高血压脑出血(hypertensive intracerebral hemorrhage,HICH)是急诊及危重神经系统疾病的重要类型之一,病死率和致残率高[1-2]。传统开颅血肿清除术虽可快速减压,但手术创伤大、围手术期并发症多,大型临床试验证实其对功能预后的总体改善有限,推动了以“微创、精准、个体化”为核心的治疗技术演进[3-4]。当前HICH微创治疗形成了以立体定向穿刺抽吸为基础,向导航可视化通道、神经内镜直视下血肿清除以及机器人辅助手术等各有特色的技术谱系。本文概述HICH微创治疗的整体格局,重点评价立体定向、神经内镜和机器人等关键技术的优势与局限,特别强调神经内镜在“直视下减压与止血”中的独特价值,并指出目前多数机器人系统在HICH领域仍主要停留于“高精度立体定向穿刺抽吸”的水平,缺乏直视下止血与复杂操作能力。在此基础上,本文对机器人辅助手术在该领域未来的发展趋势与方向进行分析与展望,以期为临床决策和技术发展提供参考。
1 HICH微创治疗的整体格局:从“要不要手术”到“如何更好地手术”高血压脑出血起病急骤、进展迅速、预后不良,是卒中中心和急诊重症管理中的常见危重疾病。既往临床争论焦点主要集中在“是否需要外科干预”以及“外科手术能否改善长期预后”。STICH系列研究提示,在未精细分层的总体人群中,传统开颅血肿清除术并未较单纯内科治疗显著改善功能结局,手术创伤被认为可能抵消了血肿清除带来的潜在获益[4]。以MISTIE为代表的试验则从另一角度提供证据:在严格适应证与规范操作前提下,立体定向穿刺联合溶栓可以显著降低残余血肿体积,残余血肿≤15 mL或较基线减少≥70%与较好的长期功能结局相关[5]。这一结果提示,血肿清除本身仍具有重要意义,但应在微创的前提下实现,临床关注点逐渐从“要不要手术”转向“如何以更小创伤、更高效方式实施手术”。当前HICH微创治疗大致形成了以下几类技术:传统的立体定向穿刺血肿抽吸、借助导航与通道的可视化技术微创抽吸、神经内镜直视下手术以及以手术机器人为代表的高精度、智能化手术系统。三类技术各有特色,构成从“定位抽吸”到“直视操作”,再到“智能辅助”的连续演进。
2 立体定向穿刺抽吸:微创化的基础平台立体定向微创手术在我国开展多年,是多数中心开展HICH微创治疗的基础技术[6-7]。通过有框或无框立体定向系统,在计算机断层扫描(computed tomography,CT)引导下精确规划穿刺轨迹,经细径套管进入血肿腔,抽吸部分血肿后留置引流管,并按需注入溶栓药物,促使血肿在数日内渐进性清除。立体定向抽吸的穿刺通道直径较小,因而对脑组织切开和牵拉较少,特别适用于深部及功能区附近的血肿。然而,立体定向技术本质上属于“盲吸”,术者主要依赖术前影像和术中抽吸量判断清除程度,缺乏直视下对血肿腔形态和出血点状态的评估,对局部小血管出血主要依赖局部用药、加压和机体止血机制,缺乏直接干预手段[8]。对于多腔、分叶或形态不规则血肿则可能造成血肿残留或者需要再次影像定位进行多靶点穿刺来改善血肿清除率。
总体来看,立体定向穿刺抽吸在HICH微创治疗中具有重要基础地位,特别是MISTIE系列试验表明立体定向配合溶栓药物可显著降低残余血肿体积,并且达到目标残余血肿后,目标值以下更小的血肿残余量与更好的神经功能恢复相关。“目标残余血肿体积”概念由此成为后续各种微创术式的重要评价标准。
3 神经内镜下血肿清除:直视下减压与止血(空气介质与水介质)与立体定向相比,神经内镜下血肿清除需要建立小骨窗并置入透明工作通道,入路及通道直径普遍比立体定向穿刺大一些,在一定程度上增加了对皮层和白质的干预。但相较于显微镜开颅手术,神经内镜可通过狭小透明工作通道完成手术,脑组织牵拉明显减少,此外内镜手术能将光学摄像头置入血肿腔内部进行抵近观察,为手术医生提供更佳的视角。
3.1 空气介质下的神经内镜手术空气介质下的内镜是颅内神经内镜手术的传统形式。其主要特点为工作腔内为空气环境或极少量积液,术者通过持续吸引清除血凝块和液体来维持清晰术野。该方案器械结构相对简单,技术路径也比较成熟,配合新型手术通道,仅需小骨窗即可沿自然脑裂或最短路径进入血肿腔,钝性设计的内鞘在置入过程中可分离脑组织,从而最大限度保护神经纤维及血管结构[9]。典型系统包括美国NICO公司的BrainPath和Minnetronix Neuro®的MindEye®。然而当血肿腔较大或壁不规则时,空气介质难以维持“膨胀”的腔体形态,视野易受塌陷组织干扰,进而导致血肿的残留[10]。此外,改良过的手术通道能够在穿刺过程中减少对脑组织的骚扰,但在内镜器械操作过程中,不可避免会对对通道施加额外的作用力导致对脑组织的挤压、切割损伤。
神经内镜与传统开颅手术治HICH的疗效和安全性也受到许多学者关注,Monteiro等[11]发现内镜手术在减少术后并发症、血肿残余量和提升患者神经功能评分等方面具有优势,而在患者病死率和术后再出血方面与开颅手术差异无统计学意义。
3.2 水介质下的神经内镜近年来,受脑室镜“水下手术”理念等技术启发,部分学者尝试开展在水介质中进行神经内镜血肿清除手术。其中最为经典的是Apollo(或Penumbra Artemis™)系统,该系统于2014年被美国食品药品监督管理局批准可用于脑室出血清除,此后该设备的适应证逐渐扩展至所有的脑内血肿清除手术。Kellner等[12]将该技术称为“立体定向水下脑出血吸除术(SCUBA)”。在导航引导下将内镜鞘置于距血肿腔边缘末端约1.5 cm处,先利用Apollo系统抽吸血肿至周围脑组织内塌,然后逐渐回撤鞘管并重复吸除以清除可见血凝块。随后开放内镜水循环通道维持一定水压使血肿腔膨胀,再以低负压继续清除残余血肿,并在内镜直视下使用双极电凝处理潜在出血点。Goyal等[13]在幕上血肿患者中应用该系统,证实其具有良好的安全性,并可降低住院期间的病死率。国内在水介质下神经内镜领域亦有探索,Luo等[14]将神经导航、神经外科手术机器人、接触式成像内窥镜及微创穿刺通道相结合,用于HICH的微创治疗。水介质有助于支撑周围脑组织,维持腔体形态,便于全方位观察血肿腔壁。同时灌洗液的持续冲洗能抑制静脉渗血、带走浑浊液体及血凝块,有利于保持清晰视野。然而当灌注压力过高或引流不畅时,可能会引起颅内压升高,尤其是在闭合颅内环境中,术中未被察觉的颅高压可能给患者造成灾难性的后果。
因此,水介质下神经内镜在处理持续渗血或多处出血点时,具有一定优势。但相关临床证据尚有限,安全边界有待进一步明确,仍需在标准化流程和多中心资料支持下推广。
4 机器人辅助手术:高精度立体定向的延伸多种神经外科机器人系统已在国内外应用于颅内肿瘤活检、深部电极植入等领域,HICH微创治疗是其重要应用场景之一。现阶段机器人系统在HICH微创治疗中的角色更多体现为立体定向平台的精细化和流程优化,而非完全新的手术范式。即通过融合CT等多模影像,实现三维路径规划,机械臂以较高精度完成钻孔和穿刺,减少人为误差[15-16]。
随着以达芬奇(da Vinci Single Port)为主要代表的单孔多机械臂手术机器人在外科领域广泛应用,越来越多的学者开始关注如何在颅内狭窄空间中实现多自由度机械臂的精细运动,这也逐渐成为神经外科手术机器人的重要研究方向。Burgner等[17]设计了三自由度同心管机器人:外管为直型不锈钢管,可在导航引导下精准进入血肿腔;内管为预弯曲的超弹性镍钛合金管,伸出外管后可恢复原始弯曲形态。通过驱动装置对内管的插入、回缩与旋转进行控制,在三自由度协同及CT引导下完成血肿清除,并在体模实验中验证了可行性。同样采用同心管设计,Huang等[18]亦基于同心管结构,采用刚性直管套多根预弯曲管的方案,经参数化规划术路径、建立穿颅风险评估模型,并通过优化算法确定到达任意靶点的最佳几何参数。然而受限于镍钛合金的应变极限,此类机器人末端灵活性不足,且存在潜在管路折断风险[19]。Price等[20]开发了一款双臂摇杆控制的内镜机器人并配合颅内肿瘤切除的模型进行了可行性验证,最终实现颅内受限空间内机械臂的精细配合操作。同样,一项受神经-肌肉启发的手持式分时驱动机器人,以单一电机通过形状记忆合金线选择性驱动多个模块,实现多自由度、细径、可定制的远端灵巧操作。该系统在临床模拟场景中展现了经腔途径操作的可行性,为在受限空间中构建高自由度手术机器人提供了一种实用方案[21]。
通过与神经内镜和柔性/连续体器械深度集成,机器人平台不仅负责精准定位,还可承担持镜、视野控制以及腔内器械操作,实现“直视下减压与止血”的自动化或半自动化支持。进一步联合术中CT/CBCT、超声及内镜图像与术前影像实时配准,可根据腔体形态和出血状态的变化动态调整器械位置和操作参数,从而构建具备安全边界的半自动化控制策略。
5 总结及展望HICH微创治疗已完成从“是否手术”到“如何更好地手术”的观念转变。立体定向穿刺抽吸是当前实践中的重要基础平台,在创伤控制方面具有优势,但在术中信息和主动止血能力方面存在局限;神经内镜下血肿清除在直视下减压与止血方面具有独特价值,其整体手术创伤介于传统显微开颅与立体定向抽吸之间,空气介质和水介质内镜技术各具特点;机器人辅助手术在空间精度和流程标准化方面具有优势,但现阶段多仍停留于“高精度立体定向”的层面,与直视下操作和柔性器械的整合尚不充分。
未来,随着影像融合、柔性机械臂和智能控制技术的发展,机器人有望从单一定位工具演变为集成内镜、柔性器械和实时影像的智能操作平台。在此过程中,合理把握适应证、正确理解各项技术的创伤层级及优势边界,并在多学科团队框架下为不同类型HICH患者选择最合适的微创策略,将是提高整体救治水平的关键。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
| [1] | 中华医学会神经外科学分会, 中国医师协会急诊医师分会, 中华医学会神经病学分会脑血管病学组, 国家卫健委脑卒中筛查与防治工程委员会. 高血压性脑出血中国多学科诊治指南[J]. 中国急救医学, 2020, 40(8): 689-702. DOI:10.3760/cma.j.cn112050-20200510-00282 |
| [2] | Feigin VL, Lawes CM, Bennett DA, et al. Stroke epidemiology: a review of population-based studies of incidence, prevalence, and case-fatality in the late 20th century[J]. Lancet Neurol, 2003, 2(1): 43-53. DOI:10.1016/S1474-4422(03)00266-7 |
| [3] | David Mendelow A, Gregson BA, Rowan EN, et al. Early surgery versus initial conservative treatment in patients with spontaneous supratentorial lobar intracerebral haematomas (STICH Ⅱ): a randomised trial[J]. Lancet, 2013, 382(9890): 397-408. DOI:10.1016/S0140-6736(13)60986-1 |
| [4] | David Mendelow A, Gregson BA, Fernandes HM, et al. Early surgery versus initial conservative treatment in patients with spontaneous supratentorial intracerebral haematomas in the International Surgical Trial in Intracerebral Haemorrhage (STICH): a randomised trial[J]. Lancet, 2005, 365(9457): 387-397. DOI:10.1016/S0140-6736(05)17826-X |
| [5] | Hanley DF, Thompson RE, Rosenblum M, et al. Efficacy and safety of minimally invasive surgery with thrombolysis in intracerebral haemorrhage evacuation (MISTIEⅢ): a randomised, controlled, open-label, blinded endpoint phase 3 trial[J]. Lancet, 2019, 393(10175): 1021-1032. DOI:10.1016/S0140-6736(19)30195-3 |
| [6] | 王浩, 胡深, 冯诣, 等. 小型高血压性脑出血精准清除术与保守治疗的前瞻性对照研究[J]. 中华神经医学杂志, 2016, 15(7): 669-673. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-8925.2016.07.005 |
| [7] | Zhou JY, Wang R, Mao JZ, et al. Prognostic models for survival and consciousness in patients with primary brainstem hemorrhage[J]. Front Neurol, 2023, 14: 1126585. DOI:10.3389/fneur.2023.1126585 |
| [8] | 王妍, 许佳俊, 刘宁, 等. 老年高血压脑出血立体定向排空术后再出血的高危因素[J]. 中国老年学杂志, 2023, 43(21): 5149-5152. DOI:10.3969/j.issn.1005-9202.2023.21.009 |
| [9] | Kellner C P, Song R, Ali M, et al. Time to Evacuation and functional outcome after minimally invasive endoscopic intracerebral hemorrhage evacuation[J]. stroke, 2021. DOI:10.1161/STROKEAHA.121.034392 |
| [10] | Cui M, Tang X Y, Xiong W M, et al. Feasibility study of endoscopic surgery for spontaneous intracerebral hemorrhage with large hematoma: a comparison with craniotomy using propensity score matching analysis[J]. Neurocritical Care, 2025, 42(2): 512-520. |
| [11] | Nagasaka T, Tsugeno M, Ikeda H, et al. Early recovery and better evacuation rate in neuroendoscopic surgery for spontaneous intracerebral hemorrhage using a multifunctional Cannula: preliminary study in comparison with craniotomy[J]. J Stroke Cerebrovasc Dis, 2011, 20(3): 208-213. DOI:10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2009.11.021 |
| [12] | Kellner CP, Chartrain AG, Nistal DA, et al. The stereotactic intracerebral hemorrhage underwater blood aspiration (SCUBA) technique for minimally invasive endoscopic intracerebral hemorrhage evacuation[J]. J Neurointerv Surg, 2018, 10(8): 771-776. DOI:10.1136/neurintsurg-2017-013719 |
| [13] | Goyal N, Tsivgoulis G, Malhotra K, et al. Minimally invasive endoscopic hematoma evacuation vs best medical management for spontaneous basal-Ganglia intracerebral hemorrhage[J]. J Neurointerv Surg, 2019, 11(6): 579-583. DOI:10.1136/neurintsurg-2018-014447 |
| [14] | Luo ZY, Li C, Du XG, et al. Robot-assistant visualized minimally invasive aspiration (RAVMIA) technique for intracerebral hemorrhage evacuation: Case series[J]. Heliyon, 2024, 10(21): e39803. DOI:10.1016/j.heliyon.2024.e39803 |
| [15] | Hecht N, Czabanka M, Kendlbacher P, et al. Intraoperative CT and cone-beam CT imaging for minimally invasive evacuation of spontaneous intracerebral hemorrhage[J]. Acta Neurochir (Wien), 2020, 162(12): 3167-3177. DOI:10.1007/s00701-020-04284-y |
| [16] | Gu JH, He C, Feng J, et al. A comparative study of robot-assisted and manual pore cranial drilling and drainage for spontaneous supratentorial intracerebral hemorrhage[J]. Neurosurg Rev, 2025, 48(1): 438. DOI:10.1007/s10143-025-03574-2 |
| [17] | Burgner J, Swaney PJ, Lathrop RA, et al. Debulking from within: a robotic steerable cannula for intracerebral hemorrhage evacuation[J]. IEEE Trans Biomed Eng, 2013, 60(9): 2567-2575. DOI:10.1109/TBME.2013.2260860 |
| [18] | Huang ZF, Alkhars H, Gunderman A, et al. Optimal concentric tube robot design for safe intracerebral hemorrhage removal[J]. J Mech Robot, 2024, 16(8): 081005. DOI:10.1115/1.4063979 |
| [19] | Bergeles C, Gosline AH, Vasilyev NV, et al. Concentric tube robot design and optimization based on task and anatomical constraints[J]. IEEE Trans Robot, 2015, 31(1): 67-84. DOI:10.1109/TRO.2014.2378431 |
| [20] | Price K, Peine J, Mencattelli M, et al. Using robotics to move a neurosurgeon's hands to the tip of their endoscope[J]. Science robotics, 2023, 8(82): eadg6042. DOI:10.1126/scirobotics.adg6042 |
| [21] | Wang Y, Hu X, Cui L, et al. Bioinspired handheld time-share driven robot with expandable DoFs[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 768. DOI:10.1038/s41467-024-44993-x |
2025, Vol. 34



