1. Rivascolarizzazione Cerebrale Tecnica Chirurgica
V Corso Nazionale Congiunto
SIDV-GIUV SINSEC
Bertinoro Marzo 2007
Rivascolarizzazione Cerebrale
Tecnica Chirurgica
Giuseppe Russo
Responsabile UOSS “Cerebropatie Vascolari Acute”
UOSC Neurochirurgia d’Urgenza
AORN “A.Cardarelli” - Napoli

2. Extracranial - Intracranial Bypass
EC-IC bypass was originally developed by Yasargil and Yonekawa in 1977 as a safe means of direct cerebral revascularization.
Una affascinante ipotesi ed una grande speranza quella proposta da Yasargil di poter rivascolarizzare il cervello per prevenire l’ictus cerebrale.
Speranze che sembravano naufragate alla luce dei risultati dello Studio… i quali non dimostravano alcun beneficio statisticamente significativo nei pazienti ischemici; per motivi principalmente legati alla mancanza di validi criteri di selezione emodinamica dei pazienti.
Ciò nonostante, alcuni gruppi hanno continuato a rivascolarizzare il cervello mediante bypass EC-IC specialmente in caso di tumori del basicranio ed aneurismi il cui trattamento, imponeva la chiusura di un importante vaso parente.
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

3. This methodology was called into question by the EC-IC Bypass Study
Extracranial - Intracranial Bypass
This methodology was called into question by the EC-IC Bypass Study
in 1985 which found the procedure
to be of no statistical benefit
and essentially discontinued as a treatment for cerebral ischemia.
Una affascinante ipotesi ed una grande speranza quella proposta da Yasargil di poter rivascolarizzare il cervello per prevenire l’ictus cerebrale.
Speranze che sembravano naufragate alla luce dei risultati dello Studio… i quali non dimostravano alcun beneficio statisticamente significativo nei pazienti ischemici; per motivi principalmente legati alla mancanza di validi criteri di selezione emodinamica dei pazienti.
Ciò nonostante, alcuni gruppi hanno continuato a rivascolarizzare il cervello mediante bypass EC-IC specialmente in caso di tumori del basicranio ed aneurismi il cui trattamento, imponeva la chiusura di un importante vaso parente.
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

4. Extracranial - Intracranial Bypass continued to be used for
The procedure, however,
continued to be used for
CBF replacement as an adjunct to parent vessel sacrifice in patients with aneurysms and tumors who had poor collateral circulation.
Una affascinante ipotesi ed una grande speranza quella proposta da Yasargil di poter rivascolarizzare il cervello per prevenire l’ictus cerebrale.
Speranze che sembravano naufragate alla luce dei risultati dello Studio… i quali non dimostravano alcun beneficio statisticamente significativo nei pazienti ischemici; per motivi principalmente legati alla mancanza di validi criteri di selezione emodinamica dei pazienti.
Ciò nonostante, alcuni gruppi hanno continuato a rivascolarizzare il cervello mediante bypass EC-IC specialmente in caso di tumori del basicranio ed aneurismi il cui trattamento, imponeva la chiusura di un importante vaso parente.
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

5. Extracranial - Intracranial Bypass
Most distal angiography lesion
of 1337 Partecipants
Middle cerebral artery
Stenosis %
Occlusion %
Internal Carotid artery
Stenosis (above C2) %
Occlusion, no symptoms %
Occlusion, recurrent symptoms %
The EC/IC Bypass Study Group, 1985

6. Extracranial - Intracranial Bypass
It is clearly impossible to reach a conclusion in the matter without physiological studies of CBF …..

7. Extracranial - Intracranial Bypass
Do abnormal cerebral hemodynamics identify a stroke risk ? n.
CBF Assesment
poor CVR
adequate CVR
Yonas et al (1985) 68
stable xenon CT & acetazolamide
36 %
4.4 %
Kleiser & Widder (1992) 81
TCD and inhaled CO2
21 %
Silvestrini et al (1994) 32
24 %
Grubb (1998) 89
PET - OEF
26.5 %
5.3 %
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

8. Three basic strategies
Haemodynamic and Metabolic Responses
to CPP Reductions
Three basic strategies
paired rCBF measurements, with initial measurement obtained at rest and the second after provision of a cerebral vasodilatory stimulus
measurement of rCBV alone or in combination with measurement of rCBF in the resting brain
direct measurement of rOEF
Derdeyn et al. – Brain, after Powers et al., 1987
1. Increased OEF in the territory of an occluded carotid artery often occurs in the absence of a measurable elevation in CBV.
2. Patients who have both increased OEF and increased CBV, are at much higher risk for subsequent ipsilateral stroke.
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

9. Haemodynamic and Metabolic Responses to CPP Reduction
Increased OEF
without increased CBV
Haemodynamic Failure
Stage 2
Reductions in perfusion pressure
within the autoregulatory range
Increased CBV indicates
autoregulatory vasodilation
Derdeyn et al. Brain, 2002

10. 1) Vascular imaging studies demonstrating occlusion of one ICA
Inclusion criteria
1) Vascular imaging studies demonstrating occlusion of one ICA
2) Vascular imaging studies demonstrating less than 50% stenosis of the contralateral extracranial ICA
3) A TIA or ischemic stroke in the hemispheric CA territory of the occluded CA
4) Most recent qualifying TIA or stroke must have occurred within 120 days prior to the performance date of PET
5) Modified Barthel Index score greater or equal to 12/20
6) Age ranging between 18 and 85 years
RL. Grubb,WJ Powers, CP Derdeyn
Neurosurg Focus 14 (3): 2003

11. Sites were the recorded hemodynamic changes are produced
Parenchimal
Can TCD Ultrasounds provide useful informations in singling out the “long-searched” group of patients elegible for cerebral bypass ?
Il punto chiave per una riconsiderazione su basi scientifiche della rivascolarizzazione chirurgica
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

12. CerebroVascular Reserve
TCD recorded CO2 Reactivity Test
The increase of Blood Flow Velocity during hypercapnia “CO2 reactivity”
gives a measure of the capacity of the intracerebral arterioles to dilate further
reference value: 3.5 % ± 0.9 mmHg
L Vmca
R Vmca
p CO2
Metodo con indubbi vantaggi ma non ancora standardizzato
G Russo, CA Lodi, M Ursino – Neurological Sciences, 2000

13. Impaired CerebroVascular Reserve in left ICA occlusion
R Vmca
L Vmca
p CO2
fhfg
G Russo, CA Lodi, M Ursino – Neurological Sciences, 2000

14. CerebroVascular Reserve Assessment
Side to Side Index
Healthy Subjects ICA occlusione
Limite: età differente anni; Clinica: un episodio di TIA o RIND risolto – deficit stabilizzato
M Ursino, CA Lodi, G Russo - Journal of Vascular Research 2000

15. Vascular Brain Reserve
Paradoxical Responce
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

16. explained by the “model”
Paradoxical Response
explained by the “model”
ICA
OCCLUDED
SIDE -
Maximal Vasodilated
CPP
Hypercapnia +
CBV
VENOUS
PRESSURE
Vasodilation +
Riduzione omolaterale del CBF per riduzione della Pressione controlaterale ed aumento del CBV
Reduced Pressure
in the Willis
ICA
OPEN
SIDE
M Ursino, CA Lodi, G Russo - Journal of Vascular Research 2000;37:

17. Case Report
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

18. Case Report STA-MCA ByPass
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

19. Case Report
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

20. Case Report Before STA-MCA bypass 20 days after STA-MCA bypass
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

21. Brain Revascularization
High flow graft
70 – 180 ml/min
15 – 25 ml/min
Low flow STA-MCA bypass
La tecnica classica
Distal
Flow Increase
Proximal
Flow Replacement
ICA Reconstruction
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

22. Bypass procedures for ICA reconstruction
Reconstruction of the ICA
with the use of interpositional SVGs
(high flow EC-IC bypass)
for the management of giant aneurysms
was popularized by Sundt
in the early 1980’s
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

23. Bypass procedures for ICA reconstruction
Skull Base, volume 15, number 1, 2005
E. de Oliveira
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

24. Bypass procedures for ICA reconstruction
Skull Base, volume 15, number 1, 2005
E. de Oliveira
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

25. Bypass procedures for ICA reconstruction
Skull Base, volume 15, number 1, 2005
E. de Oliveira
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

26. Bypass procedures for ICA reconstruction Perioperative Stroke Risk%
Skull Base, volume 15, number 1, 2005
E. de Oliveira
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

27. Excimer Laser Assisted Nonocclusive Anastomosis
ELANA
Excimer Laser Assisted Nonocclusive Anastomosis
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

28. ELANA Excimer Laser Assisted Nonocclusive Anastomosis
Training Model in Vivo
Centro per le Biotecnologie
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

29. Excimer Laser Assisted Nonocclusive Anastomosis
ELANA
Excimer Laser Assisted Nonocclusive Anastomosis
Training Model in Vivo
Excimer Laser Assisted Non-occlusive Anastomosis (ELANA). Our experience with a training model in vivo.
Russo G., Rotondo M., Punzo A., Di Napoli D. Journal Neurosurg Sci 51, 1: 11-17, 2007
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

30. Excimer Laser Assisted Nonocclusive Anastomosis
ELANA
Excimer Laser Assisted Nonocclusive Anastomosis
PARTNER HOSPITALS
Universitair Medisch Centrum
Utrecht - Holland
Universitaetsklinikum
Mannheim – Germany
University Hospital
Helsinky - Finland
Inselspital
Bern – Switzerland
AORN A.Cardarelli
Napoli - Italy
Kings College Hospital
London - UK
St. Luke's-Roosevelt Hospital
New York - NY USA
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

31. Giant Supraclinoid Carotid Aneurysm
First ELANA procedure in Italy – May 2006
G.M. 22 yrs
Left-handed
Right Retro-orbital Pulsating Headache
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

32. Giant Supraclinoid Carotid Aneurysm
First ELANA procedure in Italy – May 2006
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

33. Giant Supraclinoid Carotid Aneurysm
First ELANA procedure in Italy – May 2006
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

34. ECA-MCA Excimer Laser Assisted Non-occlusive Anastomosis
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

35. ECA-MCA Excimer Laser Assisted Non-occlusive Anastomosis
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

36. Case n°1 – Five monthes follow-up
Una affascinante ipotesi ed una grande speranza quella proposta da Yasargil di poter rivascolarizzare il cervello per prevenire l’ictus cerebrale.
Speranze che sembravano naufragate alla luce dei risultati dello Studio… i quali non dimostravano alcun beneficio statisticamente significativo nei pazienti ischemici; per motivi principalmente legati alla mancanza di validi criteri di selezione emodinamica dei pazienti.
Ciò nonostante, alcuni gruppi hanno continuato a rivascolarizzare il cervello mediante bypass EC-IC specialmente in caso di tumori del basicranio ed aneurismi il cui trattamento, imponeva la chiusura di un importante vaso parente.
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

37. Case n°1 – Five monthes follow-up
Una affascinante ipotesi ed una grande speranza quella proposta da Yasargil di poter rivascolarizzare il cervello per prevenire l’ictus cerebrale.
Speranze che sembravano naufragate alla luce dei risultati dello Studio… i quali non dimostravano alcun beneficio statisticamente significativo nei pazienti ischemici; per motivi principalmente legati alla mancanza di validi criteri di selezione emodinamica dei pazienti.
Ciò nonostante, alcuni gruppi hanno continuato a rivascolarizzare il cervello mediante bypass EC-IC specialmente in caso di tumori del basicranio ed aneurismi il cui trattamento, imponeva la chiusura di un importante vaso parente.
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

38. Excimer Laser Assisted Nonocclusive Anastomosis
ELANA
Excimer Laser Assisted Nonocclusive Anastomosis
Dedicated Team
Permanent Training
More than 10 ELANA /year
International Register
National Register
Giuseppe Russo, Neurochirurgo - AORN “A.Cardarelli”, Napoli

39. Grazie !