多模態神經導航聯合術中超聲及熒光素鈉引導高級別膠質瘤精準切除

【摘要】目的通過將多模態功能神經導航影像融合技術與術中熒光素鈉引導技術及術中超聲技術進行聯合，探究其在高級別膠質瘤切除手術中的應用價值。方法收集2018年1月—2024年2月于內蒙古自治區人民醫院就診并使用多模態功能神經導航及超聲技術行顱內高級別膠質瘤切除的98例患者的臨床資料，采用隨機數字表法將患者隨機分為觀察組和對照組，每組各49例。對照組使用多模態功能神經導航及術中超聲技術行顱內高級別膠質瘤切除，觀察組使用多模態功能神經導航及術中超聲技術聯合術中熒光素鈉行顱內高級別膠質瘤切除，對兩組患者術后腫瘤切除程度、術后肌力改善情況、術后有無并發癥、有無新發神經功能障礙、手術時間等指標進行統計學比較。結果兩組患者在性別、年齡、腫瘤部位、病理分級等資料上無統計學意義（ Pgt;0.05 ）。觀察組腫瘤全切除率 （91.84% ）明顯高于對照組腫瘤全切除率（ 75.51% ），其差異具有統計學意義 ；觀察組術后肌力改善情況高于對照組，其差異具有統計學意義 6.498，P=0.011 ）；術后新發功能障礙觀察組低于對照組，其差異具有統計學意義 ，術后并發癥發生率觀察組與對照組無統計學意義 ，觀察組手術時間相較于對照組減少，其差異有統計學意義（ ：t=2.621，P=0.010） 。結論多模態功能神經導航影像融合技術聯合術中熒光素鈉及術中超聲技術用于顱內高級別膠質瘤切除能清楚地辨別腫瘤組織與正常腦組織的位置關系，可在保護重要血管、神經、傳導束的基礎上達到對膠質瘤組織的最大程度切除，并明顯降低神經系統損傷，減少術后并發癥，改善患者預后。

【中圖分類號】 R739.41 【文獻標志碼】A 【文章編號】1672-7770（2025）02-0158-08

Abstract： Objective To investigate the value multimodal functional neuronavigation image fusion in conjunction with intraoperative fluorescein sodium and intraoperative ultrasound in highgrade glioma resection. MethodsThe clinical data 98 patients treated from January 2018 to February 2024 who underwent resection high-grade intracranial glioma using multimodal functional neuronavigation and intraoperative ultrasound were collected and randomly divided into observation group and control group by random comparison table method， with 49 cases in each group. The control group was given multimodal functional neuronavigation and intraoperative ultrasound to perform high-grade intracranial glioma resection. The observation group was given multimodal functional neuronavigation and intraoperative ultrasound combined with intraoperative fluorescein sodium to perform high-grade intracranial glioma resection. The postoperative tumor resection extent， improvement postoperative muscle strength， postoperative complications， new neurological dysfunction and operation time were statistically compared between the two groups. Results Through the summary the original data， there was no statistical significance in gender， age， tumor location， pathological grade and other data between the observation group and the control group（ Pgt; 0.05）， and the data were comparable. The results showed that the total tumor resection rate in the observation group （91.84% ）was significantly higher than that in the control group （75.51% ），and the difference was statistically significant . The improvement muscle strength in the observation group was significantly higher than that in the control group ， ）. The incidence postoperative new dysfunction in the observation group was lower than that in the control group， and the difference was statistically significant The incidence postoperative intracranial infection complication was not statisticaly significant between the observation group and the control ， the incidence pulmonary infection was not statistically significant ，and the incidence epilepsy was not statistically significant . The operation time in the observation group was less than that in the control group， and the diffrence was statistically significant （ t=2.621，P=0.010 ）. Conclusions Multimodality functional neuronavigation image fusion technology combined with intraoperative fluorescein sodium and intraoperative ultrasound can clearly distinguish the position relationship between tumor tissue and normal brain tissue， and can achieve the maximum resection glioma tissue on the basis protecting important blood vessels， nerves and conduction surgery， obviously reducing the injury nervous system， reducing postoperative complications and improving the prognosis patients.

Key words： multimodal imaging fusion； neuronavigation； fluorescein sodium； intraoperative ultrasound； high grade glioma

世界衛生組織在2021年將顱內膠質瘤按其血管增生情況、細胞分裂及壞死情況分為1～4級，其中3～4級膠質瘤被稱為高級別膠質瘤（high-gradeglioma，HGG）[1]，在HGG的手術治療中，最大范圍地安全切除是治療的核心原則[2]。多模態功能神經導航技術使患者術中實際腫瘤位置信息與術前融合了多種模態影像學資料生成的三維影像信息相匹配，對術者起到了實時指導，避免術中對功能區及腦部重要組織結構造成損傷，術中超聲具有實時、方便、安全性高、定位準確、操作簡便、可反復使用等優勢，可有效彌補因腦組織漂移引起的導航誤差[3]，而熒光素鈉（fluorescein sodium，FLS）引導技術可以實現術中腫瘤邊界可視化，因操作相對簡便、準確性高等優勢，逐漸被人們關注，幫助外科醫生在術中實時標記腫瘤位置，提高腫瘤的切除程度[4-5]。本研究收集2018年1月—2024年2月于內蒙古自治區人民醫院就診并使用多模態功能神經導航聯合術中FLS及超聲技術行顱內高級別膠質瘤切除的98例患者，旨在探究其在高級別膠質瘤切除手術中的應用價值。現報告如下。

1資料與方法

1.1一般資料共納人98例使用多模態功能神經導航聯合術中FLS及術中超聲技術行顱內高級別膠質瘤切除的患者，采用隨機數字表法將患者隨機分為觀察組和對照組，每組各49例。對照組使用多模態功能神經導航及術中超聲技術行顱內高級別膠質瘤切除，觀察組使用多模態功能神經導航及術中超聲技術聯合術中FLS行顱內高級別膠質瘤切除。觀察組中，男33例，女16例；年齡大于60歲有33例，小于60歲有16例；腫瘤位于額葉14例，頂葉7例，葉10例，枕葉5例，額頂葉4例，額葉6例，頂枕葉3例；病理分級為3級有30例，4級有19例。對照組中，男38例，女11例；年齡大于60歲有30例，小于60歲有19例；腫瘤位于額葉12例，頂葉7例，葉11例，枕葉8例，額頂葉3例，額葉6例，頂枕葉2例；病理分級3級33例，4級16例。納人標準：（1）術前頭部增強核磁等影像學檢查診斷為膠質瘤的患者；（2）術前均未行放療及化療；（3）影像學檢查顯示膠質瘤位于小腦幕上；（4）術前意識清楚能配合各項檢查；（5）首次接受手術且無手術禁忌證；（6）患者及家屬同意加人此項研究。排除標準：（1）肝腎功能差不能耐受手術的患者；（2）FLS皮試過敏患者；（3）不能行核磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）檢查且未制作術前導航計劃的患者；（4）顱內多發膠質瘤不能完成腫瘤全部切除；（5）不能耐受MRI增強檢查者。本研究通過了內蒙古自治區人民醫院醫學倫理委員會批準（審批號：202407860L），所有人組患者均簽署知情同意書。所有熒光和非熒光手術均由同一科室三組神經外科醫生進行。

1.2 研究方法

1.2.1手術方法觀察組與對照組患者術前完善患者頭顱多平面計算機斷層掃描（computedtomography，CT）、MRI及增強序列、彌散張量成像（diffusiontensorimaging，DTI）、磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）、磁共振靜脈造影（magnetic resonance venogram，MRV）、彌散加權成像（diffusionweightedimaging，DWI）、計算機斷層掃描血管造影（computed tomography angiography，CTA）等影像學檢查，將獲取的影像資料導人德國Brainlab功能神經系統導航軟件中，描邊后確定腫瘤組織范圍，初步了解腫瘤組織與重要神經纖維傳導束、錐體束、大血管的空間關系，進行圖像融合后使腫瘤組織可達到3D顯示的效果，根據此三維圖像確定手術導航計劃（圖1）。根據術前定制的導航計劃，于術中實時定位腫瘤位置、錐體束及血管的關系，減少術中對正常腦組織及血管的損傷。切除過程中使用神經導航探針探查腫瘤邊界，聯合術中超聲（汕頭超聲公司生產的CTS-7700型全數字超聲顯像診斷儀）再次探查，彌補神經導航因腦脊液流失，腦組織發生漂移，引起的定位誤差（圖2、3）。

觀察組患者均于術前行FLS過敏測試，如患者FLS皮試陰性，在開皮前按 體質量配制FLS注射液后推注人靜脈中。全麻完成后安裝并連接導航設備，使用導航探針對患者頭部各骨性標志進行定位注冊，通過術前導航計劃對患者腫瘤的體表投影進行標記，確定頭皮切開范圍。碘酒酒精消毒后鋪設手術單并更換導航架，將導航探針在手術切口范圍內移動，觀察導航工作站顯示頁面是否與探針同步。常規開顱，暴露硬腦膜，在使用多模態功能神經導航探查腫瘤組織的同時聯合術中超聲，將二者結果進行比較，確定腫瘤位置。切開硬腦膜，暴露大腦皮層及腫瘤組織，選擇合適入路后使用Pentero900CarlZeiss顯微鏡進行腫瘤切除，術中根據腫瘤切除情況切換顯微鏡白光與 黃熒光模式，在 熒光模式下可見腫瘤組織呈現明顯黃染，與瘤周正常腦組織存在明顯邊界。根據術前定制的導航計劃，于術中實時定位腫瘤位置、錐體束及血管的關系，減少術中對正常腦組織及血管的損傷。切除過程中使用神經導航探針探查腫瘤邊界，聯合術中超聲再次探查，取瘤鑷夾取黃染明顯及較淡的邊界腫瘤組織送術中冰凍，確認腫瘤全切后將顯微鏡轉換為YELLOW560熒光模式后觀察瘤腔周圍是否存在殘留黃染的腫瘤組織，若無黃染即表明切除至腫瘤邊界，需再使用導航探針及術中超聲與腫瘤邊界比較，以達到腫瘤全部切除的目的。術后腫瘤組織送病理及分子病理。見圖4。

1.2.2觀察指標主要觀察指標為腫瘤切除程度。觀察組與對照組患者均于術后 復查頭部增強MRI，選取 增強序列的最大層面，按照腫瘤體積 =4/3× 軸位最大徑 × 軸位最大垂徑 × 最大高徑的計算公式計算腫瘤體積，將術前體積與術后體積進行比較評價腫瘤切除率，其中切除率 gt;100% 為全切除， 為次全切除。見圖5-7。

次要觀察指標：（1）比較觀察組患者術后肌力較術前變化情況與對照組患者相比改善是否明顯；（2）比較觀察組患者術后新發功能障礙相較于對照組是否減少；（3）比較觀察組患者術后并發癥（顱內感染、肺部感染、癲癇）相較于對照組是否減少；（4）比較觀察組患者手術時間相較于對照組是否縮短。

1.3統計學分析使用SPSS26.0統計學軟件對數據進行統計學分析。計量資料采用均數 ± 標準差 表示，配對設計使用配對 檢驗。計數資料單位采用例數 （%） 表示，組間比較采用 檢驗。以Plt;0.05 為具有統計學意義。

2結果

2.1一般資料分析 本研究分別納入對照組49例，觀察組49例，觀察組與對照組患者在性別、年齡、腫瘤部位、病理分級等資料上無統計學意義，其數據具有可比性（ ，見表1。

2.2兩組手術資料比較觀察組腫瘤全切除45例（91.84% ），次全切除4例 （8.16% ）；對照組腫瘤全切除37例 75.51% ），次全切除12例 （24.49% ）；觀察組腫瘤全切除率相較于對照組腫瘤全切除率明顯升高，其差異具有統計學意義 0.029）。觀察組術后肌力較術前有42例85.71% ）得到改善，3例（ ）下降，4例（ 8.16% ）無變化；對照組術后肌力較術前有31例63.27% ）得到改善，10例 （20.41% ）下降，8例（16. 32% ）無變化；觀察組術后肌力改善情況相較于對照組升高，其差異具有統計學意義 ， ）。觀察組術后3例 （6.12% ）在出現新發功能障礙，46例 93.88% ）無新發功能障礙；對照組10例 20.41% ）在術后出現新發功能障礙，39例79.59% ）無新發功能障礙；觀察組術后新發功能障礙觀察組低于對照組，其差異具有統計學意義 .346， ）。觀察組術后5例C 10.20% ）出現顱內感染，6例 12.24% ）出現肺部感染，1例 （2.04% ）出現癲癇。對照組術后9例（ 18.37% ）出現顱內感染，9例（ 18.37% ）出現肺部感染，2例 （4.08% ）出現癲癇。觀察組術后顱內感染并發癥發生率與對照組相比無統計學意義 1.333， P=0.248 ），肺部感染發生率有統計學意義 ，癲癇發生率無統計學意義（ ）。觀察組手術時間為（294. 17.730） ，對照組手術時間為（305. 23.010）min ，觀察組手術時間相較于對照組減少，其差異有統計學意義（ 。兩組患者在術前及術中使用FLS引導膠質瘤切除過程中均未出現過敏現象。見表2。

3討論

隨著影像診斷技術的發展，多模態圖像集成技術隨之誕生，并在此基礎上結合神經導航進行實時影像導航。多模態影像整合是通過加強各成像原理的優勢，建立多模態影像，從而了解病變組織與周圍解剖結構的關系，得到更加準確的判斷，為患者提供更加合理的治療方案[67]。本研究中，所有人組患者在術前均制定多模態功能神經導航計劃，描繪腫瘤組織在顱內的三維圖像，在切皮前使用多模態功能神經導航工作站對腫瘤組織進行定位，設計手術切口。在研究過程中本研究發現使用多模態功能神經導航對腫瘤組織進行定位設計手術切口可以在縮小骨窗的基礎上完全暴露腫瘤組織，幫助術者對腫瘤組織進行準確定位，避免了因為骨窗面積過小再次游離骨瓣而導致的手術時間延長及出血量增加的情況。本研究結果表明，使用多模態功能神經導航聯合術中FLS及術中超聲的觀察組相比于使用神經導航及術中超聲的對照組，手術時間明顯更短，避免了手術過程中因對腫瘤組織邊界辨別不清而反復使用神經探針探查所致的手術時間延長的問題。在本研究中兩組患者均使用了神經導航及術中超聲，盡管多模態功能神經導航提高了顱內腫瘤切除的準確性，但其也存在一定局限性：（1）腦組織位移導致導航出現偏差，由于手術過程中腦脊液得到釋放，顱內壓降低，且手術過程中對腦組織牽拉等原因導致腦組織發生位移，此時再使用神經導航進行邊界確定會產生誤差；（2）影像融合產生誤差，在影像融合過程中，需保持基線一致，若基線存在差異則融合后神經導航中的三位腫瘤組織與實際腫瘤組織會有較大差異。針對上述問題，在術前影像融合時應保持基線統—[8-9]。術中使用超聲、CT、MRI等實時影像學工具，使用FLS等熒光染色劑，減少使用甘露醇等降顱壓藥物，防止腦脊液缺失從而抑制腦組織漂移。

本研究術中使用的是德國CarlZeiss公司生產的Pentero900顯微鏡，此顯微鏡配備YELLOW560專用濾波器，術中使用小劑量FLS（ 2mg/kg），切皮前靜脈滴注，術中根據手術情況自由切換白光與黃熒光模式。Acerbi等[10]將大劑量 FLS（ 應用于腦膠質瘤切除后統計發現 82.6% 的腫瘤組織實現了完全切除，其對腫瘤組織的敏感性和特異性分別達到了 80.8% 和 79.1% 。本研究在最初的手術中將 的FLS對患者進行靜脈滴注時發現腫瘤周圍出現明顯的黃染，嚴重影響了術中對腫瘤組織的判斷，因此本研究降低了FLS的濃度，改為 后在切反前進行靜脈調注，發現在此種濃度下仍可以獲得良好的腫瘤染色效果，減輕了對硬腦膜的染色，同時在YELLOW560黃熒光下對腫瘤進行切除，取得了良好效果。本研究通過對兩組數據進行研究發現，觀察組與對照組相比腫瘤全切除率明顯提高，且手術時間觀察組也明顯低于對照組，一方面是由于FLS的使用可以幫助術者準確判斷腫瘤組織邊界，減少了術中探查時間；另一方面是避免了腦組織漂移所導致的神經導航定位不準確。在術后并發癥方面，觀察組與對照組在顱內感染、肺部感染和癲癇無差異，總體來說FLS的使用并不會影響術后并發癥的發生率[]。本研究在對腫瘤組織切除的過程中發現，若開皮與FLS靜脈給藥的時間差過大會使腫瘤組織的黃染效果降低，這可能與FLS被肝臟、腎臟吸收排泄所致；而開皮與FLS靜脈給藥的時間差過小可導致在切除腫瘤組織過程中FLS從受損血管中泄漏，使手術視野更加模糊，因此本研究在前期通過對不同患者在切皮前選擇不同給藥時間發現，在切皮前 將FLS對患者進行靜脈給藥可以在保證腫瘤組織明顯熒光顯像的基礎上減少泄漏的發生，使術野更加明亮，有助于對腫瘤組織的完全切除，且術后因FLS導致的過敏現象發生率相對減少，部分患者出現的皮膚鞏膜黃染癥狀也在 內逐漸消失。目前并沒有指南給出FLS的合適給藥時間，因此在臨床實踐中要根據個體情況和實際需要，選擇合適的劑量和給藥時機，設立更大樣本的前瞻性研究進行進一步探索[12-13]。本研究發現觀察組腫瘤全切除率明顯高于對照組腫瘤全切除率，觀察組術后肌力改善情況高于對照組，術后新發功能障礙觀察組低于對照組，觀察組手術時間相較于對照組減少，其差異有統計學意義。本研究結果顯示，術中使用超聲聯合FLS可以有效彌補神經導航因腦組織漂移產生的誤差，與對照組相比，觀察組患者腫瘤全切除率明顯高于對照組，這證實了在使用多模態功能神經導航的基礎上聯合術中FLS及超聲盡可能的切除黃染的腫瘤組織，可以彌補因腦組織漂移而帶來的缺陷，保護正常腦組織，提高了腫瘤切除率，減少術后并發癥及新發神經功能障礙。

隨著“精準神經外科”概念的提出，為了達到腦膠質瘤的全面切除，術中實時影像技術正逐步發展，其中包括術中CT、術中MRI術中超聲、術中電生理等技術。在以往的研究中，術中MRI的應用明顯提高了膠質瘤切除程度且延長患者生存期，但由于術中應用MRI使得手術時間延長且費用高從而限制了其發展。近年來術中超聲的使用成為一種普遍的醫學成像方法，在臨床上得到廣泛應用[14-15]。將術中超聲應用于顱內膠質瘤切除后發現術中超聲明顯提高了腫瘤切除率，在最大限度保留腦功能的同時可以對腫瘤組織提供實時定位，反映腫瘤大小和形狀，同時探查有無腫瘤殘余。手術過程中發現去除骨瓣后硬腦膜存在位移，而打開硬腦膜后由于腦脊液流失使得腦組織發生漂移，這也導致了神經導航的使用存在一定誤差；然而術中超聲可以彌補神經導航的誤差[1]，在打開硬腦膜后使用術中超聲對腫瘤組織進行定位，本研究發現HGG腫瘤組織在影像上表現為內部不均勻回聲，腫瘤組織與周圍腦組織邊界不清；一方面由于術中使用超聲技術可有效預防腦組織漂移，不會明顯增加手術時間，并可提供可靠的實時術野更新，明確腫瘤組織及周圍解剖結構，提高膠質瘤患者術中圖像質量；另一方面是FLS的存在使得腫瘤組織顯像，在一定程度上提高了腫瘤切除程度，但由于手術時間長、血腦屏障破壞程度等原因使得腫瘤組織并不能達到 100% 完全顯像，而在此基礎上聯合術中超聲可以幫助術者在術中探查是否存在腫瘤殘余，這在一定程度上提高了腫瘤切除率[17]。觀察組肌力改善達到42例，而對照組僅為31例，考慮是由于提高腫瘤切除率可以減少對周圍正常腦組織壓迫等損傷，減輕腦水腫，尤其是臨近功能區腫瘤，術后觀察組的肌力改善優于對照組；術后新發神經功能障礙觀察組相比于對照組也明顯減少，這表明術中超聲可對腫瘤組織進行準確定位，采取最合理的手術方式，減少術中因為牽拉對正常腦組織的損傷，改善患者術后生存質量。盡管超聲技術有著簡便，實時、便攜、性價比高等優點，也有一些局限性，如術者需充分了解顱內各組織及膠質瘤的超聲表現，當術者缺乏相關影像學知識時，則對術中超聲圖像的采集和分析產生錯誤，且由于偽影的存在使得圖像質量無法得到保證，另超聲圖像多為二維圖像，對顱內深部腫瘤無法準確辨別[18-19]。

多模態功能神經導航聯合術中FLS及術中超聲引導HGG切除術與傳統手術相比具有更大優勢，在手術過程中使用神經導航能更加清楚地了解血管、傳導術及腦功能區與腫瘤組織的解剖關系，而FLS的使用讓術者在手術顯微鏡下可以清楚地識別黃染的腫瘤組織及正常腦組織，術中超聲的應用可有效防止腦組織漂移，為術中提供實時顱內腫瘤組織影像信息，通過將上述三種輔助技術聯合使用，使得患者腫瘤切除率明顯提高，術后肌力改善更加明顯，減少并發癥的發生，術后生存率得到明顯提升，減少了術中對神經及傳導束的損害。這證明了神經導航聯合FLS顯像等輔助技術作為顱內HGG切除工具是未來神經外科手術的發展趨勢，相信隨著手術新輔助技術的出現，手術過程可做到更加精確，患者預后可明顯提高。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。作者貢獻聲明：王忠、張瑞劍負責研究設計、論文撰寫、分析數據；周志彪、張曉軍、韓志桐、趙衛平、楊文博、邢棟、王俊青負責研究設計，手術實施，研究指導，論文修改；楊蔚然、王飛、宋鈺輝負責采集、整理、分析數據。

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