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第五期供体动脉和受体动脉
1.匹配计划搭桥手术时,需要将进行血运重建术的受体动脉与供体动脉进行简单的匹配。供体动脉可能来自颅内、颅外、颈部或更远的部位。供体的多样性使供体动脉的位置成为搭桥手术的一个决定性特征,也是搭桥外科医生的一个决定性审美特征。用于再植术、再吻合术和原位搭桥的供体动脉仅限于邻近的动脉,而插入移植血管增加了供体动脉的选择。头皮动脉是最常见的供体动脉,分离头皮动脉后,其可移动性使其能够到达不同受体动脉的部位。虽然吻合的节段位置不同,但受体动脉主要位于4个区域:MCA、ACA、PCA/SCA和PICA。节段位置决定了受体动脉的直径和吻合的深度(表1)。供体血管-受体血管匹配通常需要在最简单、传统的方式(即颅外-颅内血管搭桥)和创新的、更具挑战性的方式(即颅内-颅内血管搭桥)之间进行选择。
表1文献报道的颅外-颅内供体动脉和受体动脉的尺寸
2.颞浅动脉颅外-颅内血管搭桥几乎是每个搭桥病例的一种选择,并且常涉及颞浅动脉(图1)。我做的搭桥手术中超过3/4都用到颞浅动脉,甚至在更多病例中都可以用到。它是一种简单且几乎通用的供体动脉,因其位于翼点开颅术的皮肤切口处(图2)。显而易见:如果分离、准备好供体动脉,进行搭桥的概率显著增大;如果没有准备好供体动脉,搭桥手术是不可能实施的。因此,如果有进行搭桥的计划,应提前应用多普勒探头来探查颞浅动脉的走行,分离并准备该动脉。
图1颅外-颅内血管搭桥头皮血管解剖。(A)颞浅动脉(STA)、耳后动脉(PAA)和枕动脉(OA)构成颈外动脉系统,是头皮的主要供血动脉。STA是头皮主要供血动脉,是ECA两个末端分支中较小的一支,另一支是颌内动脉(IMA)。STA发自腮腺的面神经深部,上升至颧骨根部,位于外耳道前方。STA在颧骨根部水平分出一支小的颧眶支走行于眶部前方,然后分为额支和顶支(前支和后支)。PAA发自ECA上OA起始处远端,分为耳支和茎乳突支,但直径较小,位置不利,限制了其在颅外-颅内血管搭桥中的应用。(B)OA发自ECA,与面动脉起始处相对,且位于ECA分为STA和IMA分叉处的近端。OA走行于颞骨乳突内侧,二腹肌后腹内侧。穿过枕动脉沟——颞骨的一个固有结构,位于颞骨乳突沟或二腹肌沟内侧,且位于乳突孔(乙状窦的导静脉由此穿出)外侧。继续通过上斜肌外侧和头最长肌内侧,然后经过头夹肌下外侧、头半棘肌上内侧。OA到达斜方肌筋膜的颅骨附着处,恰好位于上项线下,然后上升至枕下头皮。(C)头部的上视图显示了左侧头皮5条供血动脉中的4条:滑车上动脉、眶上动脉、颞浅动脉和枕动脉(PAA未显示)。滑车上动脉和眶上动脉均为颈内动脉系统的一部分,发自眼动脉,供应额中线和外侧的皮肤、肌肉和骨膜。眼动脉入眶时发出眶上动脉,后者沿上直肌和上睑提肌走行,出眶上孔。滑车上动脉是眼动脉的终末端分支,由眶内侧出眶。这两条头皮前部动脉由于直径小、位置不利,不用于颅外-颅内血管搭桥。STA各终末分支自由吻合,并与对侧相应血管吻合,供应额部和顶部的皮肤及肌肉、骨膜。STA,颞浅动脉;OA,枕动脉;PAA,耳后动脉;IMA,颌内动脉;ECA,颈外动脉;ICA,颈内动脉;CCA,颈总动脉;LOA,左侧枕动脉;ROA,右侧枕动脉;SCM,胸锁乳突肌。
图2头皮有5层,使用“SCALP”来记忆:皮肤(skin)、致密结缔组织[connectivetissue(dense)]、帽状腱膜(aponeurosis)、疏松结缔组织(looseconnectivetissue)和颅骨膜(pericranium)。这些层在额部和枕部肌肉之间的帽状腱膜最高点最容易识别,但在STA和OA侧后方区域相对较少(横截面视图)。头皮动脉位于皮肤下的皮下组织内和帽状腱膜上方,这些区域的颅骨膜被肌肉和肌筋膜代替。STA,颞浅动脉;SVA,颞浅静脉。
分离颞浅动脉预计需要20分钟。快速分离的关键包括直接在后支或顶支切开皮肤,在显微镜下进行供体动脉的分离以看清分支和组织层面,使用有齿镊向上牵拉头皮将真皮层和皮下脂肪层与颞浅动脉分离(图3),使用双极烧灼控制头皮出血,不应使用Raney头皮夹。首先切开头皮,暴露从颧弓到颞上线8cm长的这段动脉,对除深部小脑上动脉/大脑后动脉搭桥之外的其他搭桥是足够的。然后将动脉从周围的结缔组织中游离出来。颞浅动脉呈蛇形;向前的分支起源于曲线的最前点,向后的分支起源于该曲线的最后点(图4)。有一小部分分支起源于外侧壁;没有分支起源于内侧壁。这种解剖结构使分支易于被发现、烧灼,并且易于从距主干1~2mm处离断。
图3快速分离的关键:直接在STA上切开皮肤;在显微镜下分离以观察分支和组织层面;用有齿镊向上牵拉头皮将STA与真皮层和皮下脂肪分离;并使用双极烧灼以控制头皮出血。STV,颞浅静脉;STA,颞浅动脉。
图4(A)STA呈蛇形;前支起源于曲线的最前点,后支起源于曲线的最后点。分支动脉出现在曲线的外侧壁而非内侧壁(×)。(B)这个解剖结构很容易被找到、烧灼(C)并易于从距主干1~2mm处剪断分支。STA,颞浅动脉。
在颞浅动脉周围保留一层结缔组织的保护套使得操作远离动脉壁,减少供体动脉损伤的风险。颞浅静脉通常与颞浅动脉伴行,管径更大,管壁更薄,颜色更深,无蛇形形态(图5)。可能需要沿着颞浅动脉走行分离颞浅静脉。将颞浅动脉从头皮中游离,但其远端连接超过颞上线,需要保持血流,直到准备好进行吻合。进行双搭桥时还需要暴露前支,头皮切口向前延伸,动脉随着进入翻转的皮瓣中(图6)。同样,随着小分支的分离,从皮瓣中分离6~8cm的动脉,使其能够进入目标区域。即使沿着颞浅动脉顶支的线性切口,将头皮向上牵拉进行皮瓣下剥离也能暴露3~5cm的动脉,预计足以用来对颞叶皮质表面的受体动脉进行搭桥。
图5颞浅静脉通常与STA伴行,管径更大,管壁更薄,颜色更深,无蛇形形态。STA从头皮分离,但其远端的连接处仍保持血流直到准备好进行吻合。当进行双搭桥手术需要前支时,头皮切口向前延伸,动脉随之进入翻转的头皮,然后分离6~8cm长的动脉,将其置入目标区域。
图6(A)头皮切口和颅骨切开位置随所需STA而变化。简单的STA-M4MCA搭桥手术使用顶支上方的线性切口和额颞部颅骨切开(绿色线)。SAT-M4MCA双搭桥手术使用曲线切口和翼点开颅(粉色线);这种切口也可用于顶支很小时STA-M4MCA的普通搭桥手术。双搭桥手术也可以使用顶支上方的线性切口、将前部头皮向上牵拉来分离3~5cm长的颞浅动脉额支来完成,这足以用于对颞叶皮质表面上的受体动脉进行搭桥(蓝色线)。(B)将顶支从头皮切口处分离,将额支从翻转的皮瓣上分离下来。分离至颞上线所暴露的颞浅动脉长度对于大多数搭桥来说是足够的。STA,颞浅动脉。
另一种分离颞浅动脉的方法是所谓“双极切割技术”,其使用双极电凝分支动脉,然后撕开,而不是用显微剪进行传统的锐性分离(图7)。双极切割技术直接在动脉壁进行分离,可以看到分支动脉起源的位置,免除结缔组织保护套。将双极尖端置于距分支动脉起源1~2mm处,电凝烧灼分支,然后用双极镊挤压烧灼处,挤压的同时关闭电源。夹持分支动脉,运用腕部力量向STA主干方向快速将其与远端连接分离,该段STA游离完成。这3个步骤需要协调双极的操作与其“开-关”状态即脚控踏板的使用。向STA方向扯离的动作使分支动脉近端松弛并保护颞浅动脉:如果向远离STA的方向扯离分支动脉,将会牵拉分支动脉近端并将其从颞浅动脉上撕下来。做扯离动作时,必须关闭双极电源,防止烧灼颞浅动脉。扯离动作必须足够快才能切断分支,使得这项技术感觉不自然、粗糙,但在练习之后会变得快速有效。双极切割技术不需要剪刀,更换器械次数较少,而且供体动脉从周围结缔组织中剥离,延长了STA,使其可以达到更深的位置。双极烧灼的广泛使用使分离保持干燥和干净。
图7双极切割技术使用双极电凝分支动脉,然后撕开,而不是用剪刀进行传统的锐性分离。(A)在距分支动脉起源1~2mm处电凝烧灼分支。(B)用双极镊挤压烧灼处,挤压的同时关闭电源。(C)夹持分支,(D)运用腕部力量向STA主干方向快速将其与远端连接扯离。这3个步骤必须协调双极的操作与其“开-关”状态即脚控踏板的使用。扯离动作是朝向STA的方向,而非远离STA,避免分支动脉近端从STA上撕脱。扯离动作必须切断分支,同时必须关闭双极电源防止烧灼STA。(E)双极切割技术直接在动脉壁上分离,无结缔组织保护套,拉直并延长STA(图中长度△)使其可以达到更深的位置。STA,颞浅动脉。
3.搭桥手术的演变搭桥手术开始于神经外科医生M.G.Yasargil采用并推广STA-MCA搭桥术治疗缺血性疾病和需要精确夹闭的复杂前循环动脉瘤。除此之外,第一代搭桥手术也使用颞浅动脉为其他区域进行血运重建(例如,后循环高位的STA-SCA搭桥术),以及使用其他头皮血管,如枕动脉进行低位后循环血运重建(例如,OA-PICA搭桥术)。神经外科医生ThoralfSundt等将搭桥手术扩展到高流量颅外-颅内血管搭桥:用颈部近端动脉做供体,移植血管做导管,通过颈部皮下通道向大脑供血。颈动脉成为搭桥医生供体血管的一种选择。第二代搭桥手术不再局限于头皮动脉的血流。通过小腿切口获取大隐静脉,以及后来通过前臂切口获取桡动脉作为移植血管。一个单独的颈部切口暴露供体动脉近端。
目前搭桥手术的发展是颅内-颅内血管搭桥,这种搭桥手术无须颅外供体动脉,以类似正常血管解剖或自然解剖变异的方式重建脑血运循环。与第一代和第二代颅外-颅内血管搭桥相比,第三代颅内-颅内血管搭桥动脉瘤闭塞率、搭桥通畅率和神经系统预后相似(表2),有利于颅内血运重建的发展。目前实践中我更倾向于颅内-颅内血管搭桥手术,只要可能,就在手术中实施。
表2颅外-颅内和颅内-颅内血管搭桥及临床预后
4.颅内-颅内血管搭桥基本原理为什么优先采取颅内-颅内血管搭桥呢?颅外-颅内血管搭桥几乎是每个搭桥病例的一种选择,并且在技术上比颅内-颅内血管搭桥更简单。例如,SAT-MCA搭桥需要端-侧吻合,这通常很简单,因为供体动脉往往很粗大,并且可以从一侧移动到另一侧,两条吻合线均可见。相比之下,在两支MCA的分支动脉进行原位吻合,由于血管的移动性有限,需要更具挑战性的侧-侧吻合。类似的,ECA-RAG-M2MCA搭桥需要近端吻合,它可以在颈部表浅位置进行而无脑缺血表现。而A1ACA-RAG-M2MCA颅内搭桥需要近端吻合,其狭窄的手术通路比MCA远端吻合更深。因此,颅内-颅内血管搭桥增加了一定的难度。
但因为以下原因,颅内-颅内血管搭桥需付出额外的努力是合理的(表3)。首先,头皮动脉的直径是多变的,有时太小以至于不能提供足够的供血量。虽然随着时间的推移头皮动脉可以逐渐扩张,但可能不能满足当下的需要。到中线或中线旁动脉的深部搭桥可能需要8cm或更长的头皮动脉,并且在吻合深度上头皮动脉可能太细小,血流量不够。同样,当原位搭桥、再吻合术和再植术使用局部供体动脉,其直径匹配或超过受体动脉,也无法使用。
表3颅内-颅内与颅外-颅内血管搭桥基本原理对比
第二,使用颈动脉行颅外-颅内血管搭桥需要足够长的移植动脉,这限制了桡动脉的使用。桡动脉可能太短,患者可能无法通过掌弓动脉去代偿整个手部血供。或者动脉硬化、桡动脉损伤导致桡动脉不能使用。若使用大隐静脉代替桡动脉,移植血管与颅内动脉直径不匹配使得吻合更加困难,而且血流通过移植血管时速度减慢。而较长的血流动力学不稳定的移植血管也易导致较低的长期通畅率。相反,颅内搭桥所需移植血管较短,桡动脉长度足够。桡动脉直径较小,与颅内血管相似,吻合度增加。较短的动脉移植血管更可能在患者生存期内持续保持通畅。
第三,颅内-颅内血管搭桥不需要颈部切口,损伤减少,而且较美观。颅内搭桥比颅外-颅内血管搭桥更不容易受到颈部扭转、损伤及外部压力导致闭塞的影响。
第四,颅内-颅内血管搭桥免除了获取颅外头皮血管的过程,这样节省了时间,避免了烦琐的步骤。颅内供体动脉本身即位于手术区域,因此,需要的额外准备最少。
最后,在大多数颅内-颅内血管搭桥区域暂时阻断颅内动脉有良好的耐受性。颅外-颅内血管搭桥只需要暂时阻断一条受体动脉,而原位搭桥和再植术需要阻断两条颅内动脉进行吻合,但在两条动脉阻塞过程中很少发生神经生理学的改变。即使发生了,通过升高动脉压也可以解决。以我的经验,在颅内-颅内血管搭桥中并没有观察到因吻合时暂时夹闭颅内受体动脉或供体动脉引起的神经功能障碍。
颅内-颅内血管搭桥的这些优点证明了其应用的合理性。虽然在技术上更具挑战性,但其在熟练掌握搭桥的神经外科医生的能力范围之内,而且这些优雅的搭桥代表了下一代搭桥手术。尽管颅内-颅内血管搭桥有这些优点,其使用仍受到限制:STA-MCA搭桥仍然是最流行的搭桥方式;文献报道中,OA-PICA搭桥是PICA动脉瘤搭桥中最常见的一种。OA-PICA搭桥类似大家熟悉的SAT-MCA搭桥:颅外供体动脉、端-侧吻合和可选择受血部位。相反,颅内-颅内血管搭桥要求更高,并且技术通常不太熟悉,例如,在腔内进行深部Lp3PICA-Rp3PICA侧-侧吻合,需要温和地处理内皮表面并仔细辨别4层动脉壁。吻合部位取决于解剖结构,可能并不处于最方便的位置。例如,在近端椎动脉上可能只有一个植入部位,其可能被副神经覆盖或以陡峭向下的角度走行,使得吻合困难,操作不舒服。尽管颅外-颅内血管搭桥和颅内-颅内血管搭桥的吻合机制相同,但是颅外-颅内血管搭桥比颅内-颅内血管搭桥更灵活,因此也更容易操作。
此外,颅内供体动脉的使用引起了人们对其安全性的担忧。在Lp3PICA-Rp3PICA搭桥中,对侧PICA在阻断中或者搭桥血管闭塞时会很危险。同样,p1PICA-V4VA再植术需要椎动脉切开和吻合,如果其闭塞,很可能会损害基底循环。起源于PICA近端的髓质穿支可能对动脉转位产生不利影响。PICA再吻合可能会引起起源于切除的动脉瘤节段的穿支动脉发生类似损伤。相比之下,枕动脉不需要担心这个问题,这使得颅外-颅内血管搭桥更加放心。
尽管颅内-颅内血管搭桥的技术要求更高,但我更倾向于选择这种方式,因其在搭桥手术演化过程中代表了这门技术的最新发展。颅内-颅内血管搭桥通过一系列结构帮助神经外科医生淘汰了颈外动脉,以优雅的方式重建脑血液循环。颅内-颅内血管搭桥技术的应用和仔细评估所得结果决定了颅内-颅内血管搭桥的优点,如长期通畅率和更自然的血流动力学的影响。此外,颅内-颅内血运重建促进新的搭桥方式的出现,这将进一步扩展搭桥的设备并引入下一代搭桥手术。
5.受体动脉虽然多支供体动脉给神经外科医生提供了丰富的选择机会,但受体动脉只能根据病变情况决定。受体动脉可能是动脉瘤的流出动脉或烟雾病患者最大的皮质动脉。一旦受体动脉选择好了,至少准备1cm的工作段用于动脉切开,近端和远端临时夹闭,以及在动脉末端与阻断夹之间留一些空间(图8)。剪断蛛网膜小梁,将动脉从邻近的脑组织中游离出来,并将其移动到操作区域中心。颅外-颅内血管搭桥的受体动脉不需要移动太多,因为头皮动脉可以达到受体动脉。颅内-颅内血管搭桥需要对工作段近端和远端的1~2cm节段进行彻底的蛛网膜分离,因为供体动脉和受体动脉必须无阻力或张力地相互靠近。最好先充分游离动脉、切开蛛网膜小梁以及分支动脉的粘连,而不是在动脉被横断或切开之后发现动脉仍被牵拉再去游离,这时游离动脉是在持续缺血的情况下进行的。
直接夹闭动脉瘤因简单有效常是首选,但颈部钙化、大弹簧圈填塞或异常分支动脉使得夹闭困难。应急计划的快速执行取决于事先准备。如果搭桥是该计划的一部分,甚至在尝试修复动脉瘤前,提前分离好供体动脉和受体动脉以便受体动脉能快速切换。
图8在受体动脉上至少准备好1cm长的工作节段(粉色)进行动脉切开。在动脉近端和远端放置临时阻断夹,在动脉切开端与阻断夹之间留有一些空间。切开蛛网膜小梁,将分支动脉从邻近脑表面游离,将其移到工作区域中心。颅内-颅内血管搭桥需要对工作段近端和远端的1~2cm节段(棕色)进行彻底的蛛网膜分离,因为再植术、再吻合术和原位搭桥中供体动脉和受体动脉必须无阻力或张力地相互靠近。最好提前充分分离动脉,而非在动脉横断或切开后发现动脉仍被牵拉。
5.供体动脉、受体动脉和血流的测定我将供体动脉与受体动脉匹配是基于动脉解剖而非血流量的定量测定。搭桥的供体动脉,其尺寸与受体动脉相匹配,将取代牺牲的或阻断动脉中的血流。这种解剖学方法是基于泊肃叶定律,其表明:灌注压(P)、血流(Q)与供血动脉半径(r)成正比:Q=πPr4/ηL,其中L是动脉长度、η是血液黏滞度。无论是颅外-颅内血管搭桥或颅内-颅内血管搭桥的移植血管搭桥都需要选择大直径动脉的近端,桡动脉的血流量为40~70mL/min,大隐静脉的血流量为70~mL/min。再植术、原位搭桥、再吻合术和颅外-颅内血管搭桥选择小直径动脉的远端。基于解剖学的匹配是一种直观的搭桥设计。
多普勒超声血流测量提供搭桥设计的定量选择。供体动脉和受体动脉术中基线血流决定了供体动脉能否足以提供受体动脉的血运重建。横截面头皮动脉的血流代表了零阻力下的最大血流量,或者一个完美的搭桥所能承载的容量。这种自由血流或称“切断血流”必须等于或大于受体动脉的基线血流量。由于侧支循环的存在,血流在临时阻断的动脉中也不会下降到零,从而代替了部分需要由供体动脉提供的血流量。在术中,通过测量阻断的受体动脉的血流评估侧支循环,同时能更精确地了解所需供体动脉的血流量,这是基线与阻断试验血流之间的差异。定量方法是合乎逻辑的,但是一个必须适应血管周围的笨重的探头使得深部搭桥变得烦琐。因此,不能所有病例都依赖定量测量的方法,并且实际上,不同解剖分离方法使STA血流量高于预期时,或者需要的STA血流量低于预期时,有时会与解剖学建议的搭桥设计不符。
公式建议的合适的搭桥选择可能与简单地根据受体血管和供体血管大小配对的方案一致。因此,我是凭直觉测量受体动脉或受体和供体动脉的解剖,根据供体血管和受体血管直径是否匹配来进行搭桥。
—精彩待续,敬请