胡濤,宋新,孫雨雨,趙藝涵,于成龍,包權(quán)
1.牡丹江醫(yī)學(xué)院研究生處,黑龍江牡丹江 157011;2.牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬紅旗醫(yī)院磁共振科,黑龍江牡丹江 157011
外科手術(shù)是治療顱內(nèi)腫瘤的主要方式。無論是行開顱手術(shù),還是應(yīng)用神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)或神經(jīng)內(nèi)鏡等,都需要對患者的顱內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)和腫瘤的精確位置有清晰地了解,以引導(dǎo)手術(shù)入路。因顱內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、神經(jīng)外科醫(yī)生術(shù)中操作空間有限,為最大限度切除腫瘤且減少顱內(nèi)組織損傷,術(shù)前對顱內(nèi)腫瘤定位的準確度至關(guān)重要。一旦顱內(nèi)腫瘤定位出現(xiàn)偏差,便會擴大骨瓣和手術(shù)切口,增加患者感染風險,影響患者的預(yù)后和生活質(zhì)量。最初,神經(jīng)外科醫(yī)生根據(jù)患者的計算機斷層成像(computed tomography,CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)等影像資料,結(jié)合自身的行醫(yī)經(jīng)驗及患者顱內(nèi)解剖學(xué)特點,判斷腫瘤所在位置。隨著神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)的出現(xiàn),顱內(nèi)腫瘤定位技術(shù)逐漸由二維向三維方向發(fā)展,神經(jīng)外科醫(yī)生可獲得大量可視化信息。先進設(shè)備不斷普及,顱內(nèi)腫瘤定位方法也在不斷更新。超聲、CT、MRI 作為非侵入性檢查,可大大提高顱內(nèi)腫瘤定位的準確性,已成為臨床重要的診斷與治療手段。
超聲定位顱內(nèi)腫瘤簡單、方便、有效。超聲探頭可對腫瘤進行多方位、多位點檢查,提高定位準確性,減少術(shù)中探查帶來的損傷。Sweeney 等[1]對260例顱內(nèi)腫瘤患者進行回顧性研究,患者術(shù)中行超聲輔助腫瘤切除并探查腫瘤殘留,術(shù)后1 周行MRI 檢查腫瘤殘留,術(shù)中超聲檢查結(jié)果與術(shù)后MRI 檢查結(jié)果具有很強的一致性。超聲在術(shù)中可提供實時畫面,將神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)與超聲相結(jié)合,手術(shù)過程中實時導(dǎo)航,精準定位顱內(nèi)腫瘤,提高腫瘤切除率[2]。邱傳珍等[3]將54 例膠質(zhì)瘤患者作為研究對象,對其均行神經(jīng)導(dǎo)航顯微手術(shù),根據(jù)術(shù)中是否使用超聲將患者分為實驗組和對照組,結(jié)果顯示實驗組患者的腫瘤定位準確率明顯高于對照組(100%vs.74.07%)。B?等[4]開展的前瞻性研究,在47 例患者的膠質(zhì)瘤切除術(shù)中使用三維超聲技術(shù),86%的患者術(shù)后生活質(zhì)量較術(shù)前明顯改善,通過術(shù)中三維超聲技術(shù)實時定位處于功能區(qū)的膠質(zhì)瘤,在最大限度切除膠質(zhì)瘤的同時,避免造成更多的功能損傷。傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)對術(shù)前腫瘤的定位及手術(shù)方案的制定發(fā)揮重大作用,但顱內(nèi)組織移位時會出現(xiàn)誤差。
超聲導(dǎo)航技術(shù)(navigated ultrasound,NUS)是以三維超聲為基礎(chǔ),通過追蹤3D 圖像實時定位腫瘤,有助于外科醫(yī)生選擇最佳手術(shù)路徑并在術(shù)中動態(tài)觀察腫瘤切除情況[5]。?teňo 等[6]研究顯示,與其他方法相比,術(shù)中使用NUS 的顱內(nèi)腫瘤切除率更高,對患者造成的功能損傷更低。Zaki 等[7]通過聚焦超聲技術(shù)影響顱內(nèi)血-腦脊液屏障,這有利于化療藥物進入膠質(zhì)母細胞瘤,提高化療藥物作用。在膠質(zhì)瘤中,超聲彈性成像可顯示不同級別腫瘤的硬度和腫瘤周圍腦實質(zhì)硬度,為區(qū)分低級別膠質(zhì)瘤和高級別膠質(zhì)瘤提供線索[8]。Yin 等[9]對52 例患者術(shù)中行剪切波彈性成像檢查,獲取正常組織和腫瘤組織楊氏模量值,結(jié)果顯示,低級別膠質(zhì)瘤組織的楊氏模量值顯著高于高級別膠質(zhì)瘤組織;剪切波彈性成像診斷高級別膠質(zhì)瘤的敏感度為89.3%,特異性為75.0%,并可實時觀察顱內(nèi)組織硬度,為切除膠質(zhì)瘤提供新的方法。
術(shù)中超聲檢查的成像受顱骨的影響,只有將患者顱骨去除才可使用,骨瓣所在位置及大小影響術(shù)中超聲探測范圍與病變顯示;術(shù)中超聲難以鑒別水腫、偽影、殘余腫瘤組織,且定位效果與醫(yī)生操作相關(guān);較小的殘留病灶不易發(fā)現(xiàn);術(shù)中超聲檢查無法同時滿足高分辨率和高穿透力,提高顱內(nèi)深部腫瘤穿透力的同時分辨率下降。
術(shù)中準確定位腫瘤既能最大限度切除腫瘤,又能顯著減少患者術(shù)中出血。紀祥軍等[10]制作簡易U形管,將U 形管大致固定于腫瘤體表投影部位,并垂直于CT 掃描定位線,掃描至腫瘤中心層面時暫停,在體表畫出定位線與U 形管兩邊的交點,計算腫瘤至U 形管兩邊的距離,再按比例標記腫瘤所在體表的投影。利用頭皮標記物定位顱內(nèi)腫瘤的方法操作簡單、定位準確,可縮短術(shù)中切口長度并減少術(shù)后并發(fā)癥,具有較高臨床應(yīng)用價值,但該方法僅局限于二維平面。隨著影像技術(shù)的快速發(fā)展,三維重建技術(shù)可清晰顯示顱內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)、病灶、血管走行和皮質(zhì)下纖維束分布,重建圖像可提供顱內(nèi)腫瘤的立體形態(tài)、大小、邊緣及與周圍組織之間的關(guān)系。簡智恒等[11]通過三維重建顱內(nèi)腫瘤與周圍解剖結(jié)構(gòu)三維圖像,實現(xiàn)術(shù)中對腫瘤的精準切除。三維重建技術(shù)也具有一定的局限性:儀器精密度和掃描層厚對三維重建圖像的準確性有影響,存在一定誤差;三維重建圖像不能使頭皮和顱骨透明化,無法獲取顱內(nèi)腫瘤在體表的投影[12]。
3D Slicer 軟件可解決這一問題。3D Slicer 軟件為開放源代碼軟件,主要功能包括腫瘤分割、三維重建、圖像融合、血管和神經(jīng)纖維束成像等[13]。王瀚等[14]利用3D Slicer 軟件對CT、MRI 數(shù)據(jù)進行三維重建,結(jié)果顯示,術(shù)中定位及腫瘤暴露滿意率達95.5%,明顯高于傳統(tǒng)二維斷層影像定位。神經(jīng)外科醫(yī)生借助3D Slicer 軟件的三維重建圖像功能,可制定個體化手術(shù)方案;對淺表顱內(nèi)腫瘤,可規(guī)避重要神經(jīng)和血管損傷。楊森源等[15]比較3D Slicer 軟件與傳統(tǒng)測量方法對顱內(nèi)腫瘤術(shù)前定位的準確性,結(jié)果表明,采用3D Slicer 軟件最終定位點距離病變中心(0.24±0.14)cm,采用傳統(tǒng)測量方法的最終定位點距離病變中心(0.48±0.30)cm,與傳統(tǒng)測量方法相比,3D Slicer 軟件術(shù)前定位更準確。但3D Slicer 軟件只能通過三維重建觀察腫瘤,無法模擬術(shù)中真實操作;腫瘤模型需特定掃描序列,掃描數(shù)據(jù)質(zhì)量影響重建效果;CT 對軟組織分辨率較低,采集時間長且具有放射性,不宜多次采集。
與常規(guī)掃描相比,三維容積成像對顱內(nèi)神經(jīng)的顯示有一定優(yōu)勢。肖如輝等[16]開展的前瞻性研究,對49 例三叉神經(jīng)痛患者行三維容積成像掃描,清晰觀察到46 例患者三叉神經(jīng)的走行、形態(tài)、邊界、信號及鄰近組織,三維容積成像有助于三叉神經(jīng)的呈現(xiàn),有利于病變組織定位,為三叉神經(jīng)痛患者的診斷和治療提供參考依據(jù)。喬俊[17]根據(jù)患者常規(guī)平掃圖像,對照顱內(nèi)腫瘤大體位置,距頭皮最近投影點用維生素E 膠囊標記,再行MRI 平掃,在切線位方向確定腫瘤所在體表位置,并進行標記,在標記處手術(shù);結(jié)果顯示,利用MRI 頭皮定位法合理選擇開顱位置,可顯著提高腫瘤切除率、縮短手術(shù)時間和減少術(shù)后并發(fā)癥。但頭皮定位法在顱內(nèi)深部腫瘤切除時易出現(xiàn)誤差,主要是因為術(shù)中沒有明確的手術(shù)引導(dǎo)角度和具體方向的參照。
利用彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)中各向異性值和纖維束重建顯示腫瘤周圍前外側(cè)皮質(zhì)脊髓束,可觀察到顱內(nèi)腫瘤與功能區(qū)之間的關(guān)系,有助于規(guī)劃最安全的手術(shù)路徑,最大限度減少神經(jīng)功能缺損和腫瘤復(fù)發(fā)[18]。研究證明,使用DTI 為基礎(chǔ)的功能性神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)有助于最大限度切除腫瘤,減少術(shù)后運動障礙并降低術(shù)后并發(fā)癥[19]。Smirnov 等[20]通過功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)分析和評估不同位置膠質(zhì)瘤引起的神經(jīng)元活動功能變化,實現(xiàn)術(shù)中最大限度切除腫瘤并保留神經(jīng)功能。吳婷等[21]將腦磁圖所獲圖像與MRI 掃描所獲解剖結(jié)構(gòu)圖像疊加、整合形成磁源性成像(magnetic source imaging,MSI),MSI 可準確顯示功能區(qū)與腫瘤之間的關(guān)系,幫助外科醫(yī)生優(yōu)化手術(shù)方案,縮短手術(shù)時間。王鵬遠等[22]將患者MRI 圖像導(dǎo)入Mimics 軟件重建腫瘤在體表的投影,利用3D 打印技術(shù)打印導(dǎo)板并置于術(shù)區(qū)進行腫瘤定位,術(shù)中均可準確切除腫瘤。3D 打印技術(shù)雖能定位顱內(nèi)深部腫瘤,但術(shù)前仍需考慮手術(shù)入路問題,且無法實現(xiàn)術(shù)中實時導(dǎo)航。
神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)是將影像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C上,并進行三維重建,再對患者頭部標記注冊,將頭部實際位置與神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)中頭部三維圖像對應(yīng)起來,術(shù)中利用定位裝置指引手術(shù)方向。神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)可幫助神經(jīng)外科醫(yī)生選擇最佳手術(shù)路徑,術(shù)中避開重要功能區(qū)和神經(jīng),快速找到病灶,具有定位準確、降低手術(shù)風險、減小顱骨開窗直徑、縮短手術(shù)時間等優(yōu)勢。顧俊怡等[23]對神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)顯微鏡下輔助經(jīng)鼻蝶手術(shù)的45 例垂體瘤患者與采用神經(jīng)內(nèi)鏡治療的42 例垂體瘤患者進行回顧性分析,對比兩組患者的手術(shù)時間、住院天數(shù)、出血量及垂體相關(guān)激素恢復(fù)情況,發(fā)現(xiàn)神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)顯微鏡下經(jīng)鼻蝶切除垂體瘤患者的手術(shù)時間及住院天數(shù)更短,該技術(shù)更有利于促進垂體相關(guān)激素的恢復(fù)。Legninda 等[24]根據(jù)顯微血管減壓術(shù)中有無使用神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)將30例三叉神經(jīng)痛患者分為兩組,結(jié)果表明,在顯微血管減壓術(shù)中使用神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)可顯著降低腦脊液滲漏并緩解患者疼痛,是治療三叉神經(jīng)痛較有效的方案。Pei 等[25]對173 例藥物難治性癲癇患者進行回顧性分析,結(jié)果顯示,術(shù)中聯(lián)合神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)可提高癲癇灶切除率,減少術(shù)后并發(fā)癥。由此可見,神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)的使用為藥物難治性癲癇手術(shù)帶來良好的療效和安全性。
神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)的缺點包括對腦內(nèi)深部腫瘤的定位不如立體定向技術(shù),神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)價格昂貴難以在基層醫(yī)院推廣、術(shù)中可能出現(xiàn)腦組織移位和腦脊液丟失等情況,可能會影響神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)的準確性。
利用顱內(nèi)不同組織、不同溫度的特點,可顯示顱內(nèi)某種疾病。Bousselham 等[26]認為,從熱分析角度看,顱內(nèi)腫瘤溫度變化由腫瘤代謝產(chǎn)熱、血液灌注率變化引起。熱成像是一種基于軟組織溫度測量的新型非侵入性檢查,利用顱內(nèi)腫瘤和周圍組織存在溫度差的特點,通過熱成像獲取溫度變化分布,顯示腫瘤大小和位置。
蛋氨酸(methionine,MET)是一種臨床常用的氨基酸示蹤劑。正電子發(fā)射斷層顯像(positron emission tomography,PET)是一種代謝功能顯像,可對膠質(zhì)瘤代謝和增殖進行無創(chuàng)、定量分析。當膠質(zhì)瘤增殖時,需要大量氨基酸,與周圍正常組織攝取氨基酸的量形成鮮明對比,將11C-MET PET 與MRI 圖像融合,可清晰描述顱內(nèi)膠質(zhì)瘤的邊界[27]。
神經(jīng)外科手術(shù)中腫瘤切除的完整程度決定患者的生存時間和生活質(zhì)量。術(shù)前腫瘤精準定位、術(shù)中減少患者損傷尤為重要。本文介紹了神經(jīng)外科領(lǐng)域常用的腫瘤定位方法,但并不全面。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,今后還會有更加精確、便捷的顱內(nèi)腫瘤定位方法,以滿足神經(jīng)外科領(lǐng)域診治的需求。但無論是哪種定位方法,均各有優(yōu)缺點。臨床應(yīng)用時應(yīng)綜合考慮,結(jié)合患者實際情況,多種定位方法相互結(jié)合,取長補短,助力手術(shù)更加成功。