引言
动静脉畸形（AVMs）的特征是动脉和静脉之间的直接连接异常，没有居间的毛细血管网络，形成畸形血管巢（nidus)。畸形血管巢包括扩张和异常血管的复杂排列（图13.1）。高压动脉将血液直接分流到静脉流出道，破坏了静脉血管系统，导致血管壁动脉化、静脉扩张和血管源性水肿（图13.2）。虽然动静脉畸形可以发生在全身，但由于其相关的神经系统致死致残率，其颅内位置尤为重要。
图13.1动静脉畸形（AVMs）形态。动静脉畸形（AVMs）是一种以动脉和静脉直接连接为特征的血管异常，缺乏居间的毛细血管网。由这种直接连接形成的血管团被称为畸形血管巢，是由异常和扩张的血管组成的复杂网络。
图13.2脑血管解剖及异常动静脉畸形血管巢。左图：正常脑血管解剖示意图，显示动脉通过毛细血管的血流，以及静脉循环中的血流量。右图：动脉和静脉之间的异常直接连接，没有毛细血管网络居间，形成动静脉畸形的畸形血管巢。
颅内动静脉畸形常见于大脑皮层浅层，但约三分之一发生在深部结构，如脑干、基底神经节、丘脑和小脑。人群中AVM的发病率估计在每10万人中1.12至1.42例之间，男性和女性的发病率相同。尸检数据显示，检测频率约为4.3%。通常，AVM在生命的第四个十年被诊断出来。然而，大约20%的AVM患者仍然无症状，并且诊断是偶然的。在有症状的个体中，急性颅内出血是最常见的表现，约占所有AVM病例的一半，而其余病例则表现为癫痫发作、头痛、局灶性神经功能缺陷或其他情况的影像学偶然发现。因此，在年轻人中，AVM代表出血性中风和相关神经系统疾病的显著风险。
对AVM的遗传学和发病机制仍然知之甚少。传统上，它们被认为是由于胚胎血管发育中断造成的先天性畸形。然而，最近的报道挑战了这一先天性理论，并描述了与散发性和遗传性综合征相关的新生AVM形成，以及影像学研究中AVM大小的动态变化。综合征型AVM最常与遗传性出血性毛细血管扩张有关，这涉及转化生长因子β-SMAD通路调节因子的突变。散发性AVM形成的其他驱动机制包括TGF-β和IL-6等炎症因子的单核苷酸多态性（SNP），以及VEGF和血管生成素-2等血管生成相关基因的过度表达。Nikolaev及其同事最近的一项分析显示，AVM标本中频繁激活KRAS突变，并提出内皮细胞中MAPKERK通路的激活是散发性AVM发病的驱动因素。
治疗AVM的主要干预措施包括显微外科手术切除（图13.3）、立体定向放射外科（SRS）和血管内栓塞（图13.4），可以单独治疗，也可以联合治疗。任何治疗方法的主要目标都是闭塞AVM病灶，消除未来出血的风险。特别是对于不适合手术的AVM,SRS治疗是一种有价值的非侵袭性治疗选择。然而，AVM具有独特的并发症，包括潜伏性出血和放射副反应的风险。鉴于对AVM自然史和SRS疗效的不断了解，全面评估当前适应症、结果和与SRS相关的并发症对于其在个体AVM病例中的适当应用至关重要。
图13.3显微手术切除动静脉畸形（AVMs）。动静脉畸形的显微外科切除技术包括对供应动静脉畸形的动脉进行初步的剪切和分割。随后，一旦动静脉畸形从动脉侧去血管化，即可分离引流静脉。然后将去血管化的动静脉畸形血管巢从潜在的脑组织中完全切除。
图13.4 血管内栓塞AVM。血管内栓塞是一种利用颗粒，如大颗粒或Onyx，以及其他材料来阻断动脉血液供应到AVM的手术。理想的结果是在栓塞剂通过畸形血管巢进入早期引流静脉的同时闭塞供血动脉，以实现完全闭塞。
自然史
出血被广泛认为是与动静脉畸形（AVMs）相关的死亡和发病的主要原因，使其成为自然史研究的主要焦点。估计表明，动静脉畸形出血造成的致死致残率分别为10%至30%和20%至30%。关于与AVM相关出血的年风险的共识通常报道为2-4%。对9项自然史研究的荟萃分析显示，总出血率为3.0%，未破裂的AVM出血率为2.2%，而破裂的AVM出血率为4.5%。值得注意的是，在破裂的动静脉畸形中，第一年再破裂的风险明显升高，范围从6%到15%不等。这些发现与2014年的一项荟萃分析一致，该分析报告的年总出血率为2.3%，未破裂的AVM为1.3%，破裂的AVM为4.8%。ARUBA随机试验也支持这些数据，显示在先前未破裂和未治疗的AVM 中，每年的自发破裂率为2.2%。
在荟萃分析中确定的出血的重要危险因素包括先前出血、深部动静脉畸形位置、单纯性深静脉引流、存在相关动脉瘤和妊娠可能性(prior hemorrhage, deep AVM location, exclusive deep venous drainage, presence of associated aneurysms, and possible pregnancy.)。虽然女性表现出轻微的风险增加，但没有达到统计学意义。与以往的数据相反，较小的动静脉畸形大小和较大的患者年龄并没有成为脑梗死破裂的重要危险因素。
癫痫发作是AVM第二大最常见的初始症状，约占四分之一的表现。在AVM患者群体中，一部分个体，包括那些有或没有初始癫痫表现的个体，可能在其疾病过程中发展为从头开始的癫痫。一项涉及217例患者的20年随访自然病史研究显示，18%的患者出现癫痫发作，出现出血的患者风险最高（22%）。与其他脑叶（16%）相比，位于颞叶的动静脉畸形表现出较高的癫痫发作风险（37%）。另一项前瞻性队列研究报告，在出现出血的患者中，首次非诱发性癫痫发作的5年风险相似，为26%。最初出现癫痫发作的患者5年复发癫痫发作的风险明显更高，达到72。因此，大约五分之一的患者发生与AVM相关的癫痫发作，其中重要的危险因素包括癫痫发作的表现、既往出血和颞叶位置。
AVM的历史和病理生理
放射外科治疗
立体定向放射外科（SRS）作为治疗动静脉畸形的方法,已有40多年的历史。1970年，在斯德哥尔摩首次应用伽玛刀®（GK） 治疗AVM，标志着一个重要的里程碑。随着辅助技术的进步，如数字减影血管造影和磁共振成像（MRI），大大提高了SRS靶向和剂量计划的精度。此外，其他放射外科设备，包括1983年首次用于AVM治疗的直线加速器（LINAC），以及最近的无框架系统CyberKnife®（CK） ，已成为替代选择。截至2011年，全球因AVM接受放射外科的患者超过6万人次。值得注意的是，基于我们20年间（1999-2018）使用射波刀治疗的7000例患者的广泛数据集，我们观察到CK在颅内AVMs治疗中的使用率有统计学意义上的显著增加。
各种放射外科平台的比较评估显示了相似的闭塞率和并发症。一项回顾性分析比较了GK和LINAC治疗的患者的结果，结果显示闭塞率分别为72%和60%，尽管差异无统计学意义。两组慢性毒性发生率相当。一项研究调查了在至少3年随访后接受血管造影评估的80例患者的射波刀结果，报告81.2%的病例完全闭塞，处于任何类型SRS治疗后观察到的闭塞率的一般范围内。因此，每个放射外科平台都能以低并发症率提供有效的结果。然而，GK和LINAC的使用时间较长，因此，迄今为止已被用于大多数放射外科AVM病例。
评分量表
已经开发并验证了几种分类和分级系统，作为评估AVM干预措施风险和预测结果的工具（表13.1）。
Spetzler-Martin 分级量表
Spetzler-Martin （SM）分级于1986年被广泛使用，主要用于预测显微手术相关的发病和死亡风险。评分基于三个标准：病变大小，存在静脉引流，以及大脑重要功能区域。评分越高，手术风险越大。虽然最初是为显微外科设计的，但SM分级也被证明可以预测SRS治疗的预后，分级增加与SRS治疗后较低的闭塞率和较高的并发症发生率相关。
基于放射外科的AVM评分
已经开发了几种特定的放射外科评分系统来评估放射外科手术的风险和获得良好结果的可能性。基于放射外科的AVM评分（RBAS）最初是AVM位置、体积、患者年龄、引流静脉数目和栓塞状态的加权和。然而，后来简化为只考虑AVM的位置、体积和患者年龄。RBAS来源于对220例SRS治疗患者的回顾性分析，并确定较小的AVM体积，引流静脉数目，年轻和AVM半球位置是AVM放射外科成功的积极预测因素（smaller AVM volume, number of draining veins, younger age, and hemispheric AVM location as positive predictors of successful AVM radiosurgery ）。放射外科治疗前栓塞是一个阴性预测因子。RBAS在2008年和2011年进行了进一步的修改，改进了位置系数，并在单独的患者队列中确认了其预测能力。研究已经验证了使用RBAS分级来预测位于不同颅内区域的病变的预后，并使用不同的放射外科平台进行治疗。
Heidelberg 评分
Heidelberg 评分（HS）于2011年推出，基于对293名接受LINAC放射外科治疗的患者的分析。它考虑了患者在SRS和AVM直径时的年龄。1分表示最大的闭塞可能性，每增加1分，完全闭塞的可能性降低0.447[23]。
弗吉尼亚放射外科AVM量表
弗吉尼亚放射外科AVM量表（VRAS）是在2013年对1012名接受GK- SRS治疗的AVM患者进行分析的基础上制定的。它结合了SM评分（重要功能区）和RBAS（体积）的元素，结合了独立预测结果的患者特征和解剖AVM特征。VRAS评分范围为0 - 4，AVM特征评分如表13.1所示，评分越高，良好转归率越低。VRAS为0-1对应于80%的有利结果率。VRAS 2和3-4分别对应70%和45%的有利预后。
表13.1 AVM分级量表比较
