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【中国声音】颅骨修补手术的时机及其术后总体并发症的预测因素:术前脑组织塌陷体积的影响

 zhengkai1003 2023-08-21 发布于贵州

近期,福建医科大学附属第一医院神经外科研究团队在神经医学期刊Neurosurgery发表了题为《Timing of Cranioplasty and Predictors of Overall Complications After Cranioplasty: The Impact of Brain Collapse》的研究论文。本研究回顾性总结了2018年至2020年期间在福建医科大学附属第一医院神经外科首次接受单侧额颞顶颅骨修补术治疗的共102例成年患者的临床资料,利用三维重建计算颅骨修补术前脑组织塌陷体积。通过多因素回归分析发现颅骨修补术前脑组织塌陷体积和KPS评分是颅骨修补术后总体并发症的独立预测因素。提出去骨瓣减压术后颅骨修补最佳手术时机应该根据术前脑组织塌陷体积来制定,而不是去骨瓣减压-颅骨修补手术时间间隔。

第一作者:陈人龙、叶耿钊

通讯作者:梅文忠、谢冰森

作者单位:福建医科大学附属第一医院神经外科


REF: Chen R, Ye G, Zheng Y, et al. Optimal Timing of Cranioplasty and Predictors of Overall Complications After Cranioplasty: The Impact of Brain Collapse. Neurosurgery. 2023;93(1):84-94. doi:10.1227/neu.0000000000002376
PMID: 36706042

 引 言 


去骨瓣减压术(DC)是一种常见的神经外科手术,通过去除一定大小的骨瓣来降低颅内压,广泛应用于各种病因导致的颅高压危象或急性脑疝的急诊抢救,是挽救恶性颅内压增高患者生命的有效手段。然而,去骨瓣减压术后由于缺乏颅骨保护,存在进一步神经损伤的风险。
颅骨修补术(CP)可以恢复颅骨的保护以及改善外观。作为去骨瓣减压术后的常规手术,颅骨修补术与较高的术后并发症发生率相关,包括术后感染、硬膜外血肿、脑出血、脑积水、癫痫发作和硬膜外/硬膜下积液等。许多研究表明,DC-CP时间间隔可能与CP术后并发症有关。目前,影响颅骨修补术后并发症的因素仍有争议,且很少有关于脑组织塌陷与术后并发症关系的报道。
目前,多数研究认为去骨瓣减压术后3个月脑肿胀消退,并应行颅骨修补手术。早期CP定义为DC术后3个月以内。许多神经外科医生报道早期CP与更显著的神经功能改善相关,并提倡早期CP。然而,CP的最佳手术时机仍存在争议。有研究认为,适当的CP时机应根据DC后的脑组织塌陷程度来衡量,而不是简单的时间间隔。然而,目前还没有发现描述脑组织塌陷程度的良好指标。
因此,本研究旨在分析CP术后并发症的独立危险因素,阐明脑组织塌陷体积与术后并发症和预后的潜在相关性,为确定最佳CP时机提供新的思路。

方 法 

研究设计

本研究为一项回顾性观察性单中心队列研究。本研究遵循《世界医学协会伦理守则》(《赫尔辛基宣言》)进行,并获得伦理委员会批准。鉴于本研究是回顾性研究,因此不需要额外的患者知情同意。


本研究纳入了2018年至2020年间在我院接受CP手术治疗的所有成年患者。入组患者的入选标准为:(1)DC术后单侧额颞顶颅骨缺损患者;(2)首次行CP患者。排除标准为:(1)除脑外伤、脑卒中外,因其他原因接受DC手术,如脑肿瘤或脑脓肿等;(2)年龄<18岁;(3)CP术前行脑室腹腔分流术(VPS);(4)CP同时行其他手术。根据脑组织塌陷/膨出程度将患者分为2组。脑组织塌陷患者为塌陷组,其他为非塌陷组。研究并比较两组患者的基线特征、手术情况、术后并发症和预后。主要终点为CP术后12个月随访内的术后并发症,次要终点为CP术后12个月时的改良Rankin量表评分(mRS)。


临床管理

由主治或主治以上职称的神经外科医师使用钛网或聚醚醚酮(PEEK)行颅骨修补治疗。所有患者均在全身麻醉下沿原切口行CP手术。术中放置帽状腱膜下引流管,术后24~48小时拔除。术后24h内行颅脑CT扫描,了解术后并发症情况。

数据收集和定义

根据电子病历收集数据,包括人口统计信息(年龄和性别)、病史(高血压、糖尿病、癫痫)、去骨瓣减压手术指征、颅骨缺损侧别及面积、脑组织塌陷体积、塌陷比、术前KPS评分、DC-CP时间间隔、手术详情(修补材料、出血量、CP手术时间)、术后并发症(手术部位感染、硬膜外血肿、颅内出血、术后脑积水、术后癫痫发作、硬膜外/硬膜下积液)和预后(12个月随访时mRS)。


使用Brainlab Planning Station(Brainlab Co. Munich,Germany)中的“Object Creation”功能重建颅骨修补术前2周内和术后24h内的颅内容积,通过CP前后的颅内容积差计算脑组织塌陷体积。正值表示脑组织塌陷,负值或0表示脑组织膨出/松弛(图1)。塌陷比定义为CT轴位最大颅骨缺损层面,皮瓣中点至中线的距离与中线至对侧颅骨内表面的距离的比值,塌陷比越小提示皮塌陷程度越明显(图2)。


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图1. 脑组织塌陷体积的计算.(A)脑组织塌陷患者颅骨修补术前颅内容积重建;(B)脑组织塌陷患者颅骨修补术后颅内容积重建;塌陷体积=VB-VA。(C)脑组织膨出患者颅骨修补术前颅内容积重建;(D)脑组织膨出患者颅骨修补术后颅内容积重建;塌陷体积=VD-VC

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图2. 塌陷比的计算。A、B分别为CT最大颅骨缺损层面皮瓣的最高点和最低点。过A、B分别作中线的垂线,交对侧颅骨内表面于C、D。C、D连线中点向颅骨内表面引垂线交于E。过E点再向中线引垂线交中线于F点,交皮瓣边缘于G点。塌陷比=FG/EF。

手术部位感染定义为有症状或体征的切口或颅内感染。硬膜外血肿定义为术后CT上出现高密度影,且中线较术前CT偏移(图3)。术后脑积水定义为脑积水相关的临床症状(头痛、恶心、精神状态下降),术后影像学显示脑室扩张,并接受脑室-腹腔分流术治疗。


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图3. 术后硬膜外血肿。(A)颅骨修补术前CT;(B)术后颅脑CT高密度影,且中线较术前CT偏移。

 结 果 

研究人群
在研究期间,连续150例单侧DC术后出现额颞顶颅骨缺损的患者首次在我科接受CP。9例因肿瘤行DC,9例年龄<18岁,7例CP术前行VP分流术,20例CP术前2周内未行CT检查,3例失访。因此,本研究共纳入102例患者(图4)。

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图4. 研究流程图。
基线特征
基线特征见表1。本研究共纳入102例患者,男性73例(71.6%),女性29例(23.4%)。平均年龄(49.30±12.26)岁。平均塌陷体积为(7.83±63.03)cm³。平均塌陷比为0.97±0.27。DC-CP间期平均为(164.01±164.70)天。塌陷组56例,非塌陷组46例。塌陷组的DC-CP间期较对照组延长,差异有统计学意义(P=0.003)。
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手术情况
手术详情见表2。26例(25.5%)患者接受了早期手术。塌陷组的手术时间更短,差异具有统计学意义(P=0.006)。两组颅骨修补材料及术中出血量无统计学差异。
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术后并发症
术后主要并发症见表3。30.4%的患者(n=31)出现并发症,其中塌陷组24例(42.9%),非塌陷组7例(15.2%),差异有统计学意义(P=0.003)。最常见的并发症是术后脑积水(n=10),其中塌陷组14.3%(n=8)和非塌陷组4.3%(n=2),差异无统计学意义(P=0.093)。7.8%(n=8)的患者出现术后硬膜外血肿且均为塌陷组,差异具有统计学意义(P=0.008)。手术的失败率为1.0%(n=1),为手术部位感染导致手术失败。
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预后
12个月随访时,死亡3例(3.0%)。2例死于肺部感染,1例死于脑梗死,均为塌陷组。塌陷组33例(58.9%)患者预后良好(mRS 0~3分),非塌陷组34例(73.9%)患者预后良好,差异无统计学意义(P=0.113)(图5)。

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图5. 术后12月随访的mRS评分。

总体并发症的预测因素

术后总体并发症的单因素分析结果见表4。脑组织塌陷(P=0.003)、塌陷体积(P=0.001)和塌陷比(P=0.003)与术后总体并发症相关。将P<0.20的变量纳入多因素logistic回归模型。由于脑组织塌陷、塌陷体积和塌陷比之间存在共线性,因此仅脑组织塌陷被纳入多因素分析。在调整了潜在的混杂变量后,脑组织塌陷(OR=4.454,95%CI=1.568~12.634,P=0.005)和CP时的KPS评分(OR=0.982,95%CI=0.967~0.998,P=0.025)仍然与总体术后并发症显著相关(表5)。

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脑组织塌陷体积

线性回归分析显示,塌陷体积与塌陷比显著相关(图6),线性回归方程为塌陷体积=166.130-179.203×塌陷比(R²=0.610,P<0.001)。塌陷体积的曲线下面积为0.708(95%CI=0.600~0.816,P<001),塌陷比的曲线下面积为0.678(95%CI=0.566-0.790,P<0.04)。ROC曲线确定塌陷体积预测术后总体并发症的临界值为11.26cm³(灵敏度为69.0%,特异度为67.7%)(图7)。塌陷体积与DC-CP时间间隔无明显相关性(R²=0.032,P=0.071)(图8)。


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图6. 脑组织塌陷体积与塌陷比呈负相关。

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图7. 脑组织塌陷体积和塌陷比预测术后并发症的ROC曲线。塌陷体积的AUC为0.708(95%CI=0.600~0.816,P<0.001),塌陷比的AUC为0.678(95%CI=0.566~0.790,P=0.004)。

ROC曲线确定塌陷体积预测术后并发症发生的最佳截断值为11.26cm³(灵敏度为69.0%,特异度为67.7%)。

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图8. 脑组织塌陷体积与DC-CP时间间隔无相关性(R²=0.032,P=0.071)。时间窗以90天的DC-CP间隔为基础,组织窗以11.26cm³的脑塌陷体积为基础。

 讨 论 

在本研究中,我们探讨了CP术后总体并发症的预测因素,以确定CP的最佳时机。根据患者是否发生脑组织塌陷,将患者分为塌陷组和非塌陷组。研究发现塌陷组的术后并发症发生率明显较高。CP时脑组织塌陷和较低的KPS评分是术后总体并发症的独立预测因素。此外,脑组织塌陷体积与塌陷比之间存在线性关系,但塌陷体积比塌陷比更具有检验效能。此外,塌陷体积>11.26cm³的患者可能更容易发生术后并发症。


CP的最佳手术时机:组织窗和时间窗

目前大多数研究认为,DC后3个月是CP手术的时间窗,但CP最佳手术时机仍存在争议。最近的一项共识认为,CP手术时机应考虑到脑组织塌陷的状态,但缺乏更多的临床证据。本研究发现脑组织塌陷患者更容易在术后发生并发症,而DC-CP时间间隔与术后并发症无明显相关性。对此,本研究提出了组织窗的概念,并用脑组织塌陷程度描述组织窗。基于脑组织塌陷程度的组织窗可用于预测术后总体并发症,而非时间窗。此外,本研究没有发现组织窗与时间窗之间的关系。


一个可能的解释是:DC使颅脑处于颅骨缺损状态,更容易受到大气压力的影响。一旦颅内高压的作用消失,这种压力梯度就会压迫脑实质,导致脑组织塌陷。脑组织塌陷可改变脑脊液和血流动力学,导致脑血流量不足,组织灌注损伤,甚至皮质功能障碍。一般情况下,CP可改善DC后CSF和血流动力学,改善神经功能和认知功能。然而,当脑组织塌陷到一定程度时,脑顺应性降低。这种脑顺应性下降与时间窗无关。因此,即使颅骨修补也不能恢复脑脊液动力学和血流动力学,从而导致术后并发症的发生。因此,CP最佳手术时机的选择不应仅仅根据时间窗,而应根据组织窗来确定。


脑组织塌陷体积和塌陷比

只有少数报道描述了脑组织塌陷的程度。Lee等使用塌陷比来代表脑组织塌陷的程度,他们的研究表明,低水平的脑组织塌陷可以降低术后并发症的发生率。相反的,Goedemans等人的研究却并没有发现塌陷比与术后并发症之间的相关性。由于许多患者在CP前没有进行CT扫描,Goedemans等的研究并没有分析所有患者的塌陷比。


本研究同时纳入了塌陷体积和塌陷比来表示脑组织塌陷的程度。研究发现塌陷体积和塌陷比均为术后并发症的独立预测因素,塌陷体积与塌陷比呈中度相关。此外,本研究还计算了脑组织塌陷体积作为组织窗的截断值。当塌陷比接近0.864时,塌陷体积接近11.26cm³(图9A)。当塌陷比小于0.864时,塌陷体积大于11.26cm³,此时更容易出现术后并发症(图9B)。塌陷比>0.864表明塌陷体积<11.26cm³或脑组织膨出/松弛,术后并发症发生率较低(图9C)。


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图9. 塌陷体积和塌陷比A,VA=12.479cm³,RA=0.857;B,VB=26.611cm³,RB=0.648;C,VC=-27.981cm³,RC=1.085。R,塌陷比;V,塌陷体积。

局限性

本研究的局限性如下:第一,由于样本量小,随访时间短,未进一步分析其他并发症,如术后脑积水、癫痫发作、感染等。其次,本研究为单中心回顾性研究,可能会导致选择偏倚。未来还需要进一步随机对照试验来验证脑组织塌陷体积对术后并发症的影响。


结 论

术前脑组织塌陷和较低的KPS评分是CP术后总体并发症的独立预测因素。脑组织塌陷体积超过11.26cm³的患者易发生术后并发症。CP的最佳手术时机应由基于脑塌陷体积的组织窗来确定,而不是基于DC-CP间隔的时间窗。

 第一作者简介 

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陈人龙 硕士研究生

福建医科大学附属第一医院

  • 福建医科大学附属第一医院神经外科专业型硕士研究生,导师梅文忠副教授

  • 以第一作者或共同第一作者身份发表SCI论文两篇

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叶耿钊 住院医师

福建医科大学附属第一医院

  • 福建医科大学附属第一医院神经外科 住院医师

  • 以第一作者或共同第一作者身份发表SCI论文两篇

 通讯作者简介 

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梅文忠 副教授

福建医科大学附属第一医院

  • 福建医科大学附属第一医院,主任医师,副教授,硕士研究生导师

  • 中国医师协会小儿神经外科专家委员会委员、中国脑胶质瘤专家委员会小儿学组委员、中国抗癌协会神经肿瘤专家委员会小儿学组委员、福建省神经外科学会小儿学组副组长、颅底肿瘤学组委员

  • 主持及参与临床研究科研课题多项,在国内外核心期刊发表了数十篇学术论文,并参编《脑膜瘤》《脑积水》等专著以及《脊髓栓系综合征诊疗专家共识》《儿童颅缝早闭症诊治专家共识》的编写

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