角尺分規定位法在急診神經外科手術中的應用

黃振華 馬越 佟小光

神經外科急診手術須于術前快速、準確定位病灶。雖然，如今立體定向和影像學導航技術已廣泛應用于神經外科手術，但此類定位監測技術需配備專屬立體定位頭架或神經導航儀，且定位時間長、對術者臨床經驗要求高，故并不適用于危重癥患者的急診手術，同時亦難在基層醫院推廣應用。本文介紹一種簡便、快速的術前定位病灶方法即角尺分規定位法，該方法僅依靠角尺和分規工具，利用簡易數學原理，即可將CT圖像中的病灶準確投射到頭皮，并對該定位法在不同神經外科疾病中的應用經驗進行總結。

對象與方法

一、臨床資料

1．納入與排除標準（1）須急診行神經外科手術，并經頭部CT和（或）MRI證實病變位于小腦幕上，排除顱內血管畸形或動脈瘤。（2）顱內出血患者，血腫量≥30 ml或中線移位≥5 mm，術前Glasgow昏迷量表（GCS）評分≥6分。（3）排除腦疝形成、呼吸循環衰竭或存在無法糾正的凝血功能障礙患者。（4）患者家屬對手術方案與風險知情并簽署知情同意書。

2．一般資料選擇2018年10月至2019年10月在天津市環湖醫院神經外科行急診手術的患者共計33例，男性21例，女性12例；年齡為28～75歲，平均為（56．64±12．98）歲；原發病分別為急性硬膜外 血 腫（14例 占42．42%），腦 葉 出 血（5例 占15．15%），腦轉移瘤（1例占3．03%），亞急性額顳部硬膜下血腫（2例占6．06%），自發性基底節區和丘腦出血（11例占33．33%）；術前GCS評分為13～15分9例（27．27%），9～12分13例（39．39%），6～8分11例（33．33%）。其中，急性硬膜外血腫和腦葉出血患者出血量為30～78 ml、平均（50．63±12．53）ml，行開顱探查血腫清除術；腦轉移瘤患者采取直切口小骨瓣開顱腫瘤切除術；亞急性額顳部硬膜下血腫患者血腫占位效應明顯，中線移位≥5 mm，均行經額錐顱血腫穿刺置管引流術；自發性基底節區和丘腦出血患者出血量為30～62 ml、平均（43．09±10．42）ml，行顱骨鉆孔血腫穿刺置管引流術。

二、術前定位方法

1．標畫病灶的體表投影（1）標畫實際掃描基線：探尋橫斷面CT圖像上通過患側骨性外耳門層面A和通過患側晶狀體層面B，通過直接層距數值或層數×層厚的方法計算兩層面之間的距離S。于直角尺的短邊上截取S長度并置于外耳道口上緣（骨性外耳門略高于體表外耳道口），再將直角尺的長邊置于晶狀體側方，此時直角尺的長邊即為經過晶狀體的實際掃描基線B（圖1a）。（2）標畫病灶上下界和中心層面：探尋橫斷面CT圖像上病灶最上方層面H、最下方層面L和中心層面M，通過直接的層距數值或層數×層厚的方法分別計算3個層面與經過晶狀體層面B之間的間距，再以直角尺長邊分別截取3個間距，以直角尺短邊畫平行于基線B的平行線，經過中心層面前方，直至與正中矢狀線相交（圖1b）。（3）標畫病灶前后界：探尋橫斷面CT圖像上的病灶中心層面M，自病灶最前點向頭皮做垂直于中線的投影線，該線與頭皮的交點即為病灶最前點的側方體表投影。在中心層面M上測量前矢狀線點與病灶最前點側方體表投影之間的距離D1，再按照CT圖像上的比例尺計算實際距離D2，即為前方弦距，然后根據弦距定位法，以分規標畫出病灶最前點的體表投影a點，同理標畫出病灶中心點的體表投影m點和最后點的體表投影p點（圖1c）。（4）標畫病灶的具體形狀：根據病灶的具體形狀，在上述標畫出的框架內畫出病灶的體表投影（圖1d）。

2．針對特定病灶的手術方法（1）急性硬膜外血腫、腦葉出血和腦淺表占位性病變（腦轉移瘤）：分別施行開顱探查血腫清除術或腫瘤切除術。采用角尺分規定位法標畫病灶的體表投影，同時標畫出中央溝、外側裂、橫竇、額竇和乳突氣房的體表投影，綜合上述體表投影設計適宜骨窗，然后標記需保留的顳淺動脈、面神經等結構，最后個體化設計皮瓣（圖2）。（2）亞急性額顳部硬膜下血腫：施行經額錐顱血腫穿刺置管引流術。采用角尺分規定位法定位血腫，選擇血腫最厚層面，于冠狀縫前選擇穿刺點，在局部麻醉下錐顱穿刺血腫腔，于血腫腔內置入引流管進行引流（圖3）。（3）自發性基底節區和丘腦出血：行顱骨鉆孔血腫穿刺置管引流術。采用角尺分規定位法定位標畫出腦出血的側方體表投影，以血腫中心點為目標靶點，采用弦距定位法標記目標靶點的側方體表投影M點，再于橫斷面CT圖像上測量目標靶點至中線的距離和目標靶點至體表的距離，并按照CT圖像上的比例尺分別計算實際距離D和S，然后選擇發際線內冠狀縫前2 cm、中線旁開距離D處為穿刺點E點，再以分規測量M點與E點之間的弦距ME，根據勾股定理計算出穿刺深度，穿刺深度=，最后在局部麻醉下于E點進行顱骨鉆孔，平行于矢狀面，以M點為穿刺方向，行血腫穿刺置管引流術（圖4）。

3．評價指標記錄角尺分規定位法的操作時間和定位準確性。判斷準確性時，開顱手術患者根據術中實際病灶部位判斷角尺分規定位法的準確性；血腫穿刺置管引流術患者，定位靶點后貼體表標記，再復查CT校準，測量預設靶點與體表標記之間的誤差。

結 果

本組33例患者術前均采用角尺分規定位法定位病灶，閱片至定位完成時間2．00～6．50 min，平均（3．70±1．17）min，隨著操作熟練，后入組的20例患者均于3．50 min內完成病灶體表投影，術前平均準備時間明顯縮短。本組有20例患者行開顱手術，根據病灶體表投影設計骨窗，術中均于骨窗中心找到病灶，定位準確率為100%（20/20），以達到手術切口精確、正常腦組織的不必要顯露降至最低程度；其中1例皮質下腦轉移瘤（直徑2 cm）患者于定位病灶體表投影后行頭部MRI檢查，角尺分規定位法定位的病灶與MRI所顯示的病灶完全符合（圖2），遂行直切口小骨瓣開顱腫瘤切除術，減少了手術創傷。其余13例患者均行血腫穿刺置管引流術，定位靶點后貼體表標記，再復查CT校準（圖3，4），預設靶點與體表標記之間 的誤差為1．30～6．20 mm，平均（3．71±1．62）mm。

討 論

根據CT和（或）MRI圖像將顱內病灶精準定位于體表是神經外科的基本功之一。通過術前精準定位，可以降低手術創傷、縮短手術時間、減少手術相關并發癥。在無條件配備術中神經導航的情況下，多數手術方案需基于影像學確立基線，再以基線建立坐標系，通過坐標系將影像學上的病灶投射至患者頭皮。頭部CT掃描常用的標準基線是聽眶線（RBL）、聽眥線［OML，亦稱眥耳線（CML）］和聽眉線（EML），但在實際操作中由于患者躁動、鼾癥、強迫頭位等原因，CT操作人員不易控制掃描角度、難以對準基線，故定位病灶時不能機械地依靠標準基線來標畫體表投影。除此之外，還有一種定位方案是通過測量病灶與影像學上某一解剖標記之間的距離以定位病灶，但是多數情況下顱骨上并無這樣一個標志物可以準確定位病灶，而人工放置參照物需重復掃描［1］，延誤搶救時間。筆者所采用的角尺分規定位法僅依靠角尺和分規工具，利用簡易數學原理，標畫實際掃描基線，并通過弦距定位法將CT圖像中的病灶準確投射至患者頭皮，用于神經外科急診手術。

晶狀體和骨性外耳門是CT檢查中必然掃描且極易辨識的解剖結構。已知兩點以及經過這兩點的兩個層面之間的距離，根據平行線間距離相等和圓切線定理，可應用直角尺畫出這兩個層面的體表投影，即為實際掃描基線；以該基線為基礎，可建立矢狀面上的二維直角坐標系；再通過弦距定位法，在此坐標系中標畫出病灶體表投影［2］。弦為數學術語，系指連接圓形或球體表面任意兩點之間的線段，由此衍生出的弦長公式廣泛應用于工程測繪、勘察設計和大型設備安裝等領域。弦距定位法顯著簡化了顱內病灶的定位和測距，可以將影像學測量數據直接轉化為實際數據投射至患者頭皮［3］。對本組病例的觀察結果表明，角尺分規定位法定位病灶后經校準CT和（或）MRI證實其定位準確，甚至可精確定位較小的病灶（直徑約2 cm，圖2），便于施行小骨窗開顱手術。

自CT和MRI問世以來，多種方法被開發用于開顱手術或穿刺手術前的病灶定位，如立體定向［4］、術前CT引導［5］和影像學導航［6］等技術。目前，立體定向技術和影像學導航技術已十分成熟，但此類技術需要較長的術前準備時間，延誤搶救時間；而且有部分醫院，尤其是基層醫院尚未配備專屬的立體定位頭架或神經導航儀，即使設備齊全，也常因手術量大而無法滿足所有手術的需求，從而限制了立體定向和影像學導航技術的臨床應用。然而一些簡易的替代技術可以達到近似的定位效果，例如利用3D-Slicer軟件的虛擬現實（VR）技術［7］和利用智能手機軟件的增強現實（AR）技術［8-10］輔助定位。利用3D-Slicer軟件的虛擬現實技術使二維圖像重建為三維圖像，并得出定位數據；利用智能手機軟件的增強現實技術，可實現影像學圖像與實際解剖結構的重疊并投射顯影，顯示出此類技術的潛在優勢。然而，上述技術均需對DICOM格式圖片或手機拍攝圖片進行解析，包含了數據獲取和圖像傳輸步驟，這一數據采集、編輯、再利用的過程可能造成誤差。而且，增強現實技術對圖像與解剖結構重疊的契合度要求較高，需與參照物對齊，而手機拍攝的圖片可能受拍攝角度和光影等因素的影響，而造成誤差，影響定位的準確性。上述技術均通過影像學導航的原理，便捷且成本低，但精準性欠佳，需反復多重校對，適用于不具備神經導航系統的醫院進行擇期手術。

圖1角尺分規定位法之定位步驟1a標畫實際掃描基線B 1b標畫病灶最上方層面H、最下方層面L和中心層面M 1c標畫病灶最前點的體表投影a點、最后點的體表投影p點和中心點的體表投影m點1d標畫病灶體表投影Figure 1 Steps of the localization method using a square ruler and dividers Draw the actual baseline B at scan(Panel 1a)．Draw the upper,lower and middle level of the lesion(H,L and M;Panel 1b)．Draw the anterior,posterior and middle point of the lesion(a,p and m;Panel 1c)．Draw the surface projection of the lesion(Panel 1d)．

圖2橫斷面T2WI顯示，角尺分規定位法定位右側額葉淺表腫瘤（箭頭所示）圖3橫斷面CT顯示，角尺分規定位法定位并穿刺引流左側額顳部硬膜下血腫（箭頭所示）圖4角尺分規定位法定位左側基底節區腦出血4a頭皮體表標記，以金屬電極標記并引導穿刺方向4b橫斷面CT顯示，定位標記準確置于病灶靶點的前方和側方投影點Figure 2 Axial T2WI showed localization of a superficial brain tumor in the right frontal lobe by this method(arrows indicate)．Figure 3 Axial CT showed localization and puncture of left frontotemporal subdural hematoma by this method(arrow indicates)．Figure 4 Localization a left basal ganglia hemorrhage by this method．Surface markers of the patient．Metal electrodes were used as markers guiding the direction of puncture(Panel 4a)．Axial CT showed the location marks were accurately placed in the front and lateral projection points of the lesion target(Panel 4b)．

本研究采取的角尺分規定位法，在影像學掃描前無需進行頭皮標記、安裝立體定位頭架等復雜操作，而且掃描時亦無需高標準的影像學數據采集流程，常規橫斷面CT即可滿足應用條件，無需標準基線掃描，且一次掃描即可，無需人為增加額外的定位掃描步驟，本組病例預設靶點與體表標記之間的平均誤差為（3．71±1．62）mm，提示定位后的校準CT并非必須；掃描后無需將影像學數據輸入工作站進行后處理，可直接應用原始數據，無需再編輯和編輯后再投射，且不增加額外費用。角尺分規定位法僅需角尺和分規工具，所適用的神經外科病種十分廣泛，操作簡便、快捷，無需復雜訓練，且準確可靠、穩定性良好。經本組病例觀察證實，角尺分規定位法不僅適用于基層醫院，也同樣適用于手術量較大的神經外科中心，尤其是在術中神經導航系統資源有限的情況下，可降低對其依賴性。

角尺分規定位法也有其局限性，主要適用于幕上病灶的定位，對于顱后窩病灶，由于頸部皮膚的延展性，病灶投射至頭皮可產生較大誤差；此外，CT掃描時矢狀位不居中可造成冠狀位左右傾斜，病灶越深，單側定位的誤差越大，此時，應根據冠狀位的傾斜度估算腦深部血腫高低位的誤差，若左右傾斜嚴重，則需采用角尺分規定位法描畫出血腫在對側的投影范圍，以確定傾斜的基線平面。值得注意的是，對于腦深部病灶，角尺分規定位法僅能定位病變靶點在頭皮的前方和側方投影，穿刺路徑仍需術者根據投影點來確定。因此，該方法不可能達到立體定向的精準度，但是對于急診患者的術前定位和穿刺治療，該方法實用性較強，誤差在可接受的范圍內。

利益沖突無