微创神经外科学理念

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微创神经外科学理念

[作者]：赵继宗
[单位]：北京天坛医院
[摘要]：微创神经外科学（minimally invasive neurosurgery）经过十余年的发展，目前已经在我国逐步展开。本文将从以下六方面对微创神经外科学技术进行讨论：1、神经***技术；2、个体化的微骨孔手术入路；3、神经内镜辅助手术；4、介入治疗；5、立体放射治疗；6、分子生物神经外科学。

[关键字]：微创神经外科 理念 技术  

[课程全文 ]


进入21世纪，微创医学技术发展迅速，微创神经外科学（minimally invasive neurosurgery）经过十余年的发展，目前已经在我国逐步展开。在一些经济发达地区，微创神经外科技术已经达到国际先进水平，但就全国范围讲，其发展还不平衡，尤其应该指出的是，有些领域尚存在更新理念和规范技术等问题。

一、微创神经外科学理念(concept of minimally invasive neurosurgery)

微创神经外科学是在显微神经外科基础上发展而来。上个世纪50年代显微神经外科建立，经过20余年的发展和完善，到上个世纪90年代，显微神经外科学已经在国际神经外科界得到普及，并且在众多高科技支持下，专用手术设备器械应运而生，如神经***和立体定向放射治疗（伽玛刀）等，推动了微创神经外科学的进展。我国70年代进行了以颅内外动脉搭桥手术为代表的显微外经外科手术。**以后，随着与国际交往日益增多，我国的显微神经外科正在逐渐普及和规范。

由于设备更新和人们对手术效果的更高期盼，神经外科需要，并且有可能向更高的治疗水平迈进，这首先是个治疗理念的改变。21世纪治疗的理念向“社会－心理－生物学”模式转变。在治疗神经外科疾患时，要求我们从单纯的考虑手术能治疗什么，手术能给病人和社会带来什么转变，在这样的背景下，微创神经外科学逐步产生并被人们接受。微创神经外科学的理念是在诊断和治疗神经外科疾患时，尽量降低医源性损伤，最大限度的为病人解决病痛。

微创神经外科学包括六方面的内容：1、神经***技术；2、个体化的微骨孔手术入路；3、神经内镜辅助手术；4、介入治疗；5、立体放射治疗；6、分子生物神经外科学。

二、我国微创神经外科所取得的成绩

**使得我们有时机会与国际神经外科广泛交流；同时，我国经济的迅速发展，为我国微创神经外科发展提供了有力保障。我国微创神经外科已进入世界先进水平行列，积累了大量的临床经验。

1、微骨孔入路

1971年，Wilson在显微手术的基础上提出微骨孔入路（Keyhole approach）概念，倡导改进传统的开颅手术，以充分发挥显微手术微创的优越性。八十年代，神经解剖和显微手术设备不断改进，促进了神经外科显微手术的发展。1991年日本神经外科医师首先报告经微骨孔入路治疗颅内前交通动脉瘤，使微骨孔入路技术逐渐被认识和采用。微骨孔入路的原理与我们生活中用的门镜效应相似。门镜虽然很小，当经门镜向门外窥视时，却可以看到较大的视野，距门镜越远视野越大。微骨孔入路采用小切口（3.0cm），面积在2.5cm×3.0cm左右的骨窗，是具有代表性的微创神经外科技术。开颅范围虽小，但在手术显微镜下操作，通过调节手术窗和手术显微镜的角度，可保证获得足够的可视术野，由于减少了暴露范围，使手术操作更准确细致，降低了手术损伤率，提高了治疗效果。

近年，影像学的发展使颅内病变的定位和定性更加准确。神经***准确定位和实时引导功能，为微骨孔入路提供了可靠的技术保障。根据每个病人的具体情况，个体化的设计手术通道可直抵脑内病变区域。缩小开颅范围，减少对正常脑组织的暴露和干扰。同时根据病人的术前神经功能状态、影像学资料，避开重要脑功能区，充分利用脑自然沟、裂，打开蛛网膜和脑室、脑池放出脑脊液，减少对脑的牵拉，使医源性脑损伤显著降低[1，2]。另外，由于骨窗小，开关颅时间缩短，术中出血少，术后并发症发生率低，病人康复快。北京天坛医院自1999年以来，开展微骨孔入路354例，其中成功施行动脉瘤手术169例；其它手术185例，包括眶上微骨孔入路治疗鞍区病变42例，侧裂入路治疗颅咽管瘤和岛叶病变69例，纵裂入路治疗扣带回及透明隔肿瘤21例，脑沟入路治疗脑实质和侧脑室三角区病变42例，改良原切口治疗复发病变11例，这些病变中全切除163例，近全切除22例。所有微骨孔入路手术无术后血肿和明显脑挫伤发生，无手术死亡[3－11]。[根据相关法规进行屏蔽]总医院采用枕下远外侧微骨孔入路处理枕大孔区病变，其中枕大孔前缘脑膜瘤3例，颈静脉孔神经鞘瘤2例，斜坡下段脊索瘤1例，均完全切除[12]。

应用微骨孔入路，要求外科医师具有丰富的显微手术临床经验，同时还需要完备的显微手术和微骨孔入路的手术器械[13]。微骨孔入路最适用于脑外病变，如尚无症状的脑肿瘤、动脉瘤等，而不适用于巨大脑动静脉畸形和癫痫手术。

2、神经***术

神经***（neuronavigation）手术亦称影像引导或无框架脑立体定向手术。它在模拟数字化影像与神经系统实际解剖结构之间建立起动态的联系[14]，使医生能够“透视”病人脑内的微细结构，选择最理想的个体化手术入路；实时了解病变与周围重要结构如脑干、颈内动脉和颅神经的关系；探及肿瘤边界，印证切除范围；确定动静脉畸形血管范围，指导沿动静脉畸形边界分离切除，避免误入病变大出血；协助判断巨大动脉瘤与载瘤动脉关系，保证夹闭动脉瘤时载瘤动脉的安全，有时术中需辅助使用多普勒超声[15]；活检、穿刺囊(血)肿、取异物。根据***技术，为每个病人设计出损伤最小的手术切口和手术路径，称为个体化的手术入路（personal approach）。

目前该技术已在国内30余家医院开展[16]。1998年北京天坛医院神经外科引进***技术，开展颅内肿瘤、脑血管畸形和脊柱手术400余例，平均定位误差在2mm以内，邻近功能区胶质瘤影像学全切率达90.5%，脊髓肿瘤和AVM均100%全切除。证实利用***技术可安全切除大脑半球深部小于2.0cm的病变，而不造成病人的神经功能损害[17－22]。上海华山医院使用国产***系统治疗颅内病变60例，术中寻找病变成功率100%，病变全切率达98.4%，定位误差均在3mm以内。2例功能区肿瘤术后出现一过性失语和下肢肌力弱，均在2周内恢复。证实***系统可有效的降低手术难度和减少手术并发症[23]。

在神经***手术中，定位和切除的基本依据是术前的影像资料，术中随着脑脊液流失、病灶的切除或囊性病灶囊液的吸除、脑牵开器的牵拉，以及伴发脑积水或脑萎缩，都可能发生脑移位[25]。为及时纠正这种脑移位带来的解剖偏差，提高手术精度，出现了开放式MRI。它使外科医师在磁场内获得手术操作的空间，并利用指示器，在术野获取交互－实时MRI影像。目前，世界已有15个研究中心报道了1000余例开放式磁共振手术[26，27]。今后，还可有望在功能核磁共振（fMRI）、核磁共振频谱分析（MRS）、脑磁图（MEG）的引导下实施功能性神经外科手术[28]，对全面了解瘤床的生物化学变化、推测术后脑循环状态及有效减少手术并发症等方面有着更广阔的前景。

3、神经内镜辅助手术

神经内镜（neuroendoscopy）以其明亮的光线和广角，为微创手术起到辅助作用。颅腔的限制，使开颅手术的视野受到影响。神经内镜为术者扩大了可视范围，更清晰的观察到神经和血管，增加了手术的准确性。神经内镜的应用已从颅内扩展到脊柱和脊髓手术，可用于椎间盘切除、脊髓空洞切开和置管引流。另外，也可单独使用进行脑室内囊性病变、脑室壁穿通，以及调整脑室内分流管位置的手术。

要点提示：　

神经内镜手术的适应证：

颅内：（1）脑室内病变：囊肿、肿瘤、寄生虫、畸形；（2）脑实质内各种囊性占位；（3）梗阻性脑积水；（4）颅内胆脂瘤；（5）小脑血管网织细胞瘤（大囊小结节型）；（6）垂体瘤；（7）部分颅咽管瘤等。

颅外：椎间盘切除、脊髓空洞切开和置管引流。

神经内镜辅助手术特点：

（1）镜身长，横截面小，适合于在狭长的腔隙、孔道内操作；
（2）显微镜光源在到达较深的术野时，光亮度产生很大的衰减，而内镜系近距离照明，虽然图像的立体感较显微镜图像略有差距，但是深部术野的清晰程度明显优于显微镜；
（3）内镜视管带有侧方视角，对辨认手术盲区的残留肿瘤和动脉瘤颈对侧的血管分支或微小的穿动脉有指导作用。
（4）应用神经内镜辅助手术只需行颅骨钻孔或小的开颅，手术损伤小，病人恢复快。

目前，国内开展神经内镜手术的单位较多，治疗病种多达十余种，报道的病例已逾千例，包括脑室造瘘、脑室－腹腔分流等。北京天坛医院利用神经内镜辅助微骨孔入路夹闭颅内动脉瘤78例均获成功，其中单纯动脉瘤夹闭55例，夹闭加切除20例，动脉瘤加固2例，供血动脉结扎2例，均未出现与内镜有关的并发症[29]。中南大学湘雅二院应用神经内镜治疗颅内疾病62例，其中单纯内镜手术39例（以脑积水、颅内囊性病变、脑室系统病变为主）有效率为92.3%，内镜辅助手术22例（听神经瘤13例、胆脂瘤2例、侧脑室肿瘤5例，三脑室肿瘤2例），内镜控制手术1例（鞍内垂体瘤），除胆脂瘤大部切除外，其余肿瘤全部切除。本组病例无严重并发症及死亡[30]。

近几年，应用神经内镜经鼻蝶入路切除垂体瘤的报告很多。经鼻－蝶窦入路可分为经鼻小柱－鼻中隔入路、经鼻前庭－鼻中隔入路、经单鼻孔－鼻中隔中段入路及经单鼻孔－蝶窦入路[31，32]。在经单鼻孔－蝶窦入路手术中，神经内镜多被用作唯一的光源及成像手段，而在其他的经鼻－蝶窦入路手术中神经内镜常被用作显微外科手术操作的辅助工具。

[根据相关法规进行屏蔽]总医院经单鼻孔－蝶窦入路切除垂体瘤426例，随访3个月至8年，治愈70.9%，控制20.9%，复发8.2%。术后暂时性尿崩症28.5%，视力恶化1%，脑脊液鼻漏0.5%，假性动脉瘤0.35%，暂时性颅神经麻痹0.5%，无永久严重并发症[33]。上海第二军医大学长海医院采用该入路治疗垂体瘤，肿瘤小于3cm的全切除率86.4%，大于3cm的全切除率26.3%，术后患者症状有不同程度改善，随访2～9个月未发现严重并发症[34]。正是由于神经内镜视野克服了显微镜下经蝶切除垂体腺瘤的手术盲区，较单纯显微手术相比，它大大地减小了手术的盲目性，增加了手术的安全性及全切肿瘤的可能性。

应用神经内镜手术，需配套较纤细的、适合深部操作的器械。由于内镜手术术野小，操作空间小，应付手术意外能力差，特别是术区有较多出血时，处理较困难，风险极大。因此，很难单纯应用神经内镜切除颅内肿瘤。另外，应用神经内镜辅助手术时，术者首先要具备熟练的显微手术技术，并且接受过良好的内镜操作训练。

4、血管内神经外科(endovascular neurosurgery)

此技术系利用微导管经血管对脑、脊髓内动脉瘤、血管畸形、动静脉瘘以及富于血管的肿瘤进行栓塞，使之闭塞或缩小后便于切除或行放射治疗，还可用作经皮血管成形术，对颅外以及颅内狭窄或痉挛的动脉进行球囊扩张，改善脑血流。此外对颅内肿瘤经导管行超选择性动脉内化疗、对缺血性脑血管疾患进行溶栓治疗也属于此治疗范畴。

血管内神经外科在国内始于80年代，但近年发展迅速，在国际交流中日益崭露头角，令人瞩目。1991年Guglielmi用电解可脱弹簧圈(GDC)栓塞动脉瘤，被认为是一项***性改进，目前已被广为采用。2000年以后，用于取代动脉内膜切除术的经皮血管腔内血管成形术加支架置入术(PTAS)应用于临床，北京、上海、天津、广州和武汉已相继开展PTAS[35]。Mawad对11例巨大动脉瘤病人进行血管内保护性支架植入，在球囊保护下注入新型液体栓塞剂ONYX栓塞动脉瘤，1例死亡，1例暂时性偏瘫，9例随访无动脉瘤复发。液体栓塞剂可以顺应动脉瘤形态固化，减少残留死腔，达到完全闭塞动脉瘤。

5、放射神经外科（radioneurosurgery）

我国在这一领域的发展始于90年代初，与国际上大规模正式起步年代相仿。此项技术是利用神经影像学对颅内病变进行三维精确定位后，再对靶点行聚焦照射。γ－刀利用钴放射源产生的γ射线聚焦在颅内设定的靶点，使组织产生局灶性坏死，在靶区边缘靠放射线陡峭的梯度改变使剂量锐减，因而正常脑结构不受影响，从而达到手术切除病灶的效果。X－刀系利用直线加速器球管旋转，行定点照射，射线聚焦于病变处。X－刀治疗可分次进行，而γ－刀通常仅需一次照射。

放射神经外科治疗的疾病种类，主要有听神经瘤、脑动静脉畸形、脑膜瘤、垂体瘤、脑转移瘤、功能性疾病包括三叉神经痛、帕金森病、癫痫和强迫症等。北京天坛医院用γ－刀治疗海绵窦区脑膜瘤112例，经12～96个月随访，影像学上肿瘤有效控制率95.6%，临床表现有效控制率94.5%，表明γ－刀可以作为海绵窦区小型脑膜瘤或术后残存肿瘤的主要治疗手段，对控制肿瘤复发及保证病人生存质量起重要作用[36]。以往治疗三叉神经痛治疗靶点选在半月节，治疗剂量低于70Gy。近年，天津医科大学第二医院以三叉神经根近脑桥段为靶点治疗三叉神经痛，中心剂量为70Gy～80Gy，疗效明显提高。63例病人，在平均19.5个月的随访期内，疼痛100%完全缓解占57.4%，疼痛缓解＞80%占28.7%，疼痛缓解＞50%占6.53%，总有效率为92.06%，无效和复发病人经再次γ－刀治疗后疼痛缓解[37]。推测70Gy～80Gy的照射造成神经突触，间传导阻滞而未造成神经元损伤，可降低突触传递却不致干扰正常的轴突传导。

目前，国内拥有的这类设备和治疗病种及例数已居世界前列。更为可喜的是1997年我国自行研制的旋转式伽玛刀获美国FDA批准进入美国市场。最近，以带电重粒子为放射源的粒子刀已出现。它比γ－刀或X－刀优越之处是靶区以外组织所受的发射量近乎于零，可治疗体积较大的病变。因价格昂贵，如今世界上只有3台用于临床[37]。

6、分子生物神经外科学

利用分子生物化学的方法治疗神经外科疾患，目前虽然仍处在研究之中，但是很有前途。分子生物神经外科学包括：

（1）脑恶性肿瘤的基因治疗

这种疗法是向肿瘤细胞引入外源性基因，以纠正或补偿其基因的缺陷，并通过增强宿主细胞对肿瘤杀伤能力和机体防御机制来达到治愈肿瘤的目的。包括细胞周期调节和凋亡基因治疗、肿瘤侵袭抑制基因治疗、血管生成抑制基因治疗、免疫调节基因治疗、**基因治疗等[38]。北京、上海在国内率先进行了HSV－tk**基因治疗胶质瘤的研究并正在进行一期临床。

目前，脑胶质瘤基因治疗仍存在一些困难，如：
(1)胶质瘤的病理机制尚未阐明，因而缺乏特异性强的靶基因。
(2)胶质瘤细胞存在异质性，转染单个基困难以对全部肿瘤细胞产生作用。
(3)肿瘤细胞遗传状态不稳定，易对治疗产生抵抗性。
(4)目前所用的基因转载系统在转染效率、定向性、携带目的基因数量、免疫原性、安全性等方面存在不足。

相信随着基因转载系统的改进和大规模快速基因测序的推广，胶质瘤基因治疗一定会有更好的应用前景[39]。

（2）神经干细胞

近年来基础研究出现了两个重要进展[40]。首先发现在成人的中枢神经系统中，存在具有自我更新能力、高度增殖及分化潜能的干细胞，这些细胞在某些条件下可以分化为成熟的神经元并建立起有效的突触联系。其次发现成人髓鞘上的髓磷脂可抑制受损轴突的发芽、生长和成熟。髓磷脂的这种作用有助于限制轴突的过度生长和再塑形，但也阻碍了受伤轴突的再生和重建联系。这两个发现否定了中枢神经系统损伤后不能再生的传统观念，为脑和脊髓重要功能区损伤的修复奠定了基础。

目前，人们已能分离培养胎脑和成人脑组织中的神经干细胞。利用转基因技术，人们还制备了多种永生化的神经干细胞株。研究表明，移植胎脑或成年脑组织的永生化神经干细胞能在脑组织中迁移、存活并分化成神经元，改善神经元丢失所致的神经功能障碍[41，42]。2001年上海曾给予帕金森氏综合征病人的脑内移植含有多巴胺生成细胞的神经干细胞，部分改善了病人的症状。但是，诸如神经干细胞的体外大量培养、定向诱导分化、体内移植后的功能重建等问题仍有待阐明。

（3）基因芯片和蛋白质组技术

与其它脏器相比，人脑的基因表达及其产物间的相互作用要复杂得多。随着基因组计划的完成，出现了两大高通量技术，一种以分析基因表达水平为主，称为基因芯片技术；另一种以分析蛋白质的表达、磷酸化、糖基化、蛋白质复合体及其相互作用为主，称为蛋白质组技术[43]。二者的出现使同时分析神经系统的大量基因的表达和基因产物蛋白质及其相互作用网络成为可能。它们在神经科学中的应用为了解脑功能提供了前所未有的机会。北京天坛医院正和清华大学合作利用基因芯片和蛋白质组技术进行动脉瘤发病机理的研究并已取得初步成果。

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