李晉江許百男陳曉雷

越來越多的證據(jù)表明，腫瘤全切除患者的復(fù)發(fā)率低、無進(jìn)展生存期延長，可獲得更好的預(yù)后[1,2]。目前國內(nèi)外循證醫(yī)學(xué)證據(jù)顯示，在最大限度保護(hù)神經(jīng)功能的基礎(chǔ)上盡可能多地切除腫瘤，有助于提高患者生存期[3]。McGirt等對(duì)膠質(zhì)瘤預(yù)后的研究顯示，手術(shù)全切除的患者10年生存率(76%)顯著高于次全切除的患者(49%)，而次全切患者的無進(jìn)展生存期(3.5年)短于手術(shù)全切患者(7.0年)。低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者中，殘余腫瘤小于1cm者5年復(fù)發(fā)率為26%；而殘余腫瘤1～2cm的患者復(fù)發(fā)率為68%；大于2cm者5年復(fù)發(fā)率高達(dá)89%[4]，并且腫瘤部分切除患者的死亡率明顯高于全切或次全切除的患者。因此，手術(shù)盡可能多地切除腫瘤，減少瘤細(xì)胞負(fù)荷，有望顯著改善患者的預(yù)后。導(dǎo)致腫瘤殘留的原因很多，如手術(shù)牽拉、腫瘤邊界不清、操作角度的限制、腦皮質(zhì)的重疊和鄰近重要的功能結(jié)構(gòu)區(qū)域等，這些問題都存在一些共同點(diǎn)―由于術(shù)中腦移位的影響，難以精確定位病變切除范圍和周邊重要功能結(jié)構(gòu)。如何在術(shù)中降低腦移位的影響，精確地定位病變切除范圍和周邊重要結(jié)構(gòu)一直是神經(jīng)外科研究的焦點(diǎn)問題之一。

1 腦移位的特點(diǎn)

早期神經(jīng)外科對(duì)病變的定位主要依賴于癥狀、體征與已知功能關(guān)系的判斷，以及后來出現(xiàn)的腦電圖對(duì)各部分腦組織電生理的異?；顒?dòng)的記錄。20世紀(jì)70年代后，隨著CT、MRI等神經(jīng)影像技術(shù)的快速發(fā)展，術(shù)前對(duì)腫瘤的位置及邊界的判定越來越精確，借助手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)可以立體的顯示病變位置與正常腦組織的關(guān)系。但是這些技術(shù)在術(shù)中精確定位病變、尋找腫瘤邊界上的效果并不明顯，對(duì)腫瘤和功能區(qū)域的術(shù)中定位仍依靠術(shù)者根據(jù)術(shù)前影像和術(shù)中肉眼或鏡下所見做出的主觀判斷，手術(shù)的精度并未有明顯提高。影像導(dǎo)航技術(shù)自上世紀(jì)80年代開始應(yīng)用于神經(jīng)腫瘤手術(shù)中，在導(dǎo)航系統(tǒng)的幫助下可以改進(jìn)手術(shù)入路的設(shè)計(jì)、提高腫瘤切除率、降低手術(shù)并發(fā)癥等優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)已得到廣泛認(rèn)可。然而，該系統(tǒng)實(shí)際使用中易受術(shù)中一些因素的影響，將顯著降低導(dǎo)航的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重時(shí)將影響術(shù)者對(duì)病變位置和周邊重要腦功能結(jié)構(gòu)的判斷，導(dǎo)致術(shù)者術(shù)中估計(jì)的病變切除程度與實(shí)際的情況相去甚遠(yuǎn)，不利于腫瘤的進(jìn)一步切除和對(duì)正常腦組織的保護(hù)。神經(jīng)外科手術(shù)中普遍采用的無框架導(dǎo)航系統(tǒng)本身的誤差(0.6～1.7mm)已經(jīng)很接近被認(rèn)為是導(dǎo)航系統(tǒng)“金標(biāo)準(zhǔn)”的有框架立體定向系統(tǒng)[5-7]。影響導(dǎo)航系統(tǒng)準(zhǔn)確性的因素是手術(shù)過程中腦組織由于各種原因?qū)е碌哪X移位，與系統(tǒng)本身的誤差(0.55mm±0.64mm)相比，由腦移位等其他原因產(chǎn)生的注冊誤差(4.0～4.8mm)更為明顯[7,8]。一些研究發(fā)現(xiàn)在某些病例中腦移位的程度甚至可以達(dá)到2cm以上，平均移位程度達(dá)8.4mm，嚴(yán)重影響導(dǎo)航系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致術(shù)者對(duì)手術(shù)切除程度判斷不準(zhǔn)確[9]。手術(shù)中術(shù)者認(rèn)為腫瘤已完全切除，而經(jīng)影像證實(shí)后發(fā)現(xiàn)仍有46%～80%的病例中存在腫瘤殘留[10-12]。

精準(zhǔn)神經(jīng)外科對(duì)功能區(qū)的定位和切除程度有了更高的要求，腦移位的問題得到了更多的關(guān)注。既往的一些研究發(fā)現(xiàn)了一些常見的導(dǎo)致移位因素，如：脫水藥的使用、術(shù)中患者的體位、腦脊液的流失、腦組織的腫脹、組織的切除、重力、硬腦膜的開放、水腫、手術(shù)操作等。重力作用是影響腦移位方向的一個(gè)重要因素，Schnaudigel等[13]對(duì)健康受試者在不同體位下進(jìn)行磁共振掃描發(fā)現(xiàn)，最大程度的移位出現(xiàn)在側(cè)臥位時(shí)，而體位及手術(shù)持續(xù)時(shí)間均顯著影響腦移位程度。額葉皮質(zhì)的移位較為常見，平均可達(dá)1cm左右，但當(dāng)腦脊液漏出較多時(shí)，即使是深部結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生明顯的移位導(dǎo)致導(dǎo)航定位誤差。在對(duì)腦深部電刺激治療運(yùn)動(dòng)功能障礙的手術(shù)的影像進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，即使在硬腦膜開放很小的情況下，由于腦脊液的流出也會(huì)導(dǎo)致明顯的腦皮質(zhì)的移位，同時(shí)發(fā)現(xiàn)深部結(jié)構(gòu)移位的程度與腦皮質(zhì)的移位程度并不存在相關(guān)關(guān)系[14-16]，但腦脊液丟失的程度與皮質(zhì)和中線在重力方向上的移位程度高度相關(guān)[17]。Dorward等[18]發(fā)現(xiàn)，在顱腦手術(shù)中硬腦膜開放后腦皮質(zhì)的平均移位程度達(dá)4.6mm，腫瘤邊界移位5.1mm，手術(shù)結(jié)束時(shí)腦皮質(zhì)移位6.7mm。Romano等[19]發(fā)現(xiàn)，腫瘤周圍腦水腫大于42mL或開放的骨瓣大于57mm會(huì)產(chǎn)生大于2.5mm的術(shù)中移位。作者認(rèn)為大范圍的瘤周水腫和較大的骨瓣會(huì)導(dǎo)致方向向外的移位，而腫瘤的體積是決定向內(nèi)側(cè)的移位的因素，但對(duì)這些因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并未得到有顯著性差異的結(jié)果。Ozawa等[20]認(rèn)為腫瘤的位置可能是影響周圍腦組織移位方向的主要因素，但在該研究中并未得到證實(shí)。一些因素如腫瘤大小、水腫程度、側(cè)腦室開放和患者的體位都是影響腦移位程度的重要因素，但對(duì)于腦移位方向的預(yù)測目前仍無確定的結(jié)果。因此，雖然在一些病例中可以預(yù)測移位程度的大小，但由于方向的不確定性，應(yīng)用這些結(jié)果直接指導(dǎo)手術(shù)的意義不大，仍然無法解決腦移位的問題。Miga等[21]應(yīng)用數(shù)學(xué)模型糾正移位，建立生物力學(xué)有限元模型，通過探測腦表面形狀改變的情況，計(jì)算評(píng)價(jià)全腦的移位程度和方向。但由于術(shù)中移位產(chǎn)生的原因是比較復(fù)雜的，一些因素很難被納入模型中去，因此目前應(yīng)用這種方法來評(píng)價(jià)預(yù)測腦移位僅適用于一些特殊的病例。Jingwen等[22]將有限元模型預(yù)測結(jié)果與術(shù)中磁共振獲得的實(shí)際情況相比較，發(fā)現(xiàn)模型所預(yù)測移位程度均較實(shí)際移位大，最大相差2.3mm。目前研究結(jié)果顯示，基于有限元模型在某些特殊病例中可預(yù)測70%～85%的移位程度，但由于計(jì)算需時(shí)較長，導(dǎo)致臨床應(yīng)用有限[23]。

2 腦移位的評(píng)價(jià)方法

目前為提高手術(shù)的準(zhǔn)確性應(yīng)用術(shù)中影像，如術(shù)中超聲、術(shù)中CT、術(shù)中磁共振、術(shù)中共聚焦顯微鏡等，是糾正腦移位是最直接的方法，使激進(jìn)的手術(shù)策略更加安全。

2.1 術(shù)中超聲 自上世紀(jì)八十年代開始，超聲開始應(yīng)用于手術(shù)中，術(shù)中超聲探頭向微型、多功能、可變頻等方向發(fā)展，術(shù)中超聲的分辨力逐漸提高，穿透力逐漸增加。應(yīng)用于臨床20多年來，雖然術(shù)中超聲圖像質(zhì)量仍然無法和磁共振或CT相比，但具有設(shè)備價(jià)格相對(duì)較低，術(shù)中可重復(fù)多次獲取圖像，相比術(shù)中CT和MRI時(shí)間短等優(yōu)勢。此外，近年來隨著影像融合技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已開發(fā)出將超聲探頭注冊后與導(dǎo)航整合的整合影像導(dǎo)航系統(tǒng)。Nossek等[24]應(yīng)用術(shù)中電刺激來評(píng)價(jià)術(shù)中超聲結(jié)合錐體束導(dǎo)航在功能保護(hù)方面的作用，作者認(rèn)為應(yīng)用術(shù)中超聲可以有效糾正移位帶來的誤差，其定位效果接近術(shù)中電刺激。與2D超聲相比，術(shù)中3D超聲的成像質(zhì)量得到了一定程度上的提高，與術(shù)前影像融合后可以評(píng)價(jià)重要結(jié)構(gòu)的三維空間內(nèi)的移位情況[25]。與固定的影像設(shè)備不同，由于超聲探頭需要與導(dǎo)航系統(tǒng)注冊，以及將2D影像重建成3D影像的融合算法問題會(huì)導(dǎo)致該系統(tǒng)增加1～2mm的誤差。因此，在腫瘤影像邊界的判定問題上，磁共振顯示的邊界和超聲顯示的邊界并不一定相同，使用術(shù)中超聲判定腫瘤影像邊界的準(zhǔn)確性至今尚存在爭議。

2.2 術(shù)中CT術(shù)中CT在神經(jīng)外科領(lǐng)域的應(yīng)用也比較早，具有掃描時(shí)間短，密度分辨率高，尤其對(duì)于近顱骨的病變能夠清晰顯示骨性結(jié)構(gòu)并可重建顱骨等優(yōu)點(diǎn)[26]。但是由于CT影像組織分辨率低，對(duì)于低級(jí)別膠質(zhì)瘤邊界不容易分辨，腫瘤切除仍需參照術(shù)前高質(zhì)量的MRI。在一些研究中，將術(shù)中CT影像與術(shù)前MRI融合，在融合后的數(shù)據(jù)中參照術(shù)前MRI顯示的病變位置判斷手術(shù)切除的位置和程度[26,27]。盡管有研究指出以術(shù)前CT為基準(zhǔn)影像分別與術(shù)前MRI和術(shù)中CT融合可能會(huì)提高融合的精確程度，但是就目前的融合算法而言，兩步融合亦有可能導(dǎo)致更多的融合誤差。但是這些方法都以術(shù)前MRI為基礎(chǔ)來判斷腫瘤殘留位置，依靠僅反映術(shù)中情況的CT影像難以確定相應(yīng)位置的病變是否發(fā)生移位，而且CT掃描次數(shù)及射線劑量受到倫理學(xué)的質(zhì)疑。

2.3 術(shù)中磁共振 術(shù)中磁共振誕生于上世紀(jì)九十年代，Black等[28]首先報(bào)道了術(shù)中磁共振的臨床應(yīng)用，應(yīng)用術(shù)中磁共振影像重新校正殘余腫瘤位置，彌補(bǔ)腦移位所帶來的問題。此后術(shù)中磁共振經(jīng)歷了從低場強(qiáng)到高場強(qiáng)，從固定磁體到可移動(dòng)磁體等一系列發(fā)展，其在神經(jīng)外科領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值已毋庸置疑。低場強(qiáng)的開放式術(shù)中MRI，術(shù)者可以在磁體旁邊進(jìn)行手術(shù)同時(shí)，比較方便的獲取MR影像反饋病變的位置信息，獲得的是近實(shí)時(shí)影像。與低場強(qiáng)的系統(tǒng)相比，高場強(qiáng)術(shù)中磁共振不僅能夠在術(shù)中獲得高質(zhì)量的解剖影像，還能夠進(jìn)行術(shù)中的腦功能成像，配合功能導(dǎo)航系統(tǒng)可以在術(shù)中實(shí)時(shí)顯示白質(zhì)纖維束和皮層功能區(qū)。與術(shù)中CT和術(shù)中超聲相比，術(shù)中磁共振一直被認(rèn)為是術(shù)中影像的“金標(biāo)準(zhǔn)”，高場強(qiáng)術(shù)中磁共振可以進(jìn)行功能神經(jīng)導(dǎo)航，將重要的結(jié)構(gòu)及功能區(qū)投射到術(shù)野內(nèi)，功能神經(jīng)導(dǎo)航在解剖導(dǎo)航的基礎(chǔ)上整合了腦部功能影像，能夠在術(shù)中精確、高效地定位腦功能區(qū)，從而加以保護(hù)[6]。應(yīng)用術(shù)中所得到彌散張量成像重建重要的白質(zhì)纖維束可以了解腫瘤周圍傳導(dǎo)束移位情況，為避免神經(jīng)功能損傷提供了可靠的保證[29,30]。但是由于其高昂的設(shè)備投入和手術(shù)室的建造費(fèi)用，以及其較長的術(shù)中掃描時(shí)間，使得這一系統(tǒng)在國內(nèi)僅在少數(shù)幾個(gè)神經(jīng)外科中心投入使用。

2.4 術(shù)中共聚焦顯微鏡 腫瘤的影像學(xué)邊界并不等同于組織學(xué)邊界，與傳統(tǒng)意義上的術(shù)中影像不同的是術(shù)中共聚焦顯微鏡指示的是腫瘤的組織學(xué)邊界。共聚焦顯微鏡體積較大，多用于基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。隨著技術(shù)的進(jìn)步，使新的光導(dǎo)纖維探頭適合在手術(shù)中使用。Sanai等[31]首先報(bào)道了術(shù)中共聚焦顯微鏡技術(shù)在臨床中的初步應(yīng)用，其掃描野475μm×475μm，側(cè)向分辨率0.7μm，軸向分辨率7μm，呈現(xiàn)高質(zhì)量的組織圖像以滿足診斷需要。另外，該系統(tǒng)不僅可以顯示組織表面的組織結(jié)構(gòu)，還可以通過調(diào)節(jié)成像焦點(diǎn)選擇性的顯示垂直于暴露的組織表面0～500μm范圍的組織影像。這一特性使該系統(tǒng)可以經(jīng)側(cè)腦室顯示室管膜下細(xì)胞構(gòu)筑情況，為室管膜下腫瘤的診斷提供可靠依據(jù)，這是以前依靠影像所不能實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)手術(shù)中需要鑒別腫瘤邊界時(shí)，靜脈團(tuán)注熒光造影劑后立即進(jìn)行術(shù)中共聚焦成像，通過神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)顯示探頭所在位置相應(yīng)的術(shù)前影像資料，以固定架固定探頭保持與所要觀察的暴露組織的表面垂直，以踏板控制在不同取樣點(diǎn)之間移動(dòng)。術(shù)中獲取熒光增強(qiáng)的組織圖片由神經(jīng)病理醫(yī)生來判斷腫瘤性質(zhì)和邊界，該技術(shù)將術(shù)中邊界判斷能力提高到組織學(xué)水平。與常規(guī)的術(shù)中快速冰凍相比，共聚焦顯微鏡在一定的時(shí)間內(nèi)可以獲取更多個(gè)位置的組織影像，避免取樣誤差。在原位觀察腫瘤組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)及微血管結(jié)構(gòu)更有利于得出可靠的結(jié)果。Eschbacher等研究發(fā)現(xiàn)共聚焦顯微鏡在多種病理類型(其中包括不同級(jí)別的膠質(zhì)瘤、聽神經(jīng)瘤、腦膜瘤和血管母細(xì)胞瘤)病變中的結(jié)果與常規(guī)染色切片有較好的一致性。通過觀察腫瘤組織的特點(diǎn)和血流經(jīng)過腫瘤毛細(xì)血管的情況，為判斷腫瘤性質(zhì)提供了更多依據(jù)。尤其在發(fā)生腦移位時(shí)，導(dǎo)航指示位置出現(xiàn)誤差，共聚焦顯微鏡仍然可以提供實(shí)時(shí)腫瘤邊界，相比影像學(xué)邊界更為可靠。由于該技術(shù)目前尚在初步臨床應(yīng)用評(píng)價(jià)階段，尚未有與傳統(tǒng)術(shù)中影像的對(duì)比研究報(bào)道，且對(duì)于術(shù)中腦移位不能進(jìn)行定性定量的評(píng)價(jià)。該技術(shù)還存在一些臨床使用中的問題，如光學(xué)探頭容易被紅細(xì)胞污染，每次都需要沖洗探頭，熒光增強(qiáng)后雖可以顯示組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞，但對(duì)于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的顯示仍顯不足，不能評(píng)價(jià)核質(zhì)比等。

綜上所述，腦移位的現(xiàn)象普遍存在于神經(jīng)外科手術(shù)過程中，影響病變的最大化切除及神經(jīng)功能的保護(hù)。為此，在神經(jīng)外科領(lǐng)域中已發(fā)展出多種輔助方法以對(duì)抗腦移位的影響，以求實(shí)現(xiàn)最大限度的腫瘤切除和最小程度的神經(jīng)功能損傷。應(yīng)用高質(zhì)量的術(shù)中影像手段來糾正腦移位是目前臨床解決這一問題的最可靠的方法。

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