新型影像導航鼻內窺鏡綜合系統(tǒng)在鼻竇與顱底外科手術中的應用

上個世紀70年代，奧地利科學家瓦爾特·麥塞克林格(WalteroMesserklinger)發(fā)明了鼻內窺鏡并應用于臨床治療。隨著鼻腔鼻竇應用解剖、生理學、病理學及影像診斷新技術等學科的介入和發(fā)展，新的功能性內窺鏡鼻竇手術(FESS)設備不斷涌現(xiàn)，功能性鼻內窺鏡系統(tǒng)一般配有LED冷光源、攝像機和顯示器，可深入到鼻腔內，使深藏在鼻腔內的病理改變清晰顯示，其亮度相當于無影燈的20倍，3.5 mm的小孔可將病變組織放大500倍，整個過程視野清晰，一目了然，使手術達到更精細的效果，并且可以到達以前不易到達的區(qū)域。雖然該技術在實際中已廣泛開展，且部分嚴重的并發(fā)癥也仍可能會發(fā)生，但其發(fā)生率已大大低于傳統(tǒng)手術治療;另外一個原因則是FESS手術例數(shù)不斷地增長，這都會促使外科手術醫(yī)生在復雜且細微的解剖結構區(qū)域手術時加倍小心。

為了改變這種局面、提高手術的安全性，已有人嘗試將計算機與影像導航系統(tǒng)結合起來，在術中提供實時影像，顯示手術徑路及手術器械的位置變化;目前已在神經外科手術中開展。近期，已經出現(xiàn)了幾種不同類型的坐標定位系統(tǒng)，如聲導型、機械臂型、電磁感應型以及光感應型。這些設備的主要缺點在于成本較高、設置的復雜，部分設備還要求固定在患者的頭部，均缺乏一定的可靠性與準確性。本文主要介紹一種綜合了影像導航、功能性鼻內窺鏡與計算機全新系統(tǒng)的結構原理、存在的優(yōu)點與注意問題。

1 結構與原理

一種基于功能性鼻內窺鏡的新影像導航綜合系統(tǒng)是由特制的頭戴式耳機、電磁感應發(fā)射器、接收器、CT掃描儀、計算機集成顯示系統(tǒng)組成，通過使用電磁感應坐標定位技術，將磁場放于手術區(qū)域的上方，計算機通過判斷電磁信號的變化，確定坐標位置。

此系統(tǒng)需要患者頭部佩戴特制的裝置(含有7個基準點)，固定在鼻根部及外耳道等部位。術前進行CT掃描時，掃描范圍必須包括所有基準標定點，并確保他們與患者真實解剖位置的恒定關系。計算機通過接收到電磁數(shù)據重建，得到患者軸位、冠狀位、矢狀位CT圖像;通過院內局域網傳輸，將會實時出現(xiàn)在分辨率為1280×1024的LCD顯示器中，同時存儲于該手術室計算機系統(tǒng)硬盤中。而在手術中，患者仍需佩戴相同的頭部裝置，將電磁信號發(fā)射器與該計算機系統(tǒng)相連，確保與術前CT掃描的結果相互對應;電磁信號接收器則附于吸引器上，二者均與計算機相連。手術時，在患者(軸位、冠狀位、矢狀位)CT顯示屏上實時顯示帶有電磁信號接收器的吸引器的位置變化，術者據此判斷手術器械所在的解剖位置。

2 優(yōu)點與注意問題

相比其他系統(tǒng)而言，這種鼻內窺鏡影像導航綜合系統(tǒng)具備許多優(yōu)點:①實用性高，人機對話界面友好，主治醫(yī)生通過簡單培訓可直接操作相關臨床分析軟件，綜合系統(tǒng)安裝配置等術前準備時間少于10 min，而且不需要額外的專業(yè)人員;②術前CT掃描與進行手術的時間間隔由幾天可延遲到幾周，不再需要二次CT掃描，從而減少患者額外負擔;③提高患者佩戴頭部裝置的活動性，不需要再次校準和固定架或手術床固定;④手術醫(yī)生身體的遮擋不影響LED燈光的正常使用;⑤高精確度，平均誤差小于1 mm;⑥實時顯示目標位置，所有相關的信息都將顯示在計算機顯示器中，比如包含內窺鏡坐標的CT掃描圖等;⑦綜合系統(tǒng)裝置由塔式結構組成，簡單且易于移動，能夠快速配置在不同的手術間進行;手術間頂棚上不需要安裝額外的設備或手術架;⑧配備了金屬探測器，一旦出現(xiàn)金屬干擾，立即發(fā)出報警信息。

由于一些客觀存在的因素，這種鼻內窺鏡影像導航系統(tǒng)并非完美，為了實現(xiàn)該綜合系統(tǒng)較高的可靠性，外科醫(yī)生必須了解該系統(tǒng)的原理并注意以下問題:①術前CT掃描及手術時患者佩戴的頭部裝置必須保持位置相對一致，即患者佩戴的耳機裝置應避免受到諸如傾斜、拉扯、懸垂等外力的作用，保證設備的精確度，避免出現(xiàn)誤差。②術前CT掃描范圍需涵蓋所有7個基準點，才能獲取準確的影像數(shù)據，而標定的基準點分布的范圍可能較大，從而導致患者接受增加額外的照射劑量。③外科醫(yī)生必須準確無誤地判讀CT片，熟悉手術區(qū)域的解剖結構，影像導航系統(tǒng)僅僅起到輔助作用。④在手術前的準備應進行系統(tǒng)可視化匹配:先將吸引器放于明顯的解剖標志上，如鼻中隔骨棘、中鼻甲前端等，將CT顯示屏上顯示的實時位置與鼻內窺鏡下檢查的結果進行比對，觀察是否一致，如有誤差則檢查頭部佩戴裝置是否正確。⑤避免吸引器受到外力的作用而發(fā)出錯誤的位置信息，以免導致電磁接收器接收錯誤的位置信息。某些確實無法達到的結構位置，如額竇底部，應避免再次深入導致探針扭曲。⑥手術進行時，應保證電磁信號傳導的暢通，避免出現(xiàn)金屬物品干擾。⑦該系統(tǒng)無法提示切除組織的結構信息數(shù)據。

3 總結

國外文獻表明，使用該系統(tǒng)5年來，已有醫(yī)院成功完成40例以上前顱底區(qū)域腫瘤手術，治療效果較為滿意，而且無嚴重并發(fā)癥發(fā)生。該系統(tǒng)特別適合應用于復雜手術(如解剖結構改變的鼻竇修正性手術)以及解剖結構復雜、臨近重要結構的前顱底、眶尖、眶壁、蝶竇區(qū)及其臨近部位的腫瘤切除手術。通過這種新影像導航綜合系統(tǒng)的輔助，明顯減少了外科醫(yī)生的手術時間，提高了耳鼻喉頭頸外科手術的可靠性;同時高精確度的保證，也顯著增強了外科醫(yī)生的信心，因為能在傳統(tǒng)手術不能操作的區(qū)域進行手術，實現(xiàn)了手術微創(chuàng)化。但作為一名合格的外科醫(yī)生，沒有任何系統(tǒng)能夠代替他們的責任，應該為自己做出的決策而負責。

不過該系統(tǒng)的應用仍存在爭議，日常的常規(guī)檢查、在其他內鏡手術中的應用是否也能降低并發(fā)癥;低年資醫(yī)生操作后是否也能提高相應的手術質量，是不是這套系統(tǒng)都能夠改善手術醫(yī)生操作靈巧性等等，目前仍然未有答案，需要依靠實踐才能驗證。但有一點可以明確，這套綜合了影像導航、功能性鼻內窺鏡與計算機的全新系統(tǒng)能夠在復雜結構區(qū)域進行手術，增強外科醫(yī)生的信心從而提高了手術質量。

(李 銳供稿)

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