术中核磁共振落户301医院-脑外科专家顾建文教授-搜狐博客

术中开放式核磁共振影像学介导在神经外科是近十几年来医学上重要的发展领域，应用这种技术可最大限度地精确定位病变、明确病变边界及选择最佳或最安全的手术人路，为神经外科医生治疗肿瘤、血管畸形和其他一些脑内病变提供了相当先进的途径。目前影像介导的神经外科包括有框架(诸如Leksell、Cosman-Robets-Well及Fisher等)和无框架(光学、电磁及超声感应三种示踪方式的导航)2种系统的技术。应用这2种系统均需获取术前的影像学资料以创建实施导向于术的三维空间。所有这些系统使用的影像学资料是术前获得的，因而它不能提供给医生手术中发生的动态变化的信息，因为在手术中由于脑脊液的丢失或脑水肿、颅内病变活检及切除后解削结构的位置都将会发生变化，特别是脑积水和脑萎缩的病人就更加明显；这些系统也不能发现术中呵能㈩现的并发症(如颅内川血)；另外手术中术者有时很难判定肿瘤切除范围的大小或程度及病变周边的重要血管或神经组织，使得手术质量难以提高：，如何在术山实时获取影像学资料并以此指导手术的技术必将成为神经外科发展的一个重要课题。术中CT和术中MRI技术就是其中最主要的发展内容。

1 术中MRI(Intraoperative MRI，)的概念与发展：在手术室使用影像学设备指导于术已不是一个新的概念，自从X-ray进入临床这种影像学介导的技术就应用在骨科手术中；神经外科医生早就在手术中使用造影的技术治疗或诊断颅内疾病；近几年术中超声已成为相当常规的操作；术中CT引导的神经外科手术在1982年就由Lunsford教授等实施了，主要用于导向活枪、经皮热疔和其他一些介入性的手术。由于CT及造影存在诸多的缺点，特别是病人和医生易遭受射线的侵害的缺点，随着MRI的出现人们逐渐把目光移向了术中核磁共振这一潜在的优势技术。90年代初科学家、医务人员及工程技术人员共同研究开发出一种开放的核磁共振扪描仪，它允许医生进入磁共振体中，在实时提供的影像资料的指导下实施手术，使影像实时介导手术的技术进入里程碑的阶段。术中核磁共振的发展经历了三个阶段：(1)闭合(或封闭)框架结构的介入核磁共振系统：外科医生不能直接接触病人实施手术；(2)部分开放式核磁共振系统：通常称为C形开放式核磁共振系统，只能通过一个水平间隙允许医生部分接触病人实施操作，进行一些简单的介人性手术；(3)真正意义上的开放式的术中核磁共振系统：磁体和扫描的基础设计完全不同于传统的磁共振系统，磁体采用类似双面包圈(double doughnut)垂直设计，2超导磁铁间有一个垂直的进入和操作空间。1994年由GE公司开发研制出第一台术中MRI系统(General Electric 0.5-T Signa SP)。开放式术中核磁共振系统的设计特点：(1)2垂直磁铁间的距离为58cm，术者或医护人员可直接进入并接触病人；(2)由于摄取影像的空间范围即是手术操作的范围，因而无须在手术中反复将病人推进推出，同时扫描床可自由进出或完全脱离磁体线圈，也可将手术椅置入磁体间；(3)图像监视器安装在2垂直磁铁间隙的上方，便于医生实时掌握术中信息；(4)允许手术显微镜、立体定向仪、导航、麻醉机、监护仪及特制的手术器械等与之相匹配。(5)需要一个特殊的手术室设计，以满足术中核磁手术的需要。

2 术中核磁共振系统(Intraoperative MRI)与术中CT(Intraoperative CT or Mobile CT)的比较术中核磁共振系统具有其独特的优点：(1)开放式的垂体磁体设计，外科医生有足够的操作空间，无须反复移动病人；(2)术中核磁共振提供的影像学信息超越了于术医生肉眼直视的范围，并可提供三维空间以利手术；(3)没有CT或造影带来的射线照射的嫌疑；(4)核磁共振的影像比CT更加敏感地分辨正常组织与病变组织，利于病变组织的完全切除；(5)手术中发生的解剖结构的位移可实时得到监测，防止损伤正常组织；(6)MRI本身具有对组织温度的变化的可探察性，可用于热疗手术的监测。缺点：(1)价格昂贵，一般医院和病人难以接受；(2)对手术中所使用的仪器设备有特殊的要求，限制了一些手术的开展；(3)需建立一个特殊的手术室，对周围的环境有所要求；(4)手术者的操作空间目前仍受到一定的限制，不利于手术的全方位开展。术中CT的优点：(1)造价低，病人的治疗费用也低；(2)占地面积小，可移动性强；对工作环境要求低，可应用在病人所需要的任何地方，具有很强的实用性，缺点：(1)对病变的识别能力不如MRI，在临床应用中受到限制；(2)X射线防护问题还没有达到常规CT室的防护标准；(3)因不具备MRI所具有的三维扫描、温度及血流变化的可测性等独特的功能，导致某些临床治疗不能进行。

3 术中核磁共振与超声介导的手术的比较：术中超声最大的优点是价廉，但缺点却很多：(1)易受各种因素的干扰，如空气湿度的变化、气流、墙壁和地板等障碍物的回声；(2)图象不如CT或MRI完美，超声分辨率不够高，小于5mm病变不易定位，并且无法指导肿瘤边界的切除，不易被医生接受；(3)与手术导航联合使用时，它需要长探头、大接受器，使用不方便。

4 术中核磁共振所匹配的设备：与核磁共振相匹配(MRI-compatible)的设备、器械、术中影像显示设备、工作人员间的视听交流及影像数据的交互处理等等这些问题都面临着挑战性的变革；核磁共振介导的手术的初期就是因为缺少核磁共振匹配的手术器械而发展滞缓，即使是现在器械和设备的问题仍然是主要的制约因素。随着术中核磁共振或介入核磁共振在临床的应用的需求增加，势必促进生产厂家制造更多更好的与核磁共振相匹配的手术器械。一般来讲，术中MRI所用的设备必须尽可能避免是铁磁性的，然而非铁磁性的物质在磁场也可产生反射，当这些器械放入至靶点附近时可产生较强的伪影，因而很多设备在应用前都需要检测，另外电气或电动设备(如电凝或电切刀)也会干扰影像的获取。目前应用于术中MRI的设备或器械：①常规手术器械：手术刀、剪、显微镊等；②头架；③立体定向导航设备(LED-basednavigational system)；④双极电凝镊；⑤电钻；⑥显微镜；⑦麻醉机；⑧监护仪

5 术中MI=II在神经外科的临床应用：术中MRI是由介入放射、MRI设备及手术室组合而成的复合体，属多学科相互交融的边缘学科，在这样的框架下，成员之间的交流(外科医生、放射科医生、技术员、护士及工程师)显得尤为重要。放射科医生要参与所有手术病历的术前计划和术中影像学的处理，为外科医生提供最佳的手术入路及术中影像的动态变化。一台术中核磁共振手术是由手术者、放射科医生、工程技术人员、麻醉师及护士共同配合完成的。到目前为止，真正意义上的开放式术中核磁共振(GE，Signa-SP)只是少量在美国、欧洲及日本较大的医疗机构投入使用，已有近万例的开放术中MRI手术得以实施，取得了卓越的临床治疗效果。术中核磁共振系统除了用于神经外科手术以外，在骨科，泌尿外科及乳腺外科等其他科室也逐渐应用开来。术中开放核磁共振应用在神经外科手术仍是目前最为广泛的。 (1)MRI-Guided立体定向活检术核磁共振介导的立体定向活检方式包括框架式和无框架式2种。1995年6月实施了第一例应用术中核磁共振技术进行立体定向活检术。从此以后大量的位于脑深部病变(如脑干、基底节、小脑、丘脑及深部白质)得以采取此技术明确诊断，所有文献报道的病例均未发生明显的并发症，没有致残及死亡的发生；其中一例病人活检时造成脑出血引发癫痫，由于在术中实时影像中立刻发现这一意外事件，通过及时手术清除血肿，病人没有出现任何的临床不良后果。术中核磁共振介导的活检术具有比以往立体定向活检术更大的优点：①及时发现活检过程中出现的出血等情况的发生；②及时矫正活检靶点坐标，可以在病变的不同部位进行活检，提高活检的成功率；③由于核磁共振影像对判断病变尤其是肿瘤的边界优于其他影像学检查，这对于确定活检部位及提高活检的阳性率意义极大。(2)MRI-Guided神经外科开颅手术术中核磁共振引导的显微神经外科手术在1996年7月进行了第一例脑内血管畸形的切除，1996年8月进行了第一例颅内肿瘤的切除术，随后胶质瘤、脑膜瘤、垂体瘤、血管畸形或动静脉畸形的切除适宜于这种技术的介入，其中主要是应用在胶质瘤的手术切除上，尤其是对低级别胶质瘤的完全切除意义更大。应用导航LED示踪系统，初始的核磁共振影像可精确定出病变组织与正常组织的关系，也有助开颅手术的计划和到达病变的入路的确定；在病变的切除过程中，不断序列的核磁影像指导肿瘤的精确切除，应用gadolineum-DTPA有助于决定切除的范围；术中核磁共振影像也有助发现诸如出血一类的并发症的发生。 (3)MRI-Guided脊髓外科1996年10月实施了第一例MRI介导下的脊髓手术，用于切除颈椎髓外的蛛网膜囊肿。随后进行了颈髓减压术治疗脊髓病变。外科医生在解除神经压迫、切除肿瘤或狭窄的的程度上无疑会提高手术的安全性和有效性。也有人尝试在MRI引导实施内窥镜脊髓手术，术中核磁独特的允许病人任意坐姿的特性可能对于脊髓的研究及动态脊髓手术带来一种创新。 (4)MRI-Guided间质热疗在没有创立术中MRI系统之前，激光间质热疗已被用于颅内病变的切除。核磁共振作为影像学的一种方法，它具有独特的可视温度动态变化的功能，因而它可用于热疗过程中的检测和控制。这种影像温度变化对于提高激光间质热疗、射频热疗及冷冻治疗的安全性和效果意义很大。1996年9月进行了第一例术中MRI介导下的激光间质热疗，以后多例室管膜肿瘤采用此方法得以切除。未来发展：(1)术中核磁设备的不断完善，包括最理想的磁体设计、高分辨率的影像效果及相关配套的手术器械的研发。(2)多种手术技术或设备与术中核磁技术交互融合，使手术创伤最小化，效果最大化。