王松林 張玲

現(xiàn)階段,臨床開展神經(jīng)外科手術(shù)的主要目的是以切除顱內(nèi)病灶作為中心,最大程度上降低神經(jīng)功能損傷［1,2］。近年來,隨著ROSA 機(jī)器人、術(shù)中超聲、神經(jīng)導(dǎo)航等各項(xiàng)新技術(shù)在神經(jīng)外科中的廣泛應(yīng)用,神經(jīng)外科手術(shù)臨床療效顯著提升［3,4］。雖然ROSA 機(jī)器人與神經(jīng)導(dǎo)航在臨床上應(yīng)用效果顯著,可有效提升神經(jīng)外科手術(shù)精準(zhǔn)性與微創(chuàng)性,然而治療費(fèi)用較高［5,6］。而3D-Slicer 屬于免費(fèi)的醫(yī)學(xué)影像軟件平臺,通過分析圖像,借助可視化圖像展開治療,有利于臨床醫(yī)師直觀進(jìn)行解剖學(xué)習(xí),具有術(shù)前評估、定位病變位置及引導(dǎo)其精準(zhǔn)穿刺等優(yōu)勢,對于基層醫(yī)院醫(yī)生而言,可以通過較少資源展開精準(zhǔn)微創(chuàng)手術(shù)［7,8］。本研究主要分析3D-Slicer 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在神經(jīng)外科腦腫瘤術(shù)前制定個(gè)性化手術(shù)方案與術(shù)前計(jì)劃中的應(yīng)用效果,現(xiàn)展開具體分析。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020 年4 月～2021 年3 月于本院神經(jīng)外科行手術(shù)治療的腦腫瘤患者18 例為研究對象,其中男12 例,女6 例；年齡45～70 歲,平均年齡(59.4±6.2)歲；腫瘤位置：5 例額葉、2 例頂葉、1 例顳葉、2 例鞍區(qū)、2 例頂枕葉、1 例竇匯區(qū)、5 例橋小腦腳；術(shù)后病理結(jié)果：2 例海綿狀血管瘤、1 例膠質(zhì)瘤、2 例垂體瘤、4 例神經(jīng)鞘瘤、9 例腦膜瘤；腫瘤直徑1.0～8.4cm,平均腫瘤直徑(4.0±1.7)cm。納入標(biāo)準(zhǔn)：①滿足手術(shù)指征者；②患者及其家屬知情且同意；③臨床癥狀表現(xiàn)為程度不同頭痛、頭暈、言語障礙、視力下降、抽搐及肢體乏力等；④有齊全病歷資料者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①并發(fā)腎功能不全者；②重大器官功能存在障礙者；③合并其他部位惡性腫瘤者；④并發(fā)心功能不全者；⑤生命體征不穩(wěn)定者；⑥中途退出者。

1.2 方法 ①獲取影像學(xué)數(shù)據(jù)：經(jīng)院內(nèi)網(wǎng)PACS 軟件系統(tǒng)得到頭顱影像原始數(shù)據(jù),其中CT 平掃層厚5 mm、CT 血管造影(CTA)數(shù)據(jù)層厚0.5 mm、顱骨數(shù)據(jù)層厚2 mm、MRI 數(shù)據(jù)層厚0.5～7.0 mm,將數(shù)據(jù)格式設(shè)置成DICOM。②3D-Slicer 重建：本組研究病例由同一名副主任醫(yī)師以3D-Slicer 軟件重建,采取DICOM 格式將數(shù)據(jù)導(dǎo)入,通過運(yùn)行Editor 或者Segment Editor 模塊以三維重建腫瘤、血管、顱骨及頭顱,以Diffusion 模塊對錐體束進(jìn)行重建,對于重建得到的模型以Registration 模塊進(jìn)行匹配與融合。通過對透明度進(jìn)行調(diào)整,不僅能將重要的解剖結(jié)構(gòu)顯示出來,如神經(jīng)、血管、腫瘤、腦組織等,還能夠隨意對模型進(jìn)行測量、剪輯與旋轉(zhuǎn),從不同的角度與方向?qū)δ[瘤和四周結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行觀察。通過在虛擬的現(xiàn)實(shí)圖象當(dāng)中,結(jié)合不同病例的重建情況,實(shí)施手術(shù)模擬與設(shè)計(jì)手術(shù)入路。③手術(shù)方法：在術(shù)前基于三維重建的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出腦腫瘤患者手術(shù)切口與手術(shù)入路,于全身麻醉氣管插管狀態(tài)下,順利實(shí)施開顱手術(shù)。

2 結(jié)果

18 例患者均按照最佳模擬手術(shù)方案,成功完成術(shù)前計(jì)劃與模擬手術(shù)操作,且順利按照計(jì)劃完成手術(shù)。所有患者實(shí)際的手術(shù)情況和模擬手術(shù)中所見處于完全吻合狀態(tài),通過借助顯微鏡與內(nèi)鏡下將腫瘤完全切除；術(shù)后各項(xiàng)臨床癥狀均得到好轉(zhuǎn),無新發(fā)癥狀出現(xiàn),且術(shù)后無患者出現(xiàn)死亡,無視力下降、腦膜炎等并發(fā)癥發(fā)生；經(jīng)術(shù)后3 個(gè)月復(fù)查,頭顱MRI 增強(qiáng)結(jié)果顯示無腫瘤復(fù)發(fā)。

3 討論

在神經(jīng)外科術(shù)后,患者很容易遺留神經(jīng)功能損傷癥狀,進(jìn)而對其預(yù)后和生活質(zhì)量造成不良影響,因此人們對于神經(jīng)外科手術(shù)的要求越來越高,不僅需要最大化將病損組織切除,同時(shí)還要最小化對神經(jīng)功能造成損傷［9］。近年來,3D-Slicer 軟件在臨床上得到應(yīng)用,其所得三維成像不僅能夠讓復(fù)雜操作變得簡單化,同時(shí)還能夠?qū)B內(nèi)腫瘤、水腫、血腫等體積精確計(jì)算出來,從而以三維方式將不同的神經(jīng)纖維束通路與受損情況展現(xiàn)出來［10］。在神經(jīng)外科術(shù)后,纖維束受損程度、神經(jīng)功能的缺損程度與患者預(yù)后有著密切關(guān)聯(lián),因此纖維束受損程度與其整體走行是重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。通過在手術(shù)前對纖維束和四周病變組織病理解剖位置間關(guān)系進(jìn)行精確重建,可對患者的神經(jīng)功能保留起著重要意義［11］。傳統(tǒng)影像學(xué)僅能夠?qū)⒛[瘤影像學(xué)的邊界顯示出來,無法對白質(zhì)纖維束結(jié)構(gòu)進(jìn)行分辨。而采取3D-Slicer 軟件則能夠?qū)⒛X白質(zhì)走行清楚顯示出來,從而有利于臨床醫(yī)師精準(zhǔn)制定出術(shù)前規(guī)劃與診療計(jì)劃［12］。本研究中,通過以3D-Slicer 軟件對18 例腦腫瘤患者展開術(shù)前重建操作,設(shè)計(jì)出個(gè)性化的手術(shù)入路,結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)中所見與模擬手術(shù)相符,且手術(shù)效果顯著,術(shù)后無一例患者出現(xiàn)并發(fā)癥或死亡,具有較高安全性與有效性。對于功能區(qū)的腫瘤,在確保功能基礎(chǔ)上,最大程度上將腫瘤切除,對于神經(jīng)外科醫(yī)師而言,是其一直所追求目標(biāo)。通過在手術(shù)前重建影像資料,能夠幫助醫(yī)師直觀掌握腫瘤和四周重要結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,進(jìn)而設(shè)計(jì)出最優(yōu)的手術(shù)切口和最佳手術(shù)入路,防止術(shù)者單純根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)來實(shí)施手術(shù),從而達(dá)到盡量降低神經(jīng)功能受損的目的。在手術(shù)方案的設(shè)計(jì)中,通過借助DTI 序列對錐體束進(jìn)行重建,進(jìn)而將腫瘤信息描繪出來,于三維圖上直觀掌握腫瘤和錐體束之間的關(guān)系；通過借助增強(qiáng)MRI 中T1MRP 序列,將頭皮剝除,對全腦組織與腦表面靜脈進(jìn)行重建,仔細(xì)辨認(rèn)出中央溝與中央前后回部位,經(jīng)對透明度進(jìn)行調(diào)節(jié),將腫瘤和四周結(jié)構(gòu)關(guān)系顯示出來,從而避開重要的解剖部位與血管,根據(jù)不同病例,設(shè)計(jì)出針對性手術(shù)方案,不僅能避免對患者造成較大損傷,還能利于其盡快恢復(fù)。

綜上所述,通過在術(shù)前進(jìn)行三維重建與手術(shù)模擬,能夠讓操作者更明確術(shù)區(qū)解剖關(guān)系,進(jìn)而在術(shù)前談話過程中,通過以重建圖象對患者進(jìn)行講解,能夠讓其了解手術(shù)具體實(shí)施方案與所存在風(fēng)險(xiǎn),還能利于制定出各類應(yīng)急預(yù)案,進(jìn)而在實(shí)際實(shí)施手術(shù)時(shí),根據(jù)術(shù)前計(jì)劃全面落實(shí)各項(xiàng)手術(shù)操作。對于部分淺表腫瘤,可通過將重建后所得虛擬圖象導(dǎo)入至手機(jī)中,借助軟件對導(dǎo)入圖像、患者頭部解剖位置與標(biāo)記位置進(jìn)行融合,或者通過其他軟件與投影儀,在患者頭部疊加上虛擬圖片,從而起到簡易的增強(qiáng)效果,提升手術(shù)精確度。除此之外,3D-Slicer 軟件能夠免費(fèi)在官網(wǎng)下載,且官網(wǎng)有著相應(yīng)的使用教程,基層醫(yī)院可將3D-Slicer 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為輔助手術(shù)方式,以此來提升外科手術(shù)的成功率,適宜臨床深入研究與推廣應(yīng)用。