術(shù)中CT與導(dǎo)航系統(tǒng)在神經(jīng)外科的發(fā)展應(yīng)用

李連峰 余新光

（解放軍總醫(yī)院神經(jīng)外科，北京 100853）

伴隨現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，外科手術(shù)朝著愈加精確和復(fù)雜的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的外科手術(shù)方法由于在技術(shù)上的種種限制，往往難以滿足高精度手術(shù)的需求。早在1908年，Horsley和Clarke首次報道了應(yīng)用于動物實驗的立體定向裝置。1947年，Spiegel和Wycis發(fā)明了應(yīng)用于人的立體定向裝置。但直到CT和MRI的出現(xiàn)，影像導(dǎo)航神經(jīng)外科才得到真正的發(fā)展。神經(jīng)導(dǎo)航是將患者的術(shù)前影象資料與術(shù)中病變的實際位置，通過高性能計算機(jī)緊密地聯(lián)系在一起，醫(yī)師通過監(jiān)視屏在手術(shù)過程中實時顯示手術(shù)部位的三維圖象以及手術(shù)器械與腦結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系。Watanabe通過使用神經(jīng)導(dǎo)航，在術(shù)前設(shè)計手術(shù)方案，選擇最便捷、安全的手術(shù)入路，引導(dǎo)術(shù)者直接準(zhǔn)確切除病灶。然而由于術(shù)中患者體位的變化或環(huán)境變化帶來的解剖位置變化，導(dǎo)致術(shù)前圖像不能夠準(zhǔn)確的引導(dǎo)甚至帶來誤導(dǎo)。因此，術(shù)中成像技術(shù)便得到快速發(fā)展，如術(shù)中磁共振成像、術(shù)中三維超聲、術(shù)中CT、術(shù)中三維C臂X線光成像等。通過術(shù)中成像技術(shù)，可以把術(shù)中圖像與術(shù)前圖像進(jìn)行融合，或者省略掉術(shù)前成像，術(shù)中成像簡化了圖像引導(dǎo)外科工作流程，或提供了更多的輔助信息。

1 術(shù)中計算機(jī)體層掃描系統(tǒng)（iCT）的發(fā)展

CT應(yīng)用到醫(yī)學(xué)臨床已有30多年的歷史。這期間CT的硬、軟件技術(shù)經(jīng)歷了幾次大的革命性進(jìn)步，一次是1989年CT在傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)掃描的基礎(chǔ)上，采用了滑環(huán)技術(shù)和連續(xù)進(jìn)床掃描，滑環(huán)技術(shù)使掃描裝置可順一個方向作連續(xù)旋轉(zhuǎn)，配以連續(xù)進(jìn)床，掃描軌跡呈螺旋狀，因而得名螺旋CT（helical或spiral CT）。另一次是1998年多層螺旋CT的問世，使得機(jī)架球管圍繞人體旋轉(zhuǎn)一圈能同時獲得多幅斷面圖像，開創(chuàng)了容積數(shù)據(jù)成像的新時代。這兩次革命性的進(jìn)步在CT發(fā)展史中成為重要的里程碑。而早期的術(shù)中CT僅僅是對診斷用的固定式CT進(jìn)行了改造，將檢查床改造成可用于神經(jīng)外科手術(shù)的手術(shù)床。在手術(shù)中，需要掃描時，將手術(shù)床移向掃描機(jī)架，直至所掃描的部位進(jìn)入機(jī)架中央。掃描結(jié)束后，再將手術(shù)床移開，并可繼續(xù)手術(shù)。具有代表性的是哈佛大學(xué)麻省總院神經(jīng)外科使用的Philips公司的Tomoscan M型可移動式CT。術(shù)中CT的手術(shù)床底部配有滑輪，在掃描時可通過手術(shù)床的移動來進(jìn)行多層面的掃描。掃描器通過至于可活動小車的電纜連接到計算機(jī)。日本Fukui醫(yī)學(xué)大學(xué)神經(jīng)外科使用的Toshiba Xvision/SP高速螺旋術(shù)中CT在設(shè)計上略有不同。它是將掃描機(jī)架固定于一個數(shù)控的基座上，該基座可在一條預(yù)先鋪設(shè)的地面軌道上滑動。需掃描時可將掃描機(jī)架沿軌道移至手術(shù)床的頭端，手術(shù)時再將其移回原先的位置。

2 術(shù)中CT在神經(jīng)外科中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)是基于術(shù)前采集的影像數(shù)據(jù)，因此無法達(dá)到真正意義上的實時導(dǎo)航。而術(shù)中CT的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了這一缺陷。它將術(shù)中腦組織的實際移位情況及各解剖結(jié)構(gòu)之間的空間位置實時的反饋給導(dǎo)航系統(tǒng)，從而實現(xiàn)真正的實時導(dǎo)航[1]。

2.1 術(shù)中CT在顱腦腫瘤手術(shù)中的應(yīng)用

在各類神經(jīng)外科手術(shù)中，術(shù)中CT應(yīng)用最廣泛的是顱內(nèi)腫瘤切除術(shù)。Kubota等[2]報道了156例術(shù)中CT輔助下的顱內(nèi)腫瘤切除術(shù)。其中幾乎所有的大型垂體腺瘤在術(shù)中第一次掃描均發(fā)現(xiàn)有腫瘤殘留而需進(jìn)一步切除。在其余腫瘤中，有2/3在術(shù)者估計腫瘤已全切后行術(shù)中CT掃描后發(fā)現(xiàn)有腫瘤殘留，從而使腫瘤的全切率得到了顯著提高。1997年，koos等[3]報道了術(shù)中CT結(jié)合傳統(tǒng)的無框架神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)用于顱底腦膜瘤及顱咽管瘤的手術(shù)。通過將術(shù)中CT掃描獲得的影像數(shù)據(jù)整合入導(dǎo)航系統(tǒng)，更新原有的術(shù)前影像導(dǎo)航數(shù)據(jù)，可彌補(bǔ)術(shù)中腦移位所引起的導(dǎo)航誤差。Grunert等[4]報道了術(shù)中CT應(yīng)用傳統(tǒng)注冊方法結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)治療膠質(zhì)瘤38例，海綿狀血管瘤14例，轉(zhuǎn)移瘤9例，腦膜瘤9例，其他顱內(nèi)腫瘤11例獲得了滿意的療效，并詳細(xì)介紹了術(shù)中CT的使用流程及注冊方法。Matula等[5]報道術(shù)中CT于神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合用于顯微神經(jīng)外科及神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)，可顯著提高導(dǎo)航的精度。Nakao等[6]也指出，通過CT掃描實時更新導(dǎo)航數(shù)據(jù)不僅提高了導(dǎo)航的精度及腫瘤的切除術(shù)，且對于術(shù)中MRI更為方便易行，對手術(shù)室及手術(shù)器械要求亦不高。Gwinn等[7]報道術(shù)中CT有助于確定深部的關(guān)鍵解剖結(jié)構(gòu)，定位殘留的腫瘤，對避免損傷重要功能結(jié)構(gòu)、降低手術(shù)致殘率起著關(guān)鍵的作用。但他同時認(rèn)為，術(shù)中CT對腫瘤是否全切并非決定性因素。

2.2 術(shù)中CT在顱底、脊柱手術(shù)中的應(yīng)用

由于CT在骨性結(jié)構(gòu)顯示方面的優(yōu)勢，許多神經(jīng)外科醫(yī)師在顱底、脊柱、脊髓手術(shù)中更傾向于選擇術(shù)中CT結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)。Freidberg等[8]人應(yīng)用術(shù)中CT系統(tǒng)評價經(jīng)口脊柱前方減壓術(shù)的準(zhǔn)確性研究中，報道了31例術(shù)中CT輔助下脊椎退行性變的椎管減壓術(shù)，其中17例在術(shù)中掃描評估后需做進(jìn)一步的骨質(zhì)切除，因此術(shù)中CT對提高椎管減壓術(shù)的徹底性有重要意義。在Hum等[9]報道的復(fù)雜顱頸交界區(qū)畸形的前路減壓術(shù)中，術(shù)中CT的使用同樣有助于更充分的減壓。近年來，隨著后路固定技術(shù)的不斷發(fā)展，術(shù)中CT結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于各種釘棒系統(tǒng)固定手術(shù)的研究也引起了許多學(xué)者的注意。據(jù)Kosmopoulos等[10]發(fā)表的薈萃分析顯示，徒手椎弓根螺釘植入術(shù)中穿透局部皮質(zhì)發(fā)生率接近10%，而隨著脊柱導(dǎo)航的使用，螺釘植入過程中的穿透率大大降低，但仍然接近4.8%。術(shù)中CT系統(tǒng)的出現(xiàn)，滿足了術(shù)中實時更新導(dǎo)航數(shù)據(jù)的需要，解決了術(shù)中體位變化及術(shù)中局部解剖變化和導(dǎo)航圖像不一致的問題。2000年，Haberland等[11]人第一次成功的將術(shù)中CT結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合起來，應(yīng)用全脊柱節(jié)段共161個椎弓根螺釘植入手術(shù)，無1例患者出現(xiàn)嚴(yán)重術(shù)中并發(fā)癥。之后的Ebmeier等[12]進(jìn)一步將術(shù)中CT導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于對準(zhǔn)確性要求更高的胸椎椎弓根螺釘置入手術(shù)，結(jié)果顯示在112例手術(shù)，365枚椎弓根螺釘植入過程中，有23枚（6.3%）的椎弓根螺釘植入位置需要術(shù)中調(diào)整，沒有神經(jīng)，心血管，肺損傷或并發(fā)癥的發(fā)生。目前，大多數(shù)學(xué)者一致認(rèn)為術(shù)中CT結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)可以勝任上脊椎等精確度要求較高的螺釘植入手術(shù)。

綜上所述，術(shù)中CT提高了神經(jīng)外科手術(shù)的精確性與安全性。與其他術(shù)中影像技術(shù)相比，其優(yōu)點在于：①對軟組織的分辨率高于B超，對骨性結(jié)構(gòu)的分辨率更是高于MRI；②術(shù)中數(shù)據(jù)采集相對于MRI方便迅速；③無需對手術(shù)室進(jìn)行大的改造，各種常規(guī)手術(shù)器械均可使用。其缺點在于：①對于腦組織特別是幕下結(jié)構(gòu)的分辨率低于MRI；②由于存在放射性，術(shù)中多次掃描對患者及醫(yī)護(hù)人員的影響不容忽視。

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