神經(jīng)導(dǎo)航在顱底顯微解剖學(xué)研究中的應(yīng)用

1、    神經(jīng)導(dǎo)航在顱底顯微解剖學(xué)研究中的應(yīng)用     作者：王曉軍蘭青    作者單位：215103 江蘇蘇州相城人民醫(yī)院神經(jīng)外科（王曉軍）；蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院神經(jīng)外科(蘭青)      【摘要】  目的 將神經(jīng)導(dǎo)航測(cè)量理念融入顱底解剖學(xué)研究中，探討神經(jīng)導(dǎo)航在顱底結(jié)構(gòu)測(cè)量中應(yīng)用的可行性。方法 應(yīng)用神經(jīng)導(dǎo)航定量測(cè)量國(guó)人成人尸頭顱底結(jié)構(gòu)與Willis環(huán)相關(guān)的血管的距離，然后再使用直腳規(guī)、游標(biāo)卡尺進(jìn)行復(fù)核，將得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)

2、果 導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)時(shí)定位功能非常好，誤差較小，在測(cè)量過(guò)程中具有良好的持續(xù)準(zhǔn)確性，顱內(nèi)的測(cè)量結(jié)果可靠。結(jié)論 神經(jīng)導(dǎo)航應(yīng)用于顱腦解剖研究，特別是在顱底定量測(cè)量中，優(yōu)勢(shì)明顯。     【關(guān)鍵詞】  神經(jīng)導(dǎo)航顱底解剖     Application of neuronavigation on microanatomy of skull base   Wang Xiaojun, Lan Qing. Department of Neurosurgery, Xiangcheng Peoples Hos

3、pital, Suzhou 215103,China    Abstract:Objective  To investigate the feasibility of neuronavigation in study of the skull base anatomy so as to discuss the application of neuronavigation on microanatomy measurement. Methods  After craniotomy were performed on formalinfixed a

4、nd dyeinjected cadaveric head specimens,the distance of strcture of skull base and the circle of Willis under the operative microscope were measured and recorded using the neuronavigation. The accuracy of neuronavigation was compared with the traditional measurement using compasses, vernier caliper.

5、 Results  Neuronavigation can offer accurate location with  high precision and stability. The intracranial measurement data is highly realiable.Conclusions  Application of neuronavigation is very beneficial to the study on microanatomy of skull base, specially in intracranial measurem

6、ent.    Key words:neuronavigation;skull base anatomy     近些年來(lái)，神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)在神經(jīng)外科手術(shù)中的應(yīng)用范圍正日趨擴(kuò)大，常用于腫瘤、動(dòng)靜脈畸形等病變，可以適時(shí)準(zhǔn)確的識(shí)別和指示手術(shù)徑路及術(shù)區(qū)的重要解剖結(jié)構(gòu)。但導(dǎo)航應(yīng)用于基礎(chǔ)顱底解剖實(shí)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)外少有報(bào)道。為此，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)使用神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)尸體頭顱顱底結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量，探討神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)在顱底解剖實(shí)驗(yàn)研究中意義。    1  材料與方法    1.1  材

7、料和設(shè)備  福爾馬林固定，保存完好的無(wú)明顯畸形及外傷改變的成年國(guó)人尸頭標(biāo)本8例。尸頭標(biāo)本經(jīng)處理后動(dòng)脈內(nèi)灌注紅色乳膠制劑。Stryker REF6000115神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)；德國(guó)Leica OHS1手術(shù)顯微鏡及配套的攝像系統(tǒng)；德國(guó)蛇牌GA188型電動(dòng)開(kāi)顱銑刀和高速磨鉆；顯微手術(shù)器械及解剖頭架；精密度為0.02的游標(biāo)卡尺、直腳規(guī)、附著式量角器、SONY數(shù)碼照相機(jī)等。    1.2  方法  將尸頭8例粘貼48個(gè)皮膚標(biāo)記、4個(gè)鈦釘標(biāo)記，行水平、連續(xù)、無(wú)間隙CT掃描，描基線為尸頭聽(tīng)眥線(OM線)以下5 mm，層厚2 mm，影像資料輸入導(dǎo)航系統(tǒng)，

8、進(jìn)行三維重建(1 mm重建)。通過(guò)工作站，制定術(shù)前計(jì)劃。仰臥位固定尸頭于三角解剖頭架上，安裝固定神經(jīng)導(dǎo)航紅外線接受器于頭架的一側(cè)，使其在神經(jīng)導(dǎo)航紅外線接受范圍之內(nèi)，并使接受器與頭顱的位置在測(cè)量過(guò)程中始終保持位置不變(若位置變動(dòng)，需重新注冊(cè))，對(duì)8具尸頭標(biāo)本（雙側(cè)）均按Perneczky教授的眶上“鎖孔”入路進(jìn)行模擬手術(shù)解剖。在尸頭顱骨上使用直徑1.0 mm的磨鉆任意鉆孔標(biāo)記6個(gè)點(diǎn)，定義為AB、CD、EF，使用導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)量對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的距離，然后使用分規(guī)、游標(biāo)卡尺進(jìn)行重復(fù)測(cè)量。在顯微鏡下解剖鞍區(qū)四個(gè)常用手術(shù)間隙，使用直徑1.0 mm的磨鉆在骨性標(biāo)志上(如前床突、后床突、鞍背)鉆孔標(biāo)記，血管和軟組織

9、（如視交叉前緣、ICA、動(dòng)眼神經(jīng)等）用油畫顏料標(biāo)記確定測(cè)量點(diǎn)，用導(dǎo)航棒記錄該結(jié)構(gòu)的近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)的坐標(biāo)(有轉(zhuǎn)折處需分段計(jì)算)，然后進(jìn)入神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)的立體定向系統(tǒng)中，測(cè)量手術(shù)視野中相關(guān)結(jié)構(gòu)之間的距離。然后使用常規(guī)測(cè)量方法分規(guī)、游標(biāo)卡尺測(cè)量。為減少人為測(cè)量的差異所導(dǎo)致的人為誤差，我們每次均重復(fù)測(cè)量3次。比較測(cè)得的兩組數(shù)據(jù)，檢測(cè)導(dǎo)航測(cè)量的持續(xù)準(zhǔn)確性以及誤差大小。(圖1-3)    圖1  磨鉆標(biāo)記標(biāo)記  圖2  導(dǎo)航測(cè)量視神經(jīng)自視神經(jīng)管內(nèi)口到視交叉前緣距離  圖3  頸內(nèi)動(dòng)脈床突后段距離1.3  統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

10、0; 使用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)處理。每組數(shù)據(jù)的測(cè)量值以±s表示。計(jì)算值分別與實(shí)測(cè)值進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)。    2  結(jié)  果    對(duì)尸頭行雙側(cè)測(cè)量，共獲得16組測(cè)量數(shù)據(jù)。導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)量出的尸頭顱外任意兩點(diǎn)之間的距離與實(shí)際距離（游標(biāo)卡尺測(cè)出的距離）的誤差見(jiàn)表1。顱內(nèi)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度使用神經(jīng)導(dǎo)航在顯微鏡下直接測(cè)量與分規(guī)、游標(biāo)卡尺測(cè)量出的實(shí)際數(shù)值比較見(jiàn)表2。從得出的結(jié)果來(lái)看，兩組測(cè)出距離的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。表1  顱外導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)出的兩點(diǎn)間距離與實(shí)際距離（游標(biāo)卡尺測(cè)量）比較表2

11、60; 導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)出顱內(nèi)結(jié)構(gòu)距離與實(shí)際距離（游標(biāo)卡尺測(cè)量）比較    3  討  論    自1986年美國(guó)的Roberts1首先設(shè)計(jì)了第一代的無(wú)框架神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于臨床之后，神經(jīng)導(dǎo)航越來(lái)越多應(yīng)用于顱內(nèi)手術(shù)2,4，特別是顱底及功能性手術(shù)，推動(dòng)了“微侵襲”神經(jīng)外科的發(fā)展。但導(dǎo)航應(yīng)用于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)外少有報(bào)道。以往進(jìn)行顱底解剖結(jié)構(gòu)的測(cè)量主要以直腳規(guī)、測(cè)微尺、附著式量角器、游標(biāo)卡尺等簡(jiǎn)單的測(cè)量工具對(duì)尸頭標(biāo)本進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)量。許多醫(yī)學(xué)書籍、文獻(xiàn)中的大量解剖資料都是通過(guò)此方法獲得的5,6。而各種類型的入路均主要集中在顯

12、微解剖學(xué)研究，很少涉及手術(shù)入路的量化對(duì)照研究。本研究通過(guò)解剖尸頭，運(yùn)用無(wú)框架神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)顱底結(jié)構(gòu)進(jìn)行量化分析并與傳統(tǒng)測(cè)量結(jié)果以及文獻(xiàn)比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者之間沒(méi)有顯著性差異，說(shuō)明神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)可以準(zhǔn)確有效地測(cè)量顱底的解剖結(jié)構(gòu)，證實(shí)了導(dǎo)航系統(tǒng)在顱底解剖中應(yīng)用的可行性。導(dǎo)航系統(tǒng)基于影像資料建立三維坐標(biāo)系，能實(shí)現(xiàn)術(shù)中任意空間位置的測(cè)量。并可使用反三角函數(shù)測(cè)算出顱內(nèi)結(jié)構(gòu)的相關(guān)角度。以往測(cè)量顱底深部的結(jié)構(gòu)時(shí)，常需要切除部分腦組織，而導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于顱底測(cè)量后，勿須切除腦組織，只需要導(dǎo)航棒尖選擇點(diǎn)置于需要測(cè)量的兩點(diǎn)上，即可得出兩點(diǎn)之間的距離。因而，導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于顱底解剖研究可使顱底解剖及測(cè)量變得更直接、方便。

13、常規(guī)工具無(wú)法完成某一手術(shù)入路適時(shí)手術(shù)中的解剖測(cè)量，導(dǎo)航系統(tǒng)基于影像資料建立三維坐標(biāo)系，能實(shí)現(xiàn)術(shù)中任意空間位置的測(cè)量。將手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于顱底解剖研究中可以按某一手術(shù)入路直接觀測(cè)，在顯微鏡下邊觀察，邊測(cè)量，具有同一性。而不需要切除正常的結(jié)構(gòu)。特別是在“鎖孔”手術(shù)研究中，因?yàn)殚_(kāi)顱骨窗通常只有2 cm×2.5 cm，普通分規(guī)難以置入直接測(cè)量距離，使用術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，更具有優(yōu)勢(shì)。在比較兩個(gè)入路時(shí)，神經(jīng)導(dǎo)航的應(yīng)用可以進(jìn)行手術(shù)入路的量化對(duì)照研究，如顯露面積、顯露角度等。    臨床上，神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)把病人的影像學(xué)資料與手術(shù)床上的病人實(shí)時(shí)聯(lián)系起來(lái)，使CT影像上

14、的點(diǎn)與實(shí)時(shí)的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)就是將導(dǎo)航系統(tǒng)這一特性運(yùn)用到尸頭解剖研究中，進(jìn)行實(shí)時(shí)距離測(cè)量。導(dǎo)航探針上嵌有紅外線發(fā)射裝置，采用紅外線接受系統(tǒng)接受探針發(fā)射出的紅外線，數(shù)字化定位顱內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)在三維影像中的位置信息，能保持持續(xù)的定位穩(wěn)定性，具有立體定向功能，可凍結(jié)影像內(nèi)任意一點(diǎn)作為靶點(diǎn)。導(dǎo)航系統(tǒng)工作站計(jì)算指定的點(diǎn)和操作者的導(dǎo)航棒尖選擇的真實(shí)點(diǎn)在影像上一一對(duì)應(yīng)，任意兩點(diǎn)在三維空間中的相對(duì)位置恒定，在顯示屏上，導(dǎo)航定位十字交叉點(diǎn)在橫斷位、矢狀位和冠狀位顯示其對(duì)應(yīng)的解剖位置，故凍結(jié)影像中的任意一點(diǎn)作為靶點(diǎn)后，即可精確測(cè)算實(shí)際空間內(nèi)導(dǎo)航探針尖至靶點(diǎn)之間的距離。隨著影像技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件的完善，螺

15、旋CT連續(xù)薄層掃描，采集到的信息可靠，所得到的數(shù)據(jù)傳送到導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行三維重建，顱內(nèi)測(cè)量結(jié)果確實(shí)、可靠，測(cè)得的距離和角度都是唯一的、可重復(fù)的。但機(jī)械誤差、影像誤差、注冊(cè)誤差以及術(shù)中影像漂移等許多因素都可以影響導(dǎo)航系統(tǒng)的精度，造成定位誤差。故通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)量點(diǎn)間距離與實(shí)際距離存在一定的誤差。Brinker2報(bào)道術(shù)中對(duì)顱底解剖結(jié)構(gòu)的定位誤差為(0.67±0.2) mm，F(xiàn)otios3指出導(dǎo)航系統(tǒng)在尸頭顱底解剖結(jié)構(gòu)的定位誤差為0.711.52 mm，我們獲得的導(dǎo)航系統(tǒng)定位誤差為(0.83±0.69) mm，與國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道相似2,3,5。我們研究認(rèn)為，在尸頭的解剖中，少有頭皮移位，并

16、且通過(guò)固定在顱骨上的鈦釘注冊(cè)，基本上沒(méi)有移位，注冊(cè)影響因素少，誤差很小，本實(shí)驗(yàn)中注冊(cè)誤差在0.20.8  mm之間。同時(shí)由于顱底骨性標(biāo)志和周圍解剖結(jié)構(gòu)固定，且尸頭不存在腦脊液的流失，在甲醛浸泡后質(zhì)地變韌，移位非常少，影像漂移現(xiàn)象相對(duì)較少，因而保證了神經(jīng)導(dǎo)航在顱底解剖定量測(cè)量中的高度精確性。    為減少導(dǎo)航偏差，采取了以下措施：專用鈦釘標(biāo)記消除注冊(cè)誤差平均注冊(cè)偏差在0.3 mm 以下。測(cè)定目標(biāo)點(diǎn)三維坐標(biāo)，再計(jì)算點(diǎn)間距離，保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。我們的經(jīng)驗(yàn)表明，神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于顱底解剖研究時(shí)，為使注冊(cè)誤差降到最小，有時(shí)需要去除不精確的注冊(cè)點(diǎn)，因此，至少需要置

17、6個(gè)體表注冊(cè)標(biāo)記；同時(shí)使用鈦釘固定在尸頭的顱骨上標(biāo)記注冊(cè)點(diǎn)，不會(huì)因?yàn)槠つw的移動(dòng)而改變位置，可增加導(dǎo)航注冊(cè)的精度，降低測(cè)量誤差；注冊(cè)標(biāo)記點(diǎn)應(yīng)該分散標(biāo)記在骨窗的周圍，每個(gè)標(biāo)記點(diǎn)之間的距離不能太近，并且不要位于同一平面7；另外，為減少銑刀開(kāi)顱時(shí)發(fā)生的頭架與尸頭的相對(duì)移位，我們?cè)谡麄€(gè)解剖過(guò)程中不去除注冊(cè)標(biāo)記，并且在開(kāi)顱后才注冊(cè)和測(cè)量，必要時(shí)，可重新注冊(cè)提高測(cè)量精度。    神經(jīng)導(dǎo)航應(yīng)用于顱底解剖相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少，在今后的發(fā)展和應(yīng)用過(guò)程中，將傳統(tǒng)方法與神經(jīng)導(dǎo)航等高新測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，可充分發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，不斷豐富測(cè)量手段，提高測(cè)量精度。本實(shí)驗(yàn)為顱腦解剖研究提供了一種可選擇的

18、方法。【參考文獻(xiàn)】1Roberts D W,Strohbehn J W, Heach J F,et al. A frameless stereotactic integration of computerized tomographic image and operating microscopeJ. J Neurosurg,1986,65:5452Brinker T , Arango G , Kaminsky J , et al . An experimental approach to image guided skull base surgery employing a microscopebased neuronavigation systemJ. Acta Neuroch