神经外科导航系统的临床应用
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摘要 目的：介绍ASA-601V神经外科导航系统的研制和初步临床应用。方法：应用ASA-601V神经外科导航系统完成24例神经外科手术。分析该系统的优点及其精确性。结果：本组24例导航手术中，大脑重要功能区病变12例，额叶3例，顶叶4例，鞍区和颞叶各2例，多发性病灶1例，术后仅2例发生短期肌力降低，手术病死率为零。该系统使用中精确度<0.25mm。结论：ASA-601V导航系统可以精确完成术前病灶定位，确定最佳手术路径，术中寻找病灶，确定肿瘤切除范围，保护周围重要结构。
关键词 神经外科导航系统 立体定向 临床应用
微侵袭性神经外科是神经外科的发展方向。Neuro-Navigation主要利用计算机软件将神经影像技术、立体定向技术和显微镜外科有机地结合在一起，形成了目前神经外科领域最新一项技术。神经外科导航系统，使神经外科手术定位更精确，侵袭性小，手术并发症少，是神经外科今后发展的方向。
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安徽省立医院神经外科和中科院深圳安科公司共同研制开发国产ASA-601V神经外科导航系统，1999年2月至1999年10月应用于临床，共进行24例，现总结报告如下：
导航系统的硬件构成
1、图像获取设备：置于MR室的PC机上，用于获取MR主机传来图像数据，并存于CD-R光盘内。
2、传输设备：置于神经外科手术室的PC机上。其功能主要将光盘里的图像数据输入到SUN计算。
3、工作站：使用VIEWGUIDE软件(简称VG)，它是导航系统的核心部分，能够提供多种模式的图像显示分析，包括正交面、棒视面、轨迹视图、二维半透明显示、各种剖面显示及电影回放等。全球术者更好地观察及理解靶点及其邻近的组织结构可进行病灶定位，确定手术入路，多角度，多模式观察手术路径、计算病灶深度、面积及体积等。
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4、定位装置：本系统的定位装置包括装有光学跟踪装置的引导棒和装有发射红外红二级管的定位工具。术中进行配准、定位和术中导航。
5、标记物：本组使用头皮标记物，是一种塑料制品，可贴在头皮上。
临床应用
1、 临床资料：1999年2月~1999年10月共进行神经外科导航手术24例，其中男性13例，女性11例，年龄6~63岁，病灶部位，大脑重要功能区病变例眵发性病灶1例。病灶性质：胶质瘤10例，脑囊景病4例，转移性肿瘤4例，脑脓肿2例，脑膜瘤2便，海绵状血管瘤1例，颅咽管瘤1例。
2、术前准备工作：手术前一天或手术前备头皮，在病人头皮上贴6~8个标记物(理论上只要贴4个)，标记物一般贴在不易移动的部位，并且要均匀分布在头皮表面，不要集中在一块，进行MR扫描。扫描范围包括整个头颅，行轴位扫描，约80~100层面。
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在MR室的图像获取设备(即PC机)上，将一张格式化好的CD-R光盘放进光般驱动器上，并启动“接放图像组”的程序，则开始接收由MR主机发送的图像。完毕后，将渔船带回手术室，放进传输设备，启动“光盘到工作站”的程序，即可行光盘信息传送到工作站。至此，准备工作完毕。麻醉后，本组18例气管内麻醉，6例局部麻醉，将病人头部用Mayfield架固定的手术台上。
3、 导航手术过程：
(1)、配准：启动VG软件后，装入图像，然后进行坐标配准，配准时必须从标记1开始，按规定的序号进行配准。
(2)靶点标定：在二维图像上勾划出病灶轮廓，可以用不同的颜色进行着然，在二维图像重现或三维电影回放时可以清晰辨认靶点的二维或三维空间位置。
(3)设计手术入路：根据病灶的解剖位置及其毗邻的结构关系，术者可以选择最佳手术入路，包括手术切口，骨瓣的位置和大小，脑皮层切开的部位，离病灶的距离等。
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(4)术中导航：术中术者可使用引导棒确定皮层的切口位置，寻找病灶并可显示病灶周围的重要解剖结构和血管，避免损伤。
(5)显示病灶的切除范围：手术结束时，可以利用病灶区三维结构观察病灶是否完全切除，尤其是对于边界不清楚的胶质瘤，可以做到等体积切除。
结果
本组共24例，其中大脑重要功能区病变12例，额叶3例，顶叶4例，鞍旁2例，颞叶2例，多发性病变1例。病理结果：胶质瘤10例，脑囊虫4例，转移性肿瘤4例，脑脓肿2例，脑膜瘤2例，海绵状血管瘤1例，颅咽管瘤1例，术中影像导向全切除率达到100%，尤其是对于功能区胶质瘤。术中可以根据影像资料进行等体积切除。本组24例中，16例是采用环钻开颅，切口平均长度6.5cm，另外8例骨瓣开颅手术，手术切口和骨瓣均较常规开颅手术为小。本组随访过程中有2例功能区胶质瘤术后出现一过性肌力下降，余者无明显手术并发症，手术病死率为零。
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ASA~610V系统的设计精确度0.35mm，我们在开始使用阶段中，首先配准，确定病灶区三维空间位置，进行开颅手术，完成开颅以后重新配准，实际应用误差1.5~2.5cm，后期的导航手术中只要一次性配准。
术前准备时间平均45min，术中由于定位准确，病灶周边重要结构显示清楚，从而缩短手术时间。
讨论
神经外科导航系统是由立体定向技术演变而来，故障称为无框架立体定向系统，亦称为计算机辅助神经外科。导航系统不仅具有三维空间定位功能，而且能够进行手术中实时导航，从而使神经影像资料直接用于神经外科手术。Roberts<1>于1986年首次将导航系统应用于临床，此后，许多发达国家相继设计制造了型号式样不同的导航系统并用于临床。国内亦介绍了导航系统的使用情况。
Zamorano等总结了使用导航系统手术的优点：利用导航系统开颅手术时不需框架、弓架及导针。对于深部复杂的病灶，MKM系统可以提供最佳手术MKM系统可以提供曲线轨迹(curved trajectory)，减少重要功能区脑组织的损伤，精确显示病灶的位置及其毗邻重要结构，可以进行锁眼式手术(keyhold approach)，减少开颅范围和并发症的发生。对于深部脑肿瘤的切除，解决了定位，入路选择，显露及切除范围的问题。
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我们通过24例的初步临床应用，认为ASA-610V导航系统操作方便快捷，可以确定病灶的位置、范围，术中实时导航，由于定位次确，明显减小手术切口及开颅骨瓣，对于深部及功能区病灶的寻找和切除具有独特的优点，并可避免损伤病灶周围重要结构，确定病灶的切除范围；对于无明显包膜的胶质瘤，可利用导航系统的三维空间定位，实施胶质瘤等体积切除。本组术中影像导向病灶切除率几乎达到完全。与框架式立体定向手术比较，导航手术具有更大的操作空间。
但是，许多因素都可影响导航系统的精确度。Pell使用美国生产的手术臂系统(OAS)的误差为0~6mm，平均2.8mm，手术实际操作中的误差为3.8mm。Fountas等报告法国生产的立体定向显微镜导航的定位误差，CT定位误差2.20±0.25mm，MRI2.6±0.25mm。Dorward等介绍的模型和活体测量导航系统的精度，在模型上CT定位的精度为1.1±0.5mm，MRI1.4±0.7mm；活体上测量精确为2.3±1.9mm。我们使用ADA~610V导航系统的设计精度是0.35mm，实际操作中误差＜2.5mm。为了减少误差，开颅手术过程中，如果发现头部可能移位，可在切开硬脑膜之前，重新配准。目前导航系统尚有其不足之处，主要是术中位移问题。因为导航系统采用的资料是术前CT或MRI扫描资料，术中脑脊液的排空、组织切除之后，可能产生脑组织位移，赵元立等采用变化体位，维持血压和提高CO2分压等手术，减少漂移。Macianes介绍术中开放式MRI实时图像，实时导航解决图像漂移产生的误差。Koos等将移动式CT安装在手术室，和导航系统联接，进行术中CT实时导航，减少术中脑组织和肿瘤的移位，有利于完全切除肿瘤。
我们在使用ASA~610V型导系统，采用光学示踪，在引导棒和摄像机之间不能设障碍物，否则就会报警，给手术带来不便。另外，此系统可完全满足临床要求，特别是颅底部位肿瘤，手术中可了解手术达到什么位置，提醒术者周围重要结构，下一步如何处理，防止术中并发症起着重要作用。, 百拇医药
关键词 神经外科导航系统 立体定向 临床应用
微侵袭性神经外科是神经外科的发展方向。Neuro-Navigation主要利用计算机软件将神经影像技术、立体定向技术和显微镜外科有机地结合在一起，形成了目前神经外科领域最新一项技术。神经外科导航系统，使神经外科手术定位更精确，侵袭性小，手术并发症少，是神经外科今后发展的方向。
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安徽省立医院神经外科和中科院深圳安科公司共同研制开发国产ASA-601V神经外科导航系统，1999年2月至1999年10月应用于临床，共进行24例，现总结报告如下：
导航系统的硬件构成
1、图像获取设备：置于MR室的PC机上，用于获取MR主机传来图像数据，并存于CD-R光盘内。
2、传输设备：置于神经外科手术室的PC机上。其功能主要将光盘里的图像数据输入到SUN计算。
3、工作站：使用VIEWGUIDE软件(简称VG)，它是导航系统的核心部分，能够提供多种模式的图像显示分析，包括正交面、棒视面、轨迹视图、二维半透明显示、各种剖面显示及电影回放等。全球术者更好地观察及理解靶点及其邻近的组织结构可进行病灶定位，确定手术入路，多角度，多模式观察手术路径、计算病灶深度、面积及体积等。
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4、定位装置：本系统的定位装置包括装有光学跟踪装置的引导棒和装有发射红外红二级管的定位工具。术中进行配准、定位和术中导航。
5、标记物：本组使用头皮标记物，是一种塑料制品，可贴在头皮上。
临床应用
1、 临床资料：1999年2月~1999年10月共进行神经外科导航手术24例，其中男性13例，女性11例，年龄6~63岁，病灶部位，大脑重要功能区病变例眵发性病灶1例。病灶性质：胶质瘤10例，脑囊景病4例，转移性肿瘤4例，脑脓肿2例，脑膜瘤2便，海绵状血管瘤1例，颅咽管瘤1例。
2、术前准备工作：手术前一天或手术前备头皮，在病人头皮上贴6~8个标记物(理论上只要贴4个)，标记物一般贴在不易移动的部位，并且要均匀分布在头皮表面，不要集中在一块，进行MR扫描。扫描范围包括整个头颅，行轴位扫描，约80~100层面。
, http://www.100md.com
在MR室的图像获取设备(即PC机)上，将一张格式化好的CD-R光盘放进光般驱动器上，并启动“接放图像组”的程序，则开始接收由MR主机发送的图像。完毕后，将渔船带回手术室，放进传输设备，启动“光盘到工作站”的程序，即可行光盘信息传送到工作站。至此，准备工作完毕。麻醉后，本组18例气管内麻醉，6例局部麻醉，将病人头部用Mayfield架固定的手术台上。
3、 导航手术过程：
(1)、配准：启动VG软件后，装入图像，然后进行坐标配准，配准时必须从标记1开始，按规定的序号进行配准。
(2)靶点标定：在二维图像上勾划出病灶轮廓，可以用不同的颜色进行着然，在二维图像重现或三维电影回放时可以清晰辨认靶点的二维或三维空间位置。
(3)设计手术入路：根据病灶的解剖位置及其毗邻的结构关系，术者可以选择最佳手术入路，包括手术切口，骨瓣的位置和大小，脑皮层切开的部位，离病灶的距离等。
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(4)术中导航：术中术者可使用引导棒确定皮层的切口位置，寻找病灶并可显示病灶周围的重要解剖结构和血管，避免损伤。
(5)显示病灶的切除范围：手术结束时，可以利用病灶区三维结构观察病灶是否完全切除，尤其是对于边界不清楚的胶质瘤，可以做到等体积切除。
结果
本组共24例，其中大脑重要功能区病变12例，额叶3例，顶叶4例，鞍旁2例，颞叶2例，多发性病变1例。病理结果：胶质瘤10例，脑囊虫4例，转移性肿瘤4例，脑脓肿2例，脑膜瘤2例，海绵状血管瘤1例，颅咽管瘤1例，术中影像导向全切除率达到100%，尤其是对于功能区胶质瘤。术中可以根据影像资料进行等体积切除。本组24例中，16例是采用环钻开颅，切口平均长度6.5cm，另外8例骨瓣开颅手术，手术切口和骨瓣均较常规开颅手术为小。本组随访过程中有2例功能区胶质瘤术后出现一过性肌力下降，余者无明显手术并发症，手术病死率为零。
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ASA~610V系统的设计精确度0.35mm，我们在开始使用阶段中，首先配准，确定病灶区三维空间位置，进行开颅手术，完成开颅以后重新配准，实际应用误差1.5~2.5cm，后期的导航手术中只要一次性配准。
术前准备时间平均45min，术中由于定位准确，病灶周边重要结构显示清楚，从而缩短手术时间。
讨论
神经外科导航系统是由立体定向技术演变而来，故障称为无框架立体定向系统，亦称为计算机辅助神经外科。导航系统不仅具有三维空间定位功能，而且能够进行手术中实时导航，从而使神经影像资料直接用于神经外科手术。Roberts<1>于1986年首次将导航系统应用于临床，此后，许多发达国家相继设计制造了型号式样不同的导航系统并用于临床。国内亦介绍了导航系统的使用情况。
Zamorano等总结了使用导航系统手术的优点：利用导航系统开颅手术时不需框架、弓架及导针。对于深部复杂的病灶，MKM系统可以提供最佳手术MKM系统可以提供曲线轨迹(curved trajectory)，减少重要功能区脑组织的损伤，精确显示病灶的位置及其毗邻重要结构，可以进行锁眼式手术(keyhold approach)，减少开颅范围和并发症的发生。对于深部脑肿瘤的切除，解决了定位，入路选择，显露及切除范围的问题。
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我们通过24例的初步临床应用，认为ASA-610V导航系统操作方便快捷，可以确定病灶的位置、范围，术中实时导航，由于定位次确，明显减小手术切口及开颅骨瓣，对于深部及功能区病灶的寻找和切除具有独特的优点，并可避免损伤病灶周围重要结构，确定病灶的切除范围；对于无明显包膜的胶质瘤，可利用导航系统的三维空间定位，实施胶质瘤等体积切除。本组术中影像导向病灶切除率几乎达到完全。与框架式立体定向手术比较，导航手术具有更大的操作空间。
但是，许多因素都可影响导航系统的精确度。Pell使用美国生产的手术臂系统(OAS)的误差为0~6mm，平均2.8mm，手术实际操作中的误差为3.8mm。Fountas等报告法国生产的立体定向显微镜导航的定位误差，CT定位误差2.20±0.25mm，MRI2.6±0.25mm。Dorward等介绍的模型和活体测量导航系统的精度，在模型上CT定位的精度为1.1±0.5mm，MRI1.4±0.7mm；活体上测量精确为2.3±1.9mm。我们使用ADA~610V导航系统的设计精度是0.35mm，实际操作中误差＜2.5mm。为了减少误差，开颅手术过程中，如果发现头部可能移位，可在切开硬脑膜之前，重新配准。目前导航系统尚有其不足之处，主要是术中位移问题。因为导航系统采用的资料是术前CT或MRI扫描资料，术中脑脊液的排空、组织切除之后，可能产生脑组织位移，赵元立等采用变化体位，维持血压和提高CO2分压等手术，减少漂移。Macianes介绍术中开放式MRI实时图像，实时导航解决图像漂移产生的误差。Koos等将移动式CT安装在手术室，和导航系统联接，进行术中CT实时导航，减少术中脑组织和肿瘤的移位，有利于完全切除肿瘤。
我们在使用ASA~610V型导系统，采用光学示踪，在引导棒和摄像机之间不能设障碍物，否则就会报警，给手术带来不便。另外，此系统可完全满足临床要求，特别是颅底部位肿瘤，手术中可了解手术达到什么位置，提醒术者周围重要结构，下一步如何处理，防止术中并发症起着重要作用。, 百拇医药
参见：首页 > 医疗版 > 疾病专题 > 骨科 > 慢性非化脓性关节炎或关节病 > 大骨节病（外科）