機(jī)器人輔助立體定向活檢術(shù)在腦深部病變中的應(yīng)用

林 濤 陳志杰 劉 妲 鄧 斌 山常國(guó) 王 輝 郭 強(qiáng) 陳俊喜 李海南 蔡林波

當(dāng)腦深部病變影像學(xué)檢查難以鑒別膠質(zhì)瘤、炎癥、非特異性炎癥或者寄生蟲(chóng)時(shí)，臨床難以制定合適的治療方案，因此，腦內(nèi)深部實(shí)施精準(zhǔn)活檢術(shù)尤為重要。立體定向活檢術(shù)是腦深部病變的重要確診方法[1]。在腦立體定向活檢術(shù)中，機(jī)器人應(yīng)用符合功能神經(jīng)外科追求的精準(zhǔn)、微創(chuàng)、有效的診療理念[2]。神經(jīng)外科機(jī)器人進(jìn)入臨床應(yīng)用已有30多年，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用也有20 多年[3～5]。2015 年6 月至2021 年5 月實(shí)施機(jī)器人輔助腦內(nèi)深部病變活檢術(shù)38例，現(xiàn)總結(jié)如下。

1 資料與方法

1.1 病例選擇標(biāo)準(zhǔn)納入標(biāo)準(zhǔn)：①腦深部病變或者病變位于功能區(qū)，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)極高；②影像學(xué)難以診斷；③影像診斷相對(duì)明確，放化療前需病理確診，如生殖細(xì)胞瘤、淋巴瘤等；④病變惡性程度高或者良性腫瘤術(shù)后復(fù)發(fā)并提示惡化，家屬拒絕再次開(kāi)顱手術(shù)；⑤顱內(nèi)腫瘤綜合治療后需病理鑒別是腫瘤進(jìn)展還是放射性壞死；⑥病人及家屬同意行機(jī)器人輔助下活檢。排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在基礎(chǔ)疾病，全身情況不能耐受麻醉或手術(shù)；②凝血功能存在手術(shù)禁忌；③影像示腦疝形成；④病人及家屬拒絕機(jī)器人輔助活檢術(shù)。

1.2 一般資料38例中，男24 例，女14 例；年齡7～76歲，平均（42.6±20.6）歲。術(shù)前美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)（American Society of Anesthesiologists，ASA）分級(jí)Ⅰ～Ⅱ級(jí)32 例，Ⅲ級(jí)6 例。術(shù)前完善頭顱CT 及MRI（T1、T2、T2FLAIR 及增強(qiáng)掃描）檢查，部分病人行PETCT、MRS 和ASL 等檢查，必要時(shí)行腰椎穿刺術(shù)做腦脊液檢查。31 例表現(xiàn)為彌漫性病變，累及多個(gè)腦葉或部位；7例累及單個(gè)腦葉或者部位。受累最多的部位依次是基底節(jié)22 例，顳島葉17 例，額葉和腦橋各13 例，中腦和胼胝體各3 例；病變最大直徑1.8～11.7 cm，平均（4.65±2.6）cm。

1.3 手術(shù)方法采用ROSA、SINO 機(jī)器人輔助。術(shù)前完善影像學(xué)檢查，包括常規(guī)影像[頭顱MRI 平掃+增強(qiáng)和（或）頭顱CT]、高級(jí)神經(jīng)影像（代謝影像和功能影像）和立體定向影像（MRI 和CT 三維薄掃影像），影像資料以DICOM格式導(dǎo)入機(jī)器人主機(jī)。ROSA機(jī)器人可提前在電腦上進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和靶點(diǎn)選擇，也可在手術(shù)當(dāng)天機(jī)器人主機(jī)上完成；而SINO機(jī)器人只能在主機(jī)上完成。

額葉、頂葉、丘腦、基底節(jié)及鞍上病變采用平臥位頭架固定雙顳部后經(jīng)額入路（圖1B），顱后窩及枕葉-胼胝體壓部等占位固定雙顳部固定頭架采用經(jīng)枕葉/小腦入路（圖1C），顳葉占位固定額部+枕部經(jīng)顳入路（圖1D）。顱后窩病變活檢時(shí)，機(jī)器人與病人固定連接時(shí)應(yīng)該靠近患側(cè)多一些，否則可能出現(xiàn)機(jī)械臂限位不能到達(dá)靶點(diǎn)。鉆孔后可用圓形單極電凝止血，隨后將直徑2 mm 的活檢針按術(shù)前計(jì)劃穿刺到位，用2 ml 注射器吸取病變組織3～4 份。先行術(shù)中病毒檢查，如結(jié)果陰性則調(diào)整穿刺針深度或者更換靶點(diǎn)。ROSA 機(jī)器人可以在屏幕上實(shí)時(shí)觀察穿刺針與靶區(qū)的位置關(guān)系；而SINO機(jī)器人可以通過(guò)更新靶點(diǎn)距離來(lái)判斷深度。拔出活檢針，觀察無(wú)活動(dòng)性出血。如果術(shù)中冰凍切片病理檢查結(jié)果為陽(yáng)性，則結(jié)束手術(shù)；如果為陰性，則調(diào)整深度再次活檢[6]。如果術(shù)中發(fā)現(xiàn)穿刺針口滲血，則留置穿刺針5～20 min，用生理鹽水不斷沖洗借助水壓壓迫止血。如仍擔(dān)心出血較多，則安排術(shù)中CT檢查。

圖1 腦深部病變機(jī)器人立體定向活檢術(shù)體位距離、體位及注冊(cè)要點(diǎn)

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)情況38例行41個(gè)靶點(diǎn)活檢（3例行雙靶點(diǎn)活檢）。7例首次穿刺冰凍切片病理檢查結(jié)果為陰性，其中6 例通過(guò)調(diào)整穿刺點(diǎn)再次穿刺為陽(yáng)性，1 例術(shù)后常規(guī)病理為陽(yáng)性。所有病人均得到確診，確診率為100%。41 個(gè)活檢靶點(diǎn)最多的依次是基底節(jié)區(qū)16 個(gè)，額葉9 個(gè)，中腦和腦橋各3 個(gè)，其余部位0～2個(gè)。25例從右側(cè)入路進(jìn)行活檢，12例從左側(cè)，1例采用雙側(cè)腦葉活檢。

2.2 術(shù)后病理結(jié)果膠質(zhì)瘤24例（WHO分級(jí)Ⅰ～Ⅱ級(jí)4 例，Ⅲ～Ⅳ級(jí)20 例，同一病人不同靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)低級(jí)別膠質(zhì)瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤，則認(rèn)為是高級(jí)別膠質(zhì)瘤），淋巴瘤9例，生殖細(xì)胞瘤4例，淀粉樣變性1例。

2.3 手術(shù)并發(fā)癥術(shù)后發(fā)現(xiàn)術(shù)區(qū)血腫6 例，包括5 例無(wú)癥狀性小出血和1 例嚴(yán)重遲發(fā)性腦出血導(dǎo)致死亡。

3 討論

3.1 多模態(tài)影像對(duì)立體定向活檢術(shù)的作用多模態(tài)影像融合是機(jī)器人立體定向活檢術(shù)的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)[7]。影像融合除了常規(guī)應(yīng)用MRI T1增強(qiáng)外，還可用T2FLAIR 增強(qiáng)影像，腦部病變?nèi)绲图?jí)別膠質(zhì)瘤在T2FLAIR 會(huì)呈現(xiàn)出更大的病灶[8，9]；而聯(lián)合應(yīng)用高級(jí)神經(jīng)影像技術(shù)則可以獲得更多腦部病變的結(jié)構(gòu)、代謝、分子等信息[10～12]，以便設(shè)計(jì)合理的穿刺靶點(diǎn)和路徑。有研究認(rèn)為PET-CT/MRI 高代謝區(qū)代表高增殖區(qū)或者富血管區(qū)域[13～15]，將靶點(diǎn)選擇在這些區(qū)域能提高確診率。Pope等[10]聯(lián)合MRS和PWI確定腦內(nèi)病變穿刺活檢靶點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其精確度高于常規(guī)MRI。Gates 等[11]研究發(fā)現(xiàn)高級(jí)神經(jīng)影像能預(yù)測(cè)Ki-67 指數(shù)，提高腦膠質(zhì)瘤分級(jí)準(zhǔn)確度；活檢時(shí)，聯(lián)合DWI 和PWI 能夠可以彌補(bǔ)采樣不準(zhǔn)的缺陷。王鵬等[16]認(rèn)為MRS指導(dǎo)膠質(zhì)瘤活檢靶點(diǎn)的規(guī)劃并明顯提高準(zhǔn)確率。功能影像，如DTI和fMRI，亦對(duì)功能區(qū)病變的活檢路徑規(guī)劃有極大的幫助[12，17～19]。機(jī)器人重建頭顱三維立體影像需要融合MRI 和CT 三維薄掃影像。MRI 影像既可以采用T1增強(qiáng)影像，方便觀察皮層動(dòng)脈，在規(guī)劃路徑時(shí)避開(kāi)；亦可以采用T2FLAIR影像，對(duì)有些病灶顯示更為明顯。但采用T2FLAIR影像規(guī)劃路徑和靶點(diǎn)必須謹(jǐn)慎，因?yàn)榱鲋芩[會(huì)增加靶點(diǎn)選擇的困難度，還會(huì)遺漏穿刺路徑上的重要血管[20]。

3.2 機(jī)器人影像導(dǎo)入和注冊(cè)要點(diǎn)

3.2.1 影像導(dǎo)入和融合 本文采用的兩種手術(shù)機(jī)器人均可用U 盤或者光盤讀取影像數(shù)據(jù)。ROSA 機(jī)器人導(dǎo)入影像應(yīng)該選擇是否為鏡像圖像，否則注冊(cè)后會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)械臂運(yùn)轉(zhuǎn)到健側(cè)。由于CT值相對(duì)固定，融合影像時(shí)一般將CT 的對(duì)比度和亮度分別調(diào)整為800和400，在提取表面時(shí)將CT 的閾值調(diào)整為430，這樣能清晰顯示CT 的骨窗像。融合圖像通過(guò)影像配準(zhǔn)完成，操作時(shí)先選“中心配準(zhǔn)”，然后再點(diǎn)擊“自動(dòng)配準(zhǔn)”，否則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)退出。

3.2.2 機(jī)器人工作間距 病人外耳道與機(jī)器人操作臂起點(diǎn)的最佳距離在55～70 cm（圖1A）。如距離太短，則機(jī)械臂過(guò)度屈曲，活動(dòng)受限；如距離太長(zhǎng)，則機(jī)械臂無(wú)法到達(dá)靶點(diǎn)。注冊(cè)結(jié)束后，點(diǎn)擊“驗(yàn)證路徑能否到達(dá)”，如無(wú)彈窗提示，則路徑均可到達(dá)。

3.2.3 機(jī)器人注冊(cè)ROSA 具有面部識(shí)別注冊(cè)功能。ROSA和SINO機(jī)器人均可采用骨性標(biāo)記螺釘注冊(cè)功能。用ROSA 機(jī)器人可用史賽克骨科磨鉆協(xié)助置釘，鉆入深度在0.5～1.0 cm，以剛突破板障層最佳。SINO機(jī)器人有專門的配套工具包，可挑選合適的標(biāo)記螺釘置入，深度無(wú)需刻意調(diào)節(jié)，等待電動(dòng)鉆停止運(yùn)轉(zhuǎn)便可，骨性標(biāo)記數(shù)量3～5個(gè)。

ROSA 機(jī)器人的標(biāo)記螺釘末端有一個(gè)圓弧形的凹槽（圖1E），SINO機(jī)器人的標(biāo)記螺釘末端有一個(gè)小的凹點(diǎn)（圖1F）；操作者在選擇注冊(cè)點(diǎn)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)調(diào)低注冊(cè)點(diǎn)約2 mm（圖1G）。許峰等[21]認(rèn)為骨性注冊(cè)的可靠性優(yōu)于面部激光注冊(cè)。我們既往的研究顯示機(jī)器人術(shù)中定位誤差在0.09～0.96 mm，平均（0.51±0.18）mm[6]。

3.3 穿刺活檢要點(diǎn)和術(shù)中冰凍切片病理檢查我們采用的Sedan 側(cè)切穿刺針的工作長(zhǎng)度為198 mm，而我們?cè)跈C(jī)器人上設(shè)置的工作距離在190～192 mm，這是因?yàn)榇┐提樐┒耸怯屑s2 mm 的盲端（圖1H），再加上側(cè)切口長(zhǎng)10 mm，為了保證側(cè)切口的中心點(diǎn)與靶點(diǎn)重疊，我們減去了6～8 mm。我們一般取3～4 份穿刺量進(jìn)行病理檢查。有研究發(fā)現(xiàn)隨著活檢標(biāo)本的增多，活檢的陽(yáng)性率從1個(gè)標(biāo)本的76.5%提高到6個(gè)標(biāo)本的100%[22]。理論上，多次活檢獲取標(biāo)本可能破壞更多的血管組織，從而增加出血的風(fēng)險(xiǎn)，但有研究認(rèn)為這并不會(huì)增加并發(fā)癥的發(fā)生率[22，23]。術(shù)中獲取標(biāo)本后先取1/3量行術(shù)中冰凍切片病理檢查，快速判斷是否為異常組織[24]。本文7 例首次穿刺冰凍切片病理結(jié)果為陰性，6例通過(guò)調(diào)整穿刺點(diǎn)后獲得陽(yáng)性結(jié)果。有研究認(rèn)為至少4個(gè)活檢標(biāo)本方能確保診斷的準(zhǔn)確性[25]。我們認(rèn)為如果術(shù)中冰凍切片病理檢查獲得陽(yáng)性結(jié)果，并不需要獲取4個(gè)以上標(biāo)本量，可避免過(guò)度取材。有研究指出術(shù)中冰凍切片病理檢查活檢陽(yáng)性率在70.1%～97.2%，最終的常規(guī)病理結(jié)果陽(yáng)性率提高到87.6%～98.7%[22，26～29]。

3.4 活檢路徑規(guī)劃要點(diǎn)穿刺路徑避開(kāi)腦內(nèi)重要功能區(qū)，能減少并發(fā)癥。基底節(jié)、丘腦和鞍區(qū)等部位的病變可在仰臥位下經(jīng)額/顳入路用最短的路徑完成活檢。秦峰等[1]采用CRW框架立體定向法對(duì)腦干的病變采用中線旁經(jīng)額、冠狀縫前后入路，或者經(jīng)對(duì)側(cè)額部、跨中線入路（腦干側(cè)方、橋延區(qū)采用）。我們認(rèn)為這些手術(shù)入路不僅路徑長(zhǎng)，還可能損傷重要組織，并不是最佳的活檢路徑。

3.5 機(jī)器人其他操作要點(diǎn)神經(jīng)外科機(jī)器人的精準(zhǔn)定位需要各個(gè)操作步驟均做到位，我們總結(jié)了幾個(gè)要點(diǎn)：①注冊(cè)時(shí)，機(jī)械臂不能用蠻力帶動(dòng)，否認(rèn)容易死機(jī)；②機(jī)械臂的關(guān)節(jié)最大旋轉(zhuǎn)的角度在270°～360°，過(guò)度旋轉(zhuǎn)則活動(dòng)受限，停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)點(diǎn)擊機(jī)械臂復(fù)位即可；③面部識(shí)別注冊(cè)前，避免在眼眶周圍注射神經(jīng)阻滯藥物；④應(yīng)盡可能垂直顱骨進(jìn)入，減少鉆頭在顱骨打滑的風(fēng)險(xiǎn)；⑤路徑規(guī)劃時(shí)，應(yīng)避開(kāi)血管密集的區(qū)域，如無(wú)法避開(kāi)，應(yīng)確保路徑離最近血管的空間距離應(yīng)大于3 mm。

總之，神經(jīng)外科機(jī)器人引導(dǎo)下腦內(nèi)病變活檢術(shù)具有精準(zhǔn)、微創(chuàng)、陽(yáng)性率高的特點(diǎn)，選擇合適的病人并掌握神經(jīng)外科機(jī)器人的使用方法，結(jié)合術(shù)前影像確定靶點(diǎn)、術(shù)中冰凍切片病理檢查等方法是提高腦深部病變立體定向活檢術(shù)確診率并減少相關(guān)并發(fā)癥的關(guān)鍵。