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2023年江苏医学科技奖获奖项目巡展(三)

发布时间:2024-07-24 来源:科技教育部 作者:王中
破裂急性期颅内动脉瘤的微创手术入路推广及神经损伤机制研究
(2023年江苏医学科技奖一等奖项目


项目负责人:

       王中,博导、二级教授,苏州大学附属第一医院神经外科科主任、神经外科教研室主任,国家临床重点专科首席专家、享受国务院特殊津贴专家,江苏省临床医学中心、江苏省重点学科带头人,中国研究型医院学会神经外科学专业委员会常务委员,中国医师协会神经外科医师分会委员,中国医师协会脑胶质瘤专业委员会常务委员,江苏省医学会神经外科分会主任委员,江苏省神经外科质控中心主任委员,江苏省研究型医院协会烟雾病专委会名誉主任委员,江苏省卒中学会脑脊髓血管病复合手术专业委员会荣誉主任委员,江苏省医学会数字医学分会副主任委员,江苏省社会办医疗机构协会神经外科学分会副会长,江苏省神经外科学学会神经肿瘤与神经损伤专委会副主任委员,国家神经疾病医学中心脑胶质瘤MDT专科联盟常务理事,江苏省医师协会神经外科分会颅底外科学组组长。江苏省医学领军人才,江苏省“科教兴卫工程”医学重点人才,江苏省有突出贡献的中青年科学技术专家,江苏省“333”高层次人才工程人才,姑苏卫生领军人才。发表学术论文400余篇,其中SCI收录200余篇,研究成果发表在StrokeJournal of Cerebral Blood Flow & MetabolismJournal of Neurosurgery等国际一流杂志,其中尼莫地平联合环孢素A脑池灌洗预防脑血管痉挛、关于早期脑损伤的多项研究成果被写入中国指南或专家共识。在国际上担任Frontiers in Neuroscience等杂志客座编辑,担任Lancet NeurologyJournal of Neuroinflammation等杂志审稿人;国内担任《中华神外杂志英文版》、《中国微侵袭杂志》、《临床神经外科杂志》等杂志编委。主持国家级课题9项以及多项省部级科技立项,获省部级等各类科技奖16项。在脑血管病及脑肿瘤领域有较深造诣,并从事相关基础与临床研究。率先在国内开展经眶上外侧入路处理鞍区及前颅底肿瘤;国内最早开展并推广了眶上外侧入路应用于颅内动脉瘤破裂急性期手术;并创新性经颈内动脉上间隙治疗部分后循环动脉瘤及改良眶上外侧入路治疗大脑中动脉瘤;国内较早推广FLOW 800分析和人工智能应用于脑血管病的精准治疗。培养博士后6人,博硕士生100余人。


一、项目成果简介

颅内动脉瘤破裂发病率居脑血管病第三位,但其死亡率及致残率高居第一位。颅内动脉瘤首次破裂的死亡率高达30%-40%,再次破裂后升至60%-70%,近50%的幸存患者遗留有神经功能障碍,这给社会和家庭造成了沉重负担。因此探索颅内动脉瘤微创治疗方案、探索颅内动脉瘤破裂后的神经损伤机制及保护靶点以提高该疾病的诊疗水平,具有重要的临床意义。

神经外科大师Dandy教授于1937年应用Harvey Cushing教授设计的金属动脉瘤夹成功夹闭了第一个颅内动脉瘤,开启了颅内动脉瘤的开颅手术治疗的时代。近年来动脉瘤介入栓塞材料和技术的发展驱动了颅内动脉瘤微创治疗的进步,但开颅夹闭以其复发率低、治疗费用低兼具不断创新的微创化特点仍是颅内动脉瘤治疗的重要选择。本项目组在颅内动脉瘤的诊疗及转化医学研究方面始终处于省内乃至国内的领先水平,自2010年至今,针对破裂急性期颅内动脉瘤微创手术入路的推广、术中微创技术的联合应用、破裂多发动脉瘤治疗策略的优化和神经功能损伤机制等方面开展了系列研究,取得了以下成果:

(一)眶上外侧入路的引入、改良、创新应用及推广

国内首次报道眶上外侧入路治疗破裂急性期前循环动脉瘤,同时对该入路适应症进行拓展,提出将其应用于Hunt-Hess 0-Ⅲ级及部分级患者;利用眶上外侧入路经颈内动脉上间隙治疗部分后循环动脉瘤;进一步改良并应用于大脑中动脉瘤的治疗。与传统手术入路相比,手术切口缩短40%;手术时间控制在2小时以内;减少颞肌切和剥离,剥离范围缩小80%;蝶骨嵴无需磨除;术中充分打开额底骨质且无需彻底分离外侧裂,减少脑组织的暴露和牵拉损伤;术后出现脑脊液漏、硬膜外血肿、皮下血肿等并发症的几率更小;缩短了患者住院时间,术后康复快,住院费用也相应下降,是一种安全、微创的颅内动脉瘤开颅夹闭新方法。

(二)联合应用多项术中微创技术保障动脉瘤夹闭安全有效

颅内动脉瘤的安全夹闭关乎患者的预后结局。项目组在眶上外侧入路夹闭动脉瘤手术中创新性探索出利用卷脑棉片技术、基底池和终板池打开等微创技术,减少了脑挫伤、脑积水和脑血管痉挛的发生;术中应用尼莫地平联合环孢素A脑池灌洗可以预防脑血管痉挛发生,该研究成果被写入《中国脑血管痉挛防治神经外科专家共识》。联合应用术中脑微血管超声监测、吲哚菁绿荧光造影、FLOW800软件血管荧光半定量分析系统和电生理监测等技术,确保颅内动脉瘤精准安全夹闭,尤其在复杂性颅内动脉瘤载瘤动脉塑型及血管重建中,可将颅内动脉瘤完全夹闭率、载瘤及重建动脉通畅率显著提高,并保护穿支血管、减少并发症发生,可以最大限度保证手术的高效安全进行。

(三)人工智能优化破裂多发动脉瘤治疗策略

颅内动脉瘤破裂导致的再出血是患者预后不良最常见的原因,防治动脉瘤的二次破裂是其诊疗的重要环节,其关键在于尽早确定出血来源,以便及时治疗。然而,对于颅内多发动脉瘤而言,明确破裂动脉瘤的位置尤为困难。在术前影像学检查不能定位破裂动脉瘤的患者中,错误判断破裂动脉瘤位置的可能性高达16.2%。因而,开发一种能够判定颅内多发动脉瘤患者出血后责任动脉瘤的方法对于改善多发动脉瘤患者的预后至关重要。目前,人工智能在颅内动脉瘤的诊治中显现出极高的临床应用价值及前景,本项目组进一步探索了人工智能在破裂或先兆破裂颅内多发动脉瘤患者责任动脉瘤判定及治疗中应用,其预测准确率及良好预后率均达到100%

(四)神经功能损伤机制的转化医学研究

颅内动脉瘤破裂患者在发病之后的72小时内,死亡率高达50%,归因于颅内动脉瘤破裂后的早期脑损伤,逆转早期脑损伤是降低这部分患者死亡率的关键。在颅内动脉瘤破裂后的亚急性期(3~2周),约70%的患者会出现不同程度脑血管痉挛,其中17%40%的患者将并发神经功能障碍,如脑梗死等,是患者致死、致残的另一主要原因。本项目组围绕颅内动脉瘤破裂后早期脑损伤和脑血管痉挛发生机制和干预策略等开展了系列研究,证明了早期脑损伤与细胞凋亡、炎性反应、自噬、氧化应激及小胶质细胞表型分化等机制相关;脑血管痉挛则与平滑肌细胞表型改变、炎性反应及自噬相关;并针对相应脑保护靶点研究,申请了多项发明专利。多项相关研究成果被写入《中国颅内破裂动脉瘤诊疗指南》。

二、项目作用和意义

2010年至今,在本项目学术推广支持下,全国十余个省份开始将微创眶上外侧入路及其改良应用于颅内动脉瘤手术中,填补了国内在眶上外侧入路应用中的空白。项目组成员多次在国家级会议做专题讲座,参与制定颅内动脉瘤诊疗相关指南及专家共识4项,举办国家级继续教育学习班8次和省级继续教育学习班10次,培训各级医生2000余人次。项目创新点被50余家三甲医院应用,相关成果发表于J Pineal ResJ NeuroinflammJ Neurosurg、中华神经外科杂志等期刊,总论文数180篇,SCI收录77篇,中华系列期刊收录40篇。其中影响因子大于10分的文章2篇,大于5分的文章27篇。已获江苏省医学科技奖2项,江苏省新技术引进奖2项,发明专利2项。

三、科研历程、方法学及经验心得

国内外大多数单位都采用经典的翼点手术入路治疗前循环动脉瘤,为进一步实现神经外科手术“微侵袭”,芬兰赫尔辛基大学Juha教授2005年在国际上首次提出眶上外侧入路理念,并大量应用于未破裂颅内动脉瘤的治疗。本项目组于2010年在国内首次将该手术入路应用于颅内动脉瘤手术治疗,与Juha教授的病例相比,本项目组的患者以破裂急性期动脉瘤为主,这类患者脑水肿、急性脑积水等并发症加大了手术难度。我们同时对该入路的适应症进行拓展,提出其适用于Hunt-Hess 0-Ⅲ级及部分Ⅳ级的患者。本项目组在国际上入组了规模最大的破裂颅内动脉瘤病例,结果证实眶上外侧入路对于大部分前循环动脉瘤治疗是安全快捷有效的,为该类患者提供了极致微创的开颅夹闭动脉瘤治疗方案。

后循环系统的基底动脉顶端动脉瘤、小脑上动脉瘤、大脑后动脉瘤是开颅夹闭手术的难点,经翼点及颞下入路夹闭后循环动脉瘤会造成较大的手术创伤;且经标准眶上外侧入路处理大脑中动脉瘤有暴露不足的缺点。针对以上难题,项目组在前期广泛应用眶上外侧入路的基础上,又进一步进行了探索,国际首创经眶上外侧入路打开颈内动脉上间隙治疗部分后循环动脉瘤,并且使用改良眶上外侧入路联合直接侧裂入路治疗大脑中动脉瘤,这些探索优化了开颅夹闭后循环动脉瘤和大脑中动脉瘤的治疗方案,减少患者创伤的同时改善其预后。

在手术入路微创化的前提下,项目组又聚焦于颅内动脉瘤手术的安全性和疗效。我们创新地应用卷脑棉片技术来保护脑组织,减少机械创伤的风险。此外,我们采取打开基底池、终板池释放脑脊液,清除脑池内积血,降低颅内压,改善手术结果。通过尼莫地平和环孢素A的脑池灌洗,预防了脑血管痉挛的发生。最后,引入脑微血管超声监测、吲哚菁绿荧光造影、FLOW800软件血管荧光半定量分析系统和电生理监测等微创技术使我们能够更准确地评估手术效果,提高了动脉瘤夹闭的精确性。这些创新和改进进一步为颅内动脉瘤手术的安全性和疗效提供了有力的支持。

项目组在临床工作中还发现,对于破裂多发颅内动脉瘤患者而言,确定破裂动脉瘤的位置并非易事,而颅内动脉瘤再破裂出血严重影响患者的预后,因此早期确定责任动脉瘤至关重要。基于此,项目组开始探索人工智能在该领域的应用,使用人工智能评估破裂或先兆破裂颅内多发动脉瘤的破裂风险,并利用其协助制定治疗方案,对改善患者的预后、降低死亡率和提高生活质量具有重要意义。

虽然,上述技术能最大程度保障患者的术中安全,但项目组仍关注到动脉瘤性蛛网膜下腔出血后早期脑损伤和脑血管痉挛对患者的严重影响。因而,项目组开展了神经功能损伤机制的转化医学研究,深入探究了早期脑损伤和脑血管痉挛的发生机制,并筛选出多个关键的药物和干预靶点,寻求新的治疗策略,为未来相关领域的临床实践和科研工作提供了有力支持。

破裂颅内动脉瘤的治疗是一个复杂的过程,相关知识和技术不断发展和更新。作为研究者,我们不断关注最新的研究成果和临床实践,以及新的技术和治疗方法。通过不断学习和创新,可以提高我们的技术水平,为患者提供更好的治疗选择。个体化治疗在此过程中也起着关键的作用,我们需要深入了解患者的病情和需求,并结合临床经验和人工智能等技术,制定适合每个患者的治疗方案。与此同时,通过与基础科学研究的紧密结合,我们可以将最新的科学发现转化为临床实践,从而进一步提高破裂颅内动脉瘤患者的治疗效果和生活质量。我们的研究团队将持续改进与创新,为破裂颅内动脉瘤患者提供更好的治疗选择,并致力于推动破裂颅内动脉瘤的临床和科研发展。我们相信通过不断学习和探索,我们能够不断提高破裂颅内动脉瘤的治疗效果,为患者带来更好的预后和生活质量。