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第一章
绪论

第一节 神经外科学发展简史

神经外科学(neurosurgery)属外科学的分支,是以手术为主要治疗手段,研究脑、脊髓和周围神经系统疾病发病机制,探索新的诊断和治疗方法的学科。神经外科学的范畴包括神经系统先天性发育异常、损伤、感染、肿瘤、血管病变、神经退行性病变和遗传代谢障碍等疾病。

一、引言
(一)百年神经外科学历史

神经外科学是伴随神经生理及脑功能定位认识的不断深入,逐步形成的一门独立临床专业学科。20世纪初期,经典神经外科学(classical neurosurgery)诞生,经过20世纪50至70年代,开始进入显微神经外科学(microneurosurgery)阶段。至20世纪90年代,步入微创神经外科学(minimally invasive neurosurgery)时代。百年神经外科发展史展现了神经科学基础研究和技术发明驱动神经外科学发展的历程。

1.经典神经外科学阶段

19世纪后叶,神经外科处于萌芽状态,许多欧美外科医师开始从事颅内肿瘤、脑脓肿、癫痫、脊髓压迫症及三叉神经痛等疾病治疗。1870年弗里奇(G. Fritsch,1838—1927)及希齐格(E. Hitzig,1838—1907)首先证明顶叶脑皮质功能定位;此后,弗莱克西希(P. E. Flechsig,1847—1929)绘图标出人脑运动、感觉和视觉的功能区,这些新发现推动脑外科手术开展。1919年,由美国外科医师库欣(H. Cushing,1869—1939)发起成立神经外科学,至20世纪50年代形成经典神经外科学阶段。在此阶段,手术前根据神经功能缺损、气脑造影术(pneumoencephalography)与颈动脉造影术影像学资料定位脑和脊髓病灶,颅脑手术以脑叶头部投影为基础设计手术切口,大骨瓣开颅探查寻找脑内病灶,为解除患者的颅内压(intracranial pressure,ICP)增高症状,常需去除颅骨骨瓣或切除脑叶。

2.显微神经外科学阶段

20世纪50年代到20世纪末,神经外科逐步进入显微神经外科学阶段。计算机体层成像(computed tomography,CT)和磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的临床应用为早期发现、准确定位颅内病变提供了可靠的影像学保证。围绕支撑显微手术技术的显微手术器械(材),如高性能手术显微镜、开颅动力装置高速颅钻、可控手术床和头架、自动牵开器、超声吸引器、双极电凝等,解决了困惑神经外科手术照明、术野狭小和有别于其他外科的止血问题。为满足颅脑手术需要,脑显微解剖研修培训班应运而生,探索出经过脑外抵达病灶的翼点、岩骨和额眶颧等手术入路,减少牵拉和脑组织的损伤,形成了以病灶为中心的显微神经外科学理念。

20世纪60年代,国际神经外科进入显微神经外科时代。1965年我国臧人和(1928—2011)医师赴新疆医学院创建神经外科,1976年首先在国内开展颅外-颅内动脉吻合手术,随后脑血管吻合开启了国内显微神经外科技术。1978年全国科学大会召开迎来科学的春天,神经外科也得到迅速发展,引进CT、MRI、伽马刀(γ刀)等大型诊断和手术设备,显微神经外科学的理念得到逐步落实,至20世纪90年代全国基本普及了显微神经外科技术。

3.微创神经外科学阶段

20世纪后期,新型诊断技术正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography and computed tomography,PET/CT)、功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)和脑磁图(magnetoencephalography,MEG)可准确定位人脑认知功能区,为建立微创神经外科学奠定了基础。微创神经外科应用影像引导系统(image guided system)定位脑认知功能区,准确发现病灶,避免神经功能损伤。手术中同时采用脑血流、神经电生理监测及神经内镜辅助技术,使手术更为安全有效。神经外科学理念从神经解剖结构保护提升到神经功能保护的新高度。

微创神经外科技术平台包括:①影像引导神经外科学(image guided neurosurgery);②锁孔入路(keyhole approach);③神经内镜(neuroendoscopy)辅助手术;④神经介入手术(neurointerventional surgery);⑤立体定向放射外科(stereotaxic radiosurgery);⑥分子神经外科学(神经干细胞和基因治疗等技术)。

微创神经外科学借助生理学、生物学、心理学、物理学、计算机科学和信息学等多学科的通力合作,成为神经科学基础研究与神经外科临床转化的平台。

(二)百年神经外科发展史的启示

1.神经外科学源于脑功能发现

百年神经外科发展史是一部由脑功能发现不断推动发展的历史。

1861年法国外科医师、神经病学家布罗卡(P. Broca,1824—1880)治疗一例脑外伤后失去语言功能的患者,患者去世后经尸检发现左侧大脑半球额下回损伤,布罗卡将此部位定为运动性言语中枢。10年后,德国韦尼克(C. Wernick,1848—1905)见到一例左侧大脑半球损伤患者无法理解他人语言,即“感觉性失语”症状,发现左侧大脑半球颞上回后部为听觉中枢。1890年英国外科医师霍斯利(V. Horsley,1857—1916)等电刺激猩猩大脑半球中央区,绘制了大脑皮质肢体运动定位图。1909年德国神经科医师布罗德曼(K. Brodmann,1868—1918),根据大脑皮质不同区域的细胞筑构,将人脑皮质分为52区,现仍被广泛采用。1931年加拿大神经外科医师潘菲尔德(W. G. Penfied,1891—1976)在癫痫患者颅脑手术中,采用电刺激大脑皮质的方法研究颞叶功能,并于1950年与拉斯穆森(T. B. Rasmussen,1910—2002)共同绘制出人体感觉区和运动区大脑皮质功能定位图。20世纪前半叶,脑功能发现为神经外科学的建立奠定了理论基础。

20世纪下半叶,脑功能成像技术为探索人脑功能开辟了新的途径。应用灌注加权成像(perfusion weighted imaging,PWI)、弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)和血氧水平依赖(blood oxygenation level dependent,BOLD)等方法,提供脑功能磁共振成像(fMRI)、磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS),以及正电子发射计算机体层显像(PET/CT)、单光子发射计算机体层显像(single photon emission computed tomography,SPECT)等活体人脑功能成像应运而生,影像形式由平面到断层,由静态到动态,由单纯的解剖形态到形态与功能融合影像。通过测量和分析脑高级活动时多个激活脑区时空特性,获得人脑活动许多新认识,使脑功能研究跳出神经生理或某一学科范畴。在神经外科开颅手术中,应用大脑中文语言区和肢体运动区定位研究,不仅更好地保护患者语言和肢体运动功能,同时在人体获得一些脑功能新的发现。

2.技术发明推进神经外科学发展

技术发明是百年神经外科学发展的推手。1895年伦琴(W. C.Röntgen,1845—1923)发现X线,临床X线技术的应用标志着以人体解剖结构和形态学为基础的医学影像技术诞生。1919年美国神经外科医师丹迪(W. E. Dandy,1886—1946)发明气脑造影,1927年葡萄牙神经外科医师莫尼兹(E. Moniz,1874—1955)发明颈动脉血管造影,以及1929年德国医师贝格尔(H.Berger,1873—1941)从一个颅骨受损的患者头部检测出极为微弱的电流,确认这种电流源于脑部活动,发明了脑电图等,成为经典神经外科时期脑和脊髓疾病重要诊断手段。

1967年豪斯菲尔德(N. Housfield,1917—2004)发明CT,连同1980年磁共振扫描技术,成为20世纪医学领域划时代的里程碑,为包括神经外科学在内的医学发展做出卓越的贡献。

在一系列脑认知发现和技术发明推动下,百年神经外科学从经典神经外科学阶段、显微神经外科学阶段,进入微创神经外科学阶段,实现了从脑解剖结构保护到脑功能保护的飞跃。没有科学发明和技术进步就没有今天的神经外科学。

(三)中国神经外科发展历史

20世纪30年代,北京协和医院外科临床逐渐形成普通外科、神经外科、肿瘤外科、胸外科等七个专业科室,神经外科由关颂韬(1896—1980)医师(associate professor)主持。1926年关颂韬留学美国,师从弗雷泽(C. H. Frazier,1870—1936)。1930年关颂韬回国在北京协和医院从事颅脑外伤、脑肿瘤、三叉神经痛、脊髓疾病等神经外科疾病的治疗。1932年在《中华医学杂志》上发表我国第一篇神经外科关于三叉神经痛治疗的专业论文。1934年赵以成医师(1908—1974)自北京协和医学院毕业后在外科任职,因成绩优异于1938年获洛克菲勒基金会选派赴加拿大蒙特利尔神经病学研究所,师从Penfield教授学习神经外科。1940年他结束学业,赴美国参观考察了八所医院的神经外科临床与研究工作后,在太平洋战争爆发前夕回国,与关颂韬医师一起工作。太平洋战争爆发后,日本进一步加强了对中国的侵略,北京协和医院被迫关闭。关颂韬到北京中和医院(后改称中央人民医院,现北京大学人民医院前身)继续工作,至1949年关颂韬移居美国,20世纪80年代初曾短期回国访问。北京协和医院由关颂韬医师作为领军人物的神经外科梯队,与当时许英魁、魏毓麟等医师领导的神经内科合作,成为北方地区一支雄厚的技术力量。

1939年冯传宜医师(1918—2009)考入北京协和医学院。1949年起冯传宜医师在北京协和医院神经外科工作,1952年开展第一例小脑星形细胞瘤切除术成功。北京协和医学院的医学资料因日本入侵一度流失,据已知资料,北京协和医院神经外科在1949年之前的20余年中,施行颅脑和脊髓手术50例,包括垂体腺瘤、急性硬脑膜外血肿等,也包括开颅探查和椎管探查术等,在《中华医学杂志》发表论文16篇。

1928年张同和(1902—1966)毕业于北京协和医学院,抗日战争期间曾秘密转到西安为八路军伤员治疗,1946年赴美留学,1947年回国后在西北医学院开展脑外伤手术,成为中国神经外科的创始人之一。沈阳小河沿医学院张查理(1895—1970)1918年留英归国后,开展手术切除三叉神经节肿瘤,刊登在1938年《中华医学杂志》(英文版)上。20世纪30—40年代,沈克非医师(1898—1972)、裘法祖医师(1914—2008)都曾开展过脑部手术。上述诸位专家是开创我国神经外科的先驱。

中华人民共和国成立后,中央人民政府卫生部做出两个决定:①1951年开始派年轻医师到苏联学习神经外科;②天津市立总医院组建脑科,承办“全国第一届脑外科进修班”,为我国建立神经外科专科起到重要作用。1952年4月赵以成医师等在天津市立总医院创立神经外科,并举办了第一期全国神经外科进修班,正式学员23名,旁听生和参观学习人员各2名。1954年卫生部邀请赵以成医师以及苏联基辅神经外科研究所阿鲁秋诺夫(Alexander Ivanovich Arutinov,1904—1975),在北京医学院附属医院举办中国神经外科医师培训班,该培训班于1955年2月迁至北京同仁医院举办。

1951年8月国家派出第一批留学生到苏联,涂通今医师(1914—)学习神经外科。1956年涂通今回国后,与北京协和医院冯传宜、曾广义,还有尹昭炎、王茂山等在第四军医大学(现中国人民解放军空军军医大学)组建神经外科。

1950年12月20日,上海中山医院(现复旦大学附属中山医院)沈克非和史玉泉成功切除第一例右额胶质瘤手术,在他们的推动下,上海第一医学院(现复旦大学上海医学院)在国内首先创建了神经外科。

20世纪50年代末期,北京、天津、上海等地,以及军队医疗系统相继成立神经外科专科。1958年成立全军神经外科专业组,中国人民解放军总医院神经外科主任段国升医师(1919—2012)任组长,第四军医大学附属医院(现空军军医大学西京医院)神经外科主任曾广义医师担任副组长。1960年成立北京市神经外科研究所,赵以成医师任所长并兼任首都医科大学宣武医院院长。1981年薛庆澄医师组建天津市神经病学研究所。20世纪80年代史玉泉医师和张源昌医师共同组建上海第一医学院神经病研究所。

抗美援朝期间,段国升(1919—2012)、王忠诚(1925—2012)、史玉泉和蒋大介、杨德泰等先后到长春市第18军医院和牡丹江第35陆军医院为头部外伤后遗症的志愿军伤员进行治疗。1954年刘承基被派到辽宁抗美援朝晚期战伤医疗研究组,组长为吴英恺(1910—2003)、神经外科主任冯传宜(1918—2009,北京协和医院),副主任有沈阳军区总医院段国升,医师有尹昭炎(北京协和医院)、赵崇智(沈阳军区总医院)等。

二、国内外神经外科学进展
(一)微创神经科学

影像引导下的微创神经外科技术起步于20世纪90年代初期,2005年美国国立卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)委托布列根和妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)建立美国影像引导治疗中心。微创神经外科学理念(concept of minimally invasive neurosurgery)是在诊断和治疗神经外科疾病时以最小创伤操作,最大限度保护、恢复脑神经功能,减少医源性损伤。由脑解剖定位系统和脑功能监测系统组成的微创神经外科技术平台,改变了传统颅脑手术模式,将神经科学基础研究成果应用在神经外科颅脑手术中保护脑功能。

功能磁共振成像(fMRI)不仅可以清晰地将神经系统解剖结构展现,同时直观显示认知功能区和神经传导纤维。利用fMRI、弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、术中超声、血管造影、电生理监测等技术和神经导航系统结合,术前制订手术计划,术中在多模态影像引导下实施手术,保护脑功能,提高手术质量。

(二)我国微创神经外科学进展

1996年3月刘承基教授创办《中国微侵袭神经外科杂志》,将微创神经外科学理念引进国内。2001年以来,中华医学会神经外科学分会通过举办微创、导航学习班和示范手术,在全国推广微创神经外科技术和理念,取得显著临床效果。

2005年,首都医科大学附属北京天坛医院(以下简称北京天坛医院)与中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室密切合作,探索利用微创神经外科技术平台,将脑认知科学基础研究成果,应用于临床,取得成果。手术前为患者进行生理、心理和语言学检测和fMRI扫描,定位肢体、视力和汉语语言功能区,确定脑内病变和纤维束的关系,在fMRI图像和神经导航系统的融合下进行微创手术提供依据,设计手术入路,最大限度地保护运动、语言和基本视觉功能,减少手术并发症,改善患者术后生活质量。2009年赵继宗等“颅脑手术中脑认知功能保护的微创神经外科学基础研究与临床应用”和周良辅等“建立外科新技术治疗颅内难治部位的病变”科研项目分别获得国家科学技术进步奖二等奖。

2009年,复旦大学附属华山医院、中国人民解放军总医院和天津医科大学总医院等医院先后引进术中磁共振。21世纪我国微创神经外科学已跨入国际先进行列。2007年在苏州成功举办国际微创神经外科大会。

(三)国内神经外科现状

1.国内神经外科基本状况

目前我国县级医院已经建立独立的神经外科病房,配备CT和神经外科手术设备,有些县医院还配备了磁共振扫描仪,具备诊断治疗颅脑损伤和脑出血等神经外科常见病的条件。省级医院设有神经外科专科,胜任颅脑肿瘤、脑血管病、脊髓脊柱、功能神经外科等疾病诊治。2011年国家卫生部(现为国家卫生健康委员会)组织评审,全国77家医院申报重点神经外科。据不完全统计,我国拥有1.3万余名神经外科医师。

在历次国内突发事件和地震等自然灾害中,神经外科医师积极参加救治。2008年奥运会期间北京地区100多名神经外科医护人员圆满完成奥运会水上项目、铁人三项、开闭幕式及奥运村医院的医疗服务工作。

2008年5月12日中国四川省汶川地区发生了里氏8.0级特大地震,中华医学会神经外科学分会紧急号召全国神经外科医师,2 000多名神经外科医护人员参加由各级政府组织的汶川抗震救灾医疗队。神经外科学分会主任委员赵继宗医师、候任主任委员周定标医师、华西医科大学游潮医师等均奔赴抗震救灾一线指导救治。为总结抗震救灾的经验,参加了医疗队工作的神经外科专家编写了《地震灾害颅脑损伤医疗救护》(人民卫生出版社出版,2009年)。2010年甘肃舟曲特大山洪泥石流灾害,2011年甬温线特大铁路交通事故,2019年江苏省盐城市响水化工厂特大爆炸事故,在这些特大灾害和事故的医疗救治中,均有全国各地神经外科医师的身影。

颅脑外伤外科治疗是神经外科主要临床工作,我国县级医院完全可以胜任颅脑损伤的救治。

在脑血管神经外科方面,我国脑出血外科治疗已在全国普及。“九五”期间,国家科技攻关项目“颅内巨大动脉瘤、巨大动静脉畸形外科治疗的深入研究”,与国外同步开展颅内动脉瘤外科开颅夹闭动脉瘤手术,应用现代吲哚菁绿荧光造影技术,神经内镜辅助,进行床突段、巨大等复杂颅内动脉瘤手术治疗。发现手术切除巨大脑动静脉畸形发生正常灌注压突破(normal perfusion pressure break-through,NPPB)时间窗,并一期手术切除病灶,手术效果达到国际先进水平。“十五”期间,国家科技攻关项目“脑卒中规范化外科治疗技术推广研究”,“十一五”科技部支撑项目“脑卒中外科综合治疗技术体系研究”,全国30个省市自治区135家医院神经外科参加多中心单盲临床对照试验,应用显微和碎吸技术治疗出血性脑卒中,术后长期随访研究。赵继宗在2009年5月美国神经外科大会作“2 464例高血压脑出血的外科治疗”报告,获国际论文摘要奖。“十一五”期间,为探索早期发现烟雾病、早期阶段标准、颞浅动脉-大脑中动脉搭桥术中脑血流的测定,以及中国成人患者既往无卒中发作烟雾病的特点,推动我国烟雾病发展。2006年周定标医师“颈动脉粥样硬化性狭窄的诊断和相关基础研究”获军队医疗成果奖二等奖。近十年,神经介入治疗颅内硬脑膜动静脉瘘(dural arteriovenous fistula,DAVF)、夹层动脉瘤、颈内动脉海绵窦瘘、脑血管畸形等在国内得到普及发展。

国内三级甲等医院可以完成各类颅脑肿瘤手术,神经内镜经鼻蝶治疗垂体腺瘤。与国际同步,开展神经分子病理指导下的脑胶质瘤个体化,以化学治疗、放射治疗、基因治疗、靶向治疗等胶质瘤综合治疗。2017年江涛课题组“脑胶质瘤诊疗关键技术创新研究与推广应用”获得国家科学技术进步奖二等奖。

2013年北京天坛医院与中国科学院微生物研究所合作启动“胶质母细胞瘤热休克蛋白gp96靶向免疫治疗研究”。

在神经功能神经外科方面,以脑深部电刺激(deep brain stimulation,DBS)为代表的神经调控技术是当前国际上最活跃领域。北京天坛医院张建国教授与清华大学李路明教授合作开发国产脑起搏器已经完成治疗帕金森病临床试验,取得了预期效果,2019年“脑起搏器关键技术、系统与临床应用”获得国家科学技术进步奖一等奖。

在脊髓脊柱神经外科方面,我国大多脊柱疾病患者多在骨科接受治疗。近年国内神经外科逐步开展神经内镜技术开展脊髓、脊柱疾病手术。2018年中国科学院遗传与发育生物学研究所与北京天坛医院合作,正在开展“脊髓损伤再生修复机理及临床转化研究”。颅后窝小骨窗减压合并自体筋膜枕大池重建术治疗Chiari畸形临床效果满意,具有国际先进水平。

2.国内神经外科存在的问题

缺乏原始创新和前瞻性临床研究是国内神经外科存在的主要问题。目前多数的临床研究是在引进国外新设备技术的基础上,结合中国病例的回顾性总结,最后使我国科研及临床机构成为国外医疗器材、试剂、模型动物的市场。

我国沿海与西部地区神经外科发展不平衡。西部地区三级医院的条件与沿海地区差异不大,完全可以满足临床需要,主要问题是缺乏神经外科专业人才,以致形成医疗水平的差距,神经外科诊疗指南推广还需进一步普及。

虽然国内拥有丰富的神经性疾病临床资源,但是以循证医学为基础的神经外科诊疗指南和共识较少,缺乏在国际神经外科领域话语权。

三、神经外科学发展趋势与展望
(一)神经外科学发展新契机——脑科学研究

神经外科学发展史证明,神经外科学发展依赖于基础科学、脑认知发现和技术进步,脑科学研究将是推动神经外科前行的原动力。

人类大脑是自然界最复杂的系统之一。智力、思维、意识的产生是人类认识自然与认识自身的终极形态;脑卒中、癫痫、帕金森病和老年痴呆等成为社会负担最重的慢性非传染性疾病。脑机接口和人机智能交互等技术开辟了神经外科学新的前沿领域。2013年美国和欧盟相继启动“通过推动创新型神经技术开展大脑研究(brain research through advancing innovative neurotechnologies,BRAIN)”计划和“人脑计划(human brain project,HBP)”。脑研究计划是继国际人类基因组计划完成后,更具有挑战性的计划,我国的脑研究计划将成为神经外科新的发展机遇。

我国神经科学在血流供应和大脑功能拓扑结构关系、人造神经网络、智力障碍相关蛋白CDKL15在兴奋性突触发育中的作用、胼胝体等位投射、脑特定功能区域内神经元微环路和产生气味选择性的信息转换机制、黑腹果蝇识别其他物种果蝇的生物学机制、亨廷顿病的发生机制、IL-17诱导的实验性自身免疫性脑脊髓炎的发病机制、钙调蛋白激酶家族成员βCaMKⅡ在抑郁核心症状的形成中的作用、大脑皮质抑郁性神经元起源和同步化脑状态下快速视觉处理的级联放大机制等方面的研究中取得了重大进展。

过去几十年脑研究有了长足进展,但是由于脑结构、脑功能的复杂性,研究方法的局限性和脑部的难以进入性,脑研究依然面临巨大的挑战。神经外科颅脑手术直接面对患者大脑,优势在于可采用磁共振、脑电图和脑磁图等手段研究人脑认知功能;开颅手术中印证并保护新发现的脑功能区,对研究脑重大疾病的发生发展机制和治疗都将发挥重要作用,为多学科合作研究和转化医学提供不可或缺的技术平台,也为促进神经外科发展带来新的契机。

(二)神经外科发展必由之路——转化医学

随着前沿技术快速发展,人类基因组序列的解码,二代测序技术的普及,以及诸如蛋白组学和表观基因组学等分子生物技术的发展,生物医学研究正发生深刻变化。以个人基因组信息为基础,结合蛋白组学及代谢组学等相关内环境信息,为患者设计出最佳治疗方案,以期达到治疗效果的最大化和副作用的最小化的新的医疗模式——精准医学(precision medicine)正在兴起,精准医学需要基础研究和临床研究结合,经过转化医学(translational medicine)推动研究成果最终达到临床应用的目的。

我国已经在神经元发育分子机制,视觉感知机制,胶质细胞新功能,学习记忆等神经、精神重大疾病相关环路可塑性,脑静息态成像,DBS技术和脑机接口等方面取得了一批具有国际先进水平的成果,这些成果向临床神经科学转化,将诞生5个新研究领域。

1.大规模、标准化研究队列和中国脑重大疾病遗传信息、资源数据库和生物标本库,为脑疾病的早期诊断和干预提供新策略。

2.针对幼年脑发育性疾病、老年退行性疾病等的脑成像图谱,研究活体脑成像新技术和重大脑疾病影像标志物。

3.颅脑损伤大数据开发研究,为国家相关行业及公众服务提供信息。

4.利用3D打印技术建立脑血管病和脑肿瘤的3D模型,为临床治疗提供新途径。

5.脑机接口研究,为脑卒中、脊髓及肢体神经损伤、肌萎缩侧索硬化(渐冻人)及其他神经肌肉退化患者的康复开发新途径。

(三)神经外科学创新体制求索

1.创新临床神经科学体系

我国人口数量多,神经疾病患者基数大,但是我国高水平的研究成果较少,究其原因,目前临床神经科学学科设置与学理相悖,基础研究与临床实践脱节问题比较突出,创新临床神经科学体系势在必行。

神经科学领域包括神经科学基础和临床两部分,二者息息相关,相互促进发展。但是当前临床神经科学分为神经内科、神经外科、精神科、神经影像和神经康复等科室,同一脑疾病分别在不同的科室诊断治疗,这种科室设置也造成基础与临床割裂,成为深入研究重大脑疾病的障碍。为深入开展人类脑重大疾病防治研究,需要还原神经科学基础研究和临床医学的实质关系,努力跨越基础研究与临床应用鸿沟,组建多学科交叉融合的研究团队、研究基地和协同创新体系,利用神经外科临床优势,跨出门槛与自然科学(数理、计算机、信息、材料等多学科)合作。逐渐消除神经内科、神经外科、精神科等医学专业之间界限,使不同专业领域关注的焦点相互连接,发现并凝练出临床问题。合作开展复杂性脑血管病、胶质瘤、药物依赖、神经损伤修复、阿尔茨海默病、帕金森病、植物人微意识及精神分裂症等疾病的转化医学研究,以临床神经科学体制创新驱动神经外科学发展,将我国神经外科学带入国际卓越水平。

创新建立以下5个临床神经科学中心:

(1)以急诊、外科、骨科、理疗康复科等科室为基础,整合神经创伤急救与康复中心。

(2)以癫痫、帕金森病、老年痴呆、神经变性疾病为基础,整合功能神经内科、神经外科、神经心理和精神科组成神经功能障碍疾病中心。

(3)以高级多模态影像引导手术室(advanced multi-modality image guided operating room,AMIGO),亦称为复合手术室(hybrid operating room)为基础,整合开颅手术、神经介入治疗脑血管病和重症监护,推进与心脑血管内、外科合作,实现“脑心同治(dual diagnosis treatment of cerebral-cardiovascular diseases)”。

(4)以神经病、生理和神经外科、放射治疗、化疗一体化治疗为基础,组建胶质瘤等常见神经肿瘤中心。

(5)以呼吸科、耳科、神经内科、心理和认知学科为基础,组建睡眠障碍中心。

2.国家神经系统疾病临床医学研究中心

国家神经系统疾病临床医学研究中心为推进临床神经科学(神经内、外科)创新发展提供了契机。2014年1月“国家神经系统疾病临床医学研究中心”依托在北京天坛医院建立,根据国家科技部、国家卫生和计划生育委员会(现为国家卫生健康委员会)和中国人民解放军总后勤部卫生部三部委要求,临床医学研究中心应“加强医学科学创新体系建设,提升临床研究能力,打造一批临床医学与转化研究的高地,以新的组织模式和运行机制加快推进疾病防治技术发展”。国家神经系统疾病临床医学研究中心将建立覆盖全国的核心与网络单位;形成国际领先水平的脑科学研究与转化应用基地,充分利用我国丰富疾病样本资源优势,建立脑重大疾病前瞻性队列研究,在神经系统疾病的循证医学研究中统一收集医疗资料,建立新的分子病理分型、找到新的血清或基因生物学标记物等(如胶质瘤、烟雾病新分型),解决脑重大疾病的机制前沿问题;开展脑发育障碍性疾病、神经退行性疾病机制研究,揭示疾病相关的遗传基础、新信号途径、生物标记物和治疗新靶点,为脑重大疾病的早期诊断和早期干预研究提供坚实基础,为重大科研成果转化提供体制与机制保证。

总之,抓住脑研究和精准医学契机,探索创新神经外科学体系,以脑健康相关的感知运动、情感情绪和学习记忆神经环路的结构与功能解析为基础,以建立神经外科研究数据平台、开发神经外科新技术和脑重大疾病机制研究为重要内容,开展跨学科、跨单位、多学科的系统研究,开创我国神经外科学发展新局面。

(赵继宗)

参考文献

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第二节 神经介入发展简史

神经介入(endovascular neurosurgery)是指在实时X线血管影像导航指导下,应用介入手术技术、手术器械和药物,对血管神经疾病进行诊断与治疗的亚专科,已经成为脑血管神经外科的重要组成部分。

一、神经介入发展的早期阶段

神经介入最早可追溯到1904年,神经外科医师Dawbarn在进行头皮恶性肿瘤切除术前,经患者颈外动脉注入石蜡和凡士林混合剂进行肿瘤血供的术前栓塞。

葡萄牙首都里斯本的神经内科医师Egas Moniz受碘油造影显示脊髓压迫的启发,设想通过一种无栓塞风险和无脑组织危害的不透X线材料,可以很容易通过毛细血管,显影人脑血管。经过反复实验不同的显影剂和浓度,至1927年,Egas Moniz成功进行了脑动脉造影。脑血管造影是一项革命性技术,直至1975年CT出现前,脑血管造影是唯一能通过颅内血管影像来直接或间接显示颅内疾病的影像技术。Egas Moniz两度因发明脑血管造影而获诺贝尔奖提名,1949年,他因提出前额脑白质切除术治疗精神类疾病而终获诺贝尔奖。

在神经介入治疗上,1930年Brooks教授报道了“放风筝”法的颈内动脉海绵窦瘘治疗,即切开颈内动脉后,放入带线的肌肉条,经血液流动的漂流填塞颈内动脉海绵窦瘘口,这一大胆尝试开创了现代神经介入治疗的先河。

1953年,Seldinger教授首次提出了经皮股动脉穿刺技术,获得了广泛应用并沿用至今,他也因此获得诺贝尔生理学或医学奖提名。1960年Luessenhop报道了经动脉使用金属芯硅胶球珠栓塞治疗脑动静脉畸形(图1-2-1)。1967年Margulis提出“介入放射学(interventional radiology)”这一名词。1967年Richardson首次报道了应用福格蒂取栓导管(Fogarty embolectomy catheter)的颈内动脉血栓取出术。1968年Paul Henry Zanetti应用α-氰基丙烯酸异丁酯(IBCA)栓塞脑动静脉畸形和囊状动脉瘤。1968年Dotter首次报道了经皮血管成形术。1970年法国Djindjian教授开创了超选择性颈外动脉造影和选择性脊髓动脉造影技术,奠定了欧洲神经介入放射学的基础。此后,Dichiro、Newton等开创了脊髓血管畸形栓塞治疗。Lussenhop教授在脑血管畸形栓塞方面做出重要贡献,逐渐在20世纪70年代初步形成一个专门学科。

图1-2-1 Luessenhop第一次完成脑动脉插管的示意图

70年代后,随着神经介入放射学和材料学的发展,新导管和栓塞材料(剂)相继出现。1971年Serbinenko教授首创可解脱球囊技术治疗创伤性颈内动脉海绵窦瘘并取得成功,治愈了大量的患者,并保留了颈内动脉。1975年,Debrun在此基础上进一步改进球囊解脱技术,运用同轴导管技术进一步提高了效率。此时出现了冻干硬脑膜颗粒(图1-2-2)、可脱球囊、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、IBCA和游离弹簧圈栓塞材料。1972年Zanetti报道运用IBCA和α-氰基丙烯酸正丁酯(n-butyl-2-cyanoacrylate,NBCA)栓塞动静脉畸形(arteriovenous malformation,AVM)和动静脉 瘘(arteriovenous fistula,AVF)(图1-2-3)。1974年Gruentzig首创了球囊成形术治疗动脉狭窄和闭塞。在此阶段,一些技术也尝试应用于治疗脑血管病,例如漂浮微导管技术治疗AVM、球囊栓塞技术治疗颅内动脉瘤(图1-2-4)和血管腔内电凝技术治疗颅内动脉瘤,现已少用或不用。

图1-2-2 用于栓塞肿瘤或脑动静脉畸形的冻干硬脑膜颗粒(二十世纪七八十年代)
A.冻干硬脑膜颗粒的制作;B.冻干硬脑膜颗粒与生理盐水或对比剂混合

图1-2-3 “水葫芦”系统
1983年我国使用的装置展示。微导管装入“水葫芦”中,微导管头端插入短的导引导管内。通过颈动脉穿刺,用20ml注射器将微导管推注入颈内动脉,5ml注射器通过微导管注射对比剂。两个三通阀连接的是装有葡萄糖水和IBCA的1ml注射器。与Luessenhop使用的装置相似(图1-2-1)

图1-2-4 法国制造硅胶球囊微导管用于栓塞动脉瘤
1984年我国使用的装置展示。使用者根据经验选择长度剪断,近端接注射器针头,头端装球囊,注射甲基丙烯酸羟乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate,HEMA)充盈球囊,HEMA固化后可以防止球囊缩小

1986年,Engelson研制的Tracker微导管用于患者,应用微导丝技术将微导管精准置于脑血管病变部位,首次实现了不再依靠血流的微导管操作。1988年,Hilal第一次使用短的、可以推注的弹簧圈栓塞动脉瘤(图1-2-5)。但这种弹簧圈存在相对较硬和不可回收缺陷。

图1-2-5 1988年使用的各种形状和长度的带纤毛的游离弹簧圈

二、神经介入加速度发展阶段

1989年Guglielmi设计出了柔软、可控、可回收、电解可脱性弹簧圈(guiglielmi detachable coil,GDC)(图1-2-6)。1990年3月6日,GDC首次应用于临床,栓塞了一例颈内动脉海绵窦段动脉瘤。时至今日,这种可脱的弹簧圈技术已在全世界得到广泛应用。同时期,法国的Lasjaunias、Berenstein、Ter Brugge等教授从胚胎入手,系统地阐述脑、脊髓血管的发育与解剖,并对脑脊髓血管疾病进行了系统的归纳和总结,编著出版了名著“ Surgical Neuro - angiography ”,对神经介入的发展和普及做出了卓越贡献。1997年Feldman等发表了全球首例颅内颈动脉狭窄的支架置入术,1998年Higashida等报道了颅内动脉瘤的支架辅助弹簧圈栓塞治疗技术,开创了支架技术治疗颅底脑动脉狭窄闭塞性疾病和颅内动脉瘤的先河。

进入21世纪,血管造影平板数字减影设备和高级后处理软件的相继问世,创新性神经介入器材的不断涌现,特别是取栓装置和血流导向装置的出现和应用,进一步促进了神经介入临床应用的快速发展,颈动脉狭窄支架置入术、急性脑动脉闭塞取栓再通术、颅内动脉瘤介入治疗和硬脑膜动静脉瘘栓塞术等已经成为血管神经外科的标准治疗手段之一。

图1-2-6 Guglielmi设计的弹簧圈系统
A.弹簧圈,箭头所示为电解脱熔断处;B.电解脱装置;C.电解脱前后对比,注意箭头处熔断

三、中国神经介入的发展简史

1955年王忠诚院士等开始了脑血管造影的尝试与临床应用。总体上讲,中国神经介入起步于20世纪80年(表1-2-1),快速发展于21世纪初。1982—1983年,北京市神经外科研究所和武汉军区总医院率先使用血管内栓塞方法治疗颈动脉海绵窦瘘。

表1-2-1 1982—1998年中国神经介入发展情况

续表

续表

DSA:数字减影动脉造影术;CCF:颈动脉海绵窦瘘;TCCF:外伤性颈动脉海绵窦瘘;PVA:聚乙烯醇;IBCA:丁氰酯;AVM:动静脉畸形;GDC:电解可脱性弹簧圈

我国在颅内动脉瘤介入治疗发展史上,大致经历了最初的球囊栓塞(1982—1992)、机械性可脱弹簧圈栓塞(1993—1998)、电解可脱性弹簧圈栓塞(1998年以后)、支架辅助弹簧圈栓塞和血流导向治疗(21世纪)的过程。自1985年起,北京市神经外科研究所、中国人民解放军总医院、广州军区总医院等单位陆续报道了球囊栓塞颅内动脉瘤的经验。1988年至1992年底北京市神经外科研究所吴中学教授首先在国内研制成功国产球囊导管(图1-2-7、表1-2-2)、国产乳胶球囊(表1-2-3)、国产钨弹簧圈(图1-2-8);并于1999年研发了国产电解可脱钨弹簧圈(图1-2-9),仅在1993年内就栓塞治疗39例各种部位的动脉瘤。广州军区武汉总医院等单位也开展了动脉瘤的钨弹簧圈栓塞治疗。在1998年2月美国GDC进入国内后,因其良好的可控性能和安全有效的栓塞效果,很快被我国神经介入工作者接受,并广泛应用起来。进入21世纪,我国同行与世界同步,将支架辅助弹簧圈栓塞作为治疗颅内动脉瘤特别是宽颈动脉瘤的重要手段,并将覆膜支架和血流导向装置作为治疗复杂颅内动脉瘤的重要方法,上海市第六人民医院李明华教授和上海长海医院刘建民教授分别与国内厂家合作研发的Willis覆膜支架和Tubridge血流导向装置已经获批上市,得到很好应用。

图1-2-7 1988年自主研制的微导管和微导丝
A.1988年北京市神经外科研究所使用的外径0.5mm国产聚乙烯球囊导管(使用者根据经验选择长度剪断);B.0.15mm钢丝(吴中学标注)

表1-2-2 1988年北京市神经外科研究所自制聚乙烯球囊导管规格  单位:mm

1号导管:制作可脱性球囊导管,可用于闭塞动脉瘤和动静脉瘘。2号导管:①制作带孔球囊导管,用于注射IBCA等闭塞动静脉畸形;②制作不可脱性球囊导管,可用于暂时闭塞血管及做耐受试验等。3号导管:作为1号导管的同轴外套管。4号导管:作为上述导管的输送导管

表1-2-3 1988年北京市神经外科研究所自制乳胶球囊的规格

图1-2-8 浸泡在酒精中的国产游离钨弹簧圈

图1-2-9 1999年北京市神经外科研究所国产电解可脱钨弹簧圈
用金属电镀和钡胶涂抹制作标记

在脑AVM的血管内治疗上,1987年后国内许多医院开展了脑AVM的血管内栓塞治疗,并且积累了一些经验(图1-2-10、图1-2-11)。1993年12月,首届神经外科血管内治疗研讨会收到有关AVM栓塞的论文最多。用于脑AVM栓塞的材料经历了丝线、弹簧圈、PVA、IBCA、NBCA、Onyx的发展变化。丝线易导致严重的炎症反应。IBCA在畸形血管中聚合时,有明显结块现象。手术中常因局部坚硬,使分离困难,不易被显微剪刀切掉,同时双极电凝难使其凝固。而NBCA在血管内聚合后呈现海绵状,柔韧性好,便于手术剥离和切除,故IBCA逐渐被NBCA取代。Taki在1990年开始用EVAL(次乙烯醇异分子聚合物)栓塞颅内动脉瘤,随后的几年里EVAL用于栓塞脑AVM和颅内动脉瘤。经过几年的发展,最终成为Onyx栓塞系统上市。然而,脑AVM的介入治疗仍然需要探索,特别是术后脑出血并发症难题需要攻克。

图1-2-10 使用国产IBCA栓塞脑AVM
A.1987年北京市神经外科研究所研制的国产IBCA;B.脑AVM栓塞,颈内动脉造影显示巨大脑AVM(左),X线透视下IBCA在畸形血管内铸形(中),颈内动脉造影显示脑AVM大部分栓塞(右)

图1-2-11 1984年法国制造的带孔球囊微导管
近端接注射器针头,头端装带孔球囊,可以注射IBCA栓塞AVM。但是,头端的球囊容易撑破血管

在颈动脉海绵窦瘘的血管内治疗上,首选经血管内栓塞治疗外伤性颈动脉海绵窦瘘是目前神经外科公认的最佳途径。北京市神经外科研究所、中国人民解放军总医院、广州军区武汉总医院有大宗报告使用可脱性球囊导管栓塞治疗颈动脉海绵窦瘘。对于经动脉难以治愈的颈动脉海绵窦瘘病例,可以采取经眼静脉入路。可脱球囊或应用微弹簧圈既可闭塞瘘口,还能使患侧颈内动脉的通畅率保持在70%~90%。选择栓塞手术时,对普通的颈动脉海绵窦瘘,都经患侧颈动脉途径处理;对颈内动脉闭塞(internal carotid artery occlusion,ICAO)或瘘口狭小的颈动脉海绵窦瘘,可以选择经眼上静脉途径、面静脉-眼下静脉途径或岩下窦等静脉途径进行栓塞。

在脊髓血管病的血管内治疗上,目前已经逐步趋于成熟,栓塞和手术联合治疗已经使治愈率达到70%以上。首都医科大学宣武医院一组468例脊髓血管畸形的治疗为国内外该类疾病的治疗提供了宝贵的经验,治愈率达到65%,有效率70%以上。

在缺血性脑血管病的血管内治疗上,国内同行于21世纪初就与国际同行同步,进行了颈动脉狭窄栓子保护装置保护下支架置入术治疗,并尝试使用柔软的冠状动脉支架治疗症状性颅内动脉狭窄。2004年,北京天坛医院姜卫剑教授与厂家合作研制的国内第一个专用颅内支架“Apollo支架”上市,目前已广泛应用于临床。自2015年起,急性脑动脉闭塞取栓治疗得到多项临床试验的疗效证实,越来越多的国内三级甚至二级医院应用了这项技术,除了进口取栓装置外已经有多个国产取栓装置可供应用。

(吕宪利 赵文元 姜卫剑)

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第三节 神经外科复合手术范畴

复合手术(hybrid operation)又称为杂交手术,是借助介入、微创、放射等多种治疗手段,采用一期或分期手术的方式对疾病进行治疗的一种手术策略。

1996年Angelini教授采用冠状动脉旁路移植术联合经皮冠状动脉腔内成形术的策略成功治疗冠心病患者,并首次提出复合手术的概念。而在神经外科领域,复合手术的应用可追溯到移动式C臂机造影对显微外科手术的辅助。1995年Marks等率先发表了复合手术在两例动脉瘤治疗中的应用:一例为前交通动脉瘤患者,具有多次蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)病史,先行介入栓塞再行夹闭的方式达到治愈;一例为海绵窦宽颈动脉瘤患者,先行夹闭缩小瘤颈后再通过弹簧圈栓塞达到治愈。

早期介入与外科手术联合的经验虽然为复合手术的发展提供了宝贵经验,但是受到材料与硬件设施的限制,各手术方式之间无法达到完美配合,比如普通神经外科手术室无法满足介入治疗的需求,术中需对患者进行转运,具有一定的潜在风险。鉴于此外科医师们试图尝试建立一个多功能手术室,以满足各种手术方式的需求。2002年Hjortdal等推出“复合手术室”理念,并随着一例先天性心脏疾病的治疗成功,复合手术在复杂心脑血管疾病的外科治疗方面逐步开展。

在我国,最早的神经外科复合手术可追溯到2006年,由首都医科大学宣武医院焦力群教授团队应用复合手术方式(完成颈动脉内膜切除术后一期行Fogarty导管取栓术)实现了闭塞颈内动脉的再通治疗。随后复合手术在我国神经外科领域得到广泛应用,特别是2013年以来,国内200多家神经外科特色医院积极筹建复合手术室,使得复合手术得以蓬勃发展。其中首都医科大学附属北京天坛医院、首都医科大学宣武医院、中国人民解放军火箭军总医院、复旦大学附属华山医院、山东大学齐鲁医院等单位在应用复合手术救治复杂病例方面积累了丰富的经验。2016年1月首都医科大学附属北京天坛医院在赵继宗院士、王硕教授领导下采用动脉瘤夹闭加介入栓塞的方式成功治愈一例双侧颈内动脉眼段、后交通动脉多发巨大动脉瘤的治疗,虽然起步较晚,但短短4年的时间内,采用神经外科复合手术治疗复杂性脑血管病700多例,取得良好的治疗效果。

与单一手术方式不同,复合手术是整合显微外科、介入治疗科、医学影像科、麻醉医学科、神经电生理科等多种学科的手术方式。复合手术依托于现代影像技术和信息导航技术的发展,在麻醉等辅助科的协助下共同完成治疗的一站式运作模式。由于在更加可视化的操作平台上进行手术,其在处理棘手的复杂脑血管疾病方面具有巨大的优势,可以让临床医师对患者病情有更好的整体把握,同时能够增加手术安全性,更好地保护患者脑功能,节省医疗资源。复合手术模式多样,原则上讲,凡是应用两种及以上手术方式共同治疗同种疾病的过程均可称为复合手术。目前国内外研究最多的是显微外科手术联合介入治疗术的复合手术,包括复杂颅内动脉瘤、高级别动静脉畸形、富血管肿瘤等的治疗。了解复合手术范畴,对临床医师正确识别和处理神经外科相关疾病至关重要,结合临床及文献报道,复合手术可按复合手术模式和临床应用进行分类。

(一)按复合手术模式分类

1.一期复合手术

一期复合手术是指在一次手术安排中,利用多种治疗手段(目前以介入技术和显微外科技术为主)完成手术治疗。可应用于以下疾病的治疗。

复杂多发动脉瘤的治疗,如大脑中动脉分叉处动脉瘤合并基底动脉瘤,单纯开颅夹闭术很难同时显露两个动脉瘤,同样单纯介入术虽然适合栓塞基底动脉瘤,但对大脑中动脉分叉处动脉瘤的栓塞存在难度;此时单一手术很难一期达到治愈目的,而复合手术则可发挥其自身优势,在复合手术室采用开颅夹闭大脑中动脉分叉处动脉瘤与介入栓塞基底动脉瘤的联合治疗,达到一期治愈多个动脉瘤的目的。

复杂缺血性脑血管病的治疗,如症状性颈动脉分叉处重度狭窄合并颈内动脉颅内段狭窄。单纯介入手术虽然适合解决颈内动脉颅内段狭窄,但对颈动脉分叉处的重度狭窄,并非完全适合,尤其是当动脉粥样硬化斑块较硬时,单纯介入治疗很难恢复颈动脉的管腔;同样的颈动脉内膜切除术虽然很好地解决了颈内动脉分叉处的重度狭窄,但是切除术无法解决颈内动脉颅内段狭窄的问题。此时复合手术可发挥其自身优势,先行颈动脉内膜切除术切除斑块再通过介入手段解决颈内动脉颅内段狭窄的问题,不仅一期达到治愈目的,还降低了介入手术中斑块脱落的风险。

2.延迟复合手术

延迟复合手术指通过两次或多次的手术安排,利用多种手术技术完成手术治疗的目的,虽与分期手术类似,但其涉及多种手术技术,能更好地把控患者的病情,达到精准医疗的目的。

延迟复合手术的应用最典型的就是对复杂颅内动静脉畸形的治疗,如位置较深、存在多支高流量动脉供血的巨大动静脉畸形。由于病变位置较深,供血动脉较多且流量较大,术中出血风险增大。此时可先通过一次或多次介入治疗栓塞一部分供血动脉,待畸形的供血动脉流量缩小后,再完全切除畸形团,除介入手术与显微外科技术外还可使用放射治疗达到缩小病灶的目的,甚至对一部分因位置较深而无法切除的残余病灶,也可以使用放射治疗。总之通过两次或多次手术联合多种治疗方案最终达到治愈的目的。

(二)按临床应用分类

1.血管神经外科术中影像评价

此类复合手术主要以血管神经外科显微手术联合术中血管造影为主,术中造影可以及时了解病变的情况及评价显微外科手术的疗效,辅助显微外科手术取得更好的治疗效果。如:在动静脉畸形切除术中,术中造影可及时评估病变范围,减少病灶残留达到治愈目的;在复杂动脉瘤夹闭术中可根据造影结果评价夹闭效果,如夹闭不理想可根据术中影像调整动脉瘤夹的位置,防止夹闭不全或者载瘤动脉、重要穿支的闭塞。如图1-3-1所示病例:首都医科大学附属北京天坛医院的一例大脑中动脉M1段巨大动脉瘤患者,术前考虑动脉瘤巨大,术中瘤颈显露存在困难,且与豆纹动脉关系密切,如动脉瘤夹位置不合适容易导致豆纹动脉闭塞,给患者造成灾难性后果;因此安排患者在复合手术室行开颅夹闭术联合脑血管造影术,术中第一次夹闭后即时造影显示动脉瘤存在残留且豆纹动脉显影欠佳,因此根据造影图像显示先后调整动脉瘤夹3次,最终在不影响豆纹动脉及载瘤动脉的基础上实现动脉瘤的完全夹闭。术中及造影图像见图1-3-1。

图1-3-1 大脑中动脉M1段巨大动脉瘤术中及造影图像
A.箭头所示术中显露的大脑中动脉瘤;B.三维造影重建显示动脉瘤大小3.50mm×1.45mm×1.02mm;C.箭头示第一次夹闭后动脉瘤残留,圆圈内显示豆纹动脉显影不良;D.箭头示第二次夹闭后动脉瘤残留,圆圈内显示大脑中动脉上干显影不良;E.箭头示第三次夹闭后动脉瘤完全夹闭,然而圆圈内显示大脑中动脉上干依然显影不良;F.箭头显示第四次夹闭后动脉瘤完全夹闭,而且圆圈内大脑中动脉上干显影良好

2.血管神经外科术后介入补救

此类复合手术主要以显微外科手术为主,如术中发现显微外科手术无法达到手术目的时,可改行介入治疗,防止手术失败。显微外科手术中有实际情况与影像评估存在偏差的可能,此外解剖变异、器械不合适等原因均可能导致开颅手术无法完成原定手术目的。如图1-3-2所示病例:首都医科大学附属北京天坛医院的一例颈内动脉虹吸段动脉瘤患者,开颅术中发现无法对动脉瘤进行完全夹闭,因此改行介入栓塞治疗,最终达到治疗目的。术中及造影图像见图1-3-2。

图1-3-2 颈内动脉虹吸段动脉瘤术中及造影图像
A.三维造影显示颈内动脉虹吸段动脉瘤大小21.9mm×17.8mm×12.3mm;B.开颅术中发现无法对动脉瘤进行完全夹闭;C.对颈内动脉虹吸段动脉瘤进行栓塞;D.术后造影显示动脉瘤栓塞完全

3.神经介入手术并发症的外科补救

此类复合手术主要以介入手术为主,如术中发生意外,可借助显微外科技术及时补救,保证患者生命安全后再尽量通过显微外科技术进行治疗,防止手术失败。之所以首先采用介入治疗而非直接开颅,是因为对于部分患者而言单纯介入手术在一般情况下可以在较小的创伤下实现疾病的治愈;如大部分颅内动脉瘤可以通过介入手术实现动脉瘤的完全栓塞,但存在术中动脉瘤破裂的风险。如图1-3-3所示病例:首都医科大学附属北京天坛医院的一例大脑中动脉瘤患者,介入栓塞中发生动脉瘤破裂并且弹簧圈脱出动脉瘤外,因此立即改行显微外科手术,及时清除血肿并对动脉瘤实施夹闭,在保证患者生命的同时完成了动脉瘤的完全夹闭。术中及造影图像见图1-3-3。

图1-3-3 大脑中动脉瘤术中及造影图像
A.对大脑中动脉瘤进行栓塞;B.动脉瘤栓塞过程中发生破裂;C.弹簧圈脱出动脉瘤外;D.开颅后显示的动脉瘤及脱出的弹簧圈;E.术中夹闭的动脉瘤夹;F.荧光造影显示载瘤动脉正常显影;G.三维造影重建显示动脉瘤夹闭完全;H.术后6h CT平扫显示良好

4.复杂脑血管病复合手术

此类手术是复合手术的精华所在,尤其是在复杂脑血管疾病的治疗中具有其他单一手术无法相比的优势,如对症状性颈内动脉闭塞、复杂难治性硬脑膜动静脉瘘和动静脉畸形、复杂难治性动脉瘤、脑膜瘤和头颈副神经节瘤等富血供脑瘤的治疗。

症状性颈内动脉闭塞是动脉粥样硬化导致的颈内动脉完全闭塞,引起同侧大脑半球长期缺血,导致反复发生缺血性症状。然而任何单一手术方案均不能有效对其进行治疗。颈动脉内膜切除术只能切断颈动脉分叉处的动脉粥样硬化斑块,却无法解决颈内动脉远端闭塞的管腔。介入手术虽然可以对颈动脉的单处或者数个狭窄处进行扩张或支架治疗,但闭塞患者因缺乏介入通道而无法实现颈动脉管腔的再通。颅内颅外动脉搭桥术虽然可以增加同侧大脑半球的血流供应,但临床实验研究显示其并未降低症状性颈内动脉闭塞患者脑梗死的发生率。而研究显示复合术后的应用,可以使闭塞的颈内动脉管腔成功再通,恢复血流,减少脑梗死的发生。关于症状性颈内动脉闭塞的治疗详见本书第九章第七节。

复杂难治性硬脑膜动静脉瘘和动静脉畸形是指常规治疗手段难以达到治愈目的,血流构筑较为繁杂的血管畸形,通常具有体积大、多支供血动脉、血流量较大、位置较深或与功能区关系密切、存在深部或功能性引流静脉等特点。其治疗历来是临床工作的难点,单纯显微外科手术治疗此类血管畸形风险较高,尤其是当畸形位于功能区或血流量较大时;单纯介入治疗虽然可以对供血动脉、畸形团甚至部分引流静脉进行栓塞,但往往无法达到完全闭塞,即使术中显示已达到治愈,术后也易复发,因此历来不作为血管畸形的首选治疗方案;放射治疗虽然对部分脑血管畸形有治疗作用,但是当畸形团较大,尤其是当直径大于3cm时,放射治疗难以达到治愈目的,而且耗时较长,需承担治疗过程中再次破裂的风险。而复合手术作为多种治疗手段的结合,可以先采用介入手段栓塞部分血管畸形,减小病灶体积和血流量,降低显微手术的风险,最终达到治愈目的。临床研究也显示复合手术在复杂脑血管畸形治疗方面具有明显疗效。关于复杂难治性硬脑膜动静脉瘘和动静脉畸形的治疗详见本书第九章第二、三节。

复杂难治性动脉瘤是指多发、体积巨大或累及重要动脉,难以常规夹闭或栓塞的颅内动脉瘤。对于此类动脉瘤,单纯开颅夹闭难以达到治愈目的,尤其是多发动脉瘤或瘤颈较大、较脆弱、瘤颈钙化,难以完全夹闭,单一手术切口也很难对多个动脉瘤进行治疗,如果没用术中影像的指导容易造成重要动脉的闭塞;单纯介入手术虽能对大部分动脉瘤进行栓塞,但当动脉瘤体积巨大、累及多个载瘤动脉时,单纯介入难以对其进行栓塞。复合手术作为一站式治疗方案,可以结合显微外科和介入手术的优点,既为动脉瘤夹闭过程中提供影像支持提高安全性,又可在夹闭困难时提供栓塞方案,避免手术失败。复杂难治性动脉瘤的治疗详见本书第九章第一节。

复合手术也可以应用于脑瘤治疗,如脑膜瘤和头颈副神经节瘤等富血供脑瘤。此类肿瘤血供极为丰富,如贸然开颅治疗,无疑陷入“血战”,给患者带来极大风险。如采用复合手术,开颅前对肿瘤供血动脉先进行栓塞,降低瘤体的血供,然后再将瘤体切除,降低术中危险性。如图1-3-4所示病例:首都医科大学附属北京天坛医院的一例颅内占位性病变患者,对瘤体供血动脉栓塞后再行开颅切除,取得良好效果。术中及造影图像见图1-3-4。富血供肿瘤的复合手术治疗详见本书第十章。

图1-3-4 颅内占位性病变术中及造影图像
A、B.造影显示瘤体血供丰富;C.栓塞供血动脉后采取远外侧入路;D.术中切除的瘤体

(王 硕)

参考文献

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第四节 神经外科和神经介入复合医师的培养

近半个世纪以来,神经外科医师往往通过灵巧的双手,使用显微镜、手术刀就可以在颅内动脉瘤、脑动静脉畸形、闭塞性脑血管病、脑肿瘤的世界中纵横。然而,近年来,随着血管内治疗技术的飞速发展,神经系统疾病治疗领域的边界被不断拓展,神经外科这门古老的学科迎来了一个岔路口。要想在神经系统疾病领域内获得成功,一个神经外科医师是否有决心、有热情来接纳整合介入技术,是每一名本专科医师都需要认真思考的问题。神经外科学一直在发展,每一名神经外科医师,特别是年轻的神经外科医师,更应该努力理解尝试新兴事物,接纳介入治疗方法。在手握手术刀的同时,也能手握导管,成为传统外科与介入技术兼备的复合型人才。

培养神经外科和神经介入复合医师,首先需要神经外科医师进行理念上的转变,不再局限于传统范围内的认知。介入技术是治疗神经系统疾病的一项重要微创技术,特别是对于脑血管疾病来说,更是不可或缺的一项治疗技术。有些脑血管疾病可能只需通过介入技术就能治愈;还有些复杂脑血管病,可能需要医师能流畅地无缝衔接开颅与介入技术,即通过复合手术才能攻克。面对这样的临床现实,过去传统的神经外科医师必须熟悉外科与介入两类技术模式,才能无偏倚地与患者讨论合适的治疗方法,让患者同时理解外科与介入手术,使其获得最佳获益。同时,也能减少变更治疗医师给患者带来的焦虑,从而增进医患间的信任,增强诊疗双方的满意度。鉴于此,神经外科医师必须把介入技术纳入自己的技能储备库,摆脱旧有的路径依赖,把自己培养成为复合型神经外科医师。

其次,培养神经外科和神经介入复合医师,需要横跨多学科体系,包括神经外科、神经内科、神经影像等。在神经外科住院医师培训项目的基础上,还需要包括血管内治疗培训。我们建议,对于神经外科和神经介入复合医师,应接受为期一年的血管神经与介入诊断方面的专业训练,熟悉掌握神经血管基本手术操作,至少完成和诊断100例全脑血管造影。培养对象需要理解各疾病的自然史、治疗选择、各治疗方法的广度等。需要重点强调的是,神经外科和神经介入复合医师的培训项目应从以技术为中心的模式向以疾病为中心的模式转变,培训出来的医师要能清晰准确地判断:什么样的疾病介入是其一线治疗、什么样的疾病外科是其一线治疗、什么样的疾病必须进行介入与外科复合手术治疗,使自己成为能充分理解何时、如何利用介入与外科技术治疗神经系统疾病的医师。

最后,要成为一名优秀的神经外科与神经介入复合医师,一定要有团队精神及团队领导者的格局。要想取得成功,神经外科医师需要掌握更多的技术,与更多其他相关专科的医师合作,视他们为有力战友。作为一名全面的神经外科医师,其目标应该是学习、发展并保持神经系统疾病治疗领域中的领导者身份,以“进化”的姿态面对一切新变化,而非持有对抗态度,只有这样,才能保持在领域前沿。

(康 帅 仇汉诚)

参考文献

[1]赵继宗. 血管神经外科学[M]. 北京:人民卫生出版社,2013.

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