复合手术治疗脑功能区动静脉畸形的临床研究*

Seyedali Zolfaghari， 余 金， 张庭保， 赵文元， 李正伟， 李国栋， 陈劲草

武汉大学中南医院神经外科，武汉 430071

脑动静脉畸形(arteriovenous malformation，AVM)是一种先天性脑血管发育异常疾病[1-2]。该病具有发病年龄轻，死亡率和致残率较高的特点[3-5]。颅内出血是AVM最常见的症状，其他常见症状还包括癫痫、头痛、局灶性神经功能障碍和智力减退等[6]。脑功能区AVM属于AVM中的高级别类型，畸形血管团直接位于皮质功能区和神经纤维束附近。因此，传统显微手术切除常常会对功能脑组织和神经传导束造成损害。而对脑功能区AVM进行部分栓塞也依然存在手术并发症和栓塞不完全，虽然可以减少盗血和暂时性出血，缓解神经功能障碍，并不能从根本上改善脑功能区AVM的自然病程，反而会增加出血风险[7-8]。因此，脑功能区AVM的治疗依然存在很大挑战，其困难在于既要保证有效切除病灶，同时又不影响重要脑功能。复合手术可兼顾显微手术切除和介入栓塞的优点，实现对脑AVM的一站式联合治疗，特别适合脑功能区及附近AVM的治疗。因此，本研究采用介入栓塞联合显微切除的复合手术方式治疗患者脑功能区AVM，观察并评估该方法的特点和疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究已获武汉大学中南医院伦理委员会批准，并与患者及家属签订知情同意书。

本文回顾性分析2017年7月至2022年2月在武汉大学中南医院神经外科接受“介入栓塞联合显微手术的复合手术方式”治疗的36例脑功能区AVM患者临床资料。其中男性24例，女性12例，年龄范围4～64岁，平均年龄(33.6±12.0)岁，病程2 d～5年。所有病例术前均行颅脑核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)或者计算机断层血管造影(computed tomography angiography，CTA)检查，并行数字减影脑血管造影(digital subtraction angiography，DSA)检查确诊，有16例病变位于额叶运动区的患者另行血氧水平相关-功能MRI(blood oxygen level dependent-functional MRI，BOLD-fMRI)检查。所有图像均行CT-DSA融合图像处理。36例AVM病灶均位于功能区，其中额叶中央前回及中央后回20例，Broca区6例，基底节内囊4例，枕叶视皮层6例。畸形血管团最长径3～7 cm。血供情况：单纯浅静脉引流10例，深浅静脉同时引流26例。Spetzler-Martin分级：Ⅱ级7例，Ⅲ级19例，Ⅳ级8例，Ⅴ级2例。其中1例合并颈动脉夹层动脉瘤，2例合并囊性动脉瘤。

1.2 手术方法与疗效评估

复合手术室一站式手术：术前由显微手术医师和栓塞介入医师结合患者术前影像学资料共同讨论手术方案。患者全麻后，对需要先行病灶栓塞者，应用微导管超选AVM畸形血管团供血动脉，使用ONYX胶栓塞部分畸形血管团或供血动脉，再行脑功能区AVM切除。行术中DSA造影，根据脑功能区AVM残余位置及范围，再次行畸形血管显微切除并复查DSA。如此反复直至脑功能区AVM切除满意。俯卧位和侧卧位患者介入置管均采用长鞘技术。2017年7月至2019年12月间，12例患者先行介入栓塞再改变体位行开颅显微切除手术。2020年5月至2022年2月间，24例患者先行开颅暴露目标区域，再行介入栓塞及后续复合手术。从2020年开始，我们在复合手术中还引进了激光散斑技术对AVM病灶区域的脑血流灌注情况进行实时监测。具体步骤：在开颅之后，激光散斑血流成像仪垂直于术野感兴趣区域(感兴趣区域被定义为畸形血管团周围2～3 cm处正常脑皮质)，以20 ms/帧收集1 min血流图像。数据采集成功后，转换手术模式，进入复合手术过程。完全切除畸形血管团后，再次使用激光散斑血管成像仪在同一片感兴趣区域对焦成像，以20 ms/帧收集1 min血流图像。对比术前术后AVM周边血流灌注改变情况。

栓塞及残留AVM体积测量：介入栓塞之前，通过DSA脑血管造影获取AVM畸形血管团影像并行3D重建，通过3D图像测量畸形血管团体积V1；栓塞之后，再次行DSA造影及3D重建，测量残留畸形血管团体积V2。V1与V2之差即为“栓塞体积”。

记录栓塞体积、术中首次造影脑功能区AVM残留体积、显微切除次数、术中出血量，手术时间及术中并发症作为术中评价指标。按照格拉斯哥预后分级(Glasgow outcome scale，GOS)标准对患者术后近期(1周内)及远期(3～24个月)疗效进行预后评价，即Ⅳ～Ⅴ级为“预后良好”，Ⅰ～Ⅲ级为“预后不良”。

1.3 统计学分析

使用统计学软件SPSS 20.0进行数据的分析处理。对于连续型变量使用正态性检验，服从正态分布的使用“均值±标准差”表示，不服从正态分布的使用“[最小值～最大值]中位数”表示。离散型变量以百分比(%)表示。

2 结果

2.1 患者基本临床特征

本临床研究共纳入36例患者，其中男性24例，女性12例，年龄范围4～64岁，平均年龄(33.6±12.0)岁。均诊断为功能区AVM，且均接受复合手术治疗。患者具体特征见表1。

表1 患者基本临床特征Table 1 Basic clinical characteristics of patients

2.2 手术特点

36例脑功能区AVM患者，显微切除前栓塞体积为20%～80%，平均栓塞体积约60%，4例患者于介入栓塞术中发生出血。显微切除脑功能区AVM后，首次术中DSA造影提示：完整切除19例(52.78%)，畸形血管团残留少于3%有4例。显微切除轮次最多4次，最少1次。完整复合手术治疗后，仅1例患者有病灶残留。患者术中出血量200 mL～1500 mL，平均出血量800 mL。手术总时间为3 h～8 h，平均5.5 h。

2.3 术后疗效

近期疗效：患者出院时，3例出现肢体运动障碍，肌力Ⅱ～Ⅲ级。2例患者言语不清，其余无神经功能障碍加重。GOS预后分级：Ⅴ级21例，Ⅳ级9例，Ⅲ级5例，Ⅱ级1例。预后良好率为58.33%。

远期疗效：患者术后临床随访3～24月时GOS评分：Ⅴ级26例，Ⅳ级9例，Ⅰ级1例。预后良好率为72.22%。

2.4 典型病例

患者X，女性，25岁，因“突发全身抽搐11 d”入院。颅脑MRI检查提示右侧额叶中央前回区域血管畸形，完善颅脑BOLD-fMRI提示病灶与右侧中央前回功能区关系密切，术前DSA造影确诊右侧额叶中央前回区域AVM(图1)。评估患者病情后，决定行复合手术治疗。先对脑功能区AVM供血动脉予以栓塞，栓塞后DSA造影提示AVM畸形血管团部分闭塞，再行开颅显微切除手术，分块切除病灶，避免损伤右侧中央前回。切除后行术中DSA造影提示AVM畸形血管团完全消失(图2)。术中使用激光散斑技术监测AVM周边血流改变情况(图3)。术后第1天头部CT复查提示病灶完全切除，术区无新发出血。术后病理检查提示“血管畸形”(图4)。术后第7天，患者恢复良好。术后1周患者GOS预后分级为Ⅳ级，术后7个月时患者GOS预后分级为Ⅴ级，未遗留残疾或神经功能障碍。

A、B、C：分别为轴位(A)、矢状位(B)及冠状位(C)颅脑MRI显示右侧中央前回区域团状T1低信号，大小约21 mm×26mm，其内见多发留空小血管影；D、E：颅脑BOLD-fMRI显示病灶与右侧中央前回功能区关系密切；术前右侧颈内动脉DSA造影正位(F)及侧位(G)显示右侧顶部动静脉畸形，由右侧大脑中动脉多支分支动脉供血，由1支扩张的静脉引流并汇入上矢状窦；术前左侧颈内动脉DSA造影正位(H)及侧位(I)显示左侧颈内动脉经前交通动脉、右侧大脑前动脉向部分畸形血管团供血；J：DSA三维成像显示右侧顶部动静脉畸形血管团及其血供图1 典型病例X的术前影像学检查Fig.1 Preoperative imaging examination of typical case X

复合手术中，先行介入栓塞，对AVM供血动脉予以栓塞，栓塞术后行DSA造影检查，正位(A)及侧位(B)显示动静脉畸形血管团部分闭塞；栓塞后行显微手术切除，切除后行DSA造影检查，正位(C)及侧位(D)显示动静脉畸形血管团完全消失图2 复合手术术中及术后DSA影像学检查结果Fig.2 DSA results during and after combined surgery

A：复合手术前，激光散斑监测脑动静脉畸形(橙色虚线)周边三个区域(红圈、蓝圈及绿圈)的血流灌注情况，Flow值(单位FLUX)分别为184.96、91.02及87.35；B：复合手术栓塞切除病灶(橙色虚线)后，激光散斑监测图A中对应的三个区域(红圈、蓝圈及绿圈)的血流灌注情况，Flow值单位FLUX)分别为421.14、322.41及218.65；通过A、B图对比可见，该患者复合手术切除脑动静脉畸形后，病灶周边区域血流灌注明显增高，我们因此预防性地对该患者进行术后脱水、控制血压等处理，该患者术后未出现病灶区及周边出血图3 激光散斑技术监测复合手术前后脑动静脉畸形病灶周边血流灌注情况Fig.3 Laser speckle technique was used to monitor the cerebral perfusion around the arteriovenous malformation focus before and after combined surgery

A：切除标本术后病理学检查提示“血管畸形”；B：患者X术后第1天头部CT检查显示右侧中央前回区域术后改变，栓塞剂残留，动静脉畸形病灶区无新发出血图4 术后病理检查及影像学复查结果Fig.4 Results of pathological examination and imaging reexamination after surgery

3 讨论

脑AVM是一种由动脉供血、静脉引流而不经过毛细血管的畸形血管团，在动静脉系统之间形成高流量、低阻力血液分流的异常血管团。扩张的供血动脉从各个方向汇合于畸形血管团，引流静脉则因大量分流的血液湍流而扭曲扩张[6](图5)。因此，脑出血是脑AVM最常见的临床表现。脑功能区AVM是指AVM直接位于脑的重要功能区(包括感觉运动皮质、语言功能区、视觉皮质、丘脑及下丘脑、内囊区、脑干、小脑脚及小脑深部的各核群等)或其邻近区域。脑功能区AVM破裂出血可直接影响周边功能脑组织、重要神经核团以及神经细胞，导致患者严重的神经功能障碍甚至残疾。同时，AVM周围的功能脑组织长期处于动-静脉分流的缺血缺氧环境，区域神经细胞的正常代谢及生物功能必然受到影响，这些病理改变被认为与患者认知能力下降、癫痫和神经功能缺陷有关[9]。

A:显示位于功能区的脑AVM畸形血管团，采用介入栓塞中央前回附近的部分畸形血管团(紫色)；B:显示经介入栓塞后待手术切除的残留畸形血管团；箭头显示已栓塞了的无血供的与脑运动功能区相连而残留的少部分畸形血管团图5 脑动静脉畸形示意图Fig.5 Schematic diagram of cerebral arteriovenous malformation

脑AVM的传统治疗主要是手术切除。然而，对于功能区的脑AVM，即使在立体定向精确导航下，也不可避免地会切断功能区皮质，造成神经传导纤维损伤，导致神经功能的永久性损害[10]。据报道，脑功能区AVM切除术后的致残率明显高于其他部位AVM[11]。近年来，随着介入技术的快速发展，越来越多的神经外科医生倾向于通过血管内技术治疗脑AVM。血管内介入栓塞可以直接通过体内动脉系统到达畸形血管团的位置，从而避免了开颅手术损伤脑组织的缺点。通过向畸形血管团内注入栓塞物质，使其广泛分布于畸形血管团内，使整个畸形血管团闭塞，从而达到治愈AVM的目的[12]。小型表浅性脑AVM通常采用一次性栓塞可完全治愈，但对于大型AVM则较为困难。如果对直径超过6 cm的AVM采用一次性完全栓塞，畸形血管周围的侧支循环尚未建立，突然变化的血流动力学(即所谓的“正常灌注压突破”)可能会导致病灶外周血管的破裂出血[13]。Ma和Chun等[12，14]证实，大型脑AVM的一次性介入治疗会显著增加术中和术后再出血的发生率。的确，在本研究中有4例(11.11%)患者于介入栓塞术中发生出血。

随着复合手术室的出现，采用复合手术技术治疗脑功能区AVM改变了传统复杂脑AVM的治疗模式，也对传统神经外科观念产生了深刻影响。复合手术改变传统治疗策略，术前由显微手术医师和介入栓塞医师充分利用影像学资料，评估患者病情，分析手术方案。优先栓塞脑AVM供血动脉，特别是主要供血动脉和脑深部供血动脉。其次栓塞剩余AVM的部分病灶，特别是临近功能区的AVM畸形血管团。复合手术中的栓塞步骤并不追求完全或尽可能全地栓塞畸形血管团，特别是术前考虑复杂的病灶，如高级别AVM，也很难通过一次介入完全栓塞而达到治愈。复合手术中首先对AVM进行栓塞的目的在于阻断AVM的供血动脉并缩小畸形血管团的体积，为接下来的显微切除创造有利条件，以减少对脑功能区的损伤。在本研究所回顾的36例脑功能区AVM患者中，显微切除前栓塞体积为20%～80%，平均栓塞体积约60%。随着畸形血管团病变体积的缩小，仍有血流的病灶与功能脑组织之间的距离扩大，在显微切除术中手术医师可以不再分离栓塞后没有血供的AVM与功能脑组织的边界，能够很大程度地减少对功能脑组织的损伤。Jiao等[15]曾报道过201例接受手术切除治疗的脑AVM患者，研究发现病灶与功能区的距离(lesion-to-eloquence distance，LED)与患者预后情况独立相关，LED越大则患者术后出现神经功能障碍的几率越小，LED最小安全距离为5 mm。同时，术前栓塞还有助于减少手术切除时病灶的血流量，避免术中大量出血。本研究中的36例患者，术中出血量200 mL～1500 mL，出血量中位数为800 mL，远少于我科传统手术切除脑AVM时的出血量。

栓塞后的显微切除是必要的。虽然血管内栓塞具有疗效好、创伤小、并发症少等优点，已成为治疗脑AVM的首选方法。但完全栓塞的并发症较多，尤其是高级别AVM完全栓塞后，出血风险高达15.6%[16]。如果选择部分栓塞，Biondi等[7]认为，大型AVM部分栓塞只是将大AVM变为小AVM的一种方式。其结果是残余血供的血流加快，异常血管出血的风险并未降低。栓塞后的显微切除能够有效弥补这些不足。本研究对功能区完全/部分栓塞的畸形血管团进行分区域、分块切除，既能够减少对功能脑组织的损伤，又能最大程度地切除病灶。切除后首次术中DSA造影提示AVM完整切除率达到52.78%(19/36)。而对于其他未一次完全切除AVM的患者，由于复合手术室的存在，我们可以继续对AVM病灶再次进行显微切除，并通过术中DSA再次检查AVM残留情况，避免了患者的多次麻醉与转运。本研究中显微切除轮次最多4次，最少1次。完整复合手术治疗后，仅1例患者有病灶残留。而复合手术治疗脑功能区AVM的疗效也是有保障的，本研究中36例患者术后近期(1周内)预后良好率为58.33%，临床随访3～24月时预后良好率为72.22%。因此，脑功能区AVM复合手术是介入诊疗技术与显微外科手术技术的优势叠加，实现了“1+1>2”的效果，是一种脑AVM显微手术和血管内栓塞脑AVM技术合作共赢模式，有效减少了手术次数，缩短了总体住院时间，降低了治疗费用。使得复杂问题简单化，高风险治疗安全化，治疗费用极低化。

此外，从2020年开始，我们在复合手术中还引进了激光散斑技术对AVM病灶区域的脑血流灌注情况进行实时监测。大型AVM在经过复合手术栓塞并切除后，畸形血管周围的侧支循环尚未建立，大量原本通过畸形血管团被分流的灌注压力将被迫转移到周边血管中。局部脑血流量快速增加(即所谓的“正常灌注压突破”)导致脑血管系统的自动调节功能失效[17]，进而可能引发病灶外周血管的破裂出血[11]。据报道，大约3%～12.5%接受显微手术的AVM患者会出现术后脑出血或严重水肿[18]。激光散斑技术能够让手术医师实时、准确地了解手术前后病灶区域脑血流灌注的改变情况，进而指导我们对那些有可能发生“正常灌注压突破”的患者预防性地采取脱水、控制血压等术后管理措施，有效减少术后出血等并发症的发生。这在处理脑功能区AVM时显得尤其重要，因为一旦脑功能区发生术后出血，将严重影响患者术后神经功能的恢复。

总之，通过本研究，我们发现复合手术为复杂AVM尤其是脑功能区AVM的一期完全切除提供了一种安全有效的新治疗方式。

本研究的局限性在于仅仅是一项初步的临床研究，一定程度上说明了复合手术治疗功能区AVM的有效性和安全性，但研究结论仍需大规模的随机对照研究证实。