医药学论文：神经导航在颅脑显微手术中的应用研究

【摘要】 目的 总结神经导航系统在颅脑手术中的应用经验及治疗效果。方法 自2002年4月~2004年12月应用神经导航系统(brain LAB vector vision)行颅脑手术152例。结果 所有手术平均坐标精确度误差（2.14±0.91）mm，病灶全切除67.8%，术后症状明显改善59.9%，不变者30.2%，5例脑室和脑脓肿穿刺成功率100%，15例症状加重，本组病例无死亡。结论 神经导航系统准确定位，实时导航，有利于提高手术疗效和降低并发症。
【关键词】 神经导航；颅脑；外科手术
【Abstract】 Objective To summarize the clinical experience and the value of neuronavigator-guided surgery.Methods 152 cases of intracranial lesions were treated with neuronavigation from April 2002 to December 2004. Results The overall mean fiducial error were 2.14±0.91 mm. Total removal was achieved in 69.1%. Postoperatively neurological functions were improved in 59.5%， unchanged in 32.2%， worsen in 15 cases， shunt surgeries in 5 cases successfully performed， no death.Conclusion Our method is reliable and accurate in neurosurgical procedures. The application of this technique improved surgical outcome and decreased surgical complications.
【Key words】 neuronavigation；crania-cerebral；surgery
神经导航系统神经影像技术、显微外科和计算机技术的综合发展应用，其定位准确率高，并提供实时跟踪，成为神经外科必不可少的手术设施。我院从2001年4月~2004年12月应用神经导航系统（brain LAB-vector vision）行颅内手术152例，现报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 本组152例，其中男89例，女63例，年龄5~70岁，平均41岁。其病理性质主要有胶质瘤50例，脑膜瘤33例，垂体瘤17例，听神经瘤和颅咽管瘤各9例，血管母细胞瘤和脑转移癌各4例，脑脓肿3例，脊索瘤2例，脑蛛网膜囊肿2例，颅脑损伤、颅内异物和寄生虫各1例。癫痫16例，其中海马硬化8例，致痫灶4例，钙化灶2例，海绵状血管瘤2例。病变部位于大脑半球68例，颅底47例，胼胝体、丘脑、基底节和侧脑室三角部19例，小脑18例。病灶范围1.2cm×1.4cm~6.0cm×7.5cm，81例病灶周围有不同程度的脑水肿。
1.2 神经导航系统的手术操作
1.2.1 术前准备 术前1天备皮，根据病变部位头皮粘贴标记物(mark），病灶侧5枚，对侧1枚，标记物贴在头皮移动较小的位置。行CT或MRI层厚＜3cm间隙连续扫描，扫描范围包括病灶和标记物。将影像学资料输入计算机工作站，确认标记物并在各层面勾画病灶范围，重建颅脑和病灶的三维形态。做导航手术计划，包括手术切口、骨窗的大小和位置、脑皮层切开的部位等。
1.2.2 导航术中应用 全麻后头架固定头部，安装参考架，用探针依次对各标记物注册（对未粘贴标记物、标记物脱落或怀疑标记物移动的患者采用无标记物注册方式，既Z-touch激光注册），显示病变在头皮的投影范围，设计相应的皮肤切口和骨窗位置。术中根据显示屏出现的患颅脑轴位、冠状位、矢状位和三维图像，掌握病灶大小、方向以及手术路径和周围结构的毗邻关系等多方面信息。
1.2.3 手术过程 术中不使用脱水剂，大脑半球病变避免打开脑裂、脑池和行脑室穿刺以致脑脊液流失而造成脑移位，颅底病变脑脊液流失不至于病灶移位者可打开脑裂、脑池或行脑室穿刺，释放脑脊液降低颅压。切开硬脑膜前后及术中分别用超声对病变进行测量，核实病变移位方向和移位程度，正确定位病变。病变切除过程中使用导航探针了解病变的切除程度以及与正常结构的距离。经蝶窦垂体瘤手术可在导航系统引导下单鼻腔蝶窦入路，顺利切除肿瘤。颞叶癫痫手术导航辅助常规开颅后，应行皮层和深部脑电描记，根据结果确定颞叶皮层的切除范围或在导航系统引导下找到侧脑室颞角，选择性海马和杏仁核切除术，术毕应再次行皮层脑电描记。
2 结果
平均注册误差（2.14±0.91）。152例颅内病灶术中实时导航，全切除103例(67.8%)，其中胶质瘤33例，脑膜瘤28例，听神经瘤7例，颅咽管瘤5例，脑转移癌、血管母细胞瘤各4例，蛛网膜囊肿2例，脑内破碎骨片、颅内异物、脑脓肿和寄生虫各1例，致痫灶16例。全切除胶质瘤中7例功能区星形细胞瘤在实时监控下行等体积切除术，但17例脑深部胶质瘤行大部或次全切除， 2例听神经瘤术中电生理监测，肿瘤与面神经无法分离行大部分切除，4例颅咽管瘤由于囊壁与周围组织粘连紧密未强行分离行部分切除，8例行鼻腔蝶窦手术入路的垂体腺瘤行大部切除。
癫痫患者16例行病灶全切除中，行皮质电极监测，根据皮质异常放电部位8例行海马和杏仁核切除术，3例行多处软膜下横切术，4例行前颞叶切除术，1例行病灶切除加胼胝体切开术。术后仍坚持服药治疗，未再有癫痫发作。3例鞍区肿瘤患者肿瘤切除前行脑室腹腔分流术，导航下置管针置入分流管脑室端，其中2例脑室端穿过透明隔置入双侧侧脑室，皆成功穿刺。脑脓肿患者1例行脓肿切除术，2例先行脓肿穿刺引流，导航下将引流管头端顺利置入脓肿中心。
本组患者术后神经系统功能明显改善者91例(59.9%)，不变者46例(30.3%)，症状加重者15例(9.9%)。
3 讨论
传统的神经外科手术在入路设计、病变寻找以及重要组织保护方面存在一定的局限性，特别是脑深部较小病变和病变颜色、质地同正常组织难以区别的时候，即使经验丰富的神经外科医生亦有可能找不到病变，或不能辨认病变的边界，往往创伤大，导致严重的临床并发症。定位框架和影像学结合后虽能使颅内病变的准确性大大提高，但给病人带来一定的痛苦并经过繁琐的计算，有时影响手术操作及显露。随着计算机影像学发展，无框架定向技术发挥，它把术前CT或MRI等影像学资料和手术实时相结合，通过探针和手术显微镜指导医生准确对病灶定位并实施切除。神经导航系统基本功能是定位准确和实时跟踪。
通过屏幕可以显示解剖结构和病灶的三维空间，科学判断病灶，进行准确定位，包括皮肤切口、骨窗大小和手术入路，特别是半球病变选择最短手术路径［1］。根据术前制订的手术方案，术中避免扩大骨窗，采用探针动态跟踪技术，并通过虚拟延长技术（look ahead view）显示探针前方病变边界的距离以及重要结构，包括视神经、内听道、基底动脉、脑干、重要功能区等，显示病灶和重要结构的关系，肿瘤切除程度，指导手术操作，提高病变切除率，减少副损伤［2］。本组152例病人利用神经导航系统行显微外科手术，全切率达67.8%，神经功能障碍加重者只有15例，取得理想的结果。
不同部位、不同性质、不同大小的病变，术中处理方法不同。对于颅底不因脑移位而致病灶移位的病变，或病变较大者如脑膜瘤、听神经瘤、垂体瘤等，笔者的经验是可以打开脑裂、脑池或行脑室穿刺，释放脑脊液降低颅压，以利于病变的暴露；而大脑半球深部病变、较小病变、活检手术等，术中不宜使用脱水剂，避免打开脑裂、脑池和行脑室穿刺以致脑脊液流失而造成脑移位。低级别星形细胞瘤可行等体积切除术，高度恶性胶质瘤可先在导航指引下分离肿瘤大部边界，再行分块切除，防止肿瘤切除过程中脑组织塌陷移位；颅内范围小，位置深的病灶的寻找往往借助于立体定向技术，导航手术抛弃笨重的框架和繁琐的计算，采用Keyhole手术，开颅范围小，避免手术中正常组织无效暴露，出血小，亦缩短手术时间［3~4］；小骨窗手术符合微侵袭原则，创伤小，但应根据病变体积，有精密手术器械和设备，由有丰富经验的神经外科医师完成，同样取得良好的效果。
神经导航系统对癫痫手术有较大帮助，特别是致痫灶为较小病灶患者和海马硬化患者，但不宜追求小骨窗，应根据术前电生理定位适当扩大开颅范围，以便术中行皮层电极监测，根据结果，除行病灶切除外，再次行其他术式，追求最佳治疗效果。本组病例中，2例患者行多处软膜下横切术，4例患者行前颞叶切除术。导航穿刺和导航活检查术是神经导航手术优点之一，特别是颅内病变致脑室变形移位，本组2例行术前脑室穿刺，2例脑脓肿置管引流，穿刺置管过程皆准确顺利，避免常规穿刺不能完成的尴尬。导航活检术操作简单，动态观察，并可行多靶点穿刺。
将无框架立体定向神经导航系统与脑磁图结合在脑功能区及其邻近部位的肿瘤病变显微手术中意义重大［5］，术前脑磁图定位的皮质功能区传输到神经导航系统制定手术计划，术中在导航指引下将脑肿瘤和重要功能区位置范围明确标记出来，准确观察病灶距功能区距离、方位、功能区移位程度、变异情况等，比普通导航手术功能区定位更精确，更有利于功能区的保护，大大减少了致残率。Ganslandt等［6］对50例病灶邻近皮质运动区的病人术前用MSI确定运动区及感觉区，与神经导航系统结合实施外科手术，最大限度地保留神经功能，取得良好效果。研究认为神经导航系统与脑磁图对脑肿瘤外科治疗发挥重要的作用，特别是低级别胶质瘤，提高全切率，降低死亡率，减少功能障碍的发生。
神经导航精确度受脑移位影响，原因包括病变部位、体积、脑水肿程度、骨窗范围、脑脊液流失、脱水剂应用等，解决方法用术中超声或MRI纠错［7，8］。神经导航手术定位准确，实时导航，在颅内病变应用越来越普及，有助于提高病变切除率，保护神经功能，降低手术并发症。