 日志正文
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近年神经外科发展的亮点之一，是术中影像对手术的辅助作用，如术中磁共振成像、术中三维超声、术中CT、术中三维C形臂X线成像等。通过术中成像技术，可以“实时”了解病变及周围组织的相关信息，使得手术更加精准或彻底。在此领域，术中磁共振和导航应用更为广泛，研究也最为活跃。然而，由于CT对于骨质分辨的优势，使得一些神经外科手术更加青睐术中CT和导航的应用。 一、术中CT的发展 早期的术中CT仅仅是对诊断用的固定式CT进行了改造，将检查床改造成可用于神经外科手术的手术床。在手术中，需要扫描时，将碳纤维手术床移向扫描机架，直至所扫描的部位进入机架中央。扫描结束后，再将手术床移开，继续手术。20世纪90年代中期，随着CT硬件设备的技术革新，扫描设备的体积大大缩小，其机动性得到了显著地提高。在此基础上诞生了可移动式CT或称便携式CT。目前Siemens、NeuroLogica、GE和Philips公司的术中CT整体手术室方案已经得到了临床医生的一致认同，并开始广泛应用于临床手术。国内第一台术中CT结合导航系统于2008年在中国人民解放军总医院投入临床使用，该系统采用的是Siemens公司开发的SOMATOM Sensation Open Sliding 40系列，同时结合了德国BrainLab系列红外导航系统，采用了全自动注册系统，在CT工作站和导航系统实现了DICOM兼容连接，术中获得的CT图像数据可以立即发送到导航系统实现实时导航。此系统实现全自动化的注册过程需要两个额外的元件：一个是跟踪装置获得CT扫描架相对于患者坐标的位置；一个是注册软件包来执行全自动化的注册过程。扫描前，将动态参考帧安装在固定头架上，患者坐标位置的测量使用无线的BrainLab红外线跟踪系统；CT扫描架位置的测量使用同样的红外线跟踪系统，动态参考帧由安装在扫描架上具有一定几何形状的4个反光标志组成。在图像数据采集过程中，患者沿扫描架纵向（Z轴）移动的距离，通过连接直接发送到导航系统。这样，在整个扫描初始校准程序时，根据CT扫描校正已知的几何形状和追踪系统集成的定位装置，扫描架和扫描图像的覆盖面的几何关系是确定的，然后通过对扫描范围、图像的坐标空间系统进行计算来实现全自动化注册过程。 二、术中CT在神经外科手术中的应用 在各类神经外科手术中，最早应用术中CT结合导航系统的是颅内肿瘤切除术。该系统在手术过程中不仅提高了导航的精度及肿瘤的切除率，且对于术中MRI更为方便易行，对手术室及手术器械要求亦不高。由于术中CT存在着固有的对软组织分辨率不高、辐射问题等，在颅内肿瘤切除过程中选择术中CT并非明智之举。 由于CT在骨性结构显示方面的优势，许多神经外科医生在颅底、脊柱、脊髓手术中更倾向于选择术中CT结合导航系统。传统的导航技术影像资料来源于术前扫描，注册时均假设局部结构处于无变化位置，但实际上由于颅颈交界区的组织生物力学属性、枕寰柩复合体的相对活动性及手术操作的影响，术中常发生局部骨性结构的相对变化。如果术中移位程度超过一定的误差范围，神经导航技术的可靠性就会受到干扰，导致术后减压不充分及内固定植入物位置的偏差而损伤重要的神经血管结构。采用术中CT扫描，自动化注册过程可以提供最接近实际解剖情况的导航图像，同时术中可以根据手术需要，随时更新导航数据，及时纠正导航误差，做到“实时”导航下手术。Freidberg等和Hum等的研究显示在复杂颅颈交界区畸形的前路减压术中，术中CT的使用有助于更充分地减压。本课题组也证实作为切除目标的齿状突或者相关骨质，在韧带及头部固定作用下，相对移动性较小，可以实现连续的高精度导航。特别在部分复杂的先天性颅颈交界区畸形的病例中，颅颈交界区解剖位置深在，畸形情况复杂多样，术中CT结合导航系统可以准确地定位减压部位和范围，术中明确减压是否充分，避免二次手术的风险。近年来，随着后路固定技术的不断发展，术中CT结合导航系统应用于各种钉棒系统固定手术的研究也引起了许多学者的注意。2000年，Haberland等第一次成功地将术中CT与导航系统结合，应用全脊柱节段共161个椎弓根螺钉植入手术，无一例患者出现严重术中并发症。Ebmeier等进一步将术中CT导航系统应用于对准确性要求更高的胸椎椎弓根螺钉植入手术，结果显示在112例手术，365枚椎弓根螺钉植入过程中，有23枚（6.3%）的椎弓根螺钉植入位置需要术中调整，没有神经、心血管、肺损伤等并发症的发生。虽然术中CT结合导航系统可以胜任上颈椎等精确度要求较高的螺钉植入手术，但C1～2相对于头端的运动造成的误差仍不可忽视（尽管患者术中处于头架固定状态）。本课题组试图将导航球安装在椎体固定夹上解决椎体相对移动的问题，但在实际应用中，这样不仅增加了手术的创伤，同时先天性颅颈交界区畸形患者的椎体及棘突发育异常，常常导致椎体固定夹移动使产生的误差更为明显。所以我们采用固定在头架上的参考帧，同时术野暴露好之后再行CT扫描，完成注册过程，根据导航图像做出判断，确保矢状面和横断面椎弓根内同时见到手锥，并尽量位于椎弓根中央，螺钉植入前根据局部解剖位置验证导航的准确性，如果导航图像与验证标记不符，及时更新导航数据，验证准确后再行螺钉植入。同时，手锥沿椎弓根壁要缓慢钻入尽量降低颈椎上下活动，这样可明显提高导航的准确性。 三、术中CT的辐射问题 术中CT结合导航系统提高了神经外科手术的精确性与安全性。但是术者也必须要清醒地认识到术中CT的广泛应用在带给患者好处的同时也造成人体一定的潜在性辐射损伤。合理使用低剂量（as low as reasonably achievable）理论作为剂量控制的原则被放射界普遍接受，采用最低的放射剂量来获得合适的图像质量以满足临床工作的需要。医疗照射防护最优化的目的是在影像质量和受检者剂量之间找到最佳平衡点，这就要求我们在术中CT扫描中，合理选择手术适应证，在尽量满足手术要求的前提下，尽量缩小扫描野，能少扫的不要多扫，能厚扫的不要薄扫，能不增强的就不增强，加强防护意识，做到辐射实践的正当化。 我的相关日志：
最后修改于 2014-01-08 12:47
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伴随现代医学的不断发展与进步,外科手术朝着愈加精确和复杂的方向发展。传统的外科手术方法由于在技术上的种种限制,往往难以满足高精度手术的需求。早在1908年,Horsley和Clarke首次报道了应用于动物实验的立体定向装置。1947年,Spiegel和Wycis发明了应用于人的立体定向装置。但直到CT和MRI的出现,影像导航神经外科才得到真正的发展。神经导航是将患者的术前影象资料与术中病变的实际位置,通过高性能计算机紧密地联系在一起,医师通过监视屏在手术过程中实时显示手术部位的三维图象以及手术器械与脑结构的位置关系。Watanabe通过使用神经导航,在术前设计手术方案,选择最便捷、安全的手术入路,引导术者直接准确切除病灶。然而由于术中患者体位的变化或环境变化带来的解剖位置变化,导致术前图像不能够准确的引导甚至带来误导。因此,术中成像技术便得到快速发展,如术中磁共振成像、术中三维超声、术中CT、术中三维C臂X线光成像等。通过术中成像技术,可以把术中图像与术前图像进行融合,或者省略掉术前成像,术中成像简化了图像引导外科工作流程,或提供了更多的辅助信息。昨日我院也率先在西南地区在神经外科专科手术室中将移动CT应用在巨大颅咽管瘤切除手术当中获得成功。
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