作者:宋剑平,朱巍
作者单位:医院神经外科
通信作者:朱巍,Email:drzhuwei@fudan.edu.cn
本文来自:临床外科杂志年7月第26卷第7期;版权归临床外科杂志社所有,发布已获作者授权。
本系列稿件由雷霆教授组稿
脑动静脉畸形(BAVM)是神经外科常见的脑血管疾病,好发于青壮年,80.0%在11~40岁发病,其病理学特征为由脑内动静脉直接沟通的异常畸形血管团,由于缺乏毛细血管结构而产生一系列脑血流动力学改变,从而出现相应的临床症状和体征,主要危害为脑出血、癫痫、头痛和进行性神经功能障碍等。90.0%以上的BAVM位于幕上,其中65.0%位于大脑皮质,以顶、额、颞叶多见,枕叶略少;10.0%以下位于幕下,如小脑半球、小脑蚓部、小脑桥脑角和脑干等部位[1]。目前,BAVM主要治疗方法包括手术切除、介入栓塞或立体定向放疗。然而,体积巨大、位于功能区或脑深部的高分级BAVM不仅具有较大的治疗风险,而且难以用单一的治疗手段获得治愈。近年来,随着现代化复合手术室的出现和趋于成熟,高级别BAVM的复合手术治疗安全性和治愈率得以提高。我们结合目前的临床研究和手术实践,就当前高级别BAVM复合手术的价值和策略,结合文献分析,阐述如下。
一、高级别BAVM的定义
BAVM的解剖血管构筑、体积、部位和临床表现多样,其治疗风险也大相径庭。目前,国际上使用较广泛的BAVM分级标准是Spetzler-Martin分级。该分级方法将BAVM的大小(取最大径)、是否位于功能区(深部功能区如下丘脑、丘脑、内囊、脑干、小脑深部核团和小脑脚等;皮层功能区如感觉或运动皮质区、语言中枢和视觉中枢等及其邻近区域)和引流静脉(深或浅)作为主要指标分别评分,再综合分为5个等级,并包含有一个独立的第VI级,指不可切除的BAVM,临床上较少见[2]。长期的临床随访和研究证实,Spetzler-MartinⅣ和Ⅴ级治疗后的死残率最高(27.0%~38.0%),远超其他类型的病人,因此,Spetzler和Ponce又提出了一个简化的三分类方案,将Spetzler-MartinⅣ和Ⅴ级合并为Spetzler-PonceC级[3]。Lawton[4]研究指出,Spet-zler-MartinⅢ级(即Spetzler-PonceB级)有4种组合,不同组合间预后存在明显差异,有必要对该等级的BAVM进行细分,并发现其中最长径3~6cm、无深部引流且毗邻功能区者(定义为改良Spetzler-MartinⅢ+级),预后不良率高达15.0%,远超其他3种组合。因此,Lawton认为需将其与Spetzler-MartinⅣ和Ⅴ级的BAVM同等对待。有鉴于此,我们认为高级别BAVM的定义应包括改良Spetzler-MartinⅢ+级和Spetzler-PonceC级(Spetzler-MartinⅣ级和Ⅴ级)的病人,这类BAVM的特点是病灶往往体积较大,与脑功能区关系密切,具有最高的手术治疗风险。
但是,BAVM分级中如何界定脑功能区常常令人困惑。Spetzler-Martin分级中脑功能区基于经典的解剖结构进行定位。随着功能影像技术的进步,目前已能较为直观和准确的从MRI影像上显示大脑皮层功能区和传导束等功能结构。但由于功能影像的原理是脑组织血流动力学和血氧代谢变化,而BAVM畸形血管团内部存在的复杂血流改变可能使得现有功能影像技术无法准确反应其内部脑组织的功能情况。虽然不少基于功能影像的研究认为在BAVM病人中,功能区可因畸形血管团的存在而发生重构或转移[5-8],但也有学者认为畸形血管团中的脑组织已经缺乏功能性(弥散型除外)。有报道采用异戊巴比妥试验(Wada实验)判断畸形血管团是否累及功能区,但是如果操作时不能精确地超选BAVM终末供血动脉,或畸形团内部存在血管沟通或返流,Wada实验的准确性也将受到影响[9]。因此,对于BAVM的分级,我们建议仍主要采用经典的解剖结构定位进行评估,虽然有可能高估了某些BAVM的分级,但有助于减少因低估BAVM的治疗风险而导致的诊疗决策失误。功能影像和Wada实验则主要服务于治疗方案的制定。此外,有些位于传统非功能区的BAVM,如侧裂区、小脑扁桃体等处,如果血管造影提示有供应功能区的过路动脉(enpas-sageartery,亦可参与BAVM供血)穿过畸形团,考虑到治疗时过路血管损伤的概率较高,分级时也应将这些BAVM判断为具有“功能性”[10-11]。
二、高级别BAVM的治疗指征
伴约有12.0%的BAVM病人会出现不同程度的症状,其中破裂出血最为常见,约占所有BAVM初发症状的50.0%[12]。BAVM初次出血后的死亡率高达10.0%~30.0%[12]。既往出血史也是BAVM再出血的危险因素。据报道,BAVM出血后1年内再出血的风险最高(9.7%~17.8%),然后逐渐下降,约5年后下降至平均水平[13-14]。一般认为,破裂BAVM的平均年出血率(4.5%)约为未破裂BAVM(2.2%)的2倍左右,不可忽视[15-16]。此外,虽然BAVM出血后引起功能障碍,但形成的血肿腔和周边胶质增生,反而使得后续手术治疗获得了天然的手术通道和分离界面,有利于减少术中正常脑组织损伤和不良预后。因此,在Lawton-Young补充评分系统中,BAVM的既往出血史反而是有利于手术治疗的预测因子[17-18]。有鉴于此,对于出血型的高级别BAVM,应该积极采取治疗措施,减少再出血的可能性。但在出血急性期,应根据病情,以保守治疗(如积极控制收缩压低于140mmHg、降颅压和预防癫痫)、开颅血肿吸除内减压和去骨瓣外减压为主,待2~4周血肿吸收后,再处理高级别的BAVM畸形血管团[1]。
而对未破裂BAVM,国际ARUBA研究(ARan-domizedTrialofUnrupturedBrainArteriovenousMalfor-mations)认为侵袭性治疗效果并不优于保守治疗[16],但该结果囿于研究设计缺陷和随访时间短等原因而饱受争议。一项关于ARUBA研究的亚组分析表明,Spetzler-MartinⅠ和Ⅱ级的病人,手术疗效确切,仅在Ⅲ级以上的病人中,保守治疗的短期效果才优于侵袭性治疗[19]。由于未破裂BAVM的年破裂风险低,既往文献也多支持对于无症状未破裂的高级别BAVM进行保守观察[3-4]。但需要指出的是,对于年轻BAVM病人,其终身出血风险并不低。根据计算公式(简化公式:终生出血风险=105-年龄)[12,20],对于一个30岁年轻病人而言,BAVM的终身出血风险可高达75%。如果BAVM仅存在单一深部静脉引流、或部位深在(如位于丘脑、基底节或脑室旁)、或伴发动脉瘤,出血风险将明显增加[14-15,21-22]。因此,对于未破裂的高级别BAVM,必须审慎并个体化的比较其治疗的获益和风险。对于年纪较轻的病人,尤其是伴有高危因素者,在密切随访过程中如出现症状持续恶化、引流静脉狭窄或血栓形成、病灶周边渗出和水肿等情况,即表明病灶血流动力学不稳定,需要干预。此外,鉴于后颅窝BAVM更高的出血风险(确诊后5年内年出血率11.6%,累积出血率45.0%)和出血后高死亡率(可达66.7%),应该更积极地进行治疗[10,23-25]。因此,对于未破裂高级别BAVM治疗指征的判定主要基于病人终身病灶出血风险和治疗风险的评估对比后作出。
虽然BAVM最主要的治疗目标是将其治愈,杜绝出血风险,然而,高级别BAVM的治疗至今仍然伴随着极高的风险性。因此医师在制定治疗方案时,应详细与病人及家属沟通,使其对治疗风险和获益完全理解,并对治疗方案知情同意。但对于年老体弱、或有严重系统性疾病的病人,由于手术耗时长、病人的身体负担重,需选择相对保守的治疗方案。
三、高级别BAVM的复合手术治疗策略
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[26]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。我们现将我院脑血管病复合手术团队的BAVM治疗策略介绍如下。
1.术前准备:BAVM病人入院后,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。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.术前/术中栓塞:高级别BAVM单一采用栓塞治疗的治愈率仅为12.5%或更低[27],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[28-31]。因此,相比保守治疗,单一的栓塞治疗手段不能减少BAVM病人的整体出血率[32]。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[33]。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[34-36]。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[37]。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[38]。因此,我们只建议对于位于深部的高级别BAVM尝试该方案;而对于大多数高级别BAVM,如果能够采用栓塞合并手术的复合手术策略获得治愈,是使病人快速摆脱病变威胁的最佳手段。
我们建议术前/术中栓塞的目标如下:(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(niduscomparment),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于术中经血管壁可视,因此还可作为定位供血动脉的手段[39]。(2)栓塞邻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,因此将邻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[31,39-41]。但要注意的是,对于计划进行手术切除的病人,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[41]。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。
栓塞后进行手术的时机颇具争议性。国外报道倾向于术前栓塞后,间隔数日或数周,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[31]。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4.0%~16.0%[42];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3.0%~8.0%[31,41,43-44]。此外,分期治疗也意味着病人需要接受两次或以上全身麻醉治疗,增加了风险和费用。我们的临床经验表明:(1)对于中低级别、体积较小的BAVM,完全可以在一次全身麻醉下,同期完成术中栓塞和病灶切除,无需分期进行。同期治疗也有助于消除栓塞治疗围术期出血的风险。(2)对于高级别的BAVM,如果术前评估一次栓塞不能达到满意的病灶控制要求,可以分次栓塞后再行手术。分次治疗期间需进行严格的血压控制、癫痫防治和密切的监护观察。最后一次栓塞可在复合手术室内进行,栓塞后即可联合开颅手术切除病灶,从而尽可能减少病人分期治疗的不便和风险。
3.麻醉和术中神经功能监护:一般采用静脉全身麻醉的方法开展手术,有助于颅压控制和保证术中神经电生理监护的准确性。麻醉医师在术中需注意维护血流动力学稳定,一般无需控制性降压。对于累及功能区,尤其是语言区的病人,可以考虑采用清醒麻醉(静脉麻醉联合术中唤醒)措施。但考虑到手术时间长,病人需长期保持固定的体位容易引起不适,因此如果计划进行清醒麻醉,需要病人充分理解和具有良好的术中配合能力,否则反而增加治疗风险。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。对于伴发癫痫的病人,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[1,17,39,41,45]。
4.手术过程:BAVM畸形血管团栓塞后,可即转开颅手术。病人体位和开颅方式需根据病灶所在部位进行个体化设计。手术切口的确定一般要借助导航,保证骨窗范围大于BAVM病灶外2cm左右。由于BAVM的血供可能来源于颈外动脉系统、或引流静脉附着于硬膜,因此,在开颅前就应采用提前使用甘露醇(1.0g/kg)等措施降颅压,使在铣除骨瓣时脑压即已获得良好的控制,从而减少硬膜撕裂、大出血的风险[46]。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[47],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[1,17,39,41]。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(Valsalvamaneuver)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。需要指出,虽然栓塞联合手术切除的复合治疗方式减少了术中出血、提高了手术安全性,有助于改善BAVM的病人预后,但术者精细的显微外科技巧仍然是获得最佳疗效的重要保证[39,48-49]。
5.造影复查:虽然术中B超和吲哚菁绿造影的使用有助于定位病灶和判断切除程度,但DSA造影复查仍然是明确切除程度的最理想手段。在C臂机时代,术中造影能够显示约8.0%的BAVM病灶残留,但假阴性率也很高(5.0%~18.0%)[50-51]。随着现代化的神经外科复合手术室中造影设备分辨率的大幅度改善,可明显减少术中造影的假阴性率。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。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[52-53]。因此,平缓的麻醉复苏、严格的血压控制(根据病人术前血压水平设定,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,都是提高病人围术期安全性的关键步骤。由于病人在术中已经确认了BAVM切除的彻底性,因此出院后常规复查采用平扫MRI即可(术后3个月和6个月)。DSA造影复查建议在术后1年后进行。
四、展望
实际上,复合手术理念的出现早于现代复合手术室的发明和应用。上世纪90年代,就有不少研究者利用移动式C臂机造影进行简单的术中血管造影,即为复合手术室的雏形。虽然现代化的复合手术室已获得应用,但相比硬件平台的提升,复合手术理念的更新更为重要。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,通过多模式的综合性诊疗,不仅提高BAVM的一期手术切除率,并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的精诚团队合作,才能使复合手术室真正成为脑血管病的安全手术平台,并在此基础上进行手术方式和策略的创新,使病人获得最好的疗效。
作者简介朱巍教授简介
朱巍,男,医学博士,神经外科教授,博士生导师,上海医学会神经外科分会常委、秘书、脑血管专业组组长,中华医学会神经外科分会青年委员,中国卒中学会脑血管病外科学分会副主委,中国医师协会内镜医师分会委员。研究方向为“脑血管病发生发展机制”、“脑血管病细胞治疗新进展”和“新型脑血管病治疗材料”。作为项目负责人,他先后承担了国家自然科学基金3项、上海市级科研项目5项以及国际合作科研项目1项。以第一或通讯作者身份发表SCI论文32篇(IF共分),先后荣获国家科技进步二等奖、上海市科技进步一等奖、教育部科学技术进步一等奖、上海市卫生系统最高奖“银蛇奖”一等奖;先后入选上海市卫生系统“百人计划”、“新优青计划”、上海市科技启明星计划、上海市科技启明星跟踪计划、复旦大学“世纪之星”计划等。
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