神经导航又被称为“大脑GPS”。一如GPS为人们出行指路,神经导航为神经外科医生指出了一条通往颅内病灶的手术之路,南阳医专一附院在我市独家引进的神经导航系统,近期即将投入临床。
神经导航是计算机技术与数字化医学影像技术相结合的产物。神经外科由于其特殊性,手术要求医生具有良好的空间思维和想象能力。导航系统犹如赐予神经外科医生一双透视眼,让医生在术中可以即时标定病变范围,实现精确定位。神经导航的误差可以达到1.5毫米甚至更小,如果操作得当,便可真正意义上实现微侵袭。利用神经导航还能指示病变部位,大大缩短寻找颅内微小病变的时间。神经导航系统还能替代某些其他仪器,如经蝶手术中可以用导航替代传统的C臂机定位,不仅为手术医生提供了更多的操作空间,更减少了放射线对患者和医生的危害。
借助电脑的手术导航系统,让开颅手术纤毫不差,“命中率”更高,以脑肿瘤切除手术为例,传统的开颅手术方式是先根据核磁共振、CT等影像学资料,判断肿瘤的确切部位,以此制订手术方案。为确保准确性,手术的切口往往比较大,而医生能看到的只是暴露在外的器官表面,如果一不小心损伤了重要的血管、组织,后果不堪设想;如果出于“谨慎”,少切除些肿瘤,又可能带来严重后遗症。究竟切多大切多深,大多依赖于医生的个人经验。
如果有一幅“实时显现”的脑部结构显示图,这一问题就迎刃而解了。经过准确定位,电脑画面上会一一显示出来。这样,手术刀在探针指引下,就能安全地一步步逼近肿瘤,确保万无一失。临床试验表明,采用导航技术后,手术的定位精度可以从厘米级变为毫米级,导航精度的平均值小于1.5毫米。
神经导航主要功能如下:
适用于几乎所有神经外科手术,可以精确定位病灶并降低手术风险。尤其适用于以下情况:
1.颅脑深部病变,如:脑干、丘脑、垂体等深部病变。
2.体积较小的病变,如:海绵状血管瘤、血管畸形、动脉瘤等。
3.边界不清的病变,如:恶性胶质瘤等各种恶性肿瘤。
4.微创手术,如:脑出血微创手术治疗、颅内异物取出、穿刺活检等。
5.其他需要降低手术风险的病例。
神经导航系统辅助手术,可广泛应用于脑血管病、颅脑肿瘤、取病理活组织、异物取出、功能神经外科等。
1.脑血管病
(1)海绵状血管瘤:是导航的绝对适应症。此种疾病多位于脑实质深部,甚至在脑干、丘脑等致命部位,有反复出血史。海绵状血管瘤在MR及CT平扫资料上多数可清楚显示。因此,导航系统可精确地引导手术进程,结合“锁孔”开颅及脑沟入路能最大限度地减少正常脑组织及神经功能的损伤。导航手术的意义在于:制定准确的开颅计划;确认侧裂的位置;最终寻找岛叶皮层的确切位置;导航可提供岛叶海绵状血管瘤精确的病灶,以及相关解剖结构的定位,继而在导航辅助下准确地分离侧裂并对岛叶皮质进行微创操作,可使病灶安全暴露。值得注意的是:一些非常微小的海绵状血管瘤出血后,仅残留机化样组织,加之手术距出血时间较长,术中镜下很难与周围脑组织相区别。因此应以MR作为导航数据,且一定在术前3天内进行CT扫描,以明确出血吸收情况,做到手术时心中有数。
(2)动静脉畸形(AVM):是导航的选择性适应症,其中对于位置较深、体积较小、位于运动区、感觉区、语言区、丘脑及脑干的AVM,导航可以提供三维影像辅助,减少手术中功能皮层的损伤。对于出血在1个月内,尚未完全吸收的AVM,应以CT影像作为导航数据。对未出血或出血已经完全吸收的病例,推荐使用强化MR作为导航数据。导航经验丰富的医师可在术前重建出主要的供血及引流血管,对手术有很大帮助。
(3)动静脉瘘(DAVF):很多学者认为血管内介入是DAVF的最佳选择。但介入治疗DAVF的可行性和成功率依赖很多因素,如瘘的位置、引流方式以及首发症状等;并且有相当数量的DAVF,单独使用血管内介入治疗不能取得满意的治疗效果。DAVF的显微神经外科手术关键在于准确辨认病理性血管,随后小心切除供血动脉和引流静脉。对小的病灶血管可以电灼,对较大的病灶血管应予以夹闭。近年研究表明,显微手术治疗DAVF仍然是安全有效的选择。随着神经影像学的发展,磁共振动脉造影(MRA)可以很好地显示DAVF,特别是对比增强MRA(CEMRA)。应用MRA(TOFMRA)作为扫描影像数据,很容易导入导航工作站,可较好地显示病理性血管,提供准确定位。影像导航对表浅DAVF更有意义。
(4)动脉瘤:由于传统血管造影的图像不能用于导航系统。因此,导航对于动脉瘤手术的辅助作用受到限制。在对多数动脉瘤的导航手术中,术前计划的意义大于术中影像引导利用导航系统强大的三维图像重建功能。将注药强化后CT及MR资料转化为立体血管影像,开启导航系统的模拟切除图像窗口,可直观了解实际手术视野中动脉瘤与周围神经、血管的毗邻关系,分析动脉瘤与载瘤动脉的角度,选择同侧或对侧开颅,决定翼点或眶上眉弓人路,在最好、最安全的角度下显露并夹闭动脉瘤。对位于颈内动脉近段、眼动脉、椎动脉、基底动脉的动脉瘤而言,导航系统辅助下制定详尽的术前计划尤其必要。对于复杂性动脉瘤,如巨大动脉瘤、大脑前动脉远端、小脑后下动脉(PICA)、小脑前下动脉(AICA)的动脉瘤,导航辅助是必要的。利用自动三维螺旋CT配合导航系统,成功完成颅内动脉瘤手术。
(5)脑出血是神经系统常见病,病死率和病残率很高。目前,国内外开展了脑出血穿刺引流治疗,传统的血肿穿刺点一般在颞部外侧裂区,穿刺通道紧邻外侧裂及颞上回,而外侧裂区为重要功能区且血管密集,穿刺风险大。假如并发穿刺通道血肿,则加重术后神经功能障碍,同时,传统穿刺血肿的方法不便于抽吸和引流血肿的上下两端,常出现引流不彻底等情况,引流管放置时间较长,颅内感染发生率高,也是影响患者预后的重要因素。
图1.脑出血常规穿刺术(病例一)
图2.脑出血常规穿刺术(病例二)
近年来神经导航技术在神经外科领域的应用日趋广泛,是微侵袭神经外科发展的趋势。术中选择轨迹导航模式,手术医师穿刺时通过显示屏实时观察血肿的三维图像以及穿刺针与脑结构的位置关系,观察穿刺的轨迹,依术中情况调整穿刺路径,使引流管全程进入血肿腔,明显改善了血肿清除率,而且加快了血肿清除时间。改善了患者的生活质量和生存率,降低了患者死亡率。
图3.神经导航引导下脑出血穿刺引流术(病例二:术前、术中)
图4.神经导航引导下脑出血穿刺引流术(病例一:术前、术中、术后第2天)
神经导航下血肿定位准确及轨迹导航模式下的穿刺图像实时的优点,使穿刺更为精准,留置引流管位置更为精确,通过引流管侧孔尽量多的引流出液态血,达到短时间内最大程度的清除血肿的目的。该方法的优点包括:
(1)采用神经导航的轨迹导航模式,穿刺方向、入颅点以及穿刺深度均能控制,可以轻松将引流管准确全程置入血肿腔。该方法避免了传统穿刺的盲目性,使穿刺的方向性更强,大大提高了穿刺的准确度和精度。
(2)轨迹导航模式下,穿刺后引流管侧孔全部在血肿腔中留置,血肿与引流管接触范围较大,尿激酶等药物可以充分与血肿发生反应,快速液化血肿,达到完全或大部分清除血肿的目的,很好的减轻血肿引起继发性脑损害,避免了尿激酶外渗诱发的再出血。
(3)穿刺路径位于枕叶或后颞叶,避开了外侧裂血管区,可以大大的降低穿刺误伤血管的可能,避免了因穿刺损伤血管导致出血增多的并发症,增加了穿刺的安全性。
(4)穿刺的入颅部位选择在血肿低位,注射尿激酶后,液化的血肿能在重力的作用下方便的引流,避免了引流不彻底的现象,明显提高血肿的清除率。
(5)穿刺入颅点位于后头部,选择枕叶或颞叶后部进入,该区重要皮质功能区不多,有效的保护患者的重要神经功能。该穿刺入路避开中央沟功能区及颞上回语言区,减少了由穿刺导致的脑皮质损伤的发生率。
综上所述,选择在神经导航下穿刺治疗脑出血的方法,具有血肿定位准确,穿刺入颅点可以选择,穿刺方向能术中实时调整,引流管的深度可控制,血肿引流彻底,血肿清除率高,脑功能损伤小等一系列优点,明显提高了手术的安全性,加快了血肿引流速度,缩短了引流管置管时间,减少了颅内感染机会。该方法为一种既便于穿刺,又利于引流的治疗高血压脑出血的微创方法,值得在临床上推广。
2.颅脑肿瘤
(1)胶质瘤:胶质瘤特别是低恶性度的星形细胞瘤是导航的绝对适应症。实性I级星形细胞瘤在显微镜下很难与正常脑实质相鉴别。皮层表面也无明显异常,即使经验丰富的手术医师也必须在探查中多次取组织进行快速冰冻病理检查,以确定切除范围。如果肿瘤位于功能区附近,则易造成不必要的术后神经功能缺失。因此,导航对此类肿瘤很重要。恶性度较高的胶质瘤,应以增强MR数据为导航资料,尽可能地完全切除肿瘤。应注意囊性胶质瘤打开硬脑膜后要先利用导航确定肿瘤的位置及范围。一旦释放囊液会出现影像漂移,导航准确性下降。近年来随着高场强及特殊扫描功能磁共振的推广应用,使导航获得了更丰富的数据源,也大大扩展了导航的应用。应用1.5T磁共振的自旋回波序列进行弥散张量成像磁共振(DTI-MR)扫描并将数据整合至导航工作站,清晰显示了锥体束。进行多例胶质瘤手术,降低了术后神经功能缺失。澳大利亚医师在治疗运动区胶质瘤时,利用3T功能磁共振描绘患者的上、下肢及语言运动区,术中以导航配合运动皮层电刺激辅助手术切除肿瘤,获得良好效果。
(2)转移癌:多位于皮层下,也是导航的绝对适应症。
(3)脑膜瘤:多数脑膜瘤都是导航的绝对适应症。窦旁及凸面脑膜瘤导航可确定手术切口的位置及范围,确定受压移位的矢状窦,最大限度地利用皮瓣及骨窗,避免开颅误伤引起大出血。对于包绕、邻近重要血管或神经结构的脑膜瘤,如蝶骨脊内侧或小脑桥脑角(CPA)脑膜瘤等,开启导航的前瞻窗口可时刻显示距离血管、神经、脑干的距离,有效地避免损伤。
(4)垂体腺瘤:
经蝶垂体腺瘤手术中导航有助于定位。以往经蝶手术必须在C型X光机的监测下进行。由于其操作不便及放射性污染,已经逐渐被导航系统取代。平扫CT或MR数据均可作为导航资料术中可明确提示鞍底位置,避免误穿斜坡骨质而引起致命的损伤。近年来,发达国家开始使用低场强(0.2T)术中MR,结合导航系统经蝶切除垂体腺瘤。但低场强MRI仅能较清晰地显示鞍上部分肿瘤,对于鞍旁及海绵窦的重要结构参考意义不大。因此,利用高场强MRI(3.0T)作为导航系统源数据更有助于垂体腺瘤,特别是侵袭性垂体腺瘤的手术治疗,可更清晰地显示鞍旁及海绵窦重要结构,提高手术导航应用价值。
(5)其他:淋巴瘤、血管网织细胞瘤、神经鞘瘤、生殖细胞瘤、炎性肉芽肿等均为导航的选择性适应证,尤其是病灶位置较深时。
3.活组织检查
穿刺活组织检查是导航的绝对适应症。经典的神经外科活检是利用有框架立体定向仪进行,患者术前安装金属框架有一定痛苦。现代导航系统平均精确度在1.5mm以内,无须安装头颅框架,且可提供穿刺过程的多角度动态图像,使得穿刺过程更安全、更精确。因此,导航系统必将完全取代有框架立体定向仪,成为穿刺活检的首选设备。
4.功能神经外科手术
安装专用的功能神外手术导航软件及相关附件后,导航系统可完全取代传统的框架立体定向仪,完成苍白球损毁术、海马切除等手术。对于药物治疗无效的顽固性癫痫患者,普遍认为可以采用手术治疗。手术方法多为软膜下横切、海马部分切除等。导航辅助手术可显著提高精确性,降低手术致残率。导航系统已成为现代神经外科手术不可缺少的辅助设备。
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