从夹闭到弹簧圈栓塞及超越:绘制颅内动脉瘤研究的演变图谱与未来方向

《Brain Sciences》:From Clipping to Coiling and Beyond: Mapping the Evolution and Future Directions of Intracranial Aneurysm Research

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月17日 来源:Brain Sciences 3.4

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   背景/目的:颅内动脉瘤(intracranial aneurysm,IA)的治疗已从破裂病变的外科处理演变为一个整合了诊断学、神经重症监护、血管内技术和个体化风险评估的多学科领域。随着文献规模超出传统叙述性综述的覆盖能力,需要借助文献计量学方法来刻画该领域

  


背景/目的:颅内动脉瘤(intracranial aneurysm,IA)的治疗已从破裂病变的外科处理演变为一个整合了诊断学、神经重症监护、血管内技术和个体化风险评估的多学科领域。随着文献规模超出传统叙述性综述的覆盖能力,需要借助文献计量学方法来刻画该领域的发展历程。研究人员采用共词分析法绘制了近八十年来IA研究的的概念结构与主题演变。方法:研究人员分析了1946年至2023年间PubMed收录的22,061篇文献。通过对医学主题词表(Medical Subject Headings,MeSH)进行共词分析,追踪了六个子时期(归并为若干时代)内的主题发展。在每个主题网络中,根据中心度和密度将主题分类为动力型、利基型(高度发展但孤立)、新兴或衰退型、以及基础型主题。结果:作为对六个子时期的解释性综合,四个历史时代被划定出来。开放手术时代(1946–1980)以破裂动脉瘤和手术技术的完善为中心。过渡时代(1981–1990)以主动的脑血管痉挛管理和新兴的神经重症监护为标志。血管内时代(1991–2010)反映了循证医学和血管内治疗的兴起。多学科时代(2011–2023)转向未破裂动脉瘤、分子研究、生物力学和个体化风险分层。近期主题(包括血流动力学、血流导向和精准医学)反映出对动脉瘤管理的预测性和个体化方法的日益重视。结论:IA研究已从描述性的、技术导向的研究演变为数据驱动的格局,且越来越关注未破裂病变的预测性评估与管理。其主题演变凸显了分子和计算方法日益突出的地位,尽管其临床和转化影响无法从本分析中直接推断。
**论文解读**

**研究背景与意义**

颅内动脉瘤(intracranial aneurysm,IA)是脑动脉的局灶性扩张,在无蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)危险因素的成年人群中估计患病率约为2%,且随年龄增长而升高。动脉瘤壁的组织形态学重塑导致结构薄弱,使血管在血流动力学应力下易于破裂。目前,风险分层主要依据PHASES评分(Population, Hypertension, Age, Size of aneurysm, Earlier SAH, Site of aneurysm)(整合人群、高血压、年龄、动脉瘤大小、既往SAH史和动脉瘤部位的综合评分),平均五年破裂风险估计为3.4%,而预防性干预(无论血管内还是显微外科)的相关风险可达5%,因此谨慎的个体化决策对有效管理至关重要。

该领域的历史可追溯至古代,但系统性干预出现较晚。1937年Dandy完成了首例后交通动脉瘤直接手术夹闭,20世纪60年代末Ya?argil对显微神经外科技术的完善奠定了现代动脉瘤手术的基础。然而,随着当代IA研究主题范围日益广泛,已超出传统叙述性综述的综合能力,且文献呈指数增长,迫切需要一种系统性的知识综合方法。既往IA文献计量学研究主要关注引文影响力和作者排名等绩效指标,未能揭示该领域的知识结构或主题变迁。为填补这一空白,本研究采用共词分析法,利用MEDLINE/PubMed数据库中的22,061篇文献,旨在绘制IA研究的概念结构以识别核心研究主题,捕捉历史轨迹和近期技术发展,并对主题聚类提供专家驱动的解读以突出持久存在的知识空白。

**关键技术方法**

研究人员从MEDLINE/PubMed检索了1946年至2023年间发表的22,061篇经同行评审的英文期刊论文,检索策略以"intracranial aneurysm"作为主要MeSH词(即主要主题词)或标题词。所有分析在R软件(v4.6.1)中使用bibliometrix包(v5.4.1)完成。分析流程包括:从PubMed检索并解析文献记录;将研究期划分为六个连续时段,对每个时段构建MeSH词共现网络,并采用关联强度指数进行归一化;使用Louvain算法(一种基于贪婪策略的多层模块度优化的社区检测算法)将每个网络划分为主题聚类;采用Callon的中心度和密度指标对聚类进行表征,中心度衡量某一聚类与其他聚类的外部关联程度,密度衡量聚类内部的凝聚力和概念成熟度。最终通过战略坐标图(以中心度为横轴、密度为纵轴,以两者中位数将图划分为四个象限)将聚类定性为动力型、利基型、新兴/衰退型或基础型主题,并利用冲积图(alluvial diagram)追踪跨时期的主题演变。

**研究结果**

*开放手术时代(1946–1980)*

1946–1970年期间,"血管异常血管造影发现"聚类反映该时期的基础研究主题,体现了脑血管造影作为当时唯一可靠诊断方法的早期应用。"动脉瘤与合并症"和"动脉瘤病理学"构成利基研究领域。Tindall等人对IA血管血流动力学的贡献以及Botterell等人对术中暂时性动脉阻断和低体温脑保护的强调,推动了"颅内动脉瘤管理"聚类从外围向基础主题过渡。Hunt和Hess证明了术前神经功能状态是预后最重要决定因素,并开发了至今仍有影响力的临床分级量表。

1971–1980年期间,"抗纤溶动脉瘤治疗"聚类成为最突出的热点主题。"动脉瘤手术技术"聚类虽然被归类为利基主题,但为后续重大进展奠定了基础——Ya?argil引入手术显微镜并完善显微手术器械,重新定义了动脉瘤的外科治疗。术后脑血管痉挛成为研究重点:Weir等人证实血管痉挛通常在SAH后三天内开始、第六至八天达高峰;Fisher等人建立了蛛网膜下腔血量与血管痉挛严重程度的相关性,开发了基于CT的预后分级系统。Kosnik和Hunt报道了诱导性高血压和高血容量可改善痉挛区域的脑灌注。"创伤性/真菌性动脉瘤"作为新的利基聚类出现。Ferguson提供了动脉瘤形成受血流动力学应力影响的生物力学证据,为后来生物力学研究主题的兴起奠定了基础。

*过渡时代(1981–1990)*

该时期IA研究经历了重大转型。"动脉瘤影像学"仍为核心研究领域,数字减影血管造影成为标准成像模式。"脑血管痉挛管理"聚类迅速演变为突出的热点主题:Grote等人研究了动脉瘤破裂的超急性期,Wijdicks等人分析了围手术期尿钠增多,Voldby等人研究了脑血管反应性;Kassell等人和Zubkov等人将血管造影的治疗潜力扩展至血管痉挛的球囊血管成形术;Petruk等人为口服尼莫地平预防血管痉挛提供了临床证据。同时,"动脉瘤病理学"聚类重新出现为利基领域,Kawase等人的经岩骨入路和Dolenc的硬膜外–硬膜下联合入路体现了对手术精细化和技术完善日益增长的重视。Wiebers等人研究了未破裂动脉瘤的自然病程,确定动脉瘤大小为破裂的主要危险因素。

*血管内时代(1991–2000)*

该时期以循证医学的正式引入和对未破裂IA日益增长的关注为特征。"循证动脉瘤管理"聚类作为基础研究主题出现。Rinkel等人估计无SAH危险因素的成年人中未破裂IA患病率约2%。Juvela等人确定动脉瘤大小、患者年龄和吸烟为破裂的独立预测因子。具有影响力的国际未破裂颅内动脉瘤研究(ISUIA)试验表明,小于10 mm的动脉瘤破裂风险低,治疗相关的并发症发生率和死亡率往往不支持干预。Ujiie等人提出破裂风险可基于动脉瘤形状和大小进行估计。"血管内动脉瘤治疗"聚类作为利基研究主题日益突出:Guglielmi等人引入使用电解脱弹簧圈的电血栓形成技术,为现代弹簧圈栓塞奠定了基础;Lieber等人证明支架置入可改变动脉瘤内血流动力学。这些进展标志着从传统形态学和临床范式向新兴血流动力学、放射学和血管内概念的桥梁过渡。

*多学科时代(2001–2010)*

21世纪第一个十年见证了技术能力和概念框架的快速扩展。"动脉瘤诊断与治疗策略"聚类巩固为核心基础主题。"动脉瘤危险因素与自然史"聚类向热点主题推进:Sonobe等人通过SUAVe研究(Small Unruptured Intracranial Aneurysm Verification study,小型未破裂颅内动脉瘤验证研究)提供了人群层面证据。管道栓塞装置(pipeline embolization device,PED)的引入代表了血管内治疗发展的里程碑:Lylyk等人展示了PED治疗大型和宽颈动脉瘤的临床实用性,Szikora等人报道了成功的载瘤动脉重建。国际蛛网膜下腔动脉瘤试验(International Subarachnoid Aneurysm Trial,ISAT)推动了范式转变,结论认为在同时适合两种方法的选定破裂动脉瘤中,血管内弹簧圈栓塞较手术夹闭具有更优的短期结局。"血流动力学与生物力学"聚类通过Shojima等人和Cebral等人的研究而显著发展,证明了壁面切应力(wall shear stress,WSS)和复杂动脉瘤内流型对动脉瘤发展和破裂的影响。Raabe等人引入术中吲哚菁绿视频血管造影。Fr?sen等人和Helgadottir等人探讨了动脉瘤形成的细胞和遗传基础。

*多学科时代(2011–2023)*

该时期以整合和精细化为特征。"未破裂动脉瘤自然病程"聚类获得高度发展并成为热点主题:Vlak等人估计一般人群患病率为3.2%;Greving等人引入PHASES评分;Backes等人提出ELAPSS评分(Earlier subarachnoid hemorrhage, Location of aneurysm, Age > 60 years, Population, Size of aneurysm, Shape of aneurysm)(整合既往SAH、动脉瘤位置、年龄>60岁、人群、动脉瘤大小和形状的生长预测评分)以预测动脉瘤生长。日本未破裂脑动脉瘤研究(UCAS Japan)进一步证明动脉瘤大小、位置和形态显著影响破裂风险。新出现的聚类"未破裂动脉瘤发展中的生物力学与遗传因素"中,Meng等人区分了与低WSS和炎性通路相关的动脉粥样硬化型动脉瘤以及与高WSS相关的继发性血泡型动脉瘤;Chalouhi等人确认炎症促进动脉瘤生长和破裂,并提出炎性通路作为潜在治疗靶点。治疗模式的讨论从"夹闭还是弹簧圈"的二分法发展为更精细的"夹闭与弹簧圈"综合方案。欧洲卒中组织(European Stroke Organisation,ESO)指南强调基于动脉瘤和患者特异性特征的个体化治疗决策。ISAT长期随访显示夹闭组远期死亡率更高而弹簧圈组再出血率更高。巴罗破裂动脉瘤试验(Barrow Ruptured Aneurysm Trial,BRAT)中Spetzler等人展示了显微外科夹闭在前循环动脉瘤中的优越闭塞率和血管内栓塞在后循环病变中的更优结局。McDougall等人、Hong等人、Nelson等人和Kallmes等人在血管内治疗装置方面持续创新,但Cebral等人警示PED诱导的血流动力学改变可能在某些动脉瘤亚型中促发破裂。

*主题演变整体格局*

冲积图揭示了IA研究的清晰演变路径,特征为向血管内方法和专业化管理策略的渐进整合。一条显著的纵向路径追踪了血管内方法的兴起,从"IA管理"和"血管异常血管造影发现"经"血管痉挛管理"延伸至"血管内动脉瘤治疗",并在最后两个时期保持纵向连续性。第二个主要演变模式是后期出现的机制性和风险导向研究领域:"血流动力学与生物力学"作为前期治疗导向聚类的下游延续而发展,并与"未破裂IA发展中的生物力学与遗传学"保持连接,反映了对动脉瘤行为、破裂易感性和个体化风险评估的日益重视。总体而言,冲积结构表明从早期侧重于手术技术、血管造影表征和病理学的异质性重点,向围绕循证医学的专门化、相互关联的主题逐步过渡,当前研究重点已稳固收敛于血管内干预、生物力学建模和未破裂动脉瘤的风险分层管理。

**讨论与结论**

本知识图谱综合了IA研究近八十年的概念和技术发展。通过对超过22,000篇文献的分析,展示了研究重点从血管造影表征和显微外科夹闭向以血管内干预、计算血流动力学和个体化破裂风险评估为特征的多学科格局的渐进转变。这些发现为诠释目的,可以将六个共词分析时段追溯为四个更广泛的历史时代:开放手术时代、过渡时代、血管内时代和多学科时代。ISAT和ISUIA等里程碑式试验标志着一个关键转折点,为当代以多学科和个体化治疗算法整合血管内与显微外科策略为特征的循证时代奠定了基础。

未破裂IA管理日益受到关注,与既往研究指出的趋势一致,Lu等人将这一转变归因于PHASES评分等预后工具的实施。血流动力学建模成为主导性主题,与Chen等人对计算血流动力学研究的特征描述一致。然而,基础科学的代表性仍然有限,虽然生物学和病理生理学主题在早期出现,但近几十年来机制研究占比仍然受限,Chen等人和Zhang等人的分析均表明自2000年以来机制研究占文献比例不足五分之一。这与Borsatto等人强调的SAH研究中随机对照试验稀缺的问题一致,提示尽管临床文献丰富,但有关最佳围介入方案、血管痉挛管理以及治疗后与未治疗病变的长期监测方面仍存在实质性不确定性。

自2010年代初以来,人工智能(artificial intelligence,AI)的进展已重塑科学研究。机器学习相关术语在最近时期显著出现,反映了Zhang等人记录的AI相关动脉瘤文献过去十年十倍增长的快速扩展。然而,本共词分析捕捉了AI相关主题文献计量学上的显著增长,但本身并未评估方法学质量或临床表现。

本研究存在若干方法学考虑:分析仅涵盖MEDLINE/PubMed索引的英文文献,可能引入地理和语言选择偏倚;依赖MeSH词作为分析单元带来索引实践固有变异性的局限;六个分析时段的时长和文献量存在显著差异,特别是最后时期(2011–2023)横跨13年且文献量远超此前任一时段,反映了该领域的真实增长轨迹;虽然时间划分方法对纵向评估是必要的,但可能掩盖十年跨度内发生的渐进主题演变。

研究结论指出:IA研究已从描述性的、技术导向的研究演变为日益聚焦于未破裂病变预测性评估与管理的数据驱动格局。其主题演变凸显了分子和计算方法日益突出的地位,尽管其临床和转化影响无法从本分析中直接推断。未来研究应整合引文网络分析和作者合作图谱,应用文本挖掘和自然语言处理于摘要和全文内容,纳入定性方法以在更广泛的临床、技术和政策背景下补充定量观察,并对亚学科进行比较分析,同时前瞻性地监测新兴主题以评估其成熟度和融入标准临床实践的情况。
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