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《中国医学论坛报》发表我院神经外科张培海医师文章:神外医生的“超能力”| 导航PLUS联合手术机器人,演绎精准神经外科时代

  新闻链接:https://www.cmtopdr.com/post/detail/fdb3851c-d0a3-476e-b472-8fa241325716.html

  发表时间:2020-4-16

  作者:威尼斯9499登录入口神经外科  张培海

  精准神外技术之发展篇:滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄

  神经导航技术帮神外医生实现“超能力”

  19世纪中期,随着麻醉、无菌消毒及脑定位技术的出现,早期神经外科应运而生,但是由于时代的限制,手术死亡率及病残率高得惊人。20世纪初,以现代神经外科之父Cushing教授为代表的先驱总结经验,逐步形成了独立于普外的现代神经外科,手术的并发症及死亡率开始下降。到了20世纪60年代,显微神经外科之父Yasargil教授等人将显微镜应用到神经外科领域,使得手术禁区不断打破。

  20世纪70年代后,神经外科的发展日新月异,随着CT(1972)、MRI(1977)等影像技术的出现,外科手术开始追求微创,迈入微侵袭时代。

  20世纪90年代至今,电生理监护、神经导航技术、机器人辅助手术、多模态影像融合、分子影像、3D打印、荧光标记及靶向治疗等高新技术喷薄而出,精准神经外科初露峥嵘。

  文明的进步为社会带来了救死扶伤之心,科技的突破又为人类带来了救死扶伤之能。

  Navigation(导航)一直是每位外科医生梦寐以求的“超能力”,有了它,我们可以参透人体构造,庖丁解牛,神经导航系统自1986年问世以来就肩负着这个使命。作为一套神经外科空间立体导航体系,它参照全球卫星定位系统,有着“人体导航卫星”的美称,在当今世界范围内受到了广泛认可,是确切可靠的手术利器。

  随着术中三维CT影像系统、术中磁共振系统的问世,我们从术前影像进化到术中影像,导航精度进步到亚毫米级别,这无疑提高了手术质量,将手术创伤、并发症降至最低。

  纯靠影像难挑大梁,“导航PLUS”实现更多功能

  然而不管神经导航系统进化如何完备,图像如何高清,纯粹依靠影像无法独挑精准神经外科的大梁,因为我们需要斟酌的不光是器官与结构,更是患者的神经功能,这就需要其它“导航”技术的辅助,由众多复合技术组成的“导航PLUS”得到越来越多的认可。

  电生理监测技术是利用体外设备激发神经兴奋,测量并统计电信号,从而判断神经功能的一项生理监测技术,目前已广泛应用于脑功能区肿瘤、帕金森、癫痫及脊柱脊髓等手术中,为神经功能的保留提供客观参考。

  另外,神经系统肿瘤边界往往边界不清,手术切除范围难断,有些血管性病变的供血及引流静脉错综复杂,稍有不慎就会造成灾难性的后果,荧光显影技术的出现极大地缓解了这方面的临床需求。荧光显影技术利用特殊荧光显影剂根据血脑屏障透过性的改变,使得肿瘤清晰显示,对于血管性病变,可以实现术中造影的效果,瞬间拨开云雾见青天。

  多模态影像融合技术是将不同形式的患者的影像组合一起,我们可以把患者的CT、MRI、PET等图像进行融合,得到更加立体、空间化的信息,对于制定手术方案,裨益良多。

  3D打印技术目前常用的是3D导板打印,引导椎弓根制定、脑血肿穿刺引流,目前很多临床中心已经广泛开展该技术,取得了不错疗效。

  手术机器人,医学技术的精准执行者

  我们的技术在日益完善,而完善技术的“执行者”便应运而生,手术机器人终于登上了历史的舞台。凭借机械臂的高效、精准与稳定,手术机器人自问世以来,受到了当今外科领域的广泛青睐。在神经外科领域,手术机器人目前可以辅助多种颅脑及脊柱手术,其中包括“DBS-脑深部电刺激(适用于药物难治性帕金森氏病等)、SEEG-立体定向脑电图(适用于药物癫痫术前评估)、立体定向颅脑手术(适用于脑深部病灶活检、微创开颅等)、经皮脊柱内固定术(适用于微创脊柱内固定手术)”等。

  神经外科事业真正起飞的时间不足半个世纪,前文已经做了简略说明,并对目前比较先进的神经外科技术进行了浅显梳理,下面通过神经外科常见疾病向大家分享神外技术的应用 。

  精准神外技术之疾病应用篇:白发江渚渔樵上,惯看秋月春风

  神经系统肿瘤是神经系统原发或转移至颅内、脊柱脊髓的肿瘤性疾病,常常造成病人头疼、肢体无力、癫痫及二便障碍等症状,严重者可致人昏迷、瘫痪,手术是目前最主要的治疗方式。

  神经导航系统可以帮助术者制定完美的手术方案,保护神经功能,术中利用镜下导航及荧光显影技术,一方面能将肿瘤范围轮廓投射叠加到目镜术野里,在显微镜实时导航下切除肿瘤脑,另一方面对于边界不清的肿瘤,利用荧光显影辅助标记肿瘤组织位置,提高肿瘤安全范围内的最大切除。

  对于脑皮层功能区的病变,如果能做到清醒开颅,那么对于病人神经功能保护至关重要,但是手术必须做到精准和微创,这个时候手术机器人也可以提供帮助。对于不适合进行手术切除的病灶,我们也可以利用手术机器人精准微创地获取颅内病变组织,明确诊断,制定后续化疗等方案。

  脑动脉瘤及颈动脉狭窄等血管性疾病是神经系统常见病和多发病,临床治疗中经常遇到一些比较复杂、疑难的病例,要制定合理的手术方案,影像评估至关重要。CTA、DSA可以帮助我们完成详细的血管形态检查评估,CT灌注成像可以判定脑组织灌注及代偿等情况,MRI可辅助甄别颈动脉斑块是否稳定,利用荧光造影可以术中评估手术效果,这些都是精准神经外科不可或缺的技术。

  颈腰椎病是一组脊柱退行性疾病,其发病率目前呈逐年增加趋势,包括椎间盘突出、韧带肥厚、骨化,骨质增生,椎管狭窄等,如果存在神经压迫,应手术治疗。治疗的核心是充分解除神经压迫,重建脊柱稳定性。利用导航、机器人等设备可精准微创地完成脊柱固定,手术的安全和疗效也能得到保障。

  帕金森病(PD)作为一种终身进展的神经系统退行性疾病,是功能神经外科常见疾病,它是导致中老年人群死亡的第三大因素,据第19届国际帕金森病大会的报道,预计到2030年,全球一半PD患者将在中国,患者人数预计达1500万。

  帕金森患者多依靠药物控制症状,对于药物治疗无效的病情严重患者,目前主流的治疗方法是脑深部刺激器(DBS)植入术,也称为大脑起搏术。大脑起搏术要求将直径不足2 mm的微型脑起搏器植入到大脑深部神经核团,创伤小,治疗效果突出,在发达国家已成为一种常规手术。术中,利用导航系统精准置入电极,利用O-arm扫描实时确定电极最终位置,可保证手术质量。

  脊柱肿瘤是指脊柱原发或继发的肿瘤,可造成肩背部疼痛、脊柱畸形及神经功能障碍,手术切除肿瘤的同时还需要重建脊柱稳定性。在电生理监护的保障下,利用导航、机器人等设备,可大大提高脊柱重建的安全和质量,降低手术并发症。

  颅颈交界区畸形是因先天性畸形、创伤、退变、肿瘤、感染或手术等原因导致的扁平颅底、颅底凹陷、寰枢椎脱位等,导致关节和神经功能障碍,可导致呼吸、吞咽困难及肢体瘫痪等,严重者需手术治疗。由于该部位临近延颈髓、椎动脉,手术风险极高。神经外科在导航、机器人等设备辅助下,可极大降低手术风险,提高手术成功率。

  数风流人物,还看今朝

  神经导航系统及手术机器人均是基于患者个体影像,以此作为“人体虚拟3D地图”,通过高性能计算机指导手术医生前往患者身体内部的真实“目的地”,赋予外科医生一双可以透视人体的慧眼。结合多模态影像融合、电生理监测、荧光显影等多种“导航PLUS”技术,符合当下精准神经外科的要求与需要。

  目前“导航PLUS联合手术机器人”已广泛应用于笔者所在医院(威尼斯9499登录入口)神经外科,为提高手术安全性、缩短手术时间等提供保证。

  虚拟现实、增强现实等技术是近些年出现的高新技术,它综合了计算机图像学、人机交互、传感技术、人工智能等领域的多项技术,通过逼真的三维图像,使术者和虚拟世界产生交流互动。在未来,随着这些技术的逐步完善,医学领域也将迎来新的技术革命。

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