唤醒状态下切除脑功能区胶质瘤手术

如题所述

唤醒状态下切除脑功能区胶质瘤手术技术是目前国内外神经外科领域探讨的热点与难点问题。本指南基于2013年发表《唤醒状态下切除脑功能区胶质瘤手术技术的专家共识》,根据近一年来相关领域出现的新的研究成果和各位专家提出的修改意见进行了完善,增加基于循证医学的相关推荐,使其成为较具权威性和更具指导的技术指南。为了便于读者理解及更好的开展手术工作,本指南参照中国中枢神经系统胶质瘤诊断和治疗指南(2012)的循证医学和推荐级别分类。

1、功能区解剖

1.1 感觉运动相关功能脑区感觉区:

初级感觉区位于中央沟和中央后沟之间的中央后回。运动区主要包括初级运动区(M1)、运动前区(PMA)和辅助运动区(SMA)。

①初级运动区位于中央沟和中央前沟之间的中央前回,上宽下窄,解剖上可不连续(额中回将其分为上、下两部分)。

②运动前区:位于额叶外侧面,占据部分额上回、额中回和中央前回,同初级运动区一样,运动前区也是上宽下窄。

③辅助运动区:位于旁中央小叶的前部和额上回内侧面后部,运动前区上方;个体间存在一定差异,功能上可分为前后两个部分。

1.2 语言相关功能脑区

1.2.1 Broca区:

运动性语言中枢,主要包括优势半球额下回的盖部和三角部的后半部分,细胞构筑学上包括BA44区和BA45区的后半部分。Broca区的主要功能为语言的形成、启动和协调各发音器官协调运动。Broca区的两部分在语言的理解和产生分别起不同作用,一般认为三角部与语义有关,盖部与语音有关。Broca区损伤后通常引起运动性失语,即言语表达障碍。

1.2.2 Wernicke区:

感觉性语言中枢,分布较弥散,没有明确的解剖界限(大致对应优势半球颞上回后部1/3区域)。其包括缘上回、角回等。Wernicke区在细胞构筑学上主要位于BA22、BA39、BA40、BA37区,主要参与声音的辨别和理解。Wernicke区损伤后出现感觉性失语,也称Wernicke失语,即言语理解障碍,同时其产生的语言也难以被理解。

1.2.3 其他区域:

语言相关脑区分布不仅限于经典的Broca区和Wernicke区,其分布相当广泛,且个体间存在较大差异。主要涉及以下几个区域:优势半球的额下回后部(Broca区)、额上回内侧后部(SMA区)、额上回和额中回的后部(运动前区)、颞叶及颞顶枕交界区。此外,对于汉语为母语者,非优势半球参与语音、语调、韵律等高级语言功能。

1.3 运动、语言皮质下传导束解剖

1.3.1 皮质脊髓束:

为运动相关的皮质下传导束,发自大脑皮质许多区域(主要是BA4、BA6、BA3、BA1、BA2等)的第Ⅴ层锥体细胞;其中粗纤维为第4区第Ⅴ层深部的大锥体细胞(Betz细胞)的轴突;而细纤维则由Ⅴa层的小型神经元发出,此束经内囊后肢的前部下行。

1.3.2 语言相关的皮质下传导束:

脑内与语言相关的几个重要白质通路有:

①弓状束:其为上纵束的一部分,起自颞上回的尾侧部分,绕过外侧裂。在豆状核和岛叶上外侧前后走行,在内囊外侧,与其他上纵束一起终止于前额叶的背侧部分(BA8和46区)。弓状束的主要功能是传导语音系统信号。

②下枕额束:下枕额束起自枕叶及颞叶的后外侧区,向前走行在侧脑室颞角外侧壁的外上方,经过岛叶内侧外囊的前底,到达眶额及前额叶的背外侧,其功能是参与语义系统的传输。

③扣带下束:内侧扣带下束的嘴侧部分位于额角外侧壁(Broca区的深部),包含由扣带回和辅助运动区向尾状核投射的纤维。该传导束损伤后通常会导致经皮质运动性失语。④额顶语言环路:作为发音的最后通路,通常位于口部运动区和前岛叶深部,电刺激会诱发发音障碍。

1.4 功能区定位的新观点目前很多研究均表明:

功能区的分布可能并非是组块化的,即某一块皮质区域只单独负责某一功能,如Broca区负责运动性语言,而Wernicke区负责感觉性语言功能。现代认知神经科学认为大脑功能区分布是一个高度复杂的网络化结构―――连接化理论(BrainConnectivity),各部分之间即相对独立又高度统一,所有的认知功能都是这个巨大网络内互动的结果――连接组学(connectome)。这种网络结构认知对神经外科的启示有以下几点:

①功能网络中的任何一点损伤都可能会造成某种认知功能的异常,如语言、记忆等。

②局限于某个位置的损伤可能会造成与此相关的多个网络的损伤,从而导致多种认知功能的异常。

③如果网络中的其他部分可以代偿或重组其功能,则某一处的损伤可能只会引起轻微的或短暂的功能异常。

④特定的解剖位置可能针对于某种认知功能有相对的(并非绝对的)特异性。一般认为与临床密切相关的相对独立的网络结构有:以左侧侧裂周围区域为主的语言网络;以右侧额顶区域为主的空间识别网络;颞枕部的面部及物体识别网络;贮存长期记忆的边缘系统;与注意和行为有关的前额叶网络。以上各网络结构在个体间差异较大。

2、适应证与禁忌证

2.1 适应证

①累及脑功能区的胶质瘤。

②年龄一般不小于14周岁(取决病人的认知与自控能力)。

③无明确的精神病史或严重精神症状。

④意识清醒,认知功能基本正常,术前能配合完成指定任务。

⑤自愿接受唤醒麻醉手术者。

2.2 禁忌证

①年龄小于14周岁(相对禁忌)或心理发育迟滞的病人。

②明确精神病史。

③认知功能差,术前不能配合完成指定任务。

④严重心、肺、肝、肾功能障碍,不能手术者。

⑤其他不适合接受神经外科开颅手术的禁忌证。

⑥拒绝接受唤醒麻醉手术者。

3、术前检查与评价

3.1 术前多模态影像学检查

术前神经影像学检查可以帮助临床医师了解病变范围及其与周围功能结构的关系,正确判定病变与脑功能区的相对边界,有利于制定个体化最优手术方案。

强烈推荐:T1、T2、Flair、T1增强检查。

推荐:BOLD、DTI、PWI检查。

可推荐: MRA、MRV、MRS、PET-CT、 MEG检查。

3.1.1术前常规影像学检查:

①3D-T1、T2、T2-Flair、T1增强像:可确定病灶范围、水肿及恶性程度。

②磁共振(动脉)血管成像(TOF):可观察病变与周围动脉的关系。

③磁共振(静脉)血管成像(MRV):了解病变与粗大引流静脉的关系。

④磁共振波谱成像(MRS):了解病变的代谢情况,有助于鉴别诊断及判断肿瘤的恶性程度(Ⅳ级证据)。

⑤磁共振灌注成像(PWI):了解病变及周围的血流灌注情况(Ⅳ级证据)。

3.1.2 血氧水平依赖功能磁共振(BOLD-fMRI):

该技术具有无创伤性、无放射性、可重复性,及较高的时间和空间分辨率;经处理可显示功能区域激活图。可用于术前感觉运动区、语言区定位和优势半球定侧的支持证据。

基于任务的功能磁共振(Ⅲ级证据):通常采用模块化设计(Blockdesign)扫描任务。

①运动区激活检测任务:手指运动(或足背屈伸)与休息模块交替进行。运动任务通常采用手指张握运动或指定顺序的对指运动或足背屈伸运动来定位病人的手、脚运动感觉区。一般模块化设计的每组运动和休息模块时间不少于20s,相邻的任务模块间隔时间不得长于128s。

②语言区激活检测任务:语言任务和休息交替进行。语言任务通常采用图片命名或词汇联想、动词产生、句子判断等,可根据每位病人的文化程度和语言习惯以及目标区域,选择不同的语言任务形式。通常的模块化设计中,任务模块和基线模块时间不少于20s,相邻的任务模块间隔时间不得长于128s。

静息态功能连接成像:要求被试者清醒、闭眼、安静地躺在磁共振检查床上,不需要配合完成任何任务。需要后期图像处理,目前多用于定位病人的感觉运动区和研究神经疾病异常的脑功能网络机制。

3.1.3扩散张量成像(DTI)及纤维束追踪(Ⅳ级证据):

通常使用1.5T或3.0T的磁共振成像设备,采用扩散加权的自旋回波平面回波(spin-echodiffusion-weightedEPI)成像技术采集图像,体素大小为2mm×2mm×2mm,12个以上方向,扫描时间大约是5min。常用DTI技术显示的白质纤维包括:投射纤维(皮质脊髓束、皮质脑干束和丘脑辐射),联络纤维(上纵束、下纵束、下枕额束)和联合纤维(胼胝体)。

3.1.4 其他功能影像技术:

①正电子发射断层显像(PET):应用放射性核素作为示踪剂,通过测量相关局部大脑血流的变化来定位重要功能区,空间分辨率低。

②脑磁图(MEG)和磁源性成像(MSI):是通过监测神经细胞兴奋时产生的磁场变化来定位功能皮质的无创检查方法。可用于运动和语言区定位。

3.2 术前神经功能评估

应用客观的、被广泛接受的神经心理学量表,其目的不仅是评价病人的功能状态,更是使医生了解病变对病人的影响程度,为制定手术计划和术后康复方案提供依据。神经心理测试要应用标准化的材料和实验方法,应用的各项量表一定要有正常范围值、较高的可重复性、较短的时间(30~40min)和可发现随时间变化的认识功能变化。

强烈推荐:KPS、爱丁堡利手检查、简易精神状况量表(MMSE)。

推荐:韦氏成人/儿童智力测验、西部失语症检查(WAB)中文版、BOLD-fMRI功能偏侧化指数、线段等分实验。

可推荐:WADA试验、中国康复研究中心失语症检查法(CRRCAE)、蒙特利尔认知评估量表(MoCA)、日常生活活动能力评分(ADL)、抑郁自评量表(SDS)、焦虑自评量表(SAS)、症状自评量表(SDL90)。

3.3 术前宣教

经过术前神经影像、神经心理学等评估后,综合考虑制定手术计划,选择术中功能监测任务。由手术医生、麻醉医生和神经心理医生详细向病人及家属交待全麻唤醒手术的相关事宜:

①全麻唤醒手术的流程。

②术中唤醒下功能监测技术对脑功能区定位及保护的重要性。

③手术及麻醉的潜在风险和并发症。

④手术中可能存在的不适感,如口干、憋尿、寒颤、头部不适。

⑤根据术中需要完成的任务,给予病人指导和术前模拟练习。病人及家属了解全麻唤醒手术的风险和意义后,若自愿接受全麻术中唤醒手术,则签署全麻术中唤醒手术知情同意书。

4、手术室准备

4.1 切口设计

根据病变的部位和功能区的位置设计切口,原则上应包含病变和其累及的重要功能脑区(监测靶区)。还需考虑的因素:

①暴露病变及周围功能区,利于术中监测和功能定位保护。

②复发率高的肿瘤(如胶质瘤)要考虑二次手术可能。

③功能区分布的个体间差异性。

④皮下动脉、静脉窦、发际等常规需要考虑的结构因素。

4.2 体位

①常采取侧卧位,以头架固定,头略后仰,以便再次插管。

②若采取仰卧位,应严密注意防范术中误吸的发生。选择的体位要保证病人术中舒适,摆好体位后使用保温毯以减少病人唤醒后寒战以及其引起的颅内压增高等。

4.3 消毒铺巾

于病人肩部上方放置支撑架,铺单时注意隔离术野并留出术中观察区。术中监测人员应能清楚看到病人面部及手部。若需要语言命名监测,可在病人视野内放置屏幕,尽量使病人视野中心与屏幕中心重合。

4.4 神经导航

将术前得到的结构和功能图像信息融入神经导航,注册参考架和参考点(注册方法参考该品牌型号导航仪使用说明)。可在神经导航的辅助下标出病变的体表投影,适当调整切口。

4.5 其他事宜

①在术前准备期和术中非任务期播放轻音乐,以缓解病人的紧张情绪。

②近视的病人需要术中执行图片命名任务时,可佩戴眼镜或拉近屏幕距离,确保病人可以看到清晰的图像。

③有癫痫病史的病人术前和术中应使用抗癫痫药物。

5、唤醒麻醉技术

强烈推荐:暂无。

推荐:静脉麻醉药物靶控输注技术结合局部阻滞麻醉(通气方式推荐使用双管喉罩,也可采用鼻咽管置入或口咽通气道置入)。

推荐采用双管喉罩置入及静脉麻醉药物靶控输注技术结合局部阻滞麻醉。静脉靶控输注可控性好,易调整麻醉深度,停药后意识恢复快且完全,不良反应小。喉罩刺激性小,术中重新置入对体位要求不高,较气管插管容易,利于呼吸道管理,可有效避免术中高碳酸血症和误吸。为避免病人疼痛,对头架固定钉和皮瓣切口、基底部及硬脑膜进行局部浸润麻醉,同时辅助头皮神经阻滞,利于病人在无痛、清醒状态下配合完成术中任务。

5.1采用喉罩控制气道的麻醉唤醒过程

①术前不推荐使用苯巴比妥钠及其他可能影响术中清醒的镇静类药物;阿托品不推荐使用。可在术中静脉注射长托宁0.01~0.02mg/kg,其抗胆碱效果好,口干效应不明显,且无心血管反应。

②麻醉诱导:丙泊酚靶控输注,初始血浆靶浓度为4~5μg/ml,同时静脉输入瑞芬太尼[靶控输注效应室浓度3~4ng/ml或持续静脉泵注0.1~0.2μg/(kg?min)],待病人意识消失后置入喉罩。

③麻醉维持仍用丙泊酚靶控输注,靶浓度为3~5μg/ml,不用肌松药;SIMV通气模式控制呼吸。

④用0.25罗哌卡因或布比卡因行头皮切口和固定架头钉处局部浸润麻醉。

⑤推荐采取头部皮肤神经阻滞,利于清醒时镇痛及减少镇痛药物的剂量。可选择阻滞的神经有:枕大神经、枕小神经、耳颞神经、眶上神经。

⑥推荐应用BIS、Narcotrend监测病人的麻醉深度。

⑦硬脑膜用含有2利多卡因的脑棉片局部浸润麻醉,同时丙泊酚靶控浓度根据清醒情况逐渐降至0.8~1.2μg/ml。

⑧病人清醒后拔出喉罩;评定唤醒程度,个体化调整药物浓度,保持适当镇静,再剪开硬膜。清醒期推荐右美托咪定0.1~0.2μg/(kg?h)持续泵注镇静,可唤醒,呼吸抑制轻。

⑨肿瘤切除后,提高丙泊酚靶浓度为(3~5μg/ml),瑞芬太尼靶浓度为(3~5ng/ml),重新置入喉罩,控制呼吸至手术结束。或采用丙泊酚保持镇静浓度至手术结束。

5.2 注意事项

①当病人术中出现癫痫发作,立即采用生理盐水或林格液的冰水溶液冲洗局部皮质降温。若癫痫持续发作,应根据情况迅速加深麻醉,控制呼吸。

②开颅过程中,当头皮阻滞效果不满意时选择性使用麻醉药物:瑞芬太尼是强效镇痛以及轻度镇静的首选药物;丙泊酚为次选,仅在病人出现明显焦虑和躁动时使用。注意:瑞芬太尼与丙泊酚联合应用可能明显抑制呼吸,同时影响循环的稳定。

③拔除喉罩前不要剪开硬脑膜,通过血管活性药、β受体阻滞剂控制循环波动不超过基础值20。颅内张力高的病人,要在开颅时开始使用甘露醇,避免病人拔除喉罩过程中出现脑肿胀或脑膨出。④术中呼吸末CO2分压应控制在30mmHg左右,但不超过50mmHg。

6、术中操作技术

6.1 开颅过程

做头部手术区域神经阻滞麻醉和切口局部浸润麻醉,建议局麻剂选择长效低毒性罗呱卡因。切口麻醉范围包括术野皮肤、皮下至骨膜,包括皮瓣基底部。硬膜用2利多卡因浸润棉片覆盖15min,四周悬吊硬脑膜(不可过度牵拉),硬膜外彻底止血。告知麻醉医生准备唤醒病人。

6.2 术中影像学技术

强烈推荐:暂无。

推荐:神经导航系统。

可推荐:可使用术中MRI、术中超声等。

6.2.1 神经导航(多个一致性Ⅲ级证据):

利用术前获得的结构及功能影像,辅助确定手术入路与定位目标区域。利用术中导航确定中央沟等重要解剖结构,有利于缩短术中功能监测的时间。漂移是目前术中导航的主要问题,分为注册过程设备误差造成的系统性漂移和脑组织移位造成的结构性漂移两类。

6.2.2 术中MRI:

术中磁共振可以纠正脑移位,实时更新导航,判断肿瘤是否残留以及显示功能区、纤维束与残留病变之间的位置关系,其有助于提高胶质瘤的切除程度(多个Ⅱ级证据,推荐)。

唤醒麻醉和术中磁共振两种技术的整合,有助于最大程度安全切除功能区脑胶质瘤(多个Ⅳ级证据,推荐)。在术中磁共振环境下进行唤醒麻醉有以下注意事项:

①保术中无法撤离的设备或材料均为MRI兼容(如头架、导航架以及皮下针状电极、纱布等)。

②MRI在扫描前应层流半小时。

③术中磁共振环境下进行唤醒麻醉需根据不同的唤醒方案选择不同的铺巾方式:

目前国际上常用的唤醒麻醉方案包括MAC(MonitoredAnesthesiaCare)方案和AAA(Asleep-Awake-Asleep)方案。AAA方案即喉罩置入方案,具有气道管理简单等优点,但其操作复杂,再次置入通气装置困难,对体位要求较高。该方案下的术中铺巾多采用标准的铺巾方式,即将头及上半身全部包裹在无菌袋中。MAC方案具有随时唤醒、操作简单等优点,但术中磁共振环境下气道管理困难。局部铺巾法可有效解决气道管理和手术无菌的难题。流程如下:首先将头皮和硬膜进行简单缝合,在术野上覆盖约60cm×60cm的无菌单,再采用80cm×80cm无菌黏贴膜固定,将术野周围多余的铺巾全部剪掉,仅保留术野周围20~30cm的范围,该方法可使病人的面部得以显露,便于气道管理。扫描结束后去除局部黏贴膜和铺巾,按照颅脑手术常规重新铺巾,继续手术。

6.2.3 术中超声:

操作简单,实时性好,能通过骨窗实时指导手术者对病变的定位及其切除程度的判定,易于推广。使用高频多普勒超声,还能同时提供病变周围及内部血流情况。超声造影可观察肿瘤血流灌注情况及增强特点,对识别边界有一定帮助。其缺点是图像易受切面、空气、水肿带等影响。

6.3 术中脑功能定位技术

强烈推荐:直接电刺激术定位功能区皮质(Ⅱ级证据;多个一致性Ⅲ级证据)。

推荐:皮质体感诱发电位术定位中央沟;运动诱发电位监测运动区;直接电刺激术定位皮质下功能结构;神经导航结合术前功能磁共振。

6.3.1 直接电刺激术原理:

通过对皮质和皮质下结构施加适当电流(双相刺激方波),使局部神经元及其传导束的神经组织去极化,引起局部神经组织的兴奋或抑制,表现为病人相应功能的兴奋或抑制。

6.3.2 直接电刺激术刺激方法:

①采用双极神经电刺激器(双极间隔5mm)。刺激波形为双相方波,推荐刺激频率60Hz,波宽1ms,采用连续刺激模式。

②可根据脑电图监测出现后放电和产生神经功能活动情况确定最适宜的刺激电流强度。通常由1mA起,以0.5~1mA的幅度逐渐增加刺激电流强度,直至诱发出阳性反应或脑电图发现后放电。运动区刺激电流不超过8mA,其他区域刺激电流不超过15mA。皮质下刺激通常需要比皮质刺激电流增加1~2mA。

③按照一定规律依次刺激每个靶区(暴露的皮质)。循环刺激每个靶区至少3次。每次刺激持续时间:运动和感觉任务约为1s,语言和其他认知任务约为4s(具体依任务而定,最长不超过6s)。

④切除病变同时可根据情况实施皮质下电刺激,定位重要皮质下传导纤维束。

⑤注意:刺激诱发出癫痫发作的部位不得再以同样大小的电流刺激;不可连续2次刺激同一部位。

6.3.3 术中观察:

刺激全程中应有神经心理医生或专职护士密切观察病人的反应,判断病人是否出现阳性反应及相应的阳性反应类型。同样位置3次刺激中出现2次及2次以上的阳性表现被认为是阳性反应区域。观察者还需密切观察病人是否出现癫痫发作,发作时应立即采取措施控制。

6.3.4 标记与记录:

用无菌标签标记出现阳性反应的刺激区域位置,同时记录阳性反应表现;阴性反应区域只需要记录位置信息,不需要标记。

6.3.5 术中任务及阳性表现:

推荐:运动、感觉、数数、图片命名。

可推荐:计算、阅读、线段等分。

运动区监测:

①运动区阳性表现为对侧肢体或面部相应部位肌肉出现不自主动作,同时可记录到肌电活动;电刺激运动前区或辅助运动区可能引起复杂运动。

②运动区皮质下需要监测和保护的重要结构为锥体束。

感觉区监测:

感觉区阳性表现为对侧肢体或头部脉冲式的异常感觉,多表现为麻木感;刺激感觉区有时也可引起肢体运动。

语言区监测:

推荐的语言任务有:数数和图片命名。

①数数任务:病人在唤醒后电刺激过程中,从1数到10并一直重复。如果电刺激同时病人出现数数中断,停止刺激后又迅速恢复,则初步定义刺激区为运动性语言中枢或与面部肌肉相关的运动区。

②命名任务:一组(大于30幅)画有常见物体的黑白图片通过屏幕完整呈现给病人。电刺激开始后显示一幅新的图片,每幅图片呈现4s。病人看到幻灯片后立即命名图片,说出“这是…(物体名称)…”。每2次刺激间至少间隔一幅图片。电刺激过程中,病人出现的异常表现均提示该区域为各种相关语言中枢。图片材料推荐选用经过汉语语言标准化的物体图片。

③皮质下监测:语言区皮质下需要监测和保护的重要结构有弓状束、枕额下束、扣带下束。

7、病变切除策略

在保留重要功能结构的前提下,选择适当的手术入路尽可能切除病变。同时注意保护正常动脉及脑表面重要引流血管。切除过程可以与皮质下电刺激交替进行,确定重要皮质下功能结构并予以保护。切除病变后,可应用术中磁共振扫描、术中超声或荧光造影等技术观察病灶有无残留。

8、预后评价及随访

强烈推荐术后24~48h内行增强MRI检查,评价肿瘤切除程度。推荐分别在术后1-3d、3周、3个月、12个月评价病人的KPS评分、语言功能、运动功能及生活质量等。评价过程推荐采用神经影像与行为量表相结合的方式。

胶质瘤手术的关键是在保留功能的前提下最大程度切除肿瘤,对于局限于脑叶的原发性高级别(WHOⅢ~Ⅳ级)或低级别(WHOⅡ级)胶质瘤强烈推荐最大范围安全切除肿瘤。通过精确可靠的个体化功能区定位,在监测和保护病人重要功能的情况下最大程度地切除病灶,有效避免术后永久性神经功能损伤的发生,显著提高病人术后生存质量。术中唤醒下皮质及皮质下直接电刺激技术被认为是目前大脑功能区定位的“金标准”。

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