从过去走向未来,颅内动脉瘤的诊治历程
2018-01-12卢旺盛吕明
卢旺盛,吕明
作者单位
1100050 北京
北京天坛普华医院介入科
2北京天坛医院神经介入科
颅内动脉瘤俗称颅内不定时炸弹,是一种严重危害人类健康的常见脑血管疾病,而不同治疗方式直接影响患者的预后,因此人们不断探索对此类疾病的最佳治疗方式,促进了该领域相关理念和技术的发展,引领着颅内动脉瘤的治疗不断革新。颅内动脉瘤的诊治历程,其实就是人类征服以心脑血管疾病为代表的重大疾患的一个历史缩影。
1 颅内动脉瘤诊治的过去与现实
回顾颅内动脉瘤的治疗历史,可以看到人类智慧的光芒,以及医学探路者孜孜不倦的身影,更有他们预见未来的睿智和洞察性。过去与现实往往是展现未来的一面镜子。
对颅内动脉瘤的认知过程是艰难和漫长的,最早可追溯到公元前2500年,埃及医师Imhotep第一次描述颅内动脉瘤为血管上的大泡(large bubble of artery),这是一种形态学描述;公元130年希腊解剖学家、内科医生Galen通过尸检发现颅内动脉瘤,并在医学书籍上首次记录本病。1923年Charles Symond第一次描述颅内动脉瘤与蛛网膜下腔出血的关系,而当中国神经科医生认识到这一点时已经是1980年以后了,距离首次提出颅内动脉瘤与蛛网膜下腔出血的相关性,时间已经走过了半个多世纪[1]。
对于颅内动脉瘤的诊断,1927年Egas Moniz发明的血管造影术开创了诊断本病的先河;而Seldinger穿刺技术将血管造影术带入快速发展期。之后随着数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)设备硬件和软件的日益成熟,特别是近年来三维工作站的出现,颅内动脉瘤的诊断水平日益提高。同时无创血管显影技术发展,如头颅计算机断层扫描血管造影和磁共振血管成像,可将大量未破裂颅内动脉瘤提前筛查出来,但对未破裂动脉瘤的处理策略目前还存在较大争议[2]。
相比颅内动脉瘤漫长而艰难的诊断历史,颅内动脉瘤的治疗历程更加曲折。1800年Hunterian应用颈动脉结扎术治疗颅内动脉瘤,随后颅内动脉瘤夹闭术成为近百年的经典治疗手段。神经外科世纪伟人Dandy与Cushing在此方面均做出了很大贡献;而显微神经外科之父Yasargil将显微技术应用于动脉瘤的瘤颈夹闭术中,开创了微创神经外科的先河。在此基础上开展的颅内动脉瘤包裹术、载瘤动脉塑形术以及血管重建术、血管旁路搭桥术等技术,拓宽了颅内动脉瘤的手术适应证。
1974年苏联学者Serbinenko开创了颅内动脉瘤治疗的另一个方向——血管内介入治疗。他首次报道应用球囊导管和可解脱球囊血管内治疗颅内动脉瘤。而1990年Guglielmi发明了一种更为经典的方法——电解可脱性铂金弹簧圈(Guglielmi detachable coil,GDC)固体栓塞动脉瘤,为颅内动脉瘤的介入治疗提供了更为安全有效的手段。此后,各公司研发出的弹簧圈在柔软度、形状、抗解旋性能、解脱方式等方面逐代改进,安全性日益提高。21世纪以来以球囊和支架作为重要辅助器械使得颅内动脉瘤治疗不断取得突破性进展,密网支架的问世则将颅内动脉瘤的介入治疗由单纯瘤囊栓塞时期推进到血管重建治疗时代[3-4]。
显微手术和血管内治疗,成为现代颅内动脉瘤治疗的两大基石性疗法,二者相对独立,又相互补充,并逐渐开辟出复合手术治疗复杂颅内动脉瘤的新天地。
2 颅内动脉瘤诊治的未来
现在是一个科技快速发展的时代,互联网、物联网、区块链、大数据、量子理论、基因技术、神经网络、人工智能和云计算等各种新科技闯入人们的工作和生活中,有些已经成为人们的智能生活助手,医疗健康领域也不例外,新科技的引入不仅大大提高了诊疗水平,更革新了传统医疗管理模式及医疗技术手段,这些革新标志着新医疗时代的到来。下面我们一起前瞻一下颅内动脉瘤诊治领域的发展景况。
2.1 三维技术 颅内动脉瘤的形态学信息对于其诊断和治疗非常重要,当前三维-DSA仍是诊断动脉瘤的金标准。通过各种三维技术,包括三维打印、虚拟现实(virtual reality,VR)、增强现实(augmented reality,AR)和混合现实技术,各种影像展示、影像体验可以让医生或患者客观地观察、体会及探知动脉瘤的形态、毗邻解剖关系以及血流动力学状况,有助于更全面直观地理解这个疾病,不仅指导治疗方案的制定,同时也为颅内动脉瘤防治的科普宣传、医患交流等提供指导[5]。未来电子化、个体化的三维动脉瘤模型,将能实时重建,加上时间轴线就成为四维影像,可充分调动医患的感官对病灶进行多维度的观察与评估。
2.2 机器人时代 外科机器人在很多外科医疗领域已成为现实,达·芬奇外科手术机器人就是一个典型代表。临床常用的腹腔镜、胸腔镜等手术都可以通过达·芬奇机器人手术实现。外科很多领域也有达·芬奇机器人的身影,如肺癌、前列腺癌、胃癌、结直肠癌、子宫肌瘤、子宫颈癌以及小儿泌尿系统畸形等很多疾病都可以通过达·芬奇机器人完成手术。相较于传统的开放手术和普通的腔镜手术,达·芬奇机器人手术更精准、更稳定、更安全。
随着微侵袭时代的到来,立体定向机器人和血管介入机器人走入人们的视野,如ROSA和CorPath机器人,前者为应用于功能神经外科的立体定向机器人,后者为主要用于心脏介入的血管介入机器人,这两类机器人均已取得美国食品药品监督管理局认证并应用于临床。以妙手S、Remebot、介入机器人(VIR)为代表的国产外科机器人正在奋力追赶。当前机器人仍有不完善的地方,但其进化速度势必超出我们的想象。
未来颅内动脉瘤的手术,可能是通过机器人来完成;适用于显微手术的达·芬奇神经外科手术机器人和适用于脑血管病的神经介入机器人将大展身手,机器人应用将突破人类自身的手震颤、疲劳、视野限制、辐射限制、学习曲线等局限,使手术更加精准、灵活、安全和有效[6-7]。机器人可替代部分人力以补充专业人力的不足,满足医患对操作技巧的更高要求和对手术效果的更高期望值。
2.3 颅内动脉瘤诊治的人工智能时代 人工智能、大数据和云计算是这个时代的高科技要点,它们与其他技术一起构成未来互联网、物联网的基础。未来颅内动脉瘤诊治的方向将主要着眼于未破裂动脉瘤的早期筛查、风险评估和干预策略以及破裂动脉瘤的治疗选择和预后评估等方面。早期筛查可通过影像学早期检查和临床资料的综合分析,临床资料包括患者遗传特点、分子标志物、临床表现等。未破裂动脉瘤的破裂风险评估,可通过多种无创或微创检测手段分析获得,如智能定量形态学、血管壁分子影像分析、血流动力学、血管内镜、血管内超声和血管内光学相干层析技术等,通过相应的人工智能风险评估定义来判断未破裂动脉瘤的破裂风险;对动脉瘤破裂风险与干预风险进行权重分析并量化显示,进而指导早期治疗策略,其中药物治疗、细胞治疗、血管内治疗或显微外科治疗均可成为早期治疗的选择[8-9]。颅内动脉瘤的血管内治疗,除固体栓塞外,还有效果可靠的液体栓塞,另外还有磁导航纳米磁性颗粒将实现远程靶向栓塞[10];近来出现的可降解个体化密网支架可同时解决介入技术的难度与并发症两大关键问题。
总之,高科技为医疗各领域带来了重大创新和发展,也为颅内动脉瘤的诊治带来了划时代进步。不久的将来,人工智能将融入颅内动脉瘤的医疗全流程,从慢病管理、健康体检、门诊预约到住院治疗、院外随诊和管理全程的各个环节,辅助医生对颅内动脉瘤做出最佳诊断和治疗,不仅实现疾病诊疗的安全、快速、便携和高效,全面提高医疗质量和水平,更最大程度地改善颅内动脉瘤患者的预后和生存质量。