影像導航系統在神經外科的應用

首都醫科大學附屬北京天壇醫院神經外科王德江歷

史1906年Dr.Clarke和Dr.Horsley腦三維定向儀

70年代中期CT及磁共振成像MRI技術的引入

1986年

美國Stanford醫學院Dr.Roberts最早將導航系統應用于臨床

90年代初

導航系統開始應用于脊柱脊髓手術分

類（一）被動導航系統：在醫生的操作下實時的向操作者反饋探針或手術器械的位置，如StealthStation手術導航系統；主動導航系統：又稱機器人導航系統，它可以按照術前的計劃自動完成某些手術操作；半自動導航系統：它引導醫生在術前制定的手術范圍內施行手術，一旦手術超出允許范圍，它會提醒醫生或停止操作。如瑞典Elekta公司制造的Surgiscope導航系統

。分類（二）紅外線導航電磁導航導航設備中央控制單元紅外線照相機參考環及固定支架；裝備有紅外線裝置的探針，或適配器

其它：主要包括一些附件如設備之間的連接線及輸入輸出設備工作原理獲取影像，完成三維重建,手術計劃－－掃描建立實際解剖坐標系與影像坐標系之間的對應關系－－注冊反饋實際解剖位置變化引導手術者尋找和切除病變－－導航操作步驟顱腦導航脊柱導航術前計劃（一）貼導航標記物根據病人資料，確定符合導航手術適應證初步確定手術入路，在頭皮表面粘貼定位標記物將6-10枚定位標記貼于患者頭部盡量分散貼放在不易移動的部位(如耳上，乳突，頂結節等)術前計劃（二）影像學掃描完成CT或MR掃描，將圖象資料輸入計算機，完成三維重建CTMR功能MR在計算機影像上尋找頭皮上的標記物，逐一予以注冊標記規劃具體的手術入路術前計劃（三）設備連接注冊患者插管全麻后安裝頭架固定參考環于頭架上注冊探針術前計劃（四）定位標記聯合注冊用探針按標記順序注冊患者頭部定位標記物導航下用探針探測病變在頭皮的投影邊界，據此設計手術切口導航下病變切除手術過程中，應多次使用探針實時導航，不斷驗證手術入路的正確性及病變邊界操作步驟顱腦導航脊柱導航儀器設備脊柱導航配套設施

棘突夾

參考環

探針

連接線

適配器

（一）術前手術方案CT掃描,導入計算機工作站

三維重建方法步驟（一）術前定位Marker點制定手術計劃選擇植入物方法步驟（二）入室后患者按照常規手術步驟麻醉，上頭架（頸部手術）安裝參考環方法步驟拆除參考環消毒鋪巾（三）術中暴露解剖標志后注冊marker點開始導航導航下定位螺釘進釘點、方向、深度，植入螺釘

深部小病變術中精確定位幫助術者完成深部神經組織的復雜而精細的操作

減少盲目性探查損傷腦組織，將病變周圍正常神經血管結構的損傷減少到最低程度，降低術后神經功能損傷

神經影像導航手術系統臨床應用價值導航系統術中應用病灶及周圍血管結構三維重建導航系統術中應用術中使用導航棒規劃手術入路術中確定腫瘤后界導航系統術中應用術中確定腫瘤前界導航系統術中應用導航下延髓血網切除術

S1骨母細胞瘤術前ＭＲ

術中定位術后MR術后CTC1后弓和C2椎板棘突畸形Chiari畸形導航在其他領域的應用功能外科骨科耳鼻喉科腦內病變活檢顱內異物取出術顱內深部病變(腦干，丘腦等中線附近病變)皮層下體積較小的病變，特別是良性血管病變，如海綿狀血管瘤、動脈瘤、血管畸形等適應證（一）病變的準確定位和小切口設計(如凸面小腦膜瘤，腦膿腫等)功能神經外科手術(如局灶性癲癇,舞蹈病,帕金森氏病等)脊柱脊髓外科手術（內固定及椎體、椎旁、椎管內占位切除適應證（二）適應證（三）借助于導航系統治療惡性膠質瘤，可以確定膠質瘤的大致邊界，提示切除范圍，還能指示避免損傷周圍正常神經血管結構，實現深部膠質瘤的顯微鏡下全切。配合其它治療，能降低此類患者的死亡率和致殘率。誤差漂移導航的不足之處誤差分析來源內容系統誤差偶然誤差影像資料掃描間距√√掃描設備的傾斜√√對比度√√導航設備定位器的精度√跟蹤儀的精度√面融合的算法√圖像插值的算法√顯示速度√誤差分析來源內容系統誤差偶然誤差操作者定位器的標定√√圖像上注冊點的確定√椎板上注冊點的選擇√手術器械與參考環的距離√影像的理解能力√√解剖的熟悉程度√√操作手法√設備的熟悉√熟悉解剖手術操作術中腦