哈文波 楊德林(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第五醫(yī)院神經(jīng)外科，黑龍江 大慶 50030)

顱內(nèi)動脈瘤破裂是自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血的首位原因，好發(fā)于中老年人，其致殘率和死亡率僅次于缺血性腦血管病，早期診斷和適當?shù)闹委熡葹橹匾?。目前常用的治療方法有開顱動脈瘤夾閉術和介入動脈瘤栓塞術，而術前進行準確、直觀和個體化的手術計劃和模擬，直接影響患者的預后。虛擬現(xiàn)實技術(VR)是一項近年興起的綜合集成技術，涉及計算機圖形學、人機交互技術、傳感技術、人工智能等多項技術，參與者通過適當裝置，可自然地對其產(chǎn)生的三維虛擬界面進行身臨其境般的體驗和相互交流。Dextroscope系統(tǒng)是常見的VR工作系統(tǒng)，已經(jīng)用于神經(jīng)外科顱底手術和神經(jīng)解剖研究〔1～5〕。本文旨在探討其在顱內(nèi)動脈瘤診斷與治療方面的應用。

1 資料與方法

1.1 對象 選擇2009年1月至2012年12月本院收治42例老年自發(fā)蛛網(wǎng)膜下腔出血患者，其中男29例，女13例，年齡60～76〔平均(65±7)〕歲。根據(jù)Hunt_Hess分級:I級15例，Ⅱ級18例，Ⅲ級9例，Ⅳ級1例。有高血壓病史21例。入院后均行64排CT血管成像(CTA)檢查，層厚0.625 mm，檢查出37枚動脈瘤，其中頸內(nèi)動脈9枚，后交通動脈瘤11枚，前交通動脈瘤13枚，大腦中動脈動脈瘤4枚。檢查陰性8例。

1.2 方法 DICOM數(shù)據(jù)刻錄成盤，采用新加坡Vl公司Dextroscope硬件系統(tǒng)，RadioDexter 1.2軟件系統(tǒng)，將每例病人原始容積掃描數(shù)據(jù)分別導入系統(tǒng)，經(jīng)過必要的數(shù)據(jù)準備處理后加載到VR環(huán)境中，進行腦血管和顱骨的虛擬三維重建，顯示顱內(nèi)血管及顱骨圖像。利用系統(tǒng)工具進行縮放、測量、分離、融合等操作，清晰顯示動脈瘤及其與載瘤動脈和周圍結構的關系。利用血管內(nèi)窺鏡工具觀察動脈瘤與載瘤動脈內(nèi)有無鈣化和分隔，觀察瘤頸各剖面的形狀。在虛擬現(xiàn)實狀態(tài)下清晰和直觀地觀察動脈瘤的部位、大小、形態(tài)、動脈瘤及瘤頸與載瘤動脈和前后床突等骨性標志的關系;對動脈瘤大小、形狀、瘤囊方向、與重要解剖標志的位置關系等影像數(shù)據(jù)進行準確的測量。對每例患者都進行術前評估并成功地制訂個體化的手術計劃，并依照手術計劃進行開顱、顯露等模擬手術操作。

1.3 結果 42例均成功地進行了三維立體的虛擬影像重建，重建后圖像能夠清楚地顯示動脈瘤的部位、大小、輪廓，瘤頸與載瘤動脈的關系以及毗鄰骨性結構的關系。三維立體的虛擬影像更加清晰、逼真，并可進行隨意旋轉、拖動、分離、融合等操作，能準確地反映血管與顱骨的解剖關系，并可清晰地顯示瘤頸位置，為外科手術提供有用信息。利用VR還可模擬簡單手術操作。根據(jù)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分析后，27例患者開顱行動脈瘤夾閉手術，17例患者行介入動脈瘤栓塞手術。手術計劃組按照術前制定的方案進行手術，手術所見與模擬手術所見一致。計劃組術中動脈瘤破裂比例較小，出血量、手術時間均好于未進行手術計劃的患者。介入治療組的患者未出現(xiàn)嚴重并發(fā)癥，無死亡病例。

2 討論

顱內(nèi)動脈瘤發(fā)病率為2.2%，其破裂率1%，是造成自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血的首位原因。顱內(nèi)動脈瘤診斷方法較多，無創(chuàng)的CTA，MRA，有創(chuàng)傷DSA，其中DSA檢查是金標準，但是時間較長，技術要求較高，CTA檢查是快速、簡單、易行，目前已經(jīng)作為顱內(nèi)動脈瘤篩選檢查〔6～9〕。

有作者〔10〕利用VR進行顱內(nèi)動脈瘤的夾閉模擬訓練，增加手術的安全性。也有研究〔11〕使用VR設計合理的手術入路，減少手術中損傷。實踐證明通過VR計劃系統(tǒng)的觀測而制定的手術計劃切實可行，實際手術中所見的解剖關系與術前虛擬現(xiàn)實狀態(tài)的觀察高度一致，模擬手術能夠為實際手術提供指導和幫助。

通過兩組患者對照，發(fā)現(xiàn)VR計劃系統(tǒng)的應用，可減少顱內(nèi)動脈瘤患者夾閉手術出血量，縮短手術時間，降低手術風險，與先前研究結論相似〔4〕。VR計劃系統(tǒng)能夠提高顱內(nèi)動脈瘤的診斷精確性，系統(tǒng)能給外科醫(yī)生提供前所未有的直觀、準確且清晰的動脈瘤及毗鄰血管和骨性結構的圖像，對顱內(nèi)血管形態(tài)和空間結構關系的顯示非常清晰，易于鑒別動脈瘤與正常血管返折，可以通過多角度的觀察排除一些大血管遮擋等因素造成的假陰性，提高了動脈瘤診斷的準確率，尤其是在微小動脈瘤的診斷方面，避免了由于影像重疊等原因所造成的漏診，例如一些前交通動脈發(fā)生扭曲的病例，DSA判斷往往很有難度，而利用VR計劃系統(tǒng)卻可以清楚地將局部細微結構顯示出來。對一些復雜和大型動脈瘤，易于判斷瘤內(nèi)有無穿支動脈、鈣化及分隔情況等。另外，該系統(tǒng)可準確計算動脈瘤的瘤頸、瘤體大小，有助于選擇合適的動脈瘤夾或微彈簧圈進行栓塞治療。

綜上所述，VR計劃系統(tǒng)的出現(xiàn)，使顱內(nèi)動脈瘤的個體化手術方案的制定和實施更加具體。其有助于神經(jīng)外科醫(yī)生判斷和理解顱內(nèi)動脈瘤復雜病理解剖，合理選擇治療方案。

1 Alaraj A，Lemole MG，F(xiàn)inkle JH，et al.Virtual reality training in neurosurgery:review of current status and future applications〔J〕.J Surg Neurol Int，2011;2:52.

2 Kockro RA，Serra L，Tseng-Tsai Y，et al.Planning and simulation of neurosurgery in a virtual reality environment〔J〕.Neurosurgery，2000;46(1):118-35.

3 Gu SX，Yang DL，Cui DM，et al.Anatomical studies on the temporal bridging veins with Dextroscope and its application in tumor surgery across the middle and posterior fossa〔J〕.Clin Neurol Neurosurg，2011;113(10):889-94.

4 Yang DL，Xu QW，Che XM，et al.Clinical evaluation and follow-up outcome of presurgical plan by dextroscope:a prospective controlled study in patients with skull base tumors〔J〕.J Surg Neurol，2009;72(6):682-9.

5 楊德林，徐啟武，車曉明，等.Dextroscope虛擬現(xiàn)實技術在顱底腫瘤手術中的應用〔J〕.中華神經(jīng)外科，2008;24(12):900-2.

6 Wintermark M，Uske A，Chalaron M，et al.Multislice computerized tomography angiography in the evaluation of intracranial aneurysms:a comparison with intraarterial digital subtraction angiography〔J〕.J Neurosurg，2003;98(4):828-36.

7 Villablanca JP，Martin N，Jahan R，et al.Volume-rendered helical computerized tomography angiography in the detection and characterization of intracranial aneurysms〔J〕.Journal Neurosurg，2000;93(2):254-64.

8 Lenhart M，Bretschneider T，Gmeinwieser J，et al.Cerebral CT angiography in the diagnosis of acute subarachnoid hemorrhage〔J〕.J Acta Radiol，1997;38(5):791-6.

9 Matsumoto M，Sato M，Nakano M，et al.Three-dimensional computerized tomography angiography-guided surgery of acutely ruptured cerebral aneurysms〔J〕.J Neurosurg，2001;94(5):718-27.

10 Wong GK，Zhu CX，Ahuja AT，et al.Craniotomy and clipping of intracranial aneurysm in a stereoscopic virtual reality environment〔J〕.J Neurosurgery，2007;61(3):564-8.

11 Stadie AT，Kockro RA，Reisch R，et al.Virtual reality system for planning minimally invasive neurosurgery Technical〔J〕.J Note Neurosurg，2008;108(2):382-94.