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神经导航系统 Neuronavigator 在神经外科领域的应用 蚌埠医学院第一附属医院神经外科主任医师 张少军 工欲善其事 必先利其器 前言 神经导航 neuronavigation 将导航 navigation 的概念和原理应用于神经外科手术中 凭借电脑图像处理和手术器械追踪定位技术 能辅助外科医生优化手术入路 精确操作范围 这样的手术称为神经导航手术 navigatedneurosurgery 微创与手术精确制导是当今神经外科发展的必由之路 神经导航系统是提高颅内肿瘤 脑血管疾病 功能神经外科疾病手术疗效 减少并发症的高科技医疗设备 尽管其发展时间不长 但在世界各地神经外科手术治疗中已得到广泛应用 神经导航系统 Neuronavigator 美敦力S7 目前全球最先进的光学神经导航仪 神经导航设备简介 系统结构包括定位工具 如探头 标准手术器械 发射红外线的二极管位置感觉装置 PSU PSU接收附于探头 标准手术器械及参考环上发生的红外线 并将此信息传人计算机 从而实现动态跟踪及实时定位 达到精确制导的目的 神经导航原理 神经导航的原理 手术导航系统的核心包括图像和定位两部分 分别类似于航行中的 地图 和 罗盘 首先 医学影像学的图像数据被传输到导航仪 这些数据可以包括计算机断层扫描 CT 核磁共振 MRI 正电子发射计算机断层扫描 PET 数字血管剪影 DSA 等 二维的数据经过导航仪的电脑分析处理 得到三维立体图像 作为导航手术的 地图 接下来 通过对患者头部标记 marker 的注册 registration 将手术室中的患者实际头部位置和导航仪中的患者头部三维图像对应起来 值得一提的是 患者在神经导航系统中的基础图像可以与其他影像学图像 如功能核磁共振 脑磁图等 以及电生理实验结果 如脑皮层功能区电刺激定位图 corticalmappingbyelectricalstimulation 相融合 这样使神经导航不仅能充分辅助手术入路设计 还可以减少或避免术中对功能区的损伤 降低手术并发症 神经导航原理 注册完毕之后 手术器械在患者脑部的相对空间位置依赖于其发出的信号被导航仪空间定位设备的捕捉和处理 该位置能在电脑屏幕上实时显示 用于指引术者选择入路到达靶点 靶区域以及在靶点 靶区域的手术操作 神经外科手术器械和导航仪空间定位设备之间的信号传递可以通过多种形式 包括机械 mechanic 定位 超声 ultrasound 定位 电磁 electromagnetic 定位和光学 红外 infrared 定位 现在神经导航中使用最广泛的是光学定位 包括我科现在使用的StealthStation系统 即将手术器械上的红外线发光二极管作为测量目标 CCD摄像机 charge coupleddevicecamera 作为传感器 从而计算出手术器械的位置 手术流程 1 获取CT MR图像2 影像融合与计划3 Tracer轮廓注册4 术中导航 神经导航注册方法 POINT注册 TRACER注册 术中实时导航 追踪器固定在吸引器上进行术中实时导航 超过半小时后注册精度会有所下降 必要时需重新注册精度 技术特点 神经导航系统把病人术前的影像资料与术中病人手术部位的实际位置通过高性能计算机紧密联系起来 能准确显示神经系统解剖结构及病灶的三维空间位置与毗邻 具有下列技术特点 术前设计最佳手术方案 准确定出手术实时的三维位置 显示术野周围结构 术中实时调整手术入路 显示病灶切除范围 避免副损伤 神经导航系统的应用提高了神经外科的手术质量 使其更安全 更可靠 更准确 更科学 同时也扩大了神经外科手术的治疗范围 应用前景广泛 应用范围 脑深部肿瘤切除手术经鼻垂体瘤切除手术脑室引流管置入导航手术有框 无框活检导航手术显微镜下导航手术DBS导航手术内镜导航手术术中核磁导航手术 对病人益处 侵袭性减到最小 减少并发症的发生 节省手术时间 减少失血量 减小开颅骨窗 减少术后监护时间及住院天数 减少费用 神经导航的局限及应对方法 最大的局限性 飘移国外统计其发生率高达66 为了解决这个问题 可以行术中超声及实时核磁扫描 intraoperativeorreal timeMRI 来纠正偏差 掌握尽量减少到达靶点前的脑脊液或囊液流失等实际操作经验可以明显减少漂移的发生 降低对手术精准的影响 这些技巧的获得有赖于充分的技术培训和临床摸索 应用现状 神经导航系统 Neuronavigator 是应用现代电脑技术结合术前CT MRI等影像资料时引导神经外科手术进程的一种技术 又称无框架立体定向系统 九十年代在国际上才逐渐发展起来 是微侵袭神经外科技术的重要组成部分 使外科医生能够在精确的影像引导下进行手术 目前在国际上已被广泛应用于几乎所有的神经外科手术中在我国的应用才刚刚起步 目前国内天坛 华山等几家大医院已率先在国内开展导航手术 取得了显著疗效 开辟了神经外科手术治疗的新纪元 神经导航系统无疑将成为未来神经外科发展的主流 神经导航辅助下大脑半球肿瘤手术切口及入路设计 MRI导航 神经导航辅助经鼻蝶入路鞍区占位切除术 CT导航 神经导航辅助经鼻蝶入路鞍区占位切除术 CT导航 垂体PRL微腺瘤 药物抵抗 蝶窦发育不良 术前 术中导航 神经导航辅助下低级别胶质瘤切除 MRI导航 DTI 右额叶星形胶质瘤 II级 5766447 右枕叶大脑镰两侧脑膜瘤 神经导航辅助下穿刺活检 淋巴瘤 显微镜镜内导航 个性化 通过显微镜目镜进行