摘要
外部脑室引流(EVD)置入是神经外科标准手术，用于脑脊液分流和颅内压监测，但传统的自由手技术在置入准确性和并发症风险方面存在显著变异性。病理状态下常见的解剖扭曲和脑室压缩进一步限制了自由手引流插入的基于标志点的可靠性，增加了多次尝试和次优导管放置的可能性。因此，已开发了包括超声、电磁神经导航和增强现实(AR)平台在内的辅助引导技术，以提高手术精确性和一致性。本综述比较了自由手与技术辅助EVD置入的现有证据，整合了当代引导系统技术原理概述与各模式临床结果的综合分析。报告的临床证据表明，引导技术可以提高导管放置准确性和首次通过成功率，而工作流程影响则因模式和机构经验而异。电磁导航在各种环境中表现出一致的性能，而AR平台则代表了一种新兴方法，在便携性和易整合性方面具有潜在优势。继续努力推进程序标准化和前瞻性验证，可能进一步明确引导技术在提高患者安全性和减少脑室造口术实践变异性方面的角色。
引言
外部脑室引流(EVD)置入是神经外科常见手术，用于为创伤性脑损伤(TBI)、脑积水、脑内出血(ICH)、脑室内出血(IVH)以及其他颅内压增高原因的患者提供治疗性脑脊液分流和诊断性颅内压(ICP)监测。尽管在神经危重症护理中普遍存在，但在解剖结构扭曲的情况下，脑室造口术在技术上可能具有挑战性，且置入技术可能因机构和操作者而异（1, 2）。
常规方法是自由手操作，利用表面解剖标志点，最常用的是科克点(Kocher's point)，将导管尖端引导至同侧Monro孔（2-4）。自由手技术的报告置入准确率存在显著变异性，次优导管放置并不少见（4-6）。放置不当和多次尝试已被发现显著增加并发症风险，包括导管阻塞、术后出血、感染和导管移位（5, 7, 8）。在紧急情况下，由于非典型解剖结构和潜在的中线移位，准确导管放置的困难通常加剧，使得传统使用的自由手放置标志点可靠性降低（9, 10）。
随着神经外科手术向精准引导趋势的发展，如脊柱器械和神经介入手术中图像引导的整合，脑室造口术持续存在的变异性与风险推动了辅助技术的采用，包括超声辅助、神经导航、电磁立体定向以及最近的增强现实(AR)平台（11-13）。
除了展示提高的准确性外，机构经验表明图像引导系统可以降低并发症率。虽然工作流程整合最初会增加注册和规划的设置时间，但实际手术时间仍与传统自由手方法相当，且优化的协议可以最大限度地减少手术延迟（14-16）。这些技术在各机构的采用仍不一致，原因包括资源差异、培训要求、工作流程整合挑战以及感知临床效益的不同（17, 18）。
本综述的目的是综合关于传统自由手和辅助技术EVD置入的当前证据，概述当代导航平台的机制和性能，并讨论其对准确性、安全性和工作流程的影响。通过PubMed、Scopus和Embase搜索识别相关文献，并辅以对所含文章参考文献的手动审查。搜索词包括"external ventricular drain"、"ventriculostomy"、"electromagnetic navigation"和"augmented reality"，近期和基础出版物均考虑纳入。我们还强调了推进程序标准化和新兴引导创新的努力，这些可能塑造神经外科和神经危重症护理环境中脑室造口术的未来。
EVD技术与辅助引导技术概述
传统自由手方法
传统自由手方法是全球最广泛实践的EVD置入方法，它利用外部解剖标志点来绘制通往理想位置（同侧侧脑室额角或Monro孔）的理想轨迹。科克点位于中线外2-3厘米、瞳孔中线处，冠状缝前1-2厘米，距眉弓约11厘米，是现代实践中最常用的入路点（17）。值得注意的替代方案包括Frazier点（枕外隆凸上方6厘米、外侧4厘米）和Keen点（耳廓上方和后方2.5-3厘米），当额部入路禁忌时，这些提供顶枕入路（19）。
超声引导方法
术中超声引导通过直接实时可视化脑室解剖，为标志点引导置入提供了替代方案，无需术前成像或图像配准。超声引导于1981年首次被描述用于婴儿脑室腹腔分流术，此后已适应于各年龄段的EVD置入（20, 21）。该技术使用带有集成针引导通道的专用钻孔探头，在超声图像上显示虚拟轨迹线，使操作者能够在连续可视化的同时推进导管，同时调整尖端位置远离脉络丛（21, 22）。为允许导管放置和换能器同时操作，操作者可以扩大标准钻孔或在选定的入路点钻取重叠的"眼镜"钻孔（4, 21, 22）。然而，设备可用性、操作者学习曲线和技术挑战等因素阻碍了超声引导技术的更广泛应用（22）。
基于图像的立体定向引导作用
图像引导系统通过包括表面扫描、标记物或电磁跟踪的注册方法将术前图像数据集与患者物理解剖对齐，后者检测生成场内装备传感器的仪器，消除了对直接视线的需要（23-26）。准确性受图像分辨率、注册误差和术中因素如脑移位和患者移动等因素影响，突显了优化成像协议和在整个过程中持续参考的重要性（25-28）。
当代电磁平台如StealthStation AxiEM（美敦力公司）在患者头部周围生成电磁场，检测嵌入导管芯和固定在患者身上的静态参考跟踪器中的传感器（26, 29, 30）。导航工作站持续将这些仪器的三维位置映射到入院时获取的薄层术前CT数据集上，在整个过程中提供实时轨迹可视化。使用放置在床边的便携式推车，电磁场发射器放置在患者头部下方，非侵入性跟踪器被应用并注册到图像数据集（14, 16）（图1、2）。手术规划将科克点确定为入路点，同侧Monro孔作为目标，实时立体定向反馈引导芯和导管沿规划轨迹推进。光学跟踪系统尽管在多个神经外科亚专业中已证明可靠的准确性，但由于需要刚性头部固定和维持无障碍视线，不太适合床边脑室造口术置入（31-33）。
增强现实引导
增强现实引导代表了外科导航的范式转变，通过将计算机生成的解剖重建和规划轨迹直接叠加到外科医生视野中，将术前图像数据实时集成到真实世界外科环境中（34-36）。与需要参考外部显示器的传统导航系统不同，AR平台通过头戴式显示器、显微镜抬头显示器或基于平板电脑的界面投射患者特定的全息叠加，实现免提可视化，同时保持对术野的直接观察（36, 37）。
AR系统通过包括表面扫描、标记物或颅骨标志点对齐的注册方法将虚拟叠加与患者解剖对齐，附着在患者前额上的标记物为持续空间注册提供了稳定的参考框架（35-37）（图3）。全息叠加实时动态更新，以保持随着手术进展的空间保真度，适应患者轻微移动或解剖变化，无需重新注册（35）（图4）。
与光学跟踪系统相比，关键技术优势包括消除了相机和跟踪仪器之间视线要求、全息图直接叠加在手术野上的免提可视化、空间受限床边环境中的简化工作流程，以及针对危重症护理设置的增强便携性（34-36）（图5）。
神经外科AR的更广泛经验已证明提高了肿瘤切除率，增强了在功能皮层手术中神经功能的保护，并作为外科培训工具具有实用性，为AR在EVD置入中的扩展应用提供了背景（38-41）。
在当前迭代中，AR系统也存在一些显著局限性。设置时间因系统而异，特别是与床边电磁导航相比。使用这些系统存在显著的学习曲线，因为工作流程不同且不太用户友好。
EVD置入辅助引导的当前临床证据
准确性比较：自由手与图像引导技术
早期分析自由手EVD置入准确性的床边系列研究发现最佳导管位置放置存在显著变异性，Kakarla等人报告最佳放置（1级）占77%，功能但次优放置（2级）占10%，非功能性或功能皮层放置（3级）占13%（7）。在他们涵盖346名患者的研究中，次优放置率在创伤性脑损伤患者中显著更高（p=0.0001），在中线移位患者中也更高（p=0.059），而最佳放置率在蛛网膜下腔出血患者中最高（p=0.003），突显了解剖扭曲对自由手EVD置入带来的技术挑战（7）。随后的荟萃分析证实了这些发现，Nawabi等人（5）汇总了39项研究中通过自由手技术放置的6,313个EVD，报告最佳放置率为72%（95% CI：66-77%），首次通过成功率为78%（95% CI：67-86%），出血并发症率为7%，感染率为5%。Stuart等人（6）分析了19项研究中2,983例报告Kakarla分级的病例，发现平均理想放置率为73%（SD±7%），并注意到各机构间结果测量和报告质量存在显著异质性。
超声引导EVD置入在几项比较研究中显示出提高的准确性。Zhang等人（21）比较了131例超声引导导管置入与59例自由手插入的严重IVH患者，报告超声引导组最佳放置率为88.55%，而自由手技术为42.37%（p<0.001）。尽管超声组的手术时间和导管置入时间增加，但并发症率与对照组无差异（23）。Fisher等人（4）评估了294例EVD患者，包括45例超声引导手术，发现超声组次优放置率为15.6%，自由手组为20.8%，尽管未达到统计学显著性（p=0.168）。提供实时可视化的能力被报告在需要快速床边访问的脑室压缩或移位解剖患者中特别有用（4, 21, 42）。
许多比较试验已系统评估了电磁导航解决自由手置入局限性的有效性。AlAzri等人（43）比较了54例严重创伤性脑损伤患者，前瞻性病例在1年内均接受电磁导航（n=19）与回顾性自由手对照（n=35），报告最佳放置率分别为94.7%和57.1%（p=0.009），导航组平均通过次数显著减少（1.16±0.38对1.63±0.88，p=0.018）。Shtaya等人（15）回顾性分析了331例脑室造口术（44例图像引导，287例自由手），证明图像引导将最佳放置率从60.6%提高到75%（未匹配队列）（p=0.067）。在倾向评分匹配后，图像引导组比自由手组获得了显著更高的最佳EVD放置率（75%对43.2%；OR 4.6），在脑室较小的患者（Evans指数<0.36）中获益最大，而在脑室较大的患者中未见显著优势。总体并发症和再手术率在图像引导下较低，手术时间无显著增加（15）。Nielsen等人（17）回顾性比较了86例电磁引导EVD置入与163例自由手插入，发现电磁引导下Kakarla 1级定位率更高（93.0%对84.0%，p=0.044），以及更高的首次通过成功率（90.7%对86.5%）。值得注意的是，电磁引导优先用于解剖复杂性较高的病例，如脑室显著较小、中线移位增加和Evans指数较低的患者，但仍实现了更高的准确性（17）。相比之下，McLean等人（9）分析了英国和爱尔兰21个三级中心的632例EVD插入，发现图像引导（仅在19.6%的病例中使用）并未显著改善导管尖端位置或降低引流阻塞率，即使根据脑室大小分层。早期电磁导航研究对程序效率提出了担忧。Mahan等人前瞻性招募了35名连续ICU患者，报告电磁导航实现了94.3%的最佳放置，仅发生一次通道出血，尽管总程序时间（包括设置和注册）增加了36分钟（16）。
在我们机构，如Charcos等人所述（14），电磁立体定向导航已整合到创伤和神经危重症护理单元的床边EVD置入中，配备专用美敦力StealthStations可快速部署。图像注册使用现有诊断CT数据集和非侵入性参考跟踪器，在无菌条件下固定。通过这种优化的工作流程，导航置入在不延长程序时间的情况下产生高精度。事实上，导航与自由手技术的中位总程序持续时间相似（约55对60分钟，p=0.71），尽管导航病例中解剖变异更困难。在回顾性比较中，电磁引导实现了100%的最佳放置和单次通过成功率，而自由手插入为88.2%的最佳放置率和73.5%的单次通过成功率。重要的是，归因风险降低分析表明，每执行9次导航EVD，就可预防一次额外的次优放置；每执行4次导航EVD，就可避免一次额外的多次通过尝试。这种风险降低表明导航在质量和效率方面具有临床可解释的益处。这些发现表明，图像引导EVD可以显著提高准确性，特别是在脑室解剖扭曲时，而不会对护理造成有意义的延迟。
增强现实平台代表了EVD引导技术的最新演变，而光学跟踪系统在已发表文献中对EVD置入的临床应用有限，可能由于紧急床边场景中的视线约束和工作流程整合挑战。Li等人报告了首项AR引导EVD置入的临床试验，涉及15名患者，与15名回顾性分析的自由手病例相比，平均导管通过次数（1.07±0.26对2.33±0.98，p<0.01）和轨迹偏差（4.34±1.63毫米对11.26±4.83毫米，p<0.01）均显著降低，尽管程序前平均增加了40.20±10.74分钟用于规划和注册（34）。Van Gestel等人（44）随后在11例AR引导置入与11例自由手对照的前瞻性试点研究中展示了工作流程的成熟，实现了100%的首次尝试功能放置率，而自由手为64%（p=0.045），以及73%的最佳放置率对27%（p=0.043）。AR引导置入无需再手术，而自由手组再干预率为36%（p=0.045），程序相关并发症在AR组为18%，自由手对照组为45%（18）。注册和轨迹规划约需2分钟，AR组的程序时间据报道约为15分钟（44）。
集体证据表明，电磁和增强现实引导系统比自由手置入提高了准确性，特别是在具有病理解剖扭曲的患者中（14, 15, 43, 44）。电磁引导系统目前整合更广泛，初始工作流程整合困难已基本克服，而AR平台显示出有希望的早期结果，但需要改进注册工作流程并进行更大规模验证，才能在常规临床实践中确立其作用（14, 16, 30, 44）。除EVD特定应用外，神经外科AR引导的更广泛经验为理解该技术的潜在轨迹和整合挑战提供了重要背景。类似实时三维引导方法已针对脑室腹腔分流手术中的导管置入进行研究，表明实现实时轨迹可视化的技术可能广泛提高脑室通路程序的准确性（45）。
EVD方案和研究中的标准化领域
辅助技术改进了自由手脑室造口术置入。随着图像引导和增强现实技术的成熟，平行推进方案标准化对于确保技术进步转化为机构间可重现的临床效益至关重要（1, 3）。
尽管EVD在神经危重症护理中处于核心地位，但EVD置入、管理和结果报告的方案在各机构间各不相同，限制了可比性和共识开发。感染预防和导管护理仍是标准化的关键目标。证据支持使用隧道导管、抗生素浸渍EVD、闭环处理和结构化护理包以降低脑室炎风险（1）。多次插入尝试被发现与感染和出血风险增加相关，强调了首次通过准确性作为程序质量指标和感染预防策略的重要性（5, 8）。导管留置时间与感染风险呈正相关，证据表明第一周后感染率增加，尽管这种关系可能并非严格线性（1, 46）。机构对EVD置入和维护方案的依从性已显示能独立于导管持续时间实现低感染率，而通过相同入路道更换导管似乎持续存在EVD相关感染的高风险（46）。
监测、撤机和结果报告同样在中心间保持异质性。引流方案在连续与间歇脑脊液分流、目标压力设置、撤机策略和导管移除时间方面存在差异（47-49）。比较研究和系统综述表明，不同撤机策略涉及临床稳定性、住院时间和治疗失败风险之间的权衡，但方案和结果定义的异质性限制了建立明确最佳实践的能力（47-49）。
新兴技术，包括集成压力和流量监测的自动脑脊液引流系统，提供了进一步减少管理变异性并支持更客观、可重现的EVD护理的机会（50）。然而，EVD置入研究中结果定义和分析方法的异质性继续限制直接可比性（6）。对置入相关终点和报告框架进行更大程度的标准化，对于准确评估图像引导和增强现实技术的临床影响至关重要。
挑战、障碍和未来方向
采用障碍
尽管对图像引导和增强现实辅助EVD置入的兴趣日益增长，但几个障碍继续限制广泛采用。成本考虑仍然是一个主要因素，包括初始资本投资、持续维护和机构资源分配。工作流程整合和高效图像注册的需求也带来挑战，导航系统必须能够在紧急情况下快速部署，而不会引入程序延迟或过度复杂的设置（16, 34）。成功实施还取决于操作者培训和熟悉度，特别是对于偏离传统标志点方法的技术。最后，数字叠加、图像传输和数据整合的日益整合引发了监管、网络安全和患者隐私考虑，随着这些系统扩大规模，必须解决这些问题（51）。
证据缺口和研究需求
当前证据支持图像引导EVD置入比自由手技术提高准确性的前提，其中电磁导航作为经过充分验证的参考标准，而增强现实展示了技术可行性，但文献中仍存在重要缺口（5, 14, 15, 17, 43, 44）。不同神经导航系统之间的比较有效性尚未完全阐明，长期结果、成本效益和最佳患者选择标准仍不完全明确（30）。此外，图像引导技术的培训主要基于模拟器，缺乏标准化课程或能力评估（18, 41）。解决这些缺口将需要设计良好、多中心前瞻性试验，具有协调一致的结果测量和置入导向的终点。
我们的团队已计划进行一项试验，评估可用于EVD置入的不同成像模式辅助装置的功效和准确性。PEARL试验（通过辅助增强现实或基于图像的定位放置外部脑室引流；NCT07042048）是一项回顾性、单中心倾向评分匹配队列分析，用于评估AR辅助EVD置入与电磁图像引导立体定向导航的比较。该研究将招募50名患者（每组25名），这些患者需要因自发性脑内出血伴相关脑室内出血或严重创伤性脑损伤而进行EVD置入。主要终点评估由盲法评估者通过术后CT成像和确定的Kakarla分级评分证明的最佳导管尖端放置。其次，我们将评估通过次数、程序时间、准确性以及相关并发症，如出血、阻塞、移位和感染。该试验的总体目标是确定AR辅助EVD置入在准确性和安全性方面是否不劣于电磁立体定向辅助置入，同时可能在便携性、效率和易用性方面提供优势。
目前，床边自由手EVD置入仍然是标准，而立体定向导航代表了精度和可重现性的基准。AR的发展提供了相同范式的自然延伸，目标是实现相当甚至更优的空间精度，同时减少设备负担和简化工作流程。这些技术共同将该领域推进到更标准化、可指导和可训练的程序，使不同操作者和机构之间保持一致的程序质量。展望未来，预期发展包括AI驱动的轨迹规划、混合AR-立体定向系统以及用于模拟和实时程序支持的远程可视化平台。PEARL试验将是首个评估AR在脑室造口术中准确性、安全性和工作流程效率的头对头验证试验。
潜在未来创新
EVD置入和管理的未来创新可能会建立在计算引导和设备集成的进展基础上。人工智能辅助轨迹规划算法已证明在临床成像上自主识别最佳入路点和目标坐标的技术可行性，包括脑内出血病例（52）。云启用的导航平台可以促进快速图像传输、远程支持和机构间程序标准化。同时，开发集成压力和流量传感的闭环EVD导管，配备集成数据仪表板，可能实现更客观的监测，并更紧密地将置入准确性与下游管理决策联系起来。
结论
外部脑室引流置入仍然是神经外科和神经危重症护理实践中的基本但表现多变的程序。图像引导技术的进步，如电磁导航和增强现实平台，提供了有意义的机会来增强置入精度、减少变异性并促进工作流程标准化。协议协调、结果标准化和前瞻性验证的持续努力对于确保这些进步转化为患者护理的持续改进将是必要的。
【全文结束】
