Korean Journal of Cerebrovascular Surgery 2001;3(1):38-45.
Published online March 1, 2001.
Surgical Complications of Arteriovenous Malformations.
Yim, Man Bin , Lee, Chang Young
Department of Neurosurgery, Brain Research Institute, Keimyung University School of Medicine, Taegu, Korea. y760111@dsmc.or.kr
Abstract
OBJECTIVE
S: The goal of surgical management of cerebral arteriovenous malformations (AVMs) is elimination of the lesions without development of new neurological deficits. To improve the surgical management of results of cerebral AVMs in the future, this article discusses about surgical complications of the AVMs and their preventive methods. METHODS: We investigate the methods to avoid the surgical complications of the AVMs based on the our experiences and review of literatures. RESULTS: Accurate anatomical knowledge about location of AVMs, proper reduction of nidus size by preoperative embolization, accurate dissection of peripheral margin of AVMs during surgery, and understanding and proper management of peculiar pathophysiological events of AVMs which occur during surgery and postoperative period are the key points for avoiding surgical complications of the AVMs. CONCLUSION: We conclude that refined skill for endovascular and microsurgical techniques are required to successful surgical treatment of cerebral AVMs.
Key Words: Arteriovenous malformation, Embolization, Surgery, Complication, Management

서     론


   뇌동정맥기형의 궁극적인 치료 목적은 환자에게 이환율 없이 병변을 완전 제거함으로써, 향후 이에 기인한 사망 혹은 신경학적 장애의 발생을 방지하는 것이다. 저자들은 지금까지 119예의 뇌동정맥기형을 수술적 방법으로 가료하였다. 이중 7예가 사망하였고, 7예는 수술 후 새로운 신경학적 장애가 발생하였으며, 13예는 수술 전에 생겼던 신경학적 장애가 수술 후에도 개선되지 않은 예들이었다(Table 1). 저자들은 이미 이들, 결과가 불량하였던 예들에 대하여 원인을 분석하고 수술합병증에 대하여 고찰하였으며 그에 대한 개선책을 논의한 바 있다.18) 또한 저자들은 거대 동정맥기형의 수술적 가료 방법 및 간질을 보이는 뇌동정맥기형의 처치에 대하여서도 이미 전술한 바가 있다.16)17) 따라서 본 논문에서는 전반적인 뇌동정맥기형의 수술합병증에 대하여 논의하고, 증례를 예시하면서, 어떻게 수술합병증의 발생을 예방할 수 있는가에 중점을 두고 기술하고자 한다.

결     과

1. 수술합병증에 대한 일반적 개요
  
일반적으로 뇌동정맥기형의 수술합병증은 술전, 술중 및 술후에 발생하는 경우로 크게 대별할 수 있다. 술 전에 야기될 수 있는 합병증의 원인으로는 첫째 뇌동정맥기형의 정확한 해부학적 위치를 잘못 파악함으로써 수술 후 신경학적 장애가 발생되는 경우가 있다. 저자들의 경우는 운동영역의 피질과 뇌간을 포함한 예들을 잘못 판단하여 수술함으로써 반신 부전 마비 및 뇌간손상의 장애를 보였던 예들이 각각 1예가 있었다.18) 다음으로 술 전 색전술에 기인한 합병증으로 출혈, 뇌경색 등의 합병증이 발생될 수 있는데 이에 대하여서는 다음에 기술하고자 한다.
   술 중 발생될 수 있는 합병증은 환자의 자세가 잘못되어 기도장애나 수술적 접근이 어렵게 되는 경우, 두개골 골편이나 뇌경막 절개 시 야기되는 합병증, 뇌동정맥기형을 박리 시 야기되는 합병증 및 뇌동정맥기형을 제거 시 야기되는 합병증으로 대별될 수 있다.
   수술 후 합병증은 수술 후 조기에 발생되는 합병증과 며칠 지나서 발생되는 지연성 합병증으로 분류할 수 있다(Table 2).

1) 뇌동정맥기형의 위치를 잘못 판단함으로써 야기되는 합병증
  
전술한 바와 같이 저자들의 경우 2예에서 뇌동정맥기형의 위치를 잘못 판단함으로써 신경학적 장애가 발생하였던 예가 있었다. 뇌동정맥기형이 발생한 해부학적 위치를 술전에 정확히 파악하고 판단하는 것은, 뇌동정맥기형의 수술에 가장 중요한 첫 단계의 과정이다. 비록 뇌전산화단층촬영(CT)이 뇌동정맥기형과, 동반된 혈종을 진단하는데 초기 진단방법으로 유용하나,9) 뇌자기공명영상(MRI)이 병변의 뇌실질내에서의 정확한 위치와 확장정도를 나타내 준다. 이는 병변을 제거하기 위한 수술 계획을 수립하고 적절한 수술 접근로를 결정하는데 필수적이다.2)9)11) 아울러 술전 기능자기공명영상(functional MRI)을 첨가하여 시행하면 더욱 도움이 된다.2) MRI로 병변의 피질과 뇌실내로의 돌출 여부 및 정도, 어떤 특별한 고랑(sulcus)과 이랑(gyrus)의 포함 여부, 백질(white matter)로의 침습 정도 및 혈종이 존재 시는 뇌동정맥기형과 혈종과의 관계 등을 상세히 알고 수술를 시행하여야 한다.
   저자들이 경험한 1예를 예시하고자 한다. 환자는 46세 남자로 갑작스런 두통이 발생하여 본원 응급실을 내원 하였다. 대조강화 CT상 두개강내 출혈은 없었고 뇌동정맥기형을 의심하게 하는 병변이 좌측 후두엽에서 관찰되었다(Fig. 1). 시상(sagittal) MRI 영상에서 동정맥기형은 설상부(cuneus)에 위치하고 조거열구(calcarine fissure)까지 확장된 소견을 보였으며(Fig. 2A, 2C) 이는 Talairach grid system12)의 시상절편(sagittal section)(Fig. 2B and 2D)과 육안적 해부모형(Fig. 2E)14)에서 확인되었다. 술전 이 환자에서는 시야 변화나 시력에 대한 장애가 관찰되지 않았으므로 이 뇌동정맥기형을 제거시 발생할 수 있는 장애를 조사하였다. 만약에 술전 색전시 시각피질(visual cortex)을 공급하는 혈관이 폐쇄되거나 수술 중 이 부위가 완전히 손상을 입게되면 반대측에 동측성 반맹(homonymous hemianopsia)이 야기되고, 만약 부분적으로 손상시는 반색맹증(hemiachromatopia), 움직이는 물체는 인식하나 정지된 물체는 인식하지 못하는 Riddoch 현상, 부분적 시야 결손부위와 정상인 시야 부위에 물체를 각각 두면 인식을 하나 양쪽 부위에 동시에 물체를 두면 시야결손 부위의 물체를 인식하지 못하는 시각멸실(visual extinction) 및 시각실인(visual agnosia)이 발생할 수 있다5)는 점을 인지하고 환자와 환자보호자에게 주지시켰다.

2) 술 전 색전술에 기인한 합병증(Table 3)
   뇌동정맥기형의 수술에서 술 전 색전술은 수술로 조기에 도달할 수 없는 심부에 위치한 영양동맥을 술 전에 폐쇄시킴으로써 수술을 용이하게 하고, 여러 영양동맥을 술 전에 단계적으로 폐쇄시켜 뇌동정맥기형 병소의 크기를 줄이고 병소내 압력를 감소시킴으로써 수술을 용이하게 할뿐만 아니라 정상관류압 파괴(normal perfusion pressure breakthrough)에 기인한 수술합병증의 발생을 예방하는 아주 유용한 방법이다. 그러나 이러한 술 전 색전술을 시행하는 과정상에도 많은 합병증이 발생할 수 있다.1)7)10)

(1) 출  혈
   출혈은 시술 중 혈관도관이 혈관 벽을 천공함으로써 발생할 수 있다. 이때는 항응고 상태를 반전시키고 도관은 그대로 둔 다음 coil이나 색전 물질로 천공 부위를 폐쇄시킨다. 혈류역동학(hemodynamic)의 변형에 따른 병소에서의 출혈도 야기된다. 색전술 후 조기에 발생시는, 영양경(feeding pedicle)내 압이 증가 하고 이들 증가된 압이 폐쇄되지 않은 부위의 뇌동정맥기형 병소에 전파되어 출혈하거나, 정맥출구의 폐쇄로 병소내 압이 증가하여 출혈한다. 이때는 혈압과 뇌압을 조절하는 조치를 취하고 응고인자의 이상을 교정시킨다. 혈종의 양이 다량일 때는 응급으로 혈종과 기형 병소를 제거한다.7)10) 지연성 출혈은 혈류 역동학적 변화와 단락(shunting)되는 혈류의 감소로 유출정맥내 지연성 혈전형성으로 야기된다. 충분한 수분공급과 뇌압을 조절해 준다. 뇌동정맥기형을 색전화시킨 후 뇌혈관촬영을 시행 시 뇌혈관조영상 색전 물질에 기인하여 큰 유출 정맥이 협착 혹은 폐쇄소견을 보이거나, 혈류 감소에 기인한 유출 정맥 내 혈전 형성의 소견이 관찰되면, 뇌동정맥기형을 제거하는 수술을 빨리 시행하여야 한다. 이유는 이러한 소견을 보이는 환자들은 추후 지연성 출혈의 가능성이 매우 높기 때문이다.

(2) 과관류 증후군(hyperperfusion syndrome)
   뇌동정맥기형을 색전화하면 어떤 예들에서는 정맥출구가 제한되면서 수동적으로 충혈(hyperemia)이 야기되고, 아울러 기형의 영양동맥들에서 혈류의 흐름이 정체되면서 이미 존재하고 있던 기형 주위 뇌 조직의 저관류 및 허혈 상태를 악화시킨다. 이러한 합병증을 예방하기 위하여서는 가능한 도관을 기형 병소에 가까이 접근하여 색전화 시키고 색전을 시행하는 과정 중에 환자의 혈압이 떨어지는 것을 방지하여야 한다. 적절한 관류압을 유지시키고 혈색소가 35 이하로 혈액희석을 시키면서, steroid를 주입하고 심한 경우에는 과호홉과 함께 barbiturate 혼수치료를 시행한다.

(3) 뇌허혈 및 뇌졸중
   색전 물질이 정상 혈관 쪽으로 유입됨으로써 발생한다. 수액을 공급하여 혈류 량을 증대시키고 혈액희석을 시켜 측부순환(collateral circulation)을 증대시킨다.

(4) 폐 색전증
   색전물질이 폐순환에 들어감으로써 야기된다. Glue형태의 색전 물질을 사용 시 발생하는 경우가 있다. 공격적인 기계적 환기 지지(aggressive mechanical ventilatory support)를 해주고 산소 공급을 해주면서 양압 환기법(positive pressure ventilation)을 시행해 준다.

(5) Glue로 도관 폐쇄
   미세도관이 영구적으로 glue에 의하여 영양동맥에 접착 시 도관은 그대로 둔다. 무리하게 땡기면 혈관이 파열되거나 국소 혈전 형성 혹은 색전의 원인이 된다.
   저자들의 증례에서는 2번에 걸친 술전 색전술를 시행하였다. 색전술에 기인한 합병증의 발생 없이 병소의 크기를 약 50% 감소시킨 후 수술을 시행하여 별 어려움 없이 뇌동정맥기형 병소를 완전히 제거하였다(Fig. 3).

3) 수술중 합병증(Table 4)

(1) 출  혈
   큰 뇌동정맥기형을 수술시에는 환자의 두부를 고정하는 pin을 사용시 주의 하여야 한다. 이러한 예들에서는 외경동맥(external carotid artery)에서 혈류공급을 받는 예들이 있어, pin이 두개골을 관통하고 뇌경막외 혈관들을 손상시켜 다량의 출혈을 야기하는 경우가 있다(Fig. 4). 이러한 경우는 술전에 색전술를 시행하여 이들 혈관들을 사전에 폐쇄함으로써 수술시 이러한 합병증을 예방할 수 있다.1) 두개골 골편을 만들기 위하여 뇌경막의 박리시 혹은 골편을 제거 시 역시 이들 혈관의 손상을 피하고, 또한 증대되고 동맥화한 뇌동정맥기형 유출정맥의 손상을 피하여야 한다. 유출정맥이 손상되면 갑자기 뇌 경막이 긴장되고 팽창된다. 재빨리 골 절편을 제거하고 뇌 경막을 신속히 연 후 출혈부위를 확인하고 출혈을 지혈시켜야 한다(Table 5). 손상된 구멍이 작을 때는 양극 응고기를 사용하여 그 부위를 응고함으로써 혹은 뇌 동맥류 clip으로 그 부위를 결찰 함으로써 출혈을 멈출 수 있다. 정맥의 손상부위가 광범위할 시는 많은 양의 surgicel를 손상부위 위에 놓고 압박한 후 양측으로 봉합하여 처리한다.9) 저자들의 경우 2예에서 조기에 유출정맥이 손상된 예들이 있었다. 2예 모두 시상옆에(parasagittal) 위치하였던 동정맥기형으로써 1예는 두개골 골편을 들어올리다가, 1예는 뇌 경막을 열다가 손상된 예들이였다. 1예는 surgicel를 손상부위에 올려놓고 봉합함으로써 유출정맥의 손상을 성공적으로 처리한 후 동정맥기형을 완전히 제거하였으나, 1예는 뇌동맥류 clip으로 손상부위를 결찰하여 출혈을 중지시켰으나, 유출정맥이 협착되어 대뇌가 팽창됨으로서 수술을 중지하였었다.
   뇌동정맥기형을 박리시 초기에 출혈하는 경우는 비교적 드물다. 그러나 드물게는 뇌동정맥기형 내로 박리를 시행함으로써 출혈을 야기하는 경우가 있다. 이때는 beemsheet등으로 출혈 부위를 압박하여 출혈을 멈추도록 한 후 뇌동정맥기형의 변연을 따라 다시 박리를 시행해야 한다.
   가장 출혈을 제어하기가 힘든 부위는 뇌실 주위의 작은 혈관들에서 출혈하는 경우이다. 이 부위에서 출혈하는 혈관들은 아주 약하고 양극 응고기로 응고 시 잘 파열된다. 끝이 비교적 넓은 양극 응고기를 사용하여 끝을 완전히 접착시키 지 말고 넓은 부위의 혈관을 여러 번 왔다갔다하면서 응고를 시행하면 혈관들이 파열되지 않고 응고가 된다.6) 출혈 시에는 낮은 압의 흡입기로 출혈 부위를 흡입하여 출혈 혈관을 노출시킨 후 응고를 시행한다. 응고가 싶지 않은 예들에서는 미세동맥류 감자(clip)를 이용하여 뇌 실질 내 쪽으로 clip끝을 집어넣어 일단 출혈 혈관을 결찰한 후 양극 응고기로 감작한다. 뇌동정맥기형 주위를 동등하게 박리하여 어느 일부분에서 뇌실이 노출되지 않도록 한다. 이러한 경우는 수술 시야에서 보이지 않는 출혈이 뇌실 내로 유입됨으로서 폐쇄성 수두증이 야기되고 뇌가 팽창되어 수술을 힘들게 한다. 만약 어느 한쪽의 뇌실이 노출되면 beemsheet를 말아서 뇌실이 노출된 부위를 폐쇄시킴으로써 피가 뇌실로 유입되는 것을 예방해야 한다.6)9)
   뇌동정맥기형을 주위조직으로부터 거의 모두 박리하고 주(main) 유출정맥을 절단하는 단계에 이르러 병소 주위로 출혈이 야기되는 경우는 대부분 두가지의 원인에 기인된다. 하나는 일부분의 병소(nidus)가 주위 뇌조직에 남아서 출혈하는 경우이고 다른 하나는 소위 정상관류압 파괴에 기인한 출혈이다. 전자의 경우는 출혈부위를 압박하면서 흡입기로 주위 뇌조직을 흡입하면 남은 뇌동정맥 기형 병소가 발견된다. 양극 응고기를 이용하여 전기 감작하고 남은 병소를 제거한다. 후자의 경우는 추후 뇌부종의 합병증을 기술할 때 기술하고자 한다.
   마지막으로 모든 영양동맥을 절단하고 병소를 주위조직으로부터 박리하여 주유출정맥을 절단시 갑자기 뇌동정맥기형이 팽창되고 출혈이 야기되는 예들이 있다. 이러한 경우가 발생시는 당황하지 말고 빨리 뇌동정맥기형을 통채로 제거하고 출혈부위를 확인 후 지혈시켜 피가 주위 뇌조직이나 뇌실내로 유입되는 것을 방지해야 한다.9) 대부분 남은 영양동맥은 하나 내지 두개이고 크기가 비교적 작기 때문에 출혈 혈관을 응고하여 지혈시키는 것이 그렇게 어려운 것만은 아니다. 저자들의 경우에서는 한 예에서 이러한 경우가 발생하였었고, 언급한 방법으로 처리하였었다.18)

(2) 뇌팽창
   뇌 경막을 열고 뇌 동정맥기형을 노출시 뇌가 팽창을 보이면 가장 먼저 환기 부전(ventilatory insufficiency)이나 뇌 정맥혈의 유출장애가 없는지 조사하여야 한다. 먼저 기관 내 튜브와 환자의 체위를 조사한다. 뇌 동정맥기형을 제거 중 뇌 팽창이 야기되면 수술시야에서 보이지 않는 부위에 뇌 내 혈종의 형성이나 뇌실 내 출혈로 폐쇄성 수두증이 발생하였는지 확인하여야 한다. 병소를 박리한 변연을 따라 혈종 형성 유무를 확인하고, 혈종이 존재시는 혈종 속으로 박리하여 혈종을 제거하고 박리하는 연(margin)을 더욱 바깥쪽으로 한다. 뇌실 내 혈종이 형성된 경우는 뇌실을 광범위하게 개방하고 혈종을 제거한 후 출혈부위를 찾아 전기 응고 한다. 앞에서도 언급한 바와 같이 뇌동정맥기형을 거의 주위조직으로부터 박리하고 제거하기 직전에, 주위 정상 뇌 조직이 딱딱 해지면서 팽창되고 출혈이 야기되는 경우가 있다. 이는 소위 정상 관류압 파괴에 기인한 현상으로13) 즉시 혈압을 80내지 90 mmHg로 저하시키고 pentobarbital을 주입하면서 출혈된 뇌 조직을 제거한다. 출혈과 뇌 팽창을 호전시키기가 쉽지 않으나 끈기있게 기다리면서 출혈부위를 응고하면 지혈이 된다. 수술 후에도 저혈압과 pentobartial 혼수를 약 4내지 5일 계속한다.3) 뇌동정 맥기형의 환자에서 어느 정도 저혈압을 유도하여 유지하여도 자가조절 범위의 혈압이 낮은 쪽으로 이동되어 있기 때문에19) 혈류 저하에 기인한 뇌 허혈 증상 유발은 드물다. 저자들도 이미 정상 관류압 파괴에 기인한 극심한 뇌부종을 성공적으로 치료한 예를 기술한 바 있다.17)

(3) 뇌허혈
   뇌동정맥기형 주위의 뇌에 가는 혈류는 약 25~35 ml/100 g/min이므로9) 병소를 제거시 되도록이면 뇌의 견인을 피하고 뇌동정맥기형쪽으로 견인하며 박리 한다. 유출정맥을 유지하면 비교적 안전하게 병소 쪽을 견인하고 수술을 시행할 수 있다. 시 방사 섬유(visual radiation fiber)가 지나가는 부위에서는 특히 견인을 주의하여야 한다.2)9) 뇌동정맥기형의 주위에는 3종류의 동맥들이 있다.15) 병소에만 혈류를 공급하는 영양동맥, 병소에 일부의 분지를 보내고 나머지는 정상 뇌에 혈류를 공급하는 동맥 및 병소에는 혈류를 공급하지 않고 기형 병소를 지나서 정상 뇌에 혈류를 공급하는 소위 “en passage” 혈관들이 있다.2)15) 영양동맥으로 추정되는 혈관은 뇌지주막을 열고 구(sulcus)를 벌리면서 뇌동정맥기형 병소쪽으로 접근하여 확실히 병소로 들어가는 것을 확인하고 절단하여야 한다.

4) 수술 후 합병증(Table 6)

(1) 출  혈
   수술 후 기형 병소를 제거한 부위에 출혈이 발생하는 가장 흔한 원인은 뇌 동정맥기형의 일부가 잔존함으로써 출혈을 야기하는 경우다. 뇌동정맥기형을 제거시 너무 기형의 변연에 가깝게 박리시 발생할 수 있다. 병소를 제거한 후 혈압을 약 20 mmHg 정도 올리고 15분 정도 출혈 유무를 확인한 후 수술을 마치는 것도 이들 합병증의 발생을 예방하는 하나의 방법이다.2)9)11) 또한 수술중 혹은 수술직후에 혈관촬영을 시행하여 병소의 일부가 잔존하는지 여부를 확인하는 것도 또 다른 예방의 한 방법이다. 다량의 혈종이 발생 시에는 지체 없이 응급으로 재수술을 시행하여야 한다. 뇌혈관촬영상 남은 병소가 없고 혈종의 양이 많지 않을 때는 혈압을 약간 낯우고 자주 CT를 찍으면서 고식적 방법으로 치료할 수도 있다.9)

(2) 뇌 종창(swelling)
   뇌동정맥기형을 수술하고 수술 후에 뇌 종창이 유발되는 원인으로는 수술에 기인한 국소 손상, 혈관 손상에 기인한 허혈, 수술 후 유출정맥에 혈전이 형성 됨으로써 야기되는 폐쇄성 충혈, 영양동맥의 역행성 혈전증(retrograde thrombosis), 정상 관류압 파괴 등에 기인하여 유발된다.2)4)8)9) 뇌압을 감시하면서 혈압을 낯우고 심하면 과호홉과 barbiturate 혼수 치료를 시행한다. 저자들도 수술 후 심한 뇌부종으로 급작히 뇌압상승을 보이면서 신경학적 소견이 악화되는 예를 과호홉과 barbiturate 혼수치료로 성공적으로 치료한 예를 예시한 바 있다.17)

(3) 뇌 수두증
   뇌동정맥기형의 수술 후 발생하는 뇌 수두증은 2가지 형태로 나타날 수 있다. 뇌척수액의 흡수 장애에 기인한 뇌 수두증과 뇌척수액의 흐름이 폐쇄되어 나타나는 폐쇄성 뇌 수두증이다. 전자는 수술시 출혈이나 조직파편 때문에 발생되며 고식적 요법이나 척추천자를 반복해 줌으로써 치료할 수 있다. 후자는 수술시 뇌실이 개방되면서 피가 뇌실내로 들어가, 체위가 낮은 반대측 뇌실에 차이면서 수술를 시행하는 쪽의 뇌실내 혈괴는 제거되나 반대측 혈괴는 남게 되어 고립성 뇌실 증대를 보이는 경우다. 이러한 예들은 매우 위험하기 때문에 즉시 뇌실외 배액술을 시행해 주어야 한다.

(4) 간  질
   수술 후 간질은 수술 중의 국소 외상이나 유출정맥의 혈전 형성으로 야기될 수 있다. 대뇌 피질에 위치한 뇌동정맥기형을 수술 시에는 술 전에 항 경련제를 투여해야 한다. 수술 중에도 항 경련제의 혈중 농도를 측정하면서 계속 투여 해야 한다.9)
   수술 전 간질발작이 있었던 환자에서는 뇌동정맥기형 병소를 제거 후 피질 뇌파 검사를 시행하여 간질의 원인 부위를 제거해 주면 수술 후 간질발생의 율을 감소시킬 수 있다.6)16) 수술 후 가료 중 간질이 발생 시에는 뇌내 출혈의 가능성이 있기 때문에 CT를 시행하여야 한다. 간질이 발생하면 뇌동정맥기형을 제거한 주위 대뇌의 부종이나 출혈을 악화시키므로 간질발생은 최대한 억제하여야 한다.

결     론

   뇌동정맥기형을 가진 환자를 신경학적 장애의 발생 없이 병소를 완전히 없애는 것은 싶지가 않다. 그러나 많은 예들은 혈관내 색전술, 방사선 수술 및 외과적 수술를 적절히 이용함으로써 신경학적 장애의 발생 없이 치료할 수 있다. 술 전에 뇌동정맥기형의 정확한 해부학적 위치를 알고, 숙련된 기술로 술 전 색전술을 시행한 후, 고도의 미세수술 수기로 병소를 제거하고, 뇌혈관기형만이 갖는 병리생리를 이해하면서 수술하고 수술 후 가료하는 것이, 뇌동정맥기형의 수술 합병증을 피하는 주요 요소가 될 것이다.


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