喚醒狀態下切除腦功能區膠質瘤手術技術是目前國內外神經外科領域探討的熱點與難點問題。本指南基於2013年發表《喚醒狀態下切除腦功能區膠質瘤手術技術的專家共識》,根據近一年來相關領域出現的新的研究成果和各位專家提出的修改意見進行了完善,增加基於循證醫學的相關推薦,使其成為較具權威性和更具指導的技術指南。為了便於讀者理解及更好的開展手術工作,本指南參照中國中樞神經系統膠質瘤診斷和治療指南(2012)的循證醫學和推薦級別分類。
1、功能區解剖
1.1 感覺運動相關功能腦區感覺區:
初級感覺區位於中央溝和中央後溝之間的中央後回。運動區主要包括初級運動區(M1)、運動前區(PMA)和輔助運動區(SMA)。
①初級運動區位於中央溝和中央前溝之間的中央前回,上寬下窄,解剖上可不連續(額中回將其分為上、下兩部分)。
②運動前區:位於額葉外側面,佔據部分額上回、額中回和中央前回,同初級運動區一樣,運動前區也是上寬下窄。
③輔助運動區:位於旁中央小葉的前部和額上回內側面後部,運動前區上方;個體間存在一定差異,功能上可分為前後兩個部分。
1.2 語言相關功能腦區
1.2.1 Broca區:
運動性語言中樞,主要包括優勢半球額下回的蓋部和三角部的後半部分,細胞構築學上包括BA44區和BA45區的後半部分。Broca區的主要功能為語言的形成、啟動和協調各發音器官協調運動。Broca區的兩部分在語言的理解和產生分別起不同作用,一般認為三角部與語義有關,蓋部與語音有關。Broca區損傷後通常引起運動性失語,即言語表達障礙。
1.2.2 Wernicke區:
感覺性語言中樞,分佈較彌散,沒有明確的解剖界限(大致對應優勢半球顳上回後部1/3區域)。其包括緣上回、角回等。Wernicke區在細胞構築學上主要位於BA22、BA39、BA40、BA37區,主要參與聲音的辨別和理解。Wernicke區損傷後出現感覺性失語,也稱Wernicke失語,即言語理解障礙,同時其產生的語言也難以被理解。
1.2.3 其他區域:
語言相關腦區分佈不僅限於經典的Broca區和Wernicke區,其分佈相當廣泛,且個體間存在較大差異。主要涉及以下幾個區域:優勢半球的額下回後部(Broca區)、額上回內側後部(SMA區)、額上回和額中回的後部(運動前區)、顳葉及顳頂枕交界區。此外,對於漢語為母語者,非優勢半球參與語音、語調、韻律等高階語言功能。
1.3 運動、語言皮質下傳導束解剖
1.3.1 皮質脊髓束:
為運動相關的皮質下傳導束,發自大腦皮質許多區域(主要是BA4、BA6、BA3、BA1、BA2等)的第Ⅴ層錐體細胞;其中粗纖維為第4區第Ⅴ層深部的大錐體細胞(Betz細胞)的軸突;而細纖維則由Ⅴa層的小型神經元發出,此束經內囊後肢的前部下行。
1.3.2 語言相關的皮質下傳導束:
腦內與語言相關的幾個重要白質通路有:
①弓狀束:其為上縱束的一部分,起自顳上回的尾側部分,繞過外側裂。在豆狀核和島葉上外側前後走行,在內囊外側,與其他上縱束一起終止於前額葉的背側部分(BA8和46區)。弓狀束的主要功能是傳導語音系統訊號。
②下枕額束:下枕額束起自枕葉及顳葉的後外側區,向前走行在側腦室顳角外側壁的外上方,經過島葉內側外囊的前底,到達眶額及前額葉的背外側,其功能是參與語義系統的傳輸。
③扣帶下束:內側扣帶下束的嘴側部分位於額角外側壁(Broca區的深部),包含由扣帶回和輔助運動區向尾狀核投射的纖維。該傳導束損傷後通常會導致經皮質運動性失語。④額頂語言環路:作為發音的最後通路,通常位於口部運動區和前島葉深部,電刺激會誘發發音障礙。
1.4 功能區定位的新觀點目前很多研究均表明:
功能區的分佈可能並非是組塊化的,即某一塊皮質區域只單獨負責某一功能,如Broca區負責運動性語言,而Wernicke區負責感覺性語言功能。現代認知神經科學認為大腦功能區分佈是一個高度複雜的網路化結構―――連線化理論(BrainConnectivity),各部分之間即相對獨立又高度統一,所有的認知功能都是這個巨大網路內互動的結果――連線組學(connectome)。這種網路結構認知對神經外科的啟示有以下幾點:
①功能網路中的任何一點損傷都可能會造成某種認知功能的異常,如語言、記憶等。
②侷限於某個位置的損傷可能會造成與此相關的多個網路的損傷,從而導致多種認知功能的異常。
③如果網路中的其他部分可以代償或重組其功能,則某一處的損傷可能只會引起輕微的或短暫的功能異常。
④特定的解剖位置可能針對於某種認知功能有相對的(並非絕對的)特異性。一般認為與臨床密切相關的相對獨立的網路結構有:以左側側裂周圍區域為主的語言網路;以右側額頂區域為主的空間識別網路;顳枕部的面部及物體識別網路;貯存長期記憶的邊緣系統;與注意和行為有關的前額葉網路。以上各網路結構在個體間差異較大。
2、適應證與禁忌證
2.1 適應證
①累及腦功能區的膠質瘤。
②年齡一般不小於14週歲(取決病人的認知與自控能力)。
③無明確的精神病史或嚴重精神症狀。
④意識清醒,認知功能基本正常,術前能配合完成指定任務。
⑤自願接受喚醒麻醉手術者。
2.2 禁忌證
①年齡小於14週歲(相對禁忌)或心理髮育遲滯的病人。
②明確精神病史。
③認知功能差,術前不能配合完成指定任務。
④嚴重心、肺、肝、腎功能障礙,不能手術者。
⑤其他不適合接受神經外科開顱手術的禁忌證。
⑥拒絕接受喚醒麻醉手術者。
3、術前檢查與評價
3.1 術前多模態影像學檢查
術前神經影像學檢查可以幫助臨床醫師瞭解病變範圍及其與周圍功能結構的關係,正確判定病變與腦功能區的相對邊界,有利於制定個體化最優手術方案。
強烈推薦:T1、T2、Flair、T1增強檢查。
推薦:BOLD、DTI、PWI檢查。
可推薦: MRA、MRV、MRS、PET-CT、 MEG檢查。
3.1.1術前常規影像學檢查:
①3D-T1、T2、T2-Flair、T1增強像:可確定病灶範圍、水腫及惡性程度。
②磁共振(動脈)血管成像(TOF):可觀察病變與周圍動脈的關係。
③磁共振(靜脈)血管成像(MRV):瞭解病變與粗大引流靜脈的關係。
④磁共振波譜成像(MRS):瞭解病變的代謝情況,有助於鑑別診斷及判斷腫瘤的惡性程度(Ⅳ級證據)。
⑤磁共振灌注成像(PWI):瞭解病變及周圍的血流灌注情況(Ⅳ級證據)。
3.1.2 血氧水平依賴功能磁共振(BOLD-fMRI):
該技術具有無創傷性、無放射性、可重複性,及較高的時間和空間解析度;經處理可顯示功能區域啟用圖。可用於術前感覺運動區、語言區定位和優勢半球定側的支援證據。
基於任務的功能磁共振(Ⅲ級證據):通常採用模組化設計(Blockdesign)掃描任務。
①運動區啟用檢測任務:手指運動(或足背屈伸)與休息模組交替進行。運動任務通常採用手指張握運動或指定順序的對指運動或足背屈伸運動來定位病人的手、腳運動感覺區。一般模組化設計的每組運動和休息模組時間不少於20s,相鄰的任務模組間隔時間不得長於128s。
②語言區啟用檢測任務:語言任務和休息交替進行。語言任務通常採用圖片命名或詞彙聯想、動詞產生、句子判斷等,可根據每位病人的文化程度和語言習慣以及目標區域,選擇不同的語言任務形式。通常的模組化設計中,任務模組和基線模組時間不少於20s,相鄰的任務模組間隔時間不得長於128s。
靜息態功能連線成像:要求被試者清醒、閉眼、安靜地躺在磁共振檢查床上,不需要配合完成任何任務。需要後期影象處理,目前多用於定位病人的感覺運動區和研究神經疾病異常的腦功能網路機制。
3.1.3擴散張量成像(DTI)及纖維束追蹤(Ⅳ級證據):
通常使用1.5T或3.0T的磁共振成像裝置,採用擴散加權的自旋迴波平面回波(spin-echodiffusion-weightedEPI)成像技術採集影象,體素大小為2mm×2mm×2mm,12個以上方向,掃描時間大約是5min。常用DTI技術顯示的白質纖維包括:投射纖維(皮質脊髓束、皮質腦幹束和丘腦輻射),聯絡纖維(上縱束、下縱束、下枕額束)和聯合纖維(胼胝體)。
3.1.4 其他功能影像技術:
①正電子發射斷層顯像(PET):應用放射性核素作為示蹤劑,通過測量相關區域性大腦血流的變化來定位重要功能區,空間解析度低。
②腦磁圖(MEG)和磁源性成像(MSI):是通過監測神經細胞興奮時產生的磁場變化來定位功能皮質的無創檢查方法。可用於運動和語言區定位。
3.2 術前神經功能評估
應用客觀的、被廣泛接受的神經心理學量表,其目的不僅是評價病人的功能狀態,更是使醫生了解病變對病人的影響程度,為制定手術計劃和術後康復方案提供依據。神經心理測試要應用標準化的材料和實驗方法,應用的各項量表一定要有正常範圍值、較高的可重複性、較短的時間(30~40min)和可發現隨時間變化的認識功能變化。
強烈推薦:KPS、愛丁堡利手檢查、簡易精神狀況量表(MMSE)。
推薦:韋氏成人/兒童智力測驗、西部失語症檢查(WAB)中文版、BOLD-fMRI功能偏側化指數、線段等分實驗。
可推薦:WADA試驗、中國康復研究中心失語症檢查法(CRRCAE)、蒙特利爾認知評估量表(MoCA)、日常生活活動能力評分(ADL)、抑鬱自評量表(SDS)、焦慮自評量表(SAS)、症狀自評量表(SDL90)。
3.3 術前宣教
經過術前神經影像、神經心理學等評估後,綜合考慮制定手術計劃,選擇術中功能監測任務。由手術醫生、麻醉醫生和神經心理醫生詳細向病人及家屬交待全麻喚醒手術的相關事宜:
①全麻喚醒手術的流程。
②術中喚醒下功能監測技術對腦功能區定位及保護的重要性。
③手術及麻醉的潛在風險和併發症。
④手術中可能存在的不適感,如口乾、憋尿、寒顫、頭部不適。
⑤根據術中需要完成的任務,給予病人指導和術前模擬練習。病人及家屬瞭解全麻喚醒手術的風險和意義後,若自願接受全麻術中喚醒手術,則簽署全麻術中喚醒手術知情同意書。
4、手術室準備
4.1 切口設計
根據病變的部位和功能區的位置設計切口,原則上應包含病變和其累及的重要功能腦區(監測靶區)。還需考慮的因素:
①暴露病變及周圍功能區,利於術中監測和功能定位保護。
②複發率高的腫瘤(如膠質瘤)要考慮二次手術可能。
③功能區分佈的個體間差異性。
④皮下動脈、靜脈竇、髮際等常規需要考慮的結構因素。
4.2 體位
①常採取側臥位,以頭架固定,頭略後仰,以便再次插管。
②若採取仰臥位,應嚴密注意防範術中誤吸的發生。選擇的體位要保證病人術中舒適,擺好體位後使用保溫毯以減少病人喚醒後寒戰以及其引起的顱內壓增高等。
4.3 消毒鋪巾
於病人肩部上方放置支撐架,鋪單時注意隔離術野並留出術中觀察區。術中監測人員應能清楚看到病人面部及手部。若需要語言命名監測,可在病人視野內放置螢幕,儘量使病人視野中心與螢幕中心重合。
4.4 神經導航
將術前得到的結構和功能影象資訊融入神經導航,註冊參考架和參考點(註冊方法參考該品牌型號導航儀使用說明)。可在神經導航的輔助下標出病變的體表投影,適當調整切口。
4.5 其他事宜
①在術前準備期和術中非任務期播放輕音樂,以緩解病人的緊張情緒。
②近視的病人需要術中執行圖片命名任務時,可佩戴眼鏡或拉近螢幕距離,確保病人可以看到清晰的影象。
③有癲癇病史的病人術前和術中應使用抗癲癇藥物。
5、喚醒麻醉技術
強烈推薦:暫無。
推薦:靜脈麻醉藥物靶控輸注技術結合區域性阻滯麻醉(通氣方式推薦使用雙管喉罩,也可採用鼻咽管置入或口咽通氣道置入)。
推薦採用雙管喉罩置入及靜脈麻醉藥物靶控輸注技術結合區域性阻滯麻醉。靜脈靶控輸注可控性好,易調整麻醉深度,停藥後意識恢復快且完全,不良反應小。喉罩刺激性小,術中重新置入對體位要求不高,較氣管插管容易,利於呼吸道管理,可有效避免術中高碳酸血癥和誤吸。為避免病人疼痛,對頭架固定釘和皮瓣切口、基底部及硬腦膜進行區域性浸潤麻醉,同時輔助頭皮神經阻滯,利於病人在無痛、清醒狀態下配合完成術中任務。
5.1採用喉罩控制氣道的麻醉喚醒過程
①術前不推薦使用苯巴比妥鈉及其他可能影響術中清醒的鎮靜類藥物;阿托品不推薦使用。可在術中靜脈注射長託寧0.01~0.02mg/kg,其抗膽鹼效果好,口乾效應不明顯,且無心血管反應。
②麻醉誘導:丙泊酚靶控輸注,初始血漿靶濃度為4~5μg/ml,同時靜脈輸入瑞芬太尼[靶控輸注效應室濃度3~4ng/ml或持續靜脈泵注0.1~0.2μg/(kg?min)],待病人意識消失後置入喉罩。
③麻醉維持仍用丙泊酚靶控輸注,靶濃度為3~5μg/ml,不用肌鬆藥;SIMV通氣模式控制呼吸。
④用0.25%羅哌卡因或布比卡因行頭皮切口和固定架頭釘處區域性浸潤麻醉。
⑤推薦採取頭部面板神經阻滯,利於清醒時鎮痛及減少鎮痛藥物的劑量。可選擇阻滯的神經有:枕大神經、枕小神經、耳顳神經、眶上神經。
⑥推薦應用BIS、Narcotrend監測病人的麻醉深度。
⑦硬腦膜用含有2%利多卡因的腦棉片區域性浸潤麻醉,同時丙泊酚靶控濃度根據清醒情況逐漸降至0.8~1.2μg/ml。
⑧病人清醒後拔出喉罩;評定喚醒程度,個體化調整藥物濃度,保持適當鎮靜,再剪開硬膜。清醒期推薦右美託咪定0.1~0.2μg/(kg?h)持續泵注鎮靜,可喚醒,呼吸抑制輕。
⑨腫瘤切除後,提高丙泊酚靶濃度為(3~5μg/ml),瑞芬太尼靶濃度為(3~5ng/ml),重新置入喉罩,控制呼吸至手術結束。或採用丙泊酚保持鎮靜濃度至手術結束。
5.2 注意事項
①當病人術中出現癲癇發作,立即採用生理鹽水或林格液的冰水溶液沖洗區域性皮質降溫。若癲癇持續發作,應根據情況迅速加深麻醉,控制呼吸。
②開顱過程中,當頭皮阻滯效果不滿意時選擇性使用麻醉藥物:瑞芬太尼是強效鎮痛以及輕度鎮靜的首選藥物;丙泊酚為次選,僅在病人出現明顯焦慮和躁動時使用。注意:瑞芬太尼與丙泊酚聯合應用可能明顯抑制呼吸,同時影響迴圈的穩定。
③拔除喉罩前不要剪開硬腦膜,通過血管活性藥、β受體阻滯劑控制迴圈波動不超過基礎值20%。顱內張力高的病人,要在開顱時開始使用甘露醇,避免病人拔除喉罩過程中出現腦腫脹或腦膨出。④術中呼吸末CO2分壓應控制在30mmHg左右,但不超過50mmHg。
6、術中操作技術
6.1 開顱過程
做頭部手術區域神經阻滯麻醉和切口區域性浸潤麻醉,建議局麻劑選擇長效低毒性羅呱卡因。切口麻醉範圍包括術野面板、皮下至骨膜,包括皮瓣基底部。硬膜用2%利多卡因浸潤棉片覆蓋15min,四周懸吊硬腦膜(不可過度牽拉),硬膜外徹底止血。告知麻醉醫生準備喚醒病人。
6.2 術中影像學技術
強烈推薦:暫無。
推薦:神經導航系統。
可推薦:可使用術中MRI、術中超聲等。
6.2.1 神經導航(多個一致性Ⅲ級證據):
利用術前獲得的結構及功能影像,輔助確定手術入路與定位目標區域。利用術中導航確定中央溝等重要解剖結構,有利於縮短術中功能監測的時間。漂移是目前術中導航的主要問題,分為註冊過程裝置誤差造成的系統性漂移和腦組織移位造成的結構性漂移兩類。
6.2.2 術中MRI:
術中磁共振可以糾正腦移位,實時更新導航,判斷腫瘤是否殘留以及顯示功能區、纖維束與殘留病變之間的位置關係,其有助於提高膠質瘤的切除程度(多個Ⅱ級證據,推薦)。
喚醒麻醉和術中磁共振兩種技術的整合,有助於最大程度安全切除功能區腦膠質瘤(多個Ⅳ級證據,推薦)。在術中磁共振環境下進行喚醒麻醉有以下注意事項:
①保術中無法撤離的裝置或材料均為MRI相容(如頭架、導航架以及皮下針狀電極、紗布等)。
②MRI在掃描前應層流半小時。
③術中磁共振環境下進行喚醒麻醉需根據不同的喚醒方案選擇不同的鋪巾方式:
目前國際上常用的喚醒麻醉方案包括MAC(MonitoredAnesthesiaCare)方案和AAA(Asleep-Awake-Asleep)方案。AAA方案即喉罩置入方案,具有氣道管理簡單等優點,但其操作複雜,再次置入通氣裝置困難,對體位要求較高。該方案下的術中鋪巾多采用標準的鋪巾方式,即將頭及上半身全部包裹在無菌袋中。MAC方案具有隨時喚醒、操作簡單等優點,但術中磁共振環境下氣道管理困難。區域性鋪巾法可有效解決氣道管理和手術無菌的難題。流程如下:首先將頭皮和硬膜進行簡單縫合,在術野上覆蓋約60cm×60cm的無菌單,再採用80cm×80cm無菌黏貼膜固定,將術野周圍多餘的鋪巾全部剪掉,僅保留術野周圍20~30cm的範圍,該方法可使病人的面部得以顯露,便於氣道管理。掃描結束後去除區域性黏貼膜和鋪巾,按照顱腦手術常規重新鋪巾,繼續手術。
6.2.3 術中超聲:
操作簡單,實時性好,能通過骨窗實時指導手術者對病變的定位及其切除程度的判定,易於推廣。使用高頻多普勒超聲,還能同時提供病變周圍及內部血流情況。超聲造影可觀察腫瘤血流灌注情況及增強特點,對識別邊界有一定幫助。其缺點是影象易受切面、空氣、水腫帶等影響。
6.3 術中腦功能定位技術
強烈推薦:直接電刺激術定位功能區皮質(Ⅱ級證據;多個一致性Ⅲ級證據)。
推薦:皮質體感誘發電位術定位中央溝;運動誘發電位監測運動區;直接電刺激術定位皮質下功能結構;神經導航結合術前功能磁共振。
6.3.1 直接電刺激術原理:
通過對皮質和皮質下結構施加適當電流(雙相刺激方波),使區域性神經元及其傳導束的神經組織去極化,引起區域性神經組織的興奮或抑制,表現為病人相應功能的興奮或抑制。
6.3.2 直接電刺激術刺激方法:
①採用雙極神經電刺激器(雙極間隔5mm)。刺激波形為雙相方波,推薦刺激頻率60Hz,波寬1ms,採用連續刺激模式。
②可根據腦電圖監測出現後放電和產生神經功能活動情況確定最適宜的刺激電流強度。通常由1mA起,以0.5~1mA的幅度逐漸增加刺激電流強度,直至誘發出陽性反應或腦電圖發現後放電。運動區刺激電流不超過8mA,其他區域刺激電流不超過15mA。皮質下刺激通常需要比皮質刺激電流增加1~2mA。
③按照一定規律依次刺激每個靶區(暴露的皮質)。迴圈刺激每個靶區至少3次。每次刺激持續時間:運動和感覺任務約為1s,語言和其他認知任務約為4s(具體依任務而定,最長不超過6s)。
④切除病變同時可根據情況實施皮質下電刺激,定位重要皮質下傳導纖維束。
⑤注意:刺激誘發出癲癇發作的部位不得再以同樣大小的電流刺激;不可連續2次刺激同一部位。
6.3.3 術中觀察:
刺激全程中應有神經心理醫生或專職護士密切觀察病人的反應,判斷病人是否出現陽性反應及相應的陽性反應型別。同樣位置3次刺激中出現2次及2次以上的陽性表現被認為是陽性反應區域。觀察者還需密切觀察病人是否出現癲癇發作,發作時應立即採取措施控制。
6.3.4 標記與記錄:
用無菌標籤標記出現陽性反應的刺激區域位置,同時記錄陽性反應表現;陰性反應區域只需要記錄位置資訊,不需要標記。
6.3.5 術中任務及陽性表現:
推薦:運動、感覺、數數、圖片命名。
可推薦:計算、閱讀、線段等分。
運動區監測:
①運動區陽性表現為對側肢體或面部相應部位肌肉出現不自主動作,同時可記錄到肌電活動;電刺激運動前區或輔助運動區可能引起復雜運動。
②運動區皮質下需要監測和保護的重要結構為錐體束。
感覺區監測:
感覺區陽性表現為對側肢體或頭部脈衝式的異常感覺,多表現為麻木感;刺激感覺區有時也可引起肢體運動。
語言區監測:
推薦的語言任務有:數數和圖片命名。
①數數任務:病人在喚醒後電刺激過程中,從1數到10並一直重複。如果電刺激同時病人出現數數中斷,停止刺激後又迅速恢復,則初步定義刺激區為運動性語言中樞或與面部肌肉相關的運動區。
②命名任務:一組(大於30幅)畫有常見物體的黑白圖片通過螢幕完整呈現給病人。電刺激開始後顯示一幅新的圖片,每幅圖片呈現4s。病人看到幻燈片後立即命名圖片,說出“這是…(物體名稱)…”。每2次刺激間至少間隔一幅圖片。電刺激過程中,病人出現的異常表現均提示該區域為各種相關語言中樞。圖片材料推薦選用經過漢語語言標準化的物體圖片。
③皮質下監測:語言區皮質下需要監測和保護的重要結構有弓狀束、枕額下束、扣帶下束。
7、病變切除策略
在保留重要功能結構的前提下,選擇適當的手術入路儘可能切除病變。同時注意保護正常動脈及腦表面重要引流血管。切除過程可以與皮質下電刺激交替進行,確定重要皮質下功能結構並予以保護。切除病變後,可應用術中磁共振掃描、術中超聲或熒光造影等技術觀察病灶有無殘留。
8、預後評價及隨訪
強烈推薦術後24~48h內行增強MRI檢查,評價腫瘤切除程度。推薦分別在術後1-3d、3周、3個月、12個月評價病人的KPS評分、語言功能、運動功能及生活質量等。評價過程推薦採用神經影像與行為量表相結合的方式。
膠質瘤手術的關鍵是在保留功能的前提下最大程度切除腫瘤,對於侷限於腦葉的原發性高級別(WHOⅢ~Ⅳ級)或低級別(WHOⅡ級)膠質瘤強烈推薦最大範圍安全切除腫瘤。通過精確可靠的個體化功能區定位,在監測和保護病人重要功能的情況下最大程度地切除病灶,有效避免術後永久性神經功能損傷的發生,顯著提高病人術後生存質量。術中喚醒下皮質及皮質下直接電刺激技術被認為是目前大腦功能區定位的“金標準”。
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