田偉，韋毅，劉濤，王志浩，叢海波

(威海市中心醫(yī)院，山東 威海)

0 引言

目前神經(jīng)導(dǎo)航因?yàn)槠淇蓪?duì)病灶進(jìn)行精確的定位、有助于合理選擇最佳手術(shù)路徑、有效地減少了手術(shù)損傷和術(shù)后并發(fā)癥[1][2]，從而在神經(jīng)外科領(lǐng)域被廣泛使用。神經(jīng)導(dǎo)航主要分為紅外導(dǎo)航及電磁導(dǎo)航兩種。紅外導(dǎo)航作為傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式，存在著術(shù)中顯微鏡或者手術(shù)醫(yī)生對(duì)光線的阻擋，手術(shù)操作常常被導(dǎo)航定位中斷的顯著問題。然而電磁導(dǎo)航作為新生的神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)在導(dǎo)航時(shí)無視覺阻擋問題，不需抬升顯微鏡和其他設(shè)備，對(duì)手術(shù)操作的連續(xù)性沒有影響等特點(diǎn)被進(jìn)一步推廣[3]。回顧性總結(jié)磁導(dǎo)航的原理、與紅外導(dǎo)航的對(duì)比及在神經(jīng)外科的主要應(yīng)用領(lǐng)域，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，并進(jìn)行對(duì)未來的展望。

1 電磁導(dǎo)航技術(shù)的原理及現(xiàn)狀

電磁導(dǎo)航技術(shù)主要由超導(dǎo)磁體系統(tǒng)、立體定向成像系統(tǒng)、人機(jī)交互控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、介入式手術(shù)器械等部分組成。術(shù)前將病人的影像信息(CT、MRI 等)輸入到工作站中，工作站重建出病人的三維模型影像，術(shù)中依據(jù)GPS 定位原理，通過電磁跟蹤精確定位手術(shù)器械相對(duì)病人解剖結(jié)構(gòu)的具體位置，從而最大限度的避開危險(xiǎn)區(qū)，動(dòng)態(tài)顯示手術(shù)進(jìn)程，在最短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)目標(biāo)區(qū)域，大大減少病人的失血量與手術(shù)創(chuàng)傷以及并發(fā)征，完成真正意義上的微創(chuàng)手術(shù)。

1986 年第一臺(tái)通過框架確定腦組織結(jié)構(gòu)的空間位置的神經(jīng)外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)誕生，1992 年美國醫(yī)生Dr.Richard 發(fā)明通過紅外線跟蹤定位手術(shù)器械的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)，1996 年最早應(yīng)用于神經(jīng)外科的電磁導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)。目前比較完善的電磁導(dǎo)航系統(tǒng)主要有：美國GE 公司的InstaTrakENTrak 3000 電磁影像導(dǎo)航、德國富德Fiagon 電磁導(dǎo)航、加拿大NDI 公司Aurora 電磁定位導(dǎo)航等。

電磁導(dǎo)航技術(shù)已在心血管介入、支氣管鏡、脊柱外科手術(shù)等方面頗有建樹。Mischke 等[4]報(bào)道了對(duì)于具有復(fù)雜冠狀動(dòng)脈血管病變或傳統(tǒng)介入手術(shù)失敗后需行二次手術(shù)的病患，精確定位的優(yōu)點(diǎn)使電磁導(dǎo)航技術(shù)在冠狀動(dòng)脈介入領(lǐng)域上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。EBERHARDT 等[5]對(duì)電磁導(dǎo)航支氣管鏡和支氣管鉗夾活檢對(duì)孤立性肺外周結(jié)節(jié)的診斷價(jià)值進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)電磁導(dǎo)航可以提高支氣管穿刺診斷率。PatrickHahn 等[6]利用電磁導(dǎo)航技術(shù)放置椎弓根螺釘，對(duì)椎弓根鏍釘植入表示滿意。彭玉平等在2002 年對(duì)12 例顱腦腫瘤患者應(yīng)用電磁導(dǎo)航手術(shù)治療的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析，在國內(nèi)首先把電磁導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于顱內(nèi)腫瘤的切除手術(shù)。

2 神經(jīng)外科手術(shù)中磁導(dǎo)航較光學(xué)導(dǎo)航的優(yōu)勢(shì)

光學(xué)導(dǎo)航作為傳統(tǒng)的神經(jīng)導(dǎo)航方式，擁有許多優(yōu)點(diǎn)。目前的光學(xué)導(dǎo)航技術(shù)比較成熟，抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)穩(wěn)定，對(duì)手術(shù)室的其他設(shè)備沒有明顯影響，且成本較低[7]，然而光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)具有體積龐大、設(shè)備笨重、視覺阻擋等不利因素，電磁導(dǎo)航系統(tǒng)較光學(xué)導(dǎo)航的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：①體積小巧、移動(dòng)方便。單人即可完成設(shè)備準(zhǔn)備及調(diào)試工作，大大緩解手術(shù)室空間不足的壓力，便于手術(shù)間設(shè)備傳遞。②整個(gè)術(shù)區(qū)均位于磁場中，而不發(fā)射磁場信號(hào)的物體不成像，無信號(hào)阻擋，術(shù)中使用方便。術(shù)中不需反復(fù)調(diào)整器械方向，節(jié)省了手術(shù)時(shí)間。③精確性較好，以計(jì)算機(jī)控制代替人工手動(dòng)控制，提升了操作的簡易性和準(zhǔn)確性[8]。④支持熱啟動(dòng)，可以隨時(shí)關(guān)閉或打開，從而避免了系統(tǒng)間的影響。對(duì)手術(shù)室內(nèi)的其他設(shè)備沒有明顯的影響，手術(shù)室內(nèi)的各種儀器對(duì)該系統(tǒng)的準(zhǔn)確性也沒有影響。⑤無需參考環(huán)境安裝及調(diào)試，術(shù)中無視野阻隔，降低感染率，最重要的是降低系統(tǒng)性影像漂移的發(fā)生率[9]。

3 磁導(dǎo)航在神經(jīng)外科手術(shù)中的應(yīng)用

3.1 腦血管病變

電磁導(dǎo)航系統(tǒng)在腦血管病變中主要用于腦動(dòng)靜脈畸形、海綿狀血管瘤及腦動(dòng)脈瘤等病變中。多數(shù)AVM、腦動(dòng)脈瘤等腦血管病的都是電磁導(dǎo)航輔助手術(shù)適應(yīng)癥。腦動(dòng)脈靜畸形擁有極高的出血風(fēng)險(xiǎn)，其出血死亡率占15%[10,11]。因此對(duì)于腦動(dòng)靜脈畸形需要及時(shí)的予以治療，目前手術(shù)切除為大多數(shù)腦動(dòng)靜脈畸形治療的首選方案。電磁導(dǎo)航輔助下的腦動(dòng)靜脈畸形手術(shù)能夠最大限度地切除畸形團(tuán)，盡可能地保護(hù)神經(jīng)功能，提高患者的生存質(zhì)量，同時(shí)確保順利尋找病灶，減輕病灶周圍的腦組織損傷，提高手術(shù)療效。李冰等人在將采用電磁導(dǎo)航系統(tǒng)以及術(shù)中B 超輔助下的腦動(dòng)靜脈畸形患者23 例與未使用相關(guān)設(shè)備的患者18 例進(jìn)行對(duì)比。發(fā)現(xiàn)輔助組的患者畸形全切除率都較未輔助組得到提升，而且術(shù)后障礙發(fā)生率也有效降低[12]。楊立斌等人利用電磁導(dǎo)航對(duì)9 例動(dòng)靜脈畸形患者行病灶切除手術(shù)，術(shù)中病變定位成功率達(dá)100%，術(shù)后利用證實(shí)病灶被完全切除，所有患者術(shù)后3 月皆完全恢復(fù)，證實(shí)了電磁導(dǎo)航對(duì)腦靜脈畸形病灶切除的準(zhǔn)確性[13]。電磁導(dǎo)航系統(tǒng)在術(shù)中可以準(zhǔn)確的定位海綿狀血管瘤位置并引導(dǎo)手術(shù)，結(jié)合腦溝入路“以及鎖孔”開顱能極大限度的降低正常腦部血管、神經(jīng)及其他軟組織的損傷概率[14]。黨俊濤等在導(dǎo)航下對(duì)對(duì)12 例腦干海綿狀血管瘤進(jìn)行手術(shù)治療，術(shù)后病灶全切率達(dá)83.3%，長期對(duì)其中9 例進(jìn)行隨訪，其中肢體癱瘓、感覺障礙、共濟(jì)失調(diào)、三叉神經(jīng)麻痹以及后組顱神經(jīng)麻痹等癥狀得到改善明顯。電磁導(dǎo)航對(duì)于腦動(dòng)脈瘤的切除也擁有優(yōu)勢(shì)，在導(dǎo)航輔助下快速定位供血?jiǎng)用}，降低了術(shù)中腦動(dòng)脈瘤破裂的發(fā)生率，減少了腦組織缺血壞死的風(fēng)險(xiǎn)，保證了腦動(dòng)脈瘤切除的安全性[15]。張挺等人在導(dǎo)航的輔助下對(duì)大腦前遠(yuǎn)端動(dòng)脈瘤4 例進(jìn)行夾閉，術(shù)后康復(fù)率達(dá)100%[16]。電磁導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)于病灶在顱內(nèi)的三維空間位置可以進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，確保手術(shù)中精準(zhǔn)的切除病灶，極大地減輕病灶周圍的腦組織損傷，提高手術(shù)療效，并能充分減少功能區(qū)的腦血管等組織的損傷。

3.2 顱內(nèi)占位性病變

電磁導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于神經(jīng)外科最多的是顱內(nèi)占位的定位，它能有效的在手術(shù)中避免組織的損傷。尤其對(duì)于腫瘤的切除電磁導(dǎo)航系統(tǒng)具有極大的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于位置較深、體積較小的膠質(zhì)瘤、腦轉(zhuǎn)移瘤，以及在顱骨病變?nèi)笔Ч切越馄蕵?biāo)志時(shí)，磁導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用能確定顱內(nèi)病變與周圍血管等軟組織的位置關(guān)系以及其的浸潤范圍[17]。孫祥冬等人運(yùn)用電磁導(dǎo)航及術(shù)中實(shí)時(shí)超聲下對(duì)53 例幕上腫瘤進(jìn)行切除，結(jié)果顯示：術(shù)中腫瘤偏離手術(shù)區(qū)域的發(fā)生率為0，病灶全切除46 例(86.8%)，次全切加部分切除7 例(13.2%)，除有3 例(5.7%)神經(jīng)功能較術(shù)前惡化，余患者恢復(fù)良好[18]。Vanvelthoven 等對(duì)374 例腦腫瘤的術(shù)前CT、MRI 以及術(shù)中超聲顯像進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)航系統(tǒng)配合術(shù)中超聲不僅提高對(duì)腫瘤定位的準(zhǔn)確性，還顯示出腫瘤的結(jié)構(gòu)，對(duì)手術(shù)切除有重要的意義[19]。郭振宇等在電磁導(dǎo)航的輔助下對(duì)37 例顱內(nèi)腫瘤進(jìn)行手術(shù)，病灶全切除達(dá)68%，次切除率為29.7%，一例腦膜瘤病人因顱內(nèi)出血行二次手術(shù)治療。其余病人術(shù)后恢復(fù)良好[20]。電磁導(dǎo)航輔助下的顱內(nèi)占位性切除只要在手術(shù)中減少對(duì)功能區(qū)腦組織的牽拉，注意操作微創(chuàng)化，并結(jié)合電磁導(dǎo)航系統(tǒng)和術(shù)中B 超的充分應(yīng)用，多數(shù)顱內(nèi)占位性病變切除后神經(jīng)功能都能得到極好的恢復(fù)。

3.3 顱腦內(nèi)穿刺

顱腦內(nèi)穿刺在神經(jīng)外科中應(yīng)用廣泛，但對(duì)穿刺的準(zhǔn)確率有很高的要求，穿刺部位及穿刺方向的細(xì)微變化都會(huì)導(dǎo)致醫(yī)源性損傷的發(fā)生，電磁導(dǎo)航對(duì)顱腦內(nèi)穿刺的輔助擁有絕對(duì)性的優(yōu)勢(shì)，顱腦內(nèi)血腫、膿腫的引流，經(jīng)皮穿刺射頻溫控?zé)崮g(shù)(RFT)術(shù)中的卵圓孔的穿刺等都是電磁導(dǎo)航系統(tǒng)使用的適應(yīng)癥。其中卵圓孔的穿刺十分難以掌握。卵圓孔的穿刺通路僅為上下頜骨間的窄小間隙，造成對(duì)穿刺精度有著極高的需求。陳敏潔等對(duì)卵圓孔穿刺準(zhǔn)確性進(jìn)行對(duì)比性研究，結(jié)果顯示在電磁導(dǎo)航輔助下的雙側(cè)卵圓孔穿刺對(duì)比盲穿組的準(zhǔn)確性得到明顯提高[21]。程彥昊等應(yīng)用電磁影像導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)腦膿腫5 例及腦內(nèi)血腫2 例進(jìn)行穿刺引流，全部患者成功引流，術(shù)后恢復(fù)良好[22]。馮世宇等回顧性的分析了31 例在導(dǎo)航輔助下進(jìn)行穿刺引流的腦膿腫病例，術(shù)后1 月運(yùn)用復(fù)查MRI 的方法進(jìn)行評(píng)估，并隨訪3 年。結(jié)果顯示患者術(shù)后完全康復(fù)率為93.5%，1 例出現(xiàn)術(shù)后腦膿腫復(fù)發(fā)，1 例術(shù)后2 月死亡。從而對(duì)腦膿腫病變中導(dǎo)航的適應(yīng)癥進(jìn)行了總結(jié)：(1)有明顯的占位效應(yīng)，膿腫直徑＞2.5cm；(2)位于功能區(qū)的腦膿腫；(3)體質(zhì)弱難以接受手術(shù)者[23]。李顯偉等在電磁導(dǎo)航下對(duì)比性分析了神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)下引流術(shù)與傳統(tǒng)腦室引流術(shù)輔助的精準(zhǔn)度，證實(shí)了電磁導(dǎo)航系統(tǒng)下?lián)碛懈叩臏?zhǔn)確性[24]。因此電磁導(dǎo)航的輔助有利于個(gè)體化的穿刺口設(shè)計(jì)，能夠避開顱內(nèi)的關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)和功能區(qū)域，準(zhǔn)確定位穿刺位置，減少術(shù)中探查的損傷。

3.4 與神經(jīng)內(nèi)鏡配合

神經(jīng)內(nèi)鏡具有術(shù)野明亮清晰、沒有視野死角、腫瘤切除精確和術(shù)后并發(fā)癥少的優(yōu)勢(shì)，但也存在局限：①二維圖像缺乏縱深感；②內(nèi)鏡下的解剖結(jié)構(gòu)與常規(guī)顯微解剖有所不同，經(jīng)驗(yàn)不足易致定位偏差；③操作空間狹小器械易相互干擾；④鏡頭不易始終保持潔凈影響觀察；⑤止血困難。神經(jīng)內(nèi)鏡與電磁導(dǎo)航結(jié)合可以避免上述情況給手術(shù)帶來的困難，并能擴(kuò)大手術(shù)適應(yīng)癥[25]。Schroeder 等報(bào)道當(dāng)腦室狹小，病變位于第三腦室后部且室間孔狹窄，采用導(dǎo)航結(jié)合內(nèi)鏡手術(shù)取得了良好的手術(shù)效果，提高了手術(shù)安全[26]。MKosteljanetz等報(bào)道采用神經(jīng)內(nèi)鏡結(jié)合電磁導(dǎo)航技術(shù)，行經(jīng)鼻入路治療顱前窩的腦脊液鼻漏，避免了常規(guī)開顱手術(shù)帶來的創(chuàng)傷及并發(fā)癥[27]。Patel在對(duì)比了70 例垂體病變患者的計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)后得出結(jié)論：計(jì)算機(jī)引導(dǎo)內(nèi)鏡下經(jīng)單鼻孔蝶竇人路手術(shù)為外科醫(yī)生提供了三維圖像、更大的視覺精度和手術(shù)精度、更短的手術(shù)時(shí)間[28]。

4 總結(jié)

綜上所述，電磁導(dǎo)航手術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①提高顱腦手術(shù)的安全性，提升切除病灶的準(zhǔn)確率，有利于患者的術(shù)后恢復(fù)；②能確定顱內(nèi)病變與周圍血管等軟組織的位置關(guān)系及其浸潤范圍，有效避免正常組織的損傷；③有利于個(gè)體化的穿刺口設(shè)計(jì)，避開顱內(nèi)的關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)和功能區(qū)域，減少探查帶來的損傷；④與神經(jīng)內(nèi)鏡結(jié)合可以擴(kuò)大手術(shù)適應(yīng)癥，避免常規(guī)開顱手術(shù)帶來的創(chuàng)傷及并發(fā)癥。目前電磁導(dǎo)航雖然具有更高的安全性，但定位精度仍然偏低且容易受到干擾。因此，如何實(shí)現(xiàn)高精度無遮擋的穩(wěn)定定位是待解決的問題，但隨著磁場發(fā)射器的小型化、微型化，探測器的自動(dòng)識(shí)別和注冊(cè)的精度提高，電磁導(dǎo)航有望成為神經(jīng)外科導(dǎo)航的主要手段。