新型影像導(dǎo)航鼻內(nèi)窺鏡綜合系統(tǒng)在鼻竇與顱底外科手術(shù)中的應(yīng)用

上個世紀(jì)70年代，奧地利科學(xué)家瓦爾特·麥塞克林格(WalteroMesserklinger)發(fā)明了鼻內(nèi)窺鏡并應(yīng)用于臨床治療。隨著鼻腔鼻竇應(yīng)用解剖、生理學(xué)、病理學(xué)及影像診斷新技術(shù)等學(xué)科的介入和發(fā)展，新的功能性內(nèi)窺鏡鼻竇手術(shù)(FESS)設(shè)備不斷涌現(xiàn)，功能性鼻內(nèi)窺鏡系統(tǒng)一般配有LED冷光源、攝像機(jī)和顯示器，可深入到鼻腔內(nèi)，使深藏在鼻腔內(nèi)的病理改變清晰顯示，其亮度相當(dāng)于無影燈的20倍，3.5 mm的小孔可將病變組織放大500倍，整個過程視野清晰，一目了然，使手術(shù)達(dá)到更精細(xì)的效果，并且可以到達(dá)以前不易到達(dá)的區(qū)域。雖然該技術(shù)在實際中已廣泛開展，且部分嚴(yán)重的并發(fā)癥也仍可能會發(fā)生，但其發(fā)生率已大大低于傳統(tǒng)手術(shù)治療;另外一個原因則是FESS手術(shù)例數(shù)不斷地增長，這都會促使外科手術(shù)醫(yī)生在復(fù)雜且細(xì)微的解剖結(jié)構(gòu)區(qū)域手術(shù)時加倍小心。

為了改變這種局面、提高手術(shù)的安全性，已有人嘗試將計算機(jī)與影像導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合起來，在術(shù)中提供實時影像，顯示手術(shù)徑路及手術(shù)器械的位置變化;目前已在神經(jīng)外科手術(shù)中開展。近期，已經(jīng)出現(xiàn)了幾種不同類型的坐標(biāo)定位系統(tǒng)，如聲導(dǎo)型、機(jī)械臂型、電磁感應(yīng)型以及光感應(yīng)型。這些設(shè)備的主要缺點在于成本較高、設(shè)置的復(fù)雜，部分設(shè)備還要求固定在患者的頭部，均缺乏一定的可靠性與準(zhǔn)確性。本文主要介紹一種綜合了影像導(dǎo)航、功能性鼻內(nèi)窺鏡與計算機(jī)全新系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理、存在的優(yōu)點與注意問題。

1 結(jié)構(gòu)與原理

一種基于功能性鼻內(nèi)窺鏡的新影像導(dǎo)航綜合系統(tǒng)是由特制的頭戴式耳機(jī)、電磁感應(yīng)發(fā)射器、接收器、CT掃描儀、計算機(jī)集成顯示系統(tǒng)組成，通過使用電磁感應(yīng)坐標(biāo)定位技術(shù)，將磁場放于手術(shù)區(qū)域的上方，計算機(jī)通過判斷電磁信號的變化，確定坐標(biāo)位置。

此系統(tǒng)需要患者頭部佩戴特制的裝置(含有7個基準(zhǔn)點)，固定在鼻根部及外耳道等部位。術(shù)前進(jìn)行CT掃描時，掃描范圍必須包括所有基準(zhǔn)標(biāo)定點，并確保他們與患者真實解剖位置的恒定關(guān)系。計算機(jī)通過接收到電磁數(shù)據(jù)重建，得到患者軸位、冠狀位、矢狀位CT圖像;通過院內(nèi)局域網(wǎng)傳輸，將會實時出現(xiàn)在分辨率為1280×1024的LCD顯示器中，同時存儲于該手術(shù)室計算機(jī)系統(tǒng)硬盤中。而在手術(shù)中，患者仍需佩戴相同的頭部裝置，將電磁信號發(fā)射器與該計算機(jī)系統(tǒng)相連，確保與術(shù)前CT掃描的結(jié)果相互對應(yīng);電磁信號接收器則附于吸引器上，二者均與計算機(jī)相連。手術(shù)時，在患者(軸位、冠狀位、矢狀位)CT顯示屏上實時顯示帶有電磁信號接收器的吸引器的位置變化，術(shù)者據(jù)此判斷手術(shù)器械所在的解剖位置。

2 優(yōu)點與注意問題

相比其他系統(tǒng)而言，這種鼻內(nèi)窺鏡影像導(dǎo)航綜合系統(tǒng)具備許多優(yōu)點:①實用性高，人機(jī)對話界面友好，主治醫(yī)生通過簡單培訓(xùn)可直接操作相關(guān)臨床分析軟件，綜合系統(tǒng)安裝配置等術(shù)前準(zhǔn)備時間少于10 min，而且不需要額外的專業(yè)人員;②術(shù)前CT掃描與進(jìn)行手術(shù)的時間間隔由幾天可延遲到幾周，不再需要二次CT掃描，從而減少患者額外負(fù)擔(dān);③提高患者佩戴頭部裝置的活動性，不需要再次校準(zhǔn)和固定架或手術(shù)床固定;④手術(shù)醫(yī)生身體的遮擋不影響LED燈光的正常使用;⑤高精確度，平均誤差小于1 mm;⑥實時顯示目標(biāo)位置，所有相關(guān)的信息都將顯示在計算機(jī)顯示器中，比如包含內(nèi)窺鏡坐標(biāo)的CT掃描圖等;⑦綜合系統(tǒng)裝置由塔式結(jié)構(gòu)組成，簡單且易于移動，能夠快速配置在不同的手術(shù)間進(jìn)行;手術(shù)間頂棚上不需要安裝額外的設(shè)備或手術(shù)架;⑧配備了金屬探測器，一旦出現(xiàn)金屬干擾，立即發(fā)出報警信息。

由于一些客觀存在的因素，這種鼻內(nèi)窺鏡影像導(dǎo)航系統(tǒng)并非完美，為了實現(xiàn)該綜合系統(tǒng)較高的可靠性，外科醫(yī)生必須了解該系統(tǒng)的原理并注意以下問題:①術(shù)前CT掃描及手術(shù)時患者佩戴的頭部裝置必須保持位置相對一致，即患者佩戴的耳機(jī)裝置應(yīng)避免受到諸如傾斜、拉扯、懸垂等外力的作用，保證設(shè)備的精確度，避免出現(xiàn)誤差。②術(shù)前CT掃描范圍需涵蓋所有7個基準(zhǔn)點，才能獲取準(zhǔn)確的影像數(shù)據(jù)，而標(biāo)定的基準(zhǔn)點分布的范圍可能較大，從而導(dǎo)致患者接受增加額外的照射劑量。③外科醫(yī)生必須準(zhǔn)確無誤地判讀CT片，熟悉手術(shù)區(qū)域的解剖結(jié)構(gòu)，影像導(dǎo)航系統(tǒng)僅僅起到輔助作用。④在手術(shù)前的準(zhǔn)備應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)可視化匹配:先將吸引器放于明顯的解剖標(biāo)志上，如鼻中隔骨棘、中鼻甲前端等，將CT顯示屏上顯示的實時位置與鼻內(nèi)窺鏡下檢查的結(jié)果進(jìn)行比對，觀察是否一致，如有誤差則檢查頭部佩戴裝置是否正確。⑤避免吸引器受到外力的作用而發(fā)出錯誤的位置信息，以免導(dǎo)致電磁接收器接收錯誤的位置信息。某些確實無法達(dá)到的結(jié)構(gòu)位置，如額竇底部，應(yīng)避免再次深入導(dǎo)致探針扭曲。⑥手術(shù)進(jìn)行時，應(yīng)保證電磁信號傳導(dǎo)的暢通，避免出現(xiàn)金屬物品干擾。⑦該系統(tǒng)無法提示切除組織的結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)。

3 總結(jié)

國外文獻(xiàn)表明，使用該系統(tǒng)5年來，已有醫(yī)院成功完成40例以上前顱底區(qū)域腫瘤手術(shù)，治療效果較為滿意，而且無嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。該系統(tǒng)特別適合應(yīng)用于復(fù)雜手術(shù)(如解剖結(jié)構(gòu)改變的鼻竇修正性手術(shù))以及解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、臨近重要結(jié)構(gòu)的前顱底、眶尖、眶壁、蝶竇區(qū)及其臨近部位的腫瘤切除手術(shù)。通過這種新影像導(dǎo)航綜合系統(tǒng)的輔助，明顯減少了外科醫(yī)生的手術(shù)時間，提高了耳鼻喉頭頸外科手術(shù)的可靠性;同時高精確度的保證，也顯著增強(qiáng)了外科醫(yī)生的信心，因為能在傳統(tǒng)手術(shù)不能操作的區(qū)域進(jìn)行手術(shù)，實現(xiàn)了手術(shù)微創(chuàng)化。但作為一名合格的外科醫(yī)生，沒有任何系統(tǒng)能夠代替他們的責(zé)任，應(yīng)該為自己做出的決策而負(fù)責(zé)。

不過該系統(tǒng)的應(yīng)用仍存在爭議，日常的常規(guī)檢查、在其他內(nèi)鏡手術(shù)中的應(yīng)用是否也能降低并發(fā)癥;低年資醫(yī)生操作后是否也能提高相應(yīng)的手術(shù)質(zhì)量，是不是這套系統(tǒng)都能夠改善手術(shù)醫(yī)生操作靈巧性等等，目前仍然未有答案，需要依靠實踐才能驗證。但有一點可以明確，這套綜合了影像導(dǎo)航、功能性鼻內(nèi)窺鏡與計算機(jī)的全新系統(tǒng)能夠在復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行手術(shù)，增強(qiáng)外科醫(yī)生的信心從而提高了手術(shù)質(zhì)量。

(李 銳供稿)

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