未破裂颅内动脉瘤概述、治疗以及术中成像技术

UIA在一般人群中的患病率在2%到3.2%之间，男女比例为1:2（Vlak等人，2011年；Toth等人，2018年；Thompson等人，2015年）。动脉瘤出血是出血性中风的主要原因，占蛛网膜下腔出血（SAH）的85%（van Gijn等人，2007年）。随着高分辨率脑部成像的普及，检测到UIA的几率越来越高，特别是在另一个动脉瘤出血后，或者在检查无关疾病的神经系统症状或突然剧烈头痛时偶然发现 (Thompson等人，2015年）。

由于存在潜在结构异常，动脉瘤通常在分叉点附近形成。它们通常涉及中膜变薄或缺失，以及血管壁弹性内皮碎裂或缺失（Toth等人，2018年）。大约85%的动脉瘤位于脑底动脉环的前循环（Schievink，1997年）大多数动脉瘤中，不仅存在外膜，有时还伴有相关的纤维蛋白物质。动脉瘤的最大可变风险因素是抽烟和高血压。表1显示了风险因素和相应的优势比（Toth等人，2018年；Vlak等人，2013年）。

囊状动脉瘤目前最为常见，大约90%（Keedy，2006年）。其他类型包括微型动脉瘤（直径小于2毫米，通常由于慢性高血压而出现在小型穿支血管上）、梭形动脉瘤（涉及较长的血管段）、外伤型、夹层型（血管内壁轻微撕裂引起）和巨型动脉瘤（直径超过25毫米）。

特定类型的动脉瘤存在较高的破裂风险，特别是直径较大（>7毫米）的动脉瘤、多叶动脉瘤和具有特定形态特征的动脉瘤，例如大小类似载瘤动脉的动脉瘤和不规则的动脉瘤圆顶（Thompson等人，2015年）。动脉瘤破裂的其他潜在危险因素包括低龄、抽烟、高血压、蛛网膜下腔出血（SAH）的家族史、女性和动脉瘤增大（Korja等人，2014年；Chien 等人，2013年）。表 2 总结了这些风险因素。

UIA的治疗方法基于临床和解剖学因素，包括患者的年龄、IA的家族史、相关疾病（包括常染色体显性遗传多囊肾病）、有症状的动脉瘤、动脉瘤大小和位置（Pierot和Wakhloo，2013年）。UIA的治疗适应症不断发展，因为目前已有多个指南。

通常，一旦发现动脉瘤，可以采用三种治疗方案：保守治疗、血管内治疗或手术治疗。 

UIA血管内治疗在1990年代成为一种治疗方式，主要涉及将铂线圈引入动脉瘤，形成局部栓塞，从而隔离动脉瘤与载瘤动脉（Williams & Brown等人，2013年）。此外，球囊膨胀或动脉瘤颈部支架放置等技术可用于更为复杂的病例（Naggara等人，2012年）。IA的其他血管内治疗包括血流转移、血流阻断，以及使用液体栓塞剂进行栓塞（Pierot和Wakhloo，2013年）。

血管内治疗的成功闭合率为86.1%，其中24.4%的病例有复发，9.1%的病例需要再治疗（Naggara等人，2010年）。标准盘绕或者球囊或支架辅助盘绕血管内治疗方案似乎是治疗小颈动脉瘤的理想选择（Pierot和Wakhloo, 2013年）。血管内治疗方案通常不推荐用于治疗某些类型的UIA，包括大型动脉瘤、宽颈动脉瘤、高穹窿颈比动脉瘤，或难以进入血管内的动脉瘤 (Dovey 等人，2001年）。

根据现有的综述和荟萃分析，UIA血管内缠绕术后不良预后的风险约为4%–5%，包括1%–2%的死亡风险（Naggara等人，2010年）。在一项前瞻性随机试验中，国际蛛网膜下腔动脉瘤试验（ISAT）直接比较了手术夹闭与血管内弹簧圈缠绕治疗破裂颅内动脉瘤（IA）。研究结果表明，与神经外科手术组（30.9%）相比，血管内治疗组（23.5%）死亡或不能自理的风险要低7.4%，达到统计学意义上的显著降低（Molyneux等人，2005年）。然而，其他研究表明，在UIA盘绕和手术夹闭后，死亡、出血、脑缺血与动脉瘤闭塞和日常活动自理的风险比相似（Ruan等人，2015年）。

Bohnstedt等人的研究（2017年）显示，显微手术治疗的患者中出现颅神经缺损和偏瘫等术后并发症的比例要高于血管内治疗（Bohnstedt等人，2017年）。然而，同一研究还发现，相比显微手术组，血管内治疗组出现动脉瘤残余并且需要再治疗的频率更高（Bohnstedt等人，2017年）。

显微手术技术的进步允许外科医生采用微创手术方案，并根据患者的独特解剖结构定制手术暴露部位，同时提供足够的暴露。大量研究表明，通过外科手术夹闭动脉瘤对于大多数类型的动脉瘤具有极好的耐久性和有效性，证明了这种方案的相关性和有效性（CARAT Investigators，2006年）。

研究表明早期显微手术干预对于治疗UIA的潜在益处。早期显微手术颈部夹闭可显著降低破裂和术后脑血管痉挛的发生率（Grasso和Perra，2015年），并在高危动脉瘤破裂病例中展现出积极作用（Kim等人，2014年）。

UIA的大小和位置与手术风险最具相关性。研究证明动脉瘤直径>12毫米已被证明是术后不良效果的重要预测因素（Wiebers等人，2003年）。根据一项研究，与非巨大后循环动脉瘤3%（发病率12.9%）、巨大前循环动脉瘤7.4%（发病率26.9%）和巨大后循环动脉瘤9.6%（发病率37.9%）相比，非巨大（

对手术结果具有不利影响的其他动脉瘤特征包括年龄≥50岁（Wiebers等人，2003年）、非囊状形态、存在血栓以及钙化（Thompson等人，2015年）。

术中血管造影（IOA），通常又称为数字减影血管造影（DSA），经常用于颅内动脉瘤手术修复的辅助评估，在检测异常方面拥有95%的准确率（Tang等人，2002年）。由于手术治疗动脉瘤有高达5%到7.3%的可能性会出现不完全闭塞，导致需要额外治疗或增加破裂风险，因此可在动脉瘤修复期间使用的IOA被认为是一种安全有效的工具，有助确认动脉瘤已完全闭塞。在动脉瘤修复过程中观察动脉瘤并观察周围血管系统的通畅情况（Friedman和Kumar，2009年；Kivisaari等人，2004年）。

大约3%-9%的病例在手术夹闭期间导致载瘤动脉闭塞，并可能导致永久性神经功能损伤或死亡（Kivisaari等人，2004年；Tang等人，2002年）。由于必须迅速进行载瘤动脉闭塞和血流恢复以防止脑实质发生几乎不可逆的缺血，因此术后检查通常不足以确保成功干预（Friedman和Kumar，2009年）。IOA可以轻松、快速地显示不完全的动脉瘤闭塞和载瘤血管闭塞，以确定初次开颅手术期间是否需要纠正干预。

然而，IOA自身存在一系列风险和重大限制，包括高成本、对工作流程的影响以及潜在的并发症，如中风、栓塞、夹层和血肿，之前的研究报告 IOA 的并发症发生率在 0.4%至2.6%之间（Hauck等人，2008年；Alikhani等人，2007年）。IOA难以显示小型穿支动脉闭塞，这在大多数常见部位的动脉瘤夹闭过程中可能并不明显（Martin等人，1990年）

对于手术工作流程的影响首先是显著增加了手术时间，通常需要额外的30–60分钟来设置、获取、处理和查看图像。这还需要额外的专业知识，例如放射技师。所有这些都伴随着额外的财务成本。对时间和工作流程的影响不容小觑。颅内血管手术是一项非常精密的手术，可能迅速恶化，尤其是因为大量出血而恶化。进行IOA需要手术团队在放射师进行DSA时离开手术台，这让患者比以前更加容易受到伤害。如果患者情况已经不稳定，那么进行血管造影的自由就会大幅压缩。尽管存在巨大挑战，IOA依然是评估闭塞和通畅的黄金标准。

动脉瘤手术的主要目的是将动脉瘤囊同血液循环完全隔离，同时保持载瘤动脉、分支动脉以及穿通动脉的通畅。因此，不完全夹闭会增加动脉瘤再出血的潜在风险，并增加因医源性血管受损而导致的中风风险（Lin等人，1989年；Friedman等人，2001年）。据报道，手术干预后动脉瘤残余的患者比例在4%至8%（Sindou等人，1998年；David等人，1999年）。

吲哚菁绿（ICG）是一种近红外荧光化合物，最初用于诊断视网膜和肝脏病变。这种染料通过静脉给药，随后与血浆蛋白结合，留在血管内，若组织分别以805纳米和835纳米波长的荧光照射并观察，可以清晰观察到血管。近几十年来，技术进步让照明系统能够集成到手术显微镜之中，令吲哚菁绿视频血管造影（ICG-VA）成为神经外科领域的一项极具吸引力的成像技术。

Raab等人的研究（2013年）中深入描述了ICG-VA在颅内动脉瘤手术中的应用，这种方法有多个重要优势，包括相对较低的手术成本、易用性、高分辨率，以及快速采集图像。不过，最重要的优势或许是可以集成到外科手术显微镜之中。这样手术团队就能控制图像的采集并直接在显微镜上查看图像，所有这些都会大大减少到对工作流程的影响。

利用ICG-VA，可以在术中检测并解决载瘤血管狭窄以及小型穿支动脉闭塞，从而减少其对工作流程的影响，从而有可能减少术后的缺血性神经功能缺损（Jing等，2010年）。

一项大型队列研究表明ICG-VA是一种有效的术中工具，令术中夹闭修正率大幅提升到15%（Roessler等人，2014年）。该研究的结论就是ICG-VA是一种安全且易于执行的术中成像方法，用于评估手术期间大小载瘤血管和分支血管以及颅内动脉瘤闭塞顶部或颈部的血管内循环损伤。此外，该研究发现较低的并发症发生率（0.0019%的严重不良事件风险）。许多其他研究表明，结合光强度分布图，ICG-VA可以降低与动脉瘤夹闭相关的发病率和并发症，同时改善患者预后（Oda等人，2011年；Nishiyama等人，2012年）

尽管ICG-VA在颅内血管手术中的作用毋庸置疑，但它存在几个重要限制。尽管该技术提供血管的可视化，但在ICG-VA期间无法观察到其他结构，包括闭塞的血管以及夹子（Sato等人，2018年）。Roessler等人的大型队列研究（2014年）同时表明术中ICG-VA在多达10%的患者身上未能发现某些情况下，残余物可能导致长期复发的动脉瘤，因此有必要利用术后DSA查找夹闭动脉瘤时的潜在遗漏。该研究的作者已经确定，ICG-VA 似乎只有在完整的血管解剖被正确解剖并且夹闭的动脉瘤可以完全可视化时才可靠。。此外，除了动脉瘤顶部的未分离部分，ICG-VA不是一种可靠的技术，无法显示载瘤血管、分支血管和穿支血管的隐藏部分，尤其是在操作能力受限于应用的动脉瘤夹的情况下（Reossler等人，2014年）。

这些技术最大的限制之一就是无法同时呈现血流和解剖细节，只能获取黑白图像。

在神经外科手术中结合使用NIR荧光与ICG会非常有效，但需要为每种模式选择不同的光学滤光片进行照明和成像。由于选择每种成像模式都会自动切换至显微镜内对应的滤光片，因此只能以顺序方式进入不同的成像模式。

因此，外科医生需要分别选择并查看每种成像模式，以便在进行治疗（例如夹闭动脉瘤）之前对组织和血流进行详细评估。由于外科医生需要在脑海中合并使用每个滤光片观察到的所有信息，因此这项工作会耗费大量的时间和精力，同时也增加了在干预之前或之后忽略重要细节的风险。

NIR荧光的另一个重要限制是唯独荧光信号微弱，这会受到所用放大倍数以及显微镜工作距离的显著影响。因此，只能比较图像内部的荧光强度，而不能比较不同位置或手术之间的荧光强度。

增强现实（AR）荧光模块代表了血管血流可视化方面的最新进展，显微镜的增强现实模块，旨在克服NIR荧光和ICG结合使用的众多限制。

这种新技术将ICG的NIR荧光信号与传统的白光照明结合在单个视图中，以便外科医生可以在单张图像中同时看到ICG荧光和白光实时呈现的信息。增强现实荧光能够以完整的多光谱彩色图像评估血流和解剖细节。若激活增强现实荧光模式，显微镜的白光照明可以扩展到近红外频谱以激发荧光基团（ICG）。荧光基团（ICG）的过滤后的NIR荧光信号由高灵敏度的NIR摄像机采集并在增强现实荧光视频处理单元（VPU）中处理。

增强现实荧光提供两种观察模式：嵌入伪彩色荧光信号的白光物体视图以及黑白NIR荧光视图。两种视图中，均可通过视频监视器或者采用显微系统CaptiView图像投射到显微镜目镜观察荧光视频信号。

采用增强现实荧光算法实现白光与荧光的高度同步，无论采用哪种观察平台（视频监视器或显微镜目镜），都能提供完全融入图像的自然色彩外观。这些算法旨在限制异步移动或延迟。

增强现实平台可准确显示荧光强度，不受放大倍数、工作距离和照明不均匀性的影响。这种准确性允许外科医生评估和比较不同成像位置、手术，甚至患者之间的荧光强度。

Nickele等人的研究（2018年）将增强现实荧光同其他3种广泛使用的术中可视化模式进行了比较：ICGVA、DSA以及微血管多普勒超声（MDUS）。