。只有长轴入路才能提供对大部分血肿的可视化,这也是将不规则血肿解构成两个椭球体以采用双通道入路的原理所在。
其次,刚性金属trocar牢固地固定在骨孔上,建立了一个稳定且受保护的手术通道。该通道保护周围的白质,允许器械反复、安全地通过而不会造成额外的医源性损伤。
最后,通过接触可视内镜进行的实时术中监测不仅指导初次抽吸的深度和方向,还提供剩余血肿性状方位等信息,为靶向抽吸策略提供依据。
根据我们开发和利用RAVMIA的经验,该技术本身技术要求不高。具有神经外科机器人经验的医生可以快速掌握。然而,解读接触可视内镜的图像并做出后续抽吸指导决策需要一些经验。总体而言,该技术学习曲线短,易于推广。
结论
这份初步技术报告证明了双通道RAVMIA技术在一例不规则基底节血肿中的潜在适用性。将不规则血肿解构成两个椭球体,可以实现精确的机器人轨迹规划和成功的可视化微创清除。需要更大规模队列的进一步研究来评估其安全性、有效性和普适性。
引言
虽然与深部脑出血相比,脑叶出血可能表现为较轻的初始神经功能缺损,但损伤到功能皮质区和皮质下白质束通常会导致严重肢体瘫痪或失语。与深部出血相比,脑叶出血的手术治疗虽然争议较少,但仍是一个临床不确定的领域。里程碑式的STICH试验未证实传统开颅手术优于保守治疗。最近的ENRICH试验证明套筒内镜手术(ES)对脑叶出血有效,但对深部血肿无效。然而,ES仍然需要建立一个皮质通路,导致直径1-3厘米的套筒相关实质损伤。我们之前报道的RAVMIA技术,实现了5毫米脑副损伤前提下超过85%的血肿清除效率。本研究以ES作为对照,评估RAVMIA技术对脑叶出血的疗效和短期结局。
方法
本研究采用回顾性队列设计,纳入2024年9月至2025年9月期间接受RAVMIA治疗的15例自发性脑叶出血患者。将这些患者与2023年8月至2024年8月接受ES治疗的16例脑叶出血患者的历史对照组进行比较。纳入标准:1)年龄18-80岁;2)CT证实首次发作的自发性幕上脑叶出血;3)血肿体积在30-80 ml;4)发病后72小时内进行手术干预。排除标准:1)由动脉瘤、血管畸形或肿瘤引起的出血;2)幕下(脑干或小脑)出血;3)预期寿命<6个月的严重合并症;4)临床或影像数据不完整。
ES组
全身麻醉下,患者体位暴露脑叶血肿的最浅表部位。在此处做6-8厘米的头皮切口。牵开头皮后,去除直径4-6厘米的近似圆形骨瓣。剪开硬脑膜,使用电凝烧灼皮质表面。然后,在使用脑造通器套装(SYM Medical,深圳)成功穿刺和球囊扩张后,将透明内镜套筒引入血肿。通过套筒置入2.7毫米0°内镜和吸引管以清除血肿。使用双极电凝和止血剂止血。在手术腔隙放置引流管。固定骨瓣,逐层缝合组织。
RAVMIA组
将术前薄层CT扫描上传至神经外科机器人系统。规划最佳手术路径,以血肿最深点为靶向,入颅点设在其最表浅部位。具体路径由血肿形态决定:对于椭球形血肿,轨迹沿长轴规划(图7);对于球形血肿,设计从最表浅点穿过几何中心(图8);对于不规则形状血肿(例如,与脑淀粉样血管病相关的血肿),优先穿过液体成分(图9)。在三个正交平面上进行微调并在3D重建上验证后,确定最终手术计划。RAVMIA手术操作如前所述。
图7. 椭球形脑叶出血RAVAMIA术
一例48.2毫升的椭球形顶叶血肿(左)。手术轨迹规划为入颅点位于顶叶最表浅部位,沿最长轴延伸至血肿最深点(中)。RAVMIA术后CT显示清除满意,清除率为96.3%(右)。
图8. 球形脑叶出血RAVAMIA术
一例33毫升的球形颞叶血肿(左),手术轨迹设计为入颅点位于最表浅位置,穿过几何中心至其最深点(中)。RAVMIA术后CT显示清除满意,清除率为98.5%(右)。
图9. 不规则形状脑叶出血RAVAMIA术
一例75毫升的不规则额叶血肿(淀粉样变性)(左),手术轨迹设计为优先穿过其深部液体成分(中)。RAVMIA术后CT显示血肿清除率为86%(右)。
两组所有患者均在ICU接受严格的血压控制(收缩压<130 mmHg)。根据第2天的CT扫描决定引流管立即拔除或继续引流(±尿激酶)。若继续引流,每日行CT扫描,直至沿管血肿<5毫升或已带管72小时,此时拔除引流管。
结果
15例RAVMIA和16例ES两组基线特征平衡。RAVMIA达到了相似的血肿清除率,但侵入性显著降低:更小的头皮切口、更小的开颅范围和更短的手术时间。这与其更短的ICU住院时间和总住院时间相关。虽然GCS和mRS评分的改善相似,但小样本量无法对功能等效性得出明确结论。RAVMIA组的NIHSS评分降低更为显著(表1)。两组均未发生感染或死亡病例。
表1 手术参数与短期结局比较
讨论
与深部基底节出血相比,脑叶出血更表浅,手术难度较低。在这种情况下,手术入路通道引起的白质损伤不是主要的负面因素。然而,当血肿位于远离皮质但处于功能区时,到达血肿就不可避免穿过并损伤一些功能皮层。在这种情况下,皮层损伤的程度成为主要的负面因素。如前所述,ES需要制造直径1-3厘米的皮层破坏,而RAVMIA技术仅需5毫米的开口。RAVMIA组观察到的NIHSS评分更显著的降低主要是由运动子项评分的改善驱动的。这可能归因于RAVMIA能够在造成最小皮质破坏的同时有效清除皮质下血肿。此外,RAVMIA的微创特性显著缩短了手术时间和住院时间,从而节省了医疗资源。
脑淀粉样血管病(CAA)的特征是淀粉样蛋白-β肽在软脑膜和皮质血管壁沉积。作为脑叶出血的一个重要原因,CAA相关血肿常呈现散在、多灶性形态。RAVMIA技术允许医生可视化这种异质性。在本研究中,我们运用临床判断优先靶向低密度(液体)成分,以达到减轻占位效应的目的,同时最大程度地减少对中间正常脑组织的创伤。RAVMIA组中的两名CAA患者分别达到了79%和86%的清除率,且均未发生术后再出血。虽然这些结果令人鼓舞,但样本量非常小,不能对该亚组中技术有效性得出确切结论。虽然两组之间的清除率相当,但RAVMIA组的EOT体积有更大的趋势(6.66 vs. 4.19 mL;P=0.062),这可能与该组内CAA病例中观察到的EOT体积以及RAVMIA术不能同时可视和操作有关。
结论
对于脑叶出血的外科治疗,RAVMIA可作为ES可行的替代方案。它成功地将清除效率和微创性这两个关键手术目标结合起来,导致患者恢复更快、医院资源利用减少。相关的神经功能缺损评分的改善是一个有希望的发现,值得进一步研究。
基于上述研究基础,下一步我们会研究RAVMIA术对非致命性中小量基底节出血肢体瘫痪及语言障碍康复的影响。欢迎感兴趣的同行参加。
通讯作者简介
王庭忠 主任医师
山东省立第三医院
脑出血诊疗中心主任,神经外科三病区主任,外科学教研室主任,知名专家,主任医师,医学博士,硕士研究生导师,美国华盛顿大学访问学者
兼任中国卒中学会脑出血微创治疗分会常委,欧美同学会医师协会脑血管病分会委员,国家卫生健康委脑出血外科诊疗能力提升项目受聘讲师,山东省卒中学会出血性卒中分会常委,山东省医学会医用机器人分会委员,山东省疼痛医学会神经调控专业委员会常委,《脑出血》杂志编委、编辑部主任,辽宁省医学会神经外科分会委员,辽宁省医师协会神经外科医师分会委员,辽宁省脑损伤疾病质量控制中心委员,辽宁省生命科学学会神经外科分会委员
主持国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金特别资助项目及省教育厅、省科技厅等多项课题
擅长出血性卒中微创内镜及机器人手术、缺血性卒中的颅内外血管重建术、淋巴静脉吻合术,脑卒中后偏瘫的神经吻合术,脑机接口与瘫痪等
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