給神經外科手術“導航”

侯德文

【中圖分類號】R651.1? ? 【文獻標識碼】B 【DOI】10.12332/j.issn.2095-6525.2021.11.237

隨著人民的生活水平越來越高，促使腦腫瘤的發病例逐年上升，已經成為目前影響人類生命健康的重大疾病之一，但是，由于大多數腫瘤呈枝蔓狀生長，是深層或浸潤性的，此外，一些腫瘤體積小，周圍有重要的血管和神經，此外，在手術領域的狀態下，難以在視覺上區分諸如神經膠質瘤的特定病變組織，且組織識別不足。針對這些類型的患者，很難通過常規的神經外科開顱手術找到腫瘤。其次術后常發生諸如昏迷、失語、偏癱等不同程度的神經功能障礙，嚴重者甚至有死亡風險;此外，傳統神經外科手術的成功主要取決于外科醫生多年來積累的豐富經驗和技能。以上這些因素使得難以滿足大多數接受手術的患者的需求。本篇文章就為大家介紹了給神經外科手術的有效“導航”，為往后微創神經外科的發展提供重要依據。

1? 什么是神經外科導航

最近幾年，神經外科導航技術發展迅速，在病灶的精確定位和術中實時導航中很明顯。手術導航系統可幫助臨床醫生準確識別和清除病變組織，以免對重要的血管和大腦的功能區域造成損壞，進而提升手術質量，實現真正的微創手術;其次，它可以有效降低手術和住院時間，減少總體治療費用，減輕家庭經濟負擔。外科導航系統是神經外科領域的一個新的飛躍，通過高性能計算機將微神經外科技術，立體定向技術和現代醫學影像技術相結合，快速，微創，靈活和準確地實現高度統一，它是發展的方向，是微創神經外科的重要組成部分。

2? 神經外科導航技術的原理

神經外科導航系統也稱為無框架立體定向導航系統，它是從框架類型（Frame）立體定向基礎上發展而來的。手術前一天，患者接受了CT或MRI掃描，并在高性能計算機工作站上進行了處理，以重建3D模型，根據該圖像，為患者制定準確合理的手術計劃，選擇最方便、最安全的手術路徑，并對手術過程進行了模擬。在手術過程中，使用精密的紅外定位器動態跟蹤手術器械相對于患者解剖結構的當前位置，并以二維和三維圖像的形式實時顯示在導航界面上，外科醫生可以通過高分辨率顯示（例如當前的手法）從不同方向觀察不同的參數，從而最大限度地避免了重要功能結構的產生。它可以在最短的時間內到達目標病變部位，顯著減少患者的手術創傷，減少手術并發癥，并完成真正的微創手術。

3? 神經外科手術導航現狀

由于導航系統在神經外科領域具有無與倫比的優越性，因此越來越受到醫生的認可。在歐盟，IGS是必要的外科手術輔助神經外科單位。在美國，IGS還廣泛用于各種類型的顱腦手術，包括腦腫瘤，到2005年，美國已安裝了3，000多個IGS。但是，IGS在國內的裝機量不足100臺，主要集中在一些大城市的神經外科，基本上依靠進口設備。 該領域對高端數字醫療設備的研究非常薄弱，缺乏自主創新技術，自主知識產權和民族品牌產品。 市場非常低迷，未來的市場需求正在增長，因此迫切需要具有先進技術和低成本定位的Oracle導航設備。

4? ?神經外科導航發展簡史

4.1有框架 （Frame） 腦立體定向階段

（1）澤諾夫的大腦測量儀在1881年廣泛應用于臨床，成為人類第一個立體定向手術。霍斯利和克拉克在1908年開發了立體定向腦技術。（2）1979年，布朗發明了一種定位框架，用于注冊非功能性神經系統疾病的CT掃描。（3）1993年，臨床上使用了第一臺可以連接到CT和MRI的精密腦定位設備，從而促進了臨床定位技術的應用和推廣。

4.2無框架腦立體定向或影像導向神經外科

（1）1986年，斯坦福醫學院的羅伯茨博士和他的同事開發了第一個安裝在手術顯微鏡上的無框定位系統，并使用超聲波定位。（2）德國Schlondorff和日本Wanatabe在1987年發明了關節臂定位系統，后者首次將其命名為“神經外科導航儀”。

5? 影響神經外科導航系統精確性因素

（1）掃描方式。即圖像錯誤。用于導航和定位的掃描圖像對掃描間距和層厚度有更高的要求，通常，需要連續掃描厚度約2mm的薄層。由于X射線獲得的數據信息，CT圖像沒有失真。但是，由于磁不穩定等多種因素的影響，MRI掃描的圖像容易發生畸變，因此CT的效果好于MRI。尸體頭部MRI檢查中exelimu -04手術導航的記錄誤差和定位誤差分別為2mm和（1.490±0.437）mm。頭部CT測試的套準誤差為1.2mm，定位誤差為（1.413±0.421）mm。但是，由于MRI對軟組織的高分辨率，CT可以清楚地顯示出骨組織的結構。 CT / MRI軟組織融合可以充分利用兩者的優點，因為病變需要很好地顯示骨骼結構。（2）注冊誤差。影響錯誤特定于設備硬件，運營商需要注意并減少的是注冊誤差。（3）術中腦組織移位。術中移位是所有當前導航系統的最大限制。由于導航系統使用術前CT或MRI圖像數據，使用術中部分切除或脫水劑，被拉動的腦組織和腦脊液流出將不可避免地導致腦組織變形，從而偏離術前圖像數據，從而降低了導航的準確性。術中 CT 實時掃描，國內已有應用報告;術中超聲結合術前數據可以更輕松地識別顱內結構。術中開放低視野MRI實時成像和實時導航已被報道為解決術中移位的未來發展趨勢。復旦大學數字醫學研究中心在解決手術過程中腦組織移位等問題上取得了優異的成績，并申請了相關專利。

6? ?結束語

綜上所述，近年來，我國非常重視數字醫療領域。 2006年，第55屆中國國際醫療器械博覽會在深圳舉行。 會議的主題是“數字醫療和醫院信息化”。相信在政府的大力支持下，中國制造的智能神經外科手術導航系統將與臨床醫生的出色手術技能配合發揮更大的作用，幫助神經外科醫師更好、更快地減輕患者的痛苦。