第二章
复合手术室

第一节　手术室发展历史

手术的历史可以追溯到遥远的新石器时代，人类祖先实施过环钻（锯）术（trepanation）。

近200年来，现代手术室（operating room，OR）的出现和逐步演化与1846年应用乙醚麻醉，1886年细菌学的发展促进蒸气灭菌法诞生，1887年建立洗手法，1897年术者戴口罩，1897年术者穿手术衣等科学技术进步密切相关。手术室从最初在澡堂和圆形剧场，经过集中手术室，发展到现代涌现出的层流洁净手术室（laminar flow operating theatres）和复合手术室（hybrid operating room）。

一、手术室历史沿革

最早的外科手术是在澡堂和理发店内完成的。17世纪，外科手术被安排在医科学校的解剖教室，这种教室形如圆形剧场，为培养更多的外科人才，讲授解剖学而设立。

第一代手术室称之为简易手术室，手术在自然环境下进行，由于没有防止空气污染和接触污染的措施，手术感染率高。1846年美国一位齿科医师在图书馆的教室内实施首例麻醉下手术，手术时周围坐有观众。

20世纪初，初具规模的现代手术室出现。1937年，在欧洲医院出现第二代称之为分散型手术室（pavilion type operating room）。分散型手术室建立在不同临床科室的病房内，配置本科手术需要的相关器械和设备。手术室非封闭性，有供暖、通风措施，使用消毒灭菌技术，手术感染率明显下降。

20世纪中期出现第三代手术室——集中型手术室（central type operating room），手术室建筑分区、密闭、具备空调系统，将干净的物流和污染的物流分开，预防交叉感染。1955年，日本东京大学首先开设集中型手术部。1963年，美国诞生了中央供应型手术室。1966年，世界上第一间层流洁净手术室（laminar flow operating theatres）在美国的巴顿纪念医院设立。层流洁净手术室密闭无窗，滤净空气（层流），中心控制温度和湿度，装备氧气和麻醉气体管道、手术台、麻醉车和各种监测仪表，以便于查看显示仪表屏幕。随着外科学和科学技术的飞速发展，手术室无论从建筑设计、仪器设备的配备及人员的组织结构和职能都已进入一个新的发展阶段。室内布局更加科学合理，手术室洁净度大幅度提高，医疗环境安全卫生而又舒适。

20世纪90年代，手术室发展不再单纯依赖消毒方式，如除去室内细菌、灰尘等，而是采用最新的空气净化技术，组织科学的气流形式，对手术室内的空气进行循环过滤，除去空气中的尘埃和微生物，手术室的温、湿度适宜，创造一个洁净舒适的手术空间环境，适于各类手术要求。洁净手术室逐步发展，出现了百级、千级层流超净化手术室，使术后感染率进一步降低。

二、复合手术室

20世纪90年代出现了以复合型手术室为标志的第四代手术室。复合手术室又称“杂交手术室”，是在普通手术室中装备包括数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、CT和磁共振（MRI）等影像学系统，为在不同操作空间，如手术室和介入导管室，或者分期完成的手术，提供一个全新的集诊断、手术与神经介入治疗一体化的崭新环境。在复合手术室可以开展胸心外科、神经外科、血管外科、肝胆外科等复杂性手术，为脑心血管病急诊患者提供一站式诊断治疗绿色通道。

复合神经外科手术融合了传统开颅手术和神经介入治疗的技术优势，实现了1+1>2的临床治疗效果。神经外科在复合手术室可以开展颅内动脉瘤、动静脉畸形和颈动脉狭窄等血管性疾病及血供丰富肿瘤的外科治疗，为脑血管疾病诊疗技术水平的提高带来了新的契机。

根据复合手术室的装备，分为磁共振成像系统复合手术室（magnetic resonance imaging system complex operating room，MRI-OR）和数字减影血管造影复合手术室（digital subtraction angiography complex operating room，DSA-OR）。

（一）磁共振成像系统复合手术室

20世纪90年代中后期，MRI系统成功进入神经外科手术室，是神经外科一项重大技术革命。1994年，哈佛医学院教学附属医院布列根和妇女医院（Brigham and Women’s Hospital，BWH），建立了世界第一个术中磁共振成像（intraoperative MRI，iMRI）系统，探索在MRI下完成脑肿瘤手术操作，手术过程中实时获取脑MRI图像，提高手术切除神经肿瘤准确率。此外，iMRI系统还可以与神经导航联合使用。

目前国内外很多大型医院手术室已经装备了iMRI系统。iMRI系统有两种类型：一种是患者需要脑成像时移动磁共振扫描仪到手术床前；另外一种是将患者和手术床移动到磁共振扫描仪完成头部扫描。

当手术显微镜下很难区分肿瘤与附近脑组织时，可以在iMRI系统复合手术室“实时”（real-time）脑成像，帮助医师精确切除肿瘤。这改变了传统神经外科手术中，医师单纯凭主观经验实施手术、判断手术结果的状况，尽可能避免损伤正常脑组织、提高肿瘤切除率，显著提高了手术的精确性与安全性，有效降低术后偏瘫、失语等神经功能障碍的发生率。

iMRI系统复合手术室可广泛用于脑胶质瘤、巨大垂体腺瘤、颅底与癫痫电极置入，以及脑内立体定向穿刺活检等神经外科手术，以提供实时引导和精确定位。另外，iMRI系统可以及时发现脑缺血、脑出血等并发症。

（二）数字减影血管造影复合手术室

数字减影血管造影复合手术室（DSA-OR）配备固定C臂CT扫描仪、3D成像技术成像设备。通过特殊的重建算法结合，可在术中实时采集CT、3D数字减影血管造影（3D-DSA）及术中的iFlow、PBV等功能学信息，同时直接观察到带时间窗的血流。另外DSA-OR还具备微创神经外科显微镜、导航设备和介入治疗设备，匹配碳纤维头架，以满足开颅手术术中造影和介入治疗。这对治疗缺血性脑卒中患者非常有价值，可实时进行诊断和治疗。

DSA-OR能同时完成开胸、开颅手术和/或神经介入治疗，以及脑、心复杂性血管性疾病联合治疗，即脑心同治，为心胸血管内外科、神经内外科和影像科等多个学科技术融合提供了平台。多个学科的医师同时参与手术，开拓了心脑血管病的诊疗新途径，患者的手术安全也将得到更有效的保障。

三、数字减影血管造影复合手术室临床价值

DSA-OR集神经外科疾病诊断和治疗为一体，整合外科手术和介入治疗组医师共同合作为患者一期完成复杂性脑血管病的复合手术（开颅手术或/和介入治疗），并完成血管造影复查，及时纠正治疗的缺陷。

DSA-OR避免患者因同一疾病、不同疗法分次施治而需多次往返手术室、介入室和影像学检查室，可以减少患者痛苦和降低治疗风险，提高治疗效果。

（一）术中影像评价脑血管病手术效果

DSA是判断彻底去除血管病变（动静脉畸形/动静脉瘘）的“金标准”。术中DSA有助于识别手术治疗未能彻底切除的病灶或将动脉瘤术中误夹的载瘤动脉，可以及时手术调整。

（二）介入辅助切除复杂性脑动静脉畸形

脑动静脉畸形传统治疗方法包括手术切除、介入栓塞或立体定向放射治疗。手术切除对多数1～2级动静脉畸形均能达到满意疗效，但对于体积巨大、累及重要功能区或深部重要结构的复杂脑动静脉畸形治疗仍很困难，而复合手术为复杂动静脉畸形治疗提供了新的方向。

在复合手术室利用术前、术中DSA检查可对畸形血管团的构筑及切除程度进行实时、准确判断。联合术前DSA、导航等技术，可于开颅术前对累及功能区或有深部供血的畸形血管团的穿支血管精确栓塞，以减少切除过程中出血，降低对周围重要脑功能区的损伤。相对于传统的分次介入栓塞，复合手术不仅能在极大程度上降低患者的治疗费用，还能避免部分栓塞可能导致的出血并发症，可达到一期痊愈动静脉畸形。

（三）介入辅助开颅夹闭复杂性动脉瘤、切除富血供肿瘤

对于治疗颅内动脉瘤，开颅显微手术夹闭或介入栓塞这两种治疗方式各有利弊。复合手术将两种技术优势互补，对于巨大、宽颈或形态不规则、有穿支动脉发出的复杂动脉瘤，单纯开颅夹闭或介入栓塞均难以达到满意疗效，而通过复合手术可取得满意的疗效。

采用复合手术治疗巨大颅内动脉瘤，可以临时阻断动脉瘤的载瘤动脉，便于手术暴露、夹闭动脉瘤。手术中复查DSA可以对动脉瘤的夹闭效果及重要穿支血管的保护情况进行及时、准确的判断。

其他富血供肿瘤，如颈动脉副神经节瘤、脑膜瘤，切除前栓塞供血动脉，减少手术中出血。

（四）介入辅助颈动脉内膜切除术

外科治疗颈内动脉狭窄有颈动脉内膜切除术（carotid endarterectomy，CEA）和颈动脉支架置入术（carotid artery stenting，CAS）。而累及头臂干、颈总动脉及颈内动脉的多发或串联性狭窄，以及慢性症状性颈内动脉长节段闭塞的病例仍是治疗的难题，单纯CEA或CAS治疗难以达到满意疗效。介入辅助CEA复合手术，为单一治疗无效、难治性狭窄性脑血管病变的治疗提供了一条新的途径。

（五）开颅辅助介入治疗复杂性脑动静脉瘘

神经介入是目前治疗栓塞动静脉瘘（arteriovenous fistula，AVF）和硬脑膜动静脉瘘（dural arteriovenous fistula，DAVF）的最好方法。但是，有时介入治疗AVF和DAVF，导管很难到达瘘口近端封堵瘘口。复合手术可以开颅暴露DAVF瘘口部位，再经介入封堵瘘口或切除DAVF的瘤体，以达治疗目的。

（六）介入治疗并发症的手术补救

在复合手术室内进行介入治疗，过程中发生动脉瘤破裂、动静脉畸形破裂出血或脑栓塞，可及时采取外科开颅手术清除血肿或去骨瓣减压，减轻对脑组织的压迫及继发脑损伤，极大程度上改善了治疗过程中出血和脑梗死患者临床预后。

（七）动脉瘤夹闭或动静脉畸形切除的介入补救

在复合手术室内显微外科手术未完全闭塞的动脉瘤或动静脉畸形，可以通过介入治疗及时补救。

四、脑心同治

DSA-OR不仅拓展了复杂性脑血管病治疗范围，同时也为神经外科、心外科和放射医师联合治疗脑心血管共患疾病提供了合作的技术平台。

脑心同治（dual diagnosis treatment of cerebral-cardiovascular diseases）是指心脑血管重症患者，不同的诊断治疗阶段，需要做介入和外科两种不同的手术，在复合手术室两种手术得到“一站式解决”。详见本书第十二章。

五、高级多模态影像引导手术室

2011年，美国布列根和妇女医院建立了高级多模态影像引导手术室（advanced multi-modality image guided operating room，AMIGO）。

AMIGO复合手术室是集成所有先进医学影像技术、用于术中成像的手术系统，包含CT、MRI、DSA、3D超声波、PET/CT分子成像，以及显微神经外科手术各种器械等。MRI、CT和PET/CT等影像技术的结合，使医师在手术期间全面掌握患者的病灶解剖、功能和代谢信息，可以完成颅脑手术、血管介入和脑组织活检等。

在AMIGO复合手术室实施手术可以更加精确彻底地切除病灶组织，避免了医师肉眼及经验主义的局限性。手术结束前可确定病灶是否完全去除，减少手术侵入性，缩短手术和麻醉时间，降低手术并发症，提高手术疗效。

AMIGO促进多学科团队之间的合作，整合包括外科医师、放射科专家、影像物理学家、计算机科学家、生物医学工程师、护士和高级操作技术人员等在内的多学科专家，为患者提供最为安全有效的诊断和治疗。AMIGO不仅可以完成脑血管疾病，还可以完成脑、前列腺、肾、肝、肺、肾上腺、骨、子宫颈、子宫、阴道等各部位的手术。

（赵继宗）

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第二节　复合手术室建设标准

一、基础设施与设备

数字减影血管造影复合手术室是集外科手术室功能、介入导管室功能和信息集成功能为一体的新型手术操作空间。神经血管复合手术室应满足目标患者人群和多学科神经血管医师治疗组的需求，应符合手术室标准和导管室标准，应方便使用影像资料和其他信息，从而实现显微外科和神经介入手术的无缝过渡和转换。

以下结合范例，介绍神经血管数字减影血管造影复合手术室所需的基础配置。

（一）一般性配置

无菌、温度、通风、照明、消防安全等一般的手术室要求同样适用于神经血管复合手术室。此外，需满足诊断性血管造影导管室的条件，墙壁、门、地板、天花板的X线防护应达到国家标准，满足放射防护要求。高压注射器、无影灯、麻醉机、监护仪、铅衣或铅屏风等一般性配置不赘述。

（二）必备配置

1.空间大小

复合手术室内设备多且活动性强，手术室所需空间一般应大于常规手术室，一般要求纯手术间的使用面积大于70m ² 。例如某医院神经血管复合手术室建筑面积120m ² ，纯手术间使用面积79m ² 。在设定手术间时，应预留一部分空间以便纳入未来更多的血管内治疗、显微外科或其他（如高频聚焦超声）治疗相关设备。

2.层流

手术室必须具备百级洁净度层流条件。

3.储藏室及控制室

神经血管外科复合手术室必须配备有充足的（无菌及非无菌的）储藏室，来储藏显微外科设备、体外循环设备和介入器材等。经屏蔽的控制室也应该包含足够的空间放置所有的手术系统和数据存储系统，便于非无菌的工作人员回顾及处理术中影像数据。

4.吊塔

复合手术室移动设备较多，地面上的管道线路等会给移动设备带来不便，所以要尽量多利用吊塔来提供电力、气体通路及放置小型设备等，例如麻醉塔和外科设备塔。

5.显示屏设置

神经血管复合手术室背后的理念是影像指导，因此手术室必须配有足够的高质平面屏幕电视监视器，或利用透视，或利用外科显微镜，为所有手术人员提供术前和术中影像。另外十分重要的是，所有手术相关人员都应能看到患者的生命体征及其他术中监测参数。比如手术时往往要控制血压，实时生命体征的可视化就十分重要，突然变化的生命体征往往提醒术者可能存在潜在的并发症。

6.血管造影和介入系统

多轴全方位机器人式血管造影和介入系统是复合手术室内最为重要的设备（图2-2-1）。该系统由多轴机器人C臂及手术台构成，能在不移动手术台的情况下进行术中2D/3D造影及CT成像。该系统不但能提供无框架导航及大容量横断面CT成像，更大大方便了血管内治疗与外科手术间的切换，几乎不影响术中麻醉的施行，这点对于复杂神经血管病变手术而言十分重要。

7.可透线床板与头架及其附加系统

神经血管复合手术室的手术台必须满足血管神经外科医师和神经介入外科医师的力学及人体工程学需求，也要考虑到复合手术室整体的布局与流程。碳纤手术台不但能透过射线，并且有足够的强度承受患者及介入设施的重量。碳纤手术台的另一个优势在于对患者和术者的射线暴露少，且图像质量高。对于介入手术，操控台最好在手术台旁，便于简单调控手术台、透视角度和选择有关的功能。对于神经外科手术，手术台最好能在各个平面移动，包括侧向倾斜、头高脚低位。理想情况下，头架应内置有可透过射线的牵开器系统，如DORO可透线手术头部固定系统及附加系统，而传统的牵开器系统不能透过射线。除了手术台旁操控台，必须有另外的可供麻醉师或巡台护士控制术中手术台位置的控制通道，以防手术台旁操控台被器械护士台阻挡。

8.显微镜

神经血管复合手术室要配备高质量的显微镜，为整个手术室提供实时闭路成像。荧光造影技术可以成为有益补充但非必需。

9.术中电生理监测系统

目前神经外科常规应用的术中电生理监测方法包括躯体感觉诱发电位（somatosensory evoked potential，SEP），运动诱发电位（motor evoked potential，MEP），听觉诱发电位（auditory evoked potential，AEP），肌电图（electromyogram，EMG）和术中皮质脑电图（cortical electroencephalography）等。在脑动静脉畸形、胶质瘤等切除术中，术中电生理监测能为避免神经功能损伤提供客观指标，保证手术安全，提高手术效果。在颅内动脉瘤夹闭或血管内治疗术中，电生理监测可分析血流情况，指导断流时间，调整手术方式及选择动脉瘤夹大小和夹闭位置。其在脊髓血管疾病中也有应用。

（三）附加配置

每一项附加配置都有其优势，合理地添加附加配置有助于提高复合手术整体水平。

1.造影介入治疗专用床板和外科专用床板

前者头端窄，可较方便地实施3D造影及DynaCT成像，且床板较长，可较方便地实施介入治疗。后者头端宽，有安装透射线头架的凹槽。

2.移动CT

移动CT体积小，便于移动，配置于神经血管复合手术室内，可进行术中CT，快速、无干扰地提供高质量的血管、血流灌注图像，在某些病例中甚至可以替代术中/术后DSA。从医学经济学角度讲，根据术中CT结果即时进行修正手术降低了手术相关花费，减少了患者的搬动，提高了手术效率，更经济、安全。

3.神经导航系统

它是将所有神经影像整合为一体的平台，是神经血管复合手术室的有益补充。将术前CT、CT血管成像（CTA）、MRI、磁共振血管成像（MRA）等信息在无框神经导航平台下输入、融合所得到的3D参考模型，可提供重要的神经解剖结构的定位。此外，功能磁共振成像（fMRI）、弥散张量成像（DTI）和脑磁图（MEG）等功能成像信息也能加入神经导航系统平台，帮助描述功能优势脑组织区和相关的白质束及其与血管疾病的关系。直接将神经导航平台纳入复合手术室保证了将术中所获取的图像无缝转入图像导航系统，同时其占据的地面空间也比目前的系统少。未来神经血管导航平台可能还会整合越来越多的术中血管造影图像和横断面图像信息，便利动静脉畸形等血管病变的定位与切除。

4.神经内镜、术中超声、超声外科吸引器

神经内镜使神经外科医师能在微创的情况下准确地完成复杂的脑部手术，但由于鱼眼效应，还未普遍应用于血管神经外科领域。术中超声很久以来一直都是神经外科手术中一项重要的辅助检查手段，能在血管外对脑血流速度进行直接评估。多普勒超声可帮助判断动静脉畸形、动脉瘤、硬脑膜动静脉瘘等神经血管疾病的血流。超声血流探头可用于搭桥术中的定量测量血流量。不断进展的3D超声目前已在神经导航综合平台中展现出前景，帮助解决术中脑组织移位等难题。对于一些有附壁血栓的巨大动脉瘤，应用超声外科吸引器有助于去除血栓。

5.信息系统工作站

包括专门的信息集成管理系统和视频采集传输系统。工作站视频采集传输系统包括影音实时转播、录制设备，对手术过程进行直播或录制。

二、手术团队人员配置和术中工作位置

（一）手术医师团队

具有神经外科、神经介入、神经影像专业背景的临床医师团队是神经血管复合手术的主要执行者。同时具备神经外科、神经介入科、神经影像科专业背景的临床手术医师是最佳选择；若不可求，则侧重具备两项专业背景的医师；倘均不能实现，则团队成员必须包括各专业背景医师。术中工作位置：神经介入医师位于手术床右侧；外科手术主刀医师位于头侧，助手位于床头右侧或左侧。

（二）麻醉师、技师和护士团队

神经血管复合手术还需要熟悉复合手术流程的麻醉师、放射技师和护士团队来配合。护士团队包括神经血管外科手术护士和神经介入护士。他们各司其职、相互配合，对保障神经血管复合手术的安全性起到至关重要的作用。术中工作位置：麻醉医师位于手术床左侧后部；手术护士位于手术床左侧前部或右侧前部；介入护士活动于手术床尾侧。

（三）手术团队领导

手术团队领导要有足够的专业知识和经验，较强组织协调能力，较开阔的视野和较博大的胸襟，要组织团队进行个体化复合手术设计。

三、围手术期管理

（一）术前讨论

神经血管复合手术作为较新的手术模式，在手术适应证、禁忌证和手术模式转换等方面尚缺乏统一的规范，故术前个体化讨论制度尤为重要。在团队领导主持下，重点讨论的内容包括：①在明确手术适应证后，确定单纯外科手术或单纯介入手术的难点；②确定介入医师和外科医师各自希望对方提供的帮助；③确定介入和外科的手术顺序及其步骤；④确定技师要提供的后处理图像；⑤确定外科体位对随后造影和介入操作不便利的影响和解决方案。此外，也需要征求麻醉师、放射技师、护士和其他手术人员的意见，因为复合手术室的效率及效能最终需要依靠一个训练有素的小组的协调工作，要为这个小组提供一个方便工作的环境。

（二）手术间布局

复合手术室布局较标准神经外科手术室更为复杂，要合理放置手术显微镜、神经电生理监测设备、神经导航设备和超声设备等外科辅助工具，要为麻醉、神经生理监测及术中切换神经影像学工具的护士提供足够的空间。器械护士台和其他设备所占的空间也需要考虑进去。不同手术对手术室布局的要求稍有不同，但保证患者的整个过程安全，术者操作方便、快捷是共同的。图2-2-2为布局图示例。

（三）无菌管控

神经血管复合手术常常涉及介入与外科手术的术式转换，故尤为强调无菌观念和无菌套的使用。C臂增强器必须使用无菌套。在术式切换时，动脉穿刺区需用无菌贴膜固定留置鞘，而头颈部手术区在造影时需遮挡无菌单。有些手术术式切换时，因需改变体位而重新铺单。

（四）其他

还有很多复合手术实施过程中的小细节需不断积累，以便给整体流程带来方便。如开颅手术铺单时，需将大单及洞巾在头端拢起、固定，以方便C臂的移动及旋转。

（仇汉诚）

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