2001年在北京举办的“微创外科新概念研讨会”上，有10余名与会的两院院士提出：微创外科（minimally invasive surgery）是21世纪外科的升华，“微创”是外科学追求的新境界。凡是尽可能减少组织的手术损伤，最大程度地解除患者病变，最大程度保留患者的生理功能的治疗措施，都应属于微创外科。微创神经外科学（minimally invasive neurosurgery）作为外科学的一个分支，神经外科医师在处理神经系统病患时，最大限度地减少患者体表和体内组织的创伤，尽最大努力追求手术“微创”化的信念，是神经外科领域的新进展。随着神经生物学研究不断进步，人类基因组计划和神经干细胞的研究和应用，计算机信息技术的飞速发展，材料科学新发现，这些都为神经外科学观念的更新，提供了理论基础和技术保障，推动了现代神经外科的发展。继20世纪50年代，经典神经外科趋于成熟；20世纪后半叶，国际显微神经外科技术迅速发展和普及；20世纪90年代，神经外科进入微创时代。微创神经外科学包括六方面的内容：①影像引导外科学；②微骨窗手术入路；③神经内镜辅助手术；④血管内介入治疗；⑤立体放射外科；⑥分子神经外科学（神经干细胞和基因治疗等技术）。近10年来，我国微创神经外科学逐步展开，一些经济发达地区，微创神经外科技术已经达到或接近国际先进水平，但就全国范围讲，发展还不平衡，需要更新微创神经外科学理念、普及相关微创基础知识和规范微创神经外科技术。
神经外科的百年历史
2001年，考古学家在山东省高饶发现一具距今约5000年的人体颅骨，右枕部有边缘清晰的开颅痕迹。但是，世界上具备可供学术研究记录的人类神经外科历史，以20世纪发展最为迅速。近100年来的神经外科历史，大致可以分为三个阶段，即经典神经外科（classical neurosurgery）阶段、显微神经外科（microneurosurgery）阶段和微创神经外科阶段。20世纪初到50年代，是以 Cushing（1869～1939）和Dandy（1886～1946）为代表的经典神经外科阶段。这个阶段，对神经系统疾患的诊断手段原始，只有当患者出现明显的神经功能缺损，神经科医师才能根据神经功能缺损症状，进行解剖学的定位诊断，确定颅内病灶的大致位置后，再由外科医师开颅手术治疗。这个时期的神经外科的颅脑手术，形成了以解剖学脑叶为基础、经典的标准开颅，根据神经系统定位，结合气脑（脑室）、脑血管造影确定颅内病灶位置，选择手术人路。当时，深部手术野照明靠带灯脑压板，光线不佳，为保证探察的可靠性，一般都采用大骨瓣开颅。由于手术前定位准确性比较差，手术中常以切除脑叶而获得手术空间，寻找深部肿瘤。20世纪50年代后，进入显微神经外科阶段。以Yasargil为代表的一代神经外科专家，经过20余年的努力，建立并发展完善了显微神经外科技术，把神经外科的治疗水平推向一个崭新阶段。这个阶段，人们对脑功能深入认识，手术中应用神经功能监测，加大了脑和神经的功能保护。同时，诊断技术发生划时代的革命性改变，相继出现了CT、MRI和DSA，为早期发现、准确定位颅内病变，提供了可靠的影像学保证。以手术显微镜为核心的一系列显微手术器械和器材，如高速颅钻、可控手术床和头架、自动牵开器、超声吸引器、双极电凝、止血纱布等研制成功，解决了困惑神经外科手术的照明、手术空间狭小和有别于其他外科的止血问题。20世纪70年代初，经过 10余年的研究和培训，国际神经外科界完成显微（脑）解剖的实用研究和培训工作，为显微神经外科的普及和规范奠定了可靠基础。显微神经外科手术将经典神经外科“脑叶手术”，向病灶切除手术推进，尽量减少损伤和干扰脑组织，探索出新的人路：翼点人路、经岩骨人路，以及额眶颧人路，这些手术入路共同特点是牺牲部分颅底骨结构，减少了对脑的牵拉，经过脑外抵达病灶。继20世纪50年代显微神经外科学开始建立，经过近半个世纪的发展和完善，显微神经外科学已经在国际神经外科领域得到普及，并逐渐步人微创神经外科的时代。
微创神经外科学
1、概述
微创神经外科学（minimally invasive neurosurgery）是在显微神经外科基础上建立发展起来的。医学的进步得益于生命科学、计算机和材料工程学等飞速发展。20世纪后期，在众多高科技支持下，出现了
正电子发射体层扫描（PET）、功能磁共振（fMR）、三维脑血管造影（3d-DSA）和脑磁图（magnetoence-
phalogram，MEG），不仅可以早期、准确、快捷地诊断神经系统疾病，还将肢体运动和语言等重要的脑功能定位以图像直接显现出来，为手术中避免损害这些神经功能，提供了可靠的影像学保障。同时，影像与计算机技术相结合、新研制的工程材料用于医学临床，促使大批的新型高品质的手术设备器械应运而生，如影像引导外科学、神经内镜、立体定向放射治疗（x-刀，γ-刀）、脑血流和电生理监测等设备，有力地推动微创手术发展。另外，社会的进步，治病的理念由单纯以治疗疾病为中心，逐步向以患者为中心转化。21世纪的治疗的理念向“社会-心理-生物学”模式转变。
2、微创理念
微创神经外科学理念是在诊断和治疗神经外科疾患时，尽量减少医源性损伤，以最小创伤的操作，最大限度保护、恢复脑神经功能，为患者解决病痛。应该全面地理解微创神经外科学理念，片面地认为小切口开颅或在手术中应用了某个手术器械，就是微创神经外科手术的认识，都是对微创神经外科学理念的曲解。微创神经外科手术的特点是小型化、智能化和闭合化，使手术更安全可靠，同时缩短患者的住院时间和康复期，也降低医疗费用。
微创神经外科技术
1、影像引导神经外科学
影像引导神经外科学（image-guided neurosurgery，IGS）又称为神经导航（neuronavigation）技术或无框架立体定向外科（frameless stereotactic surgery），作为微创神经外科学的重要组织部分，是脑立体定向外科发展而来的现代技术，不仅可以用于神经外科手术，还可以用于矫形外科、耳鼻咽喉科和颅颌面外科手术。20世纪初，1906～1908年 Henry和Clarke设计了头架装置，用于动物脑深部解剖的研究。在此基础上，1912年，Clarke首先设计了用于人的框架设备。此后，关于脑立体定向仪器的研究一直没有停止。1949年，Leksell设计的半弓形头架为脑立体定向外科的发展奠定了基础。20世纪初，早期的脑立体定向外科利用头颅平片、气脑造影的影像学资料，根据几何原理定位，期望准确发现颅内病变。这时的框架脑立体定向外科主要用于治疗帕金森病，脑活检术和内放射治疗，操作较复杂不能在手术中实时导航。1980年，Leksell设计出用于CT&MRI带框架的影像引导设备。20世纪80年代，无框架脑立体定向手术出现，改变传统开颅手术方式，加快了微创神经外科学的发展进程。影像导航手术系统仪器设备，由红外线照像机阵列、计算机工作平台和追踪仪器构成。包括：①红外线照像机阵列；②计算机工作平台；③参考环；④导航探针（动力参数框架）。影像引导在手术中的应用：①颅脑手术：切除肿瘤操作中，影像引导系统提供肿瘤切除病变范围的情况，准确地切除病变，避免损伤正常脑组织方面，提高了手术效果。经蝶人路切除垂体腺瘤，可以替代C形臂的手术中监测，避免放射性污染。同时，神经导航可以协助标志颅内重要结构，避免开颅时损伤。②脊柱手术：影像导引用于脊柱的种植手术，安全地将螺丝钉和固定板种植，特别是在颈关节置换螺丝的种植、脊椎前移，脊柱外伤和矫正融合手术。协助切除肿瘤，减少脊髓的损伤。
2、微骨窗人路
“keyhole approach”直译为“锁孔人路”，形象地比喻微小的开颅范围，是微创神经外科的重要标志之一，1990年开始应用于神经外科临床。其优点是手术创伤小，减少医源性损伤，提高手术效果，将显微神经外科技术提高到一个新的水平。开颅手术时，在非生理环境下，大范围地暴露脑组织是有害的。缩小开颅范围，可降低术后癫痫和术后血肿等并发症的发生机会。微骨窗人路可用于颅内肿瘤、脑血管病的手术，特别是颅底病灶的治疗，如颅内动脉瘤、垂体瘤、颅咽管瘤、听神经瘤和海绵状血管瘤等。一般微骨窗人路的骨瓣2.5×3.0cm左右，常用的微骨窗人路有：
（1）纵裂人路；
（2）颞下锁孔人路（翼点人路）；
（3）眶上锁孔人路（眉弓人路）；
（4）个体化手术人路：根据每个患者的病灶不同情况（大小、性质），选择最佳手术人路。
3、神经内镜辅助手术
可缩小开颅范围，并放大手术野内解剖结构图像，增强局部光照，提高了手术效果。①神经内镜的优势：与手术显微镜相比，神经内镜下手术有三方面优势：①内镜视管本身可带有侧方视角，到达病变时可获得全景化视野，对病变进行“特写”，放大图像，辨认病变侧方和周围重要的神经、血管结构，引导切除周围病变组织。有角度的内镜显示一些手术显微镜所无法达到的桥小脑角、基底池等角落。②在较深的术野，手术显微镜的光源亮度已经出现衰减，而神经内镜系近距离照明，虽然图像的立体感较显微简易图像略有差距，但是深部术野的清晰程度明显优于手术显微镜；可增加局部照明，光亮度更加柔和；③内镜镜身长，横截面小，适合于在狭长的腔隙、孔道内操作。神经内镜技术在神经外科手术中的应用包括单纯内镜手术（ES）、内镜辅助显微神经外科手术（EAM）和内镜控制显微神经外科手术（ECM）三种形式。②神经内镜手术的并发症：神经内镜手术并发症发生率低，其中与内镜本身有关的主要有：①操作不当造成的副损伤；②感染：除了因为器械消毒不彻底外，在内镜一显微镜交互过程中污染。
微创神经外科的展望
1、基因疗法
人类历史上最伟大的计划-人类基因组计划不仅是破译人类基因的密码，更重要的是在分子水平上寻找预防、治疗疾病的方法。细胞和分子生物学的发展，使基因治疗在中枢神经系统成为可能，称之为细胞分子神经外科。一方面，是神经外科疾病致病基因的确认。目前已明确为基因遗传病的神经系统疾病如溶酶体储存障碍、Sandhoff综合征、Lesch-Nyhan综合征、脑海绵状血管瘤、神经纤维瘤病等。另一方面是神经系统疾病的基因治疗，主要有：
（1）中枢神经系统内细胞全部基因置换：用以矫正如酶的功能障碍等的遗传性神经退化性病变，如溶酶体储存障碍的治疗。全基因置换治疗酶功能障碍，要求病毒载体系统能够在神经细胞和胶质细胞中无毒性长期基因表达，神经干细胞能够充当基因治疗的载体，用正常的等位基因进行基因置换，能够有效地消除中枢神经系统中由于单个基因隐性突变引发的疾病的显性表现。
（2）恢复中枢神经系统特定位置细胞功能的基因治疗：用以恢复特定的神经细胞的亚细胞群，在神经退化过程中丢失的功能。把病毒性载体介导的治疗基因，转移到大脑中的特定位置神经细胞的亚群，对基因转录和蛋白表达进行严密的调节，可以用来对特定部位神经退化性病变，进行恢复性治疗。或者移植基因改变的细胞或者胚胎性的移植物，产生特殊的神经传输或者生长因子，恢复因神经功能障碍引起的中枢神经系统特定部位的神经功能缺失。比如帕金森病和阿尔茨海默病的基因治疗。
（3）脑肿瘤的基因治疗：脑肿瘤的基因治疗要求转移的基因有特殊的抗肿瘤效应，能够选择性表达毒性基因，引起肿瘤细胞的溶解坏死，抵制肿瘤生长，最终杀灭肿瘤并不引起正常脑组织的损害。同传统的肿瘤治疗方法相比较，手术、放疗和基因治疗的联合使用，能够延长某些肿瘤患者的生存期。此外，还可采用免疫治疗，能够提高治疗某些肿瘤疗效。
（4）脑卒中的基因治疗：脑卒中基因治疗导人的治疗基因，能够保护缺血损伤的神经细胞免于凋亡，控制不同脑内炎性调节因子表达的基因。3～5周短暂的基因表达，对于缺血性疾病中的正常修复过程和血管生成是有益的，可以达到治疗目的。
2、神经干细胞的研究
神经干细胞具有两个显著特征：一是具有高度的自我更新能力，能够重复进行有丝分裂，产生大量子代细胞；二是在一定条件下，可以分化成神经细胞和神经胶质细胞。目前神经干细胞具有三方面的用途：一是用于损伤的神经细胞的替代疗法，将神经干细胞移植到中枢神经系统，替代因损伤或疾病而缺失的神经细胞，对于恢复其功能有重要意义。二是充当基因治疗的载体；三是应用于生命科学的研究。目前已经能够将人的神经干细胞在体外扩增到相当数量，并保持其增生能力长达一定时间，但中枢神经系统细胞的再生，是一个十分复杂的过程，神经干细胞应用于临床，仍需要大量的前期工作。
3、临床诊疗趋向
脑功能、脑血流和影像学（PET，fMR，MEG等）整合为更准确切除中枢神经系统病灶，提供了更可靠保证，进一步提升了微创神经外科手术的水平。神经导航和超声波技术的互补、应用造影剂和超声波技术等，使肿瘤、脑内血管边缘更清晰，不仅切除肿瘤彻底，避免损伤重要的脑血管。医学工程科学技术人员设计出诊断和手术治疗系统一体化Brain Suit，翻开了微创神经外科学的崭新一页。新知识、新技术的涌现，推动了神经外科手术治疗观念的转变，而神经外科医师观念的转变，必将丰富神经科学的知识和经验，必将促进神经外科的学科进展。
