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發(fā)表時(shí)間：2020-4-16
作者：北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院神經(jīng)外科 張培海
精準(zhǔn)神外技術(shù)之發(fā)展篇：滾滾長(zhǎng)江東逝水，浪花淘盡英雄
神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)幫神外醫(yī)生實(shí)現(xiàn)“超能力”
19世紀(jì)中期，隨著麻醉、無(wú)菌消毒及腦定位技術(shù)的出現(xiàn)，早期神經(jīng)外科應(yīng)運(yùn)而生，但是由于時(shí)代的限制，手術(shù)死亡率及病殘率高得驚人。20世紀(jì)初，以現(xiàn)代神經(jīng)外科之父Cushing教授為代表的先驅(qū)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步形成了獨(dú)立于普外的現(xiàn)代神經(jīng)外科，手術(shù)的并發(fā)癥及死亡率開(kāi)始下降。到了20世紀(jì)60年代，顯微神經(jīng)外科之父Yasargil教授等人將顯微鏡應(yīng)用到神經(jīng)外科領(lǐng)域，使得手術(shù)禁區(qū)不斷打破。
20世紀(jì)70年代后，神經(jīng)外科的發(fā)展日新月異，隨著CT（1972）、MRI（1977）等影像技術(shù)的出現(xiàn)，外科手術(shù)開(kāi)始追求微創(chuàng)，邁入微侵襲時(shí)代。
20世紀(jì)90年代至今，電生理監(jiān)護(hù)、神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)、機(jī)器人輔助手術(shù)、多模態(tài)影像融合、分子影像、3D打印、熒光標(biāo)記及靶向治療等高新技術(shù)噴薄而出，精準(zhǔn)神經(jīng)外科初露崢嶸。
文明的進(jìn)步為社會(huì)帶來(lái)了救死扶傷之心，科技的突破又為人類帶來(lái)了救死扶傷之能。
Navigation（導(dǎo)航）一直是每位外科醫(yī)生夢(mèng)寐以求的“超能力”，有了它，我們可以參透人體構(gòu)造，庖丁解牛，神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)自1986年問(wèn)世以來(lái)就肩負(fù)著這個(gè)使命。作為一套神經(jīng)外科空間立體導(dǎo)航體系，它參照全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，有著“人體導(dǎo)航衛(wèi)星”的美稱，在當(dāng)今世界范圍內(nèi)受到了廣泛認(rèn)可，是確切可靠的手術(shù)利器。
隨著術(shù)中三維CT影像系統(tǒng)、術(shù)中磁共振系統(tǒng)的問(wèn)世，我們從術(shù)前影像進(jìn)化到術(shù)中影像，導(dǎo)航精度進(jìn)步到亞毫米級(jí)別，這無(wú)疑提高了手術(shù)質(zhì)量，將手術(shù)創(chuàng)傷、并發(fā)癥降至最低。
純靠影像難挑大梁，“導(dǎo)航PLUS”實(shí)現(xiàn)更多功能
然而不管神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)化如何完備，圖像如何高清，純粹依靠影像無(wú)法獨(dú)挑精準(zhǔn)神經(jīng)外科的大梁，因?yàn)槲覀冃枰遄玫牟还馐瞧鞴倥c結(jié)構(gòu)，更是患者的神經(jīng)功能，這就需要其它“導(dǎo)航”技術(shù)的輔助，由眾多復(fù)合技術(shù)組成的“導(dǎo)航PLUS”得到越來(lái)越多的認(rèn)可。
電生理監(jiān)測(cè)技術(shù)是利用體外設(shè)備激發(fā)神經(jīng)興奮，測(cè)量并統(tǒng)計(jì)電信號(hào)，從而判斷神經(jīng)功能的一項(xiàng)生理監(jiān)測(cè)技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于腦功能區(qū)腫瘤、帕金森、癲癇及脊柱脊髓等手術(shù)中，為神經(jīng)功能的保留提供客觀參考。
另外，神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤邊界往往邊界不清，手術(shù)切除范圍難斷，有些血管性病變的供血及引流靜脈錯(cuò)綜復(fù)雜，稍有不慎就會(huì)造成災(zāi)難性的后果，熒光顯影技術(shù)的出現(xiàn)極大地緩解了這方面的臨床需求。熒光顯影技術(shù)利用特殊熒光顯影劑根據(jù)血腦屏障透過(guò)性的改變，使得腫瘤清晰顯示，對(duì)于血管性病變，可以實(shí)現(xiàn)術(shù)中造影的效果，瞬間撥開(kāi)云霧見(jiàn)青天。
多模態(tài)影像融合技術(shù)是將不同形式的患者的影像組合一起，我們可以把患者的CT、MRI、PET等圖像進(jìn)行融合，得到更加立體、空間化的信息，對(duì)于制定手術(shù)方案，裨益良多。
3D打印技術(shù)目前常用的是3D導(dǎo)板打印，引導(dǎo)椎弓根制定、腦血腫穿刺引流，目前很多臨床中心已經(jīng)廣泛開(kāi)展該技術(shù)，取得了不錯(cuò)療效。
手術(shù)機(jī)器人，醫(yī)學(xué)技術(shù)的精準(zhǔn)執(zhí)行者
我們的技術(shù)在日益完善，而完善技術(shù)的“執(zhí)行者”便應(yīng)運(yùn)而生，手術(shù)機(jī)器人終于登上了歷史的舞臺(tái)。憑借機(jī)械臂的高效、精準(zhǔn)與穩(wěn)定，手術(shù)機(jī)器人自問(wèn)世以來(lái)，受到了當(dāng)今外科領(lǐng)域的廣泛青睞。在神經(jīng)外科領(lǐng)域，手術(shù)機(jī)器人目前可以輔助多種顱腦及脊柱手術(shù)，其中包括“DBS-腦深部電刺激（適用于藥物難治性帕金森氏病等）、SEEG-立體定向腦電圖（適用于藥物癲癇術(shù)前評(píng)估）、立體定向顱腦手術(shù)（適用于腦深部病灶活檢、微創(chuàng)開(kāi)顱等）、經(jīng)皮脊柱內(nèi)固定術(shù)（適用于微創(chuàng)脊柱內(nèi)固定手術(shù)）”等。
神經(jīng)外科事業(yè)真正起飛的時(shí)間不足半個(gè)世紀(jì)，前文已經(jīng)做了簡(jiǎn)略說(shuō)明，并對(duì)目前比較先進(jìn)的神經(jīng)外科技術(shù)進(jìn)行了淺顯梳理，下面通過(guò)神經(jīng)外科常見(jiàn)疾病向大家分享神外技術(shù)的應(yīng)用 。
精準(zhǔn)神外技術(shù)之疾病應(yīng)用篇：白發(fā)江渚漁樵上，慣看秋月春風(fēng)
神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤是神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)或轉(zhuǎn)移至顱內(nèi)、脊柱脊髓的腫瘤性疾病，常常造成病人頭疼、肢體無(wú)力、癲癇及二便障礙等癥狀，嚴(yán)重者可致人昏迷、癱瘓，手術(shù)是目前最主要的治療方式。
神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)可以幫助術(shù)者制定完美的手術(shù)方案，保護(hù)神經(jīng)功能，術(shù)中利用鏡下導(dǎo)航及熒光顯影技術(shù)，一方面能將腫瘤范圍輪廓投射疊加到目鏡術(shù)野里，在顯微鏡實(shí)時(shí)導(dǎo)航下切除腫瘤腦，另一方面對(duì)于邊界不清的腫瘤，利用熒光顯影輔助標(biāo)記腫瘤組織位置，提高腫瘤安全范圍內(nèi)的最大切除。
對(duì)于腦皮層功能區(qū)的病變，如果能做到清醒開(kāi)顱，那么對(duì)于病人神經(jīng)功能保護(hù)至關(guān)重要，但是手術(shù)必須做到精準(zhǔn)和微創(chuàng)，這個(gè)時(shí)候手術(shù)機(jī)器人也可以提供幫助。對(duì)于不適合進(jìn)行手術(shù)切除的病灶，我們也可以利用手術(shù)機(jī)器人精準(zhǔn)微創(chuàng)地獲取顱內(nèi)病變組織，明確診斷，制定后續(xù)化療等方案。
腦動(dòng)脈瘤及頸動(dòng)脈狹窄等血管性疾病是神經(jīng)系統(tǒng)常見(jiàn)病和多發(fā)病，臨床治療中經(jīng)常遇到一些比較復(fù)雜、疑難的病例，要制定合理的手術(shù)方案，影像評(píng)估至關(guān)重要。CTA、DSA可以幫助我們完成詳細(xì)的血管形態(tài)檢查評(píng)估，CT灌注成像可以判定腦組織灌注及代償?shù)惹闆r，MRI可輔助甄別頸動(dòng)脈斑塊是否穩(wěn)定，利用熒光造影可以術(shù)中評(píng)估手術(shù)效果，這些都是精準(zhǔn)神經(jīng)外科不可或缺的技術(shù)。
頸腰椎病是一組脊柱退行性疾病，其發(fā)病率目前呈逐年增加趨勢(shì)，包括椎間盤突出、韌帶肥厚、骨化，骨質(zhì)增生，椎管狹窄等，如果存在神經(jīng)壓迫，應(yīng)手術(shù)治療。治療的核心是充分解除神經(jīng)壓迫，重建脊柱穩(wěn)定性。利用導(dǎo)航、機(jī)器人等設(shè)備可精準(zhǔn)微創(chuàng)地完成脊柱固定，手術(shù)的安全和療效也能得到保障。
帕金森病（PD）作為一種終身進(jìn)展的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，是功能神經(jīng)外科常見(jiàn)疾病，它是導(dǎo)致中老年人群死亡的第三大因素，據(jù)第19屆國(guó)際帕金森病大會(huì)的報(bào)道，預(yù)計(jì)到2030年，全球一半PD患者將在中國(guó)，患者人數(shù)預(yù)計(jì)達(dá)1500萬(wàn)。
帕金森患者多依靠藥物控制癥狀，對(duì)于藥物治療無(wú)效的病情嚴(yán)重患者，目前主流的治療方法是腦深部刺激器（DBS）植入術(shù)，也稱為大腦起搏術(shù)。大腦起搏術(shù)要求將直徑不足2 mm的微型腦起搏器植入到大腦深部神經(jīng)核團(tuán)，創(chuàng)傷小，治療效果突出，在發(fā)達(dá)國(guó)家已成為一種常規(guī)手術(shù)。術(shù)中，利用導(dǎo)航系統(tǒng)精準(zhǔn)置入電極，利用O-arm掃描實(shí)時(shí)確定電極最終位置，可保證手術(shù)質(zhì)量。
脊柱腫瘤是指脊柱原發(fā)或繼發(fā)的腫瘤，可造成肩背部疼痛、脊柱畸形及神經(jīng)功能障礙，手術(shù)切除腫瘤的同時(shí)還需要重建脊柱穩(wěn)定性。在電生理監(jiān)護(hù)的保障下，利用導(dǎo)航、機(jī)器人等設(shè)備，可大大提高脊柱重建的安全和質(zhì)量，降低手術(shù)并發(fā)癥。
顱頸交界區(qū)畸形是因先天性畸形、創(chuàng)傷、退變、腫瘤、感染或手術(shù)等原因?qū)е碌谋馄斤B底、顱底凹陷、寰樞椎脫位等，導(dǎo)致關(guān)節(jié)和神經(jīng)功能障礙，可導(dǎo)致呼吸、吞咽困難及肢體癱瘓等，嚴(yán)重者需手術(shù)治療。由于該部位臨近延頸髓、椎動(dòng)脈，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)極高。神經(jīng)外科在導(dǎo)航、機(jī)器人等設(shè)備輔助下，可極大降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，提高手術(shù)成功率。
數(shù)風(fēng)流人物，還看今朝
神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)及手術(shù)機(jī)器人均是基于患者個(gè)體影像，以此作為“人體虛擬3D地圖”，通過(guò)高性能計(jì)算機(jī)指導(dǎo)手術(shù)醫(yī)生前往患者身體內(nèi)部的真實(shí)“目的地”，賦予外科醫(yī)生一雙可以透視人體的慧眼。結(jié)合多模態(tài)影像融合、電生理監(jiān)測(cè)、熒光顯影等多種“導(dǎo)航PLUS”技術(shù)，符合當(dāng)下精準(zhǔn)神經(jīng)外科的要求與需要。
目前“導(dǎo)航PLUS聯(lián)合手術(shù)機(jī)器人”已廣泛應(yīng)用于筆者所在醫(yī)院（北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院）神經(jīng)外科，為提高手術(shù)安全性、縮短手術(shù)時(shí)間等提供保證。
虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)是近些年出現(xiàn)的高新技術(shù)，它綜合了計(jì)算機(jī)圖像學(xué)、人機(jī)交互、傳感技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域的多項(xiàng)技術(shù)，通過(guò)逼真的三維圖像，使術(shù)者和虛擬世界產(chǎn)生交流互動(dòng)。在未來(lái)，隨著這些技術(shù)的逐步完善，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也將迎來(lái)新的技術(shù)革命。
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