［摘 要］ 神經(jīng)外科手術(shù)的精確性在框架立體定向技術(shù)和無框架神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)的引入下有了顯著提升。然而，這些技術(shù)存在系統(tǒng)誤差和圖像變形等問題，限制了其應(yīng)用。術(shù)中磁共振成像（iMRI）的出現(xiàn)克服了這些限制，提供了實時更新的圖像，并能在術(shù)中動態(tài)處理腦移位等問題，從而改善了手術(shù)過程的精確性。iMRI的應(yīng)用不僅可以提高手術(shù)成功率，還能夠最大限度地減少術(shù)后腫瘤殘留、保護(hù)重要腦功能區(qū)、實現(xiàn)最小創(chuàng)傷手術(shù)等。術(shù)中磁共振成像在神經(jīng)外科教學(xué)中也有重要應(yīng)用，可被用于實時教學(xué)演示、手術(shù)規(guī)劃和定位、神經(jīng)功能保護(hù)等方面，為培養(yǎng)下一代神經(jīng)外科醫(yī)生提供了實踐性、全面性的教育體驗。

［關(guān)鍵詞］ 術(shù)中磁共振成像；神經(jīng)外科；教學(xué)

［基金項目］ 2023年度蘇州大學(xué)臨床研究項目“評估XS005細(xì)胞注射液聯(lián)合替莫唑胺在初發(fā)腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤受試者中的安全性和初步有效性的臨床合作研究”（H230667）

［作者簡介］ 李學(xué)濤（1989—），男，山東臨沂人，醫(yī)學(xué)博士，蘇州大學(xué)附屬第四醫(yī)院講師，主治醫(yī)師，主要從事神經(jīng)外科臨床研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）37-0153-04 ［收稿日期］ 2024-04-02

自從框架立體定向技術(shù)和無框架的神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)問世以來，神經(jīng)外科手術(shù)的精確性顯著提升。然而，這些技術(shù)仍然存在一些不足之處，包括系統(tǒng)誤差和圖像變形，這些因素都可能導(dǎo)致一定程度的誤差。此外，這些技術(shù)都僅僅依賴于術(shù)前影像資料，無法提供術(shù)中實時圖像。在開顱手術(shù)和硬腦膜開放后，大腦會發(fā)生不可避免的移位，而腦脊液流失、腫瘤切除等因素會加劇這種移位和圖像變形。因此，盡管傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)在提高手術(shù)精度方面發(fā)揮了重要作用，特別是在手術(shù)切口、骨瓣設(shè)計和顱底手術(shù)中，但腦移位等誤差限制了其應(yīng)用。

術(shù)中磁共振成像（intraoperative magnetic resonance imaging，iMRI）［1］，克服了基于術(shù)前影像導(dǎo)航的一些限制，同時提供了實時更新的圖像。它不僅能夠校正誤差，還能為手術(shù)醫(yī)師提供更多實用的指導(dǎo)信息。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了神經(jīng)外科手術(shù)的精確性，還能夠在術(shù)中動態(tài)地應(yīng)對腦移位等問題，從而更好地指導(dǎo)和優(yōu)化手術(shù)過程［2］。

一、術(shù)中磁共振成像系統(tǒng)及成像方式

術(shù)中磁共振成像是一項高度先進(jìn)的影像學(xué)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于神經(jīng)外科手術(shù)。該技術(shù)允許在手術(shù)操作過程中根據(jù)需要對術(shù)區(qū)進(jìn)行即時的核磁共振成像和圖像處理。iMRI不僅為手術(shù)醫(yī)生提供實時的圖像支持，還實現(xiàn)了真正的實時導(dǎo)航手術(shù)。這一技術(shù)突破了許多傳統(tǒng)手術(shù)的限制，其關(guān)鍵應(yīng)用體現(xiàn)如下。

1.實時圖像引導(dǎo)。iMRI能夠在手術(shù)的任何時刻獲取準(zhǔn)確的腦部圖像，以實現(xiàn)實時圖像引導(dǎo)。這意味著在手術(shù)過程中，醫(yī)生可以隨時獲得大腦內(nèi)腫瘤的精確位置信息，就像擁有一張實時更新的“GPS”影像地圖一樣。這極大地提高了手術(shù)的精確性和安全性。

2.精確定位腫瘤。iMRI的應(yīng)用使醫(yī)生能夠非常精確地定位和識別以前難以觸及的腫瘤。這有助于確保在手術(shù)中完全切除腫瘤，最大限度地提高了治療的成功率。

3.避免“腦漂移”。通過實時掃描，iMRI有效避免了“腦漂移”問題，即術(shù)中腦部結(jié)構(gòu)位置發(fā)生變化的情況。這對于保護(hù)神經(jīng)功能和術(shù)后恢復(fù)至關(guān)重要［3］。

4.多學(xué)科合作。iMRI的應(yīng)用需要醫(yī)生、放射科醫(yī)生、技術(shù)人員等多學(xué)科團(tuán)隊的合作，這有助于培養(yǎng)跨學(xué)科協(xié)作的能力，以實現(xiàn)最佳的治療效果。

目前，術(shù)中磁共振成像方法大致可分為以下幾種類型。

1.手術(shù)臺內(nèi)成像。這種方法要求手術(shù)臺直接安置在磁場中，允許在需要時隨時進(jìn)行成像。這種方法理論上是非常理想的，但需要所有的手術(shù)設(shè)備（如頭架、顯微鏡、監(jiān)測儀等）都必須是MR兼容的，這會產(chǎn)生昂貴的時間成本和金錢成本。

2.術(shù)中轉(zhuǎn)移至MRI室。這種方法是在常規(guī)手術(shù)室進(jìn)行手術(shù)，但在需要成像時將患者轉(zhuǎn)移到相鄰的MRI室進(jìn)行成像。這種系統(tǒng)不需要太多的MRI兼容手術(shù)設(shè)備，但患者的轉(zhuǎn)移會增加手術(shù)時間和感染的風(fēng)險，并且成像次數(shù)可能受到限制［4］。

3.可移動MRI系統(tǒng)。這種方法是在常規(guī)手術(shù)室內(nèi)使用可移動的MRI系統(tǒng)進(jìn)行成像。這樣的系統(tǒng)允許在手術(shù)過程中進(jìn)行成像，而不需要將患者轉(zhuǎn)移到另一個房間。這種方法在某些情況下可以減少手術(shù)時間，但需要具備可移動的MRI設(shè)備?？偟膩碚f，不同的iMRI方法各有優(yōu)缺點。選擇合適的方法取決于手術(shù)需求、設(shè)備可用性和患者的具體情況。這些方法都在提高手術(shù)精確性和安全性方面發(fā)揮著重要作用，但也需要克服一些挑戰(zhàn)。

目前，術(shù)中磁共振成像系統(tǒng)分為低中磁場MRI系統(tǒng)（≤0.5 T）和高磁場MR系統(tǒng)兩種。高質(zhì)量的MRI圖像通常需要通過高磁場封閉系統(tǒng)獲得，但理想的術(shù)中MRI系統(tǒng)需要在保持高圖像質(zhì)量的同時，為外科醫(yī)師提供足夠的操作空間以進(jìn)行手術(shù)。因此，iMRI系統(tǒng)需要在這兩者之間達(dá)到平衡。最早的iMRI系統(tǒng)采用開放的低磁場（＜0.5 T），允許醫(yī)生靠近患者進(jìn)行操作，對手術(shù)器械的要求相對較低。然而，低磁場系統(tǒng)的缺點是需要更長的時間才能獲得滿意的信噪比以及有限的MRI分辨率。目前iMRI系統(tǒng)主要采用低磁場。近年來，高磁場MRI系統(tǒng)也開始應(yīng)用于iMRI。低磁場和中磁場系統(tǒng)限制了MRI功能的應(yīng)用，而高磁場系統(tǒng)則沒有這些限制。高磁場系統(tǒng)具有廣泛的手術(shù)應(yīng)用價值，包括磁共振波譜（MRS）、磁共振血管成像（MRA、MRV）、脂肪抑制、彌散加權(quán)成像（DWI）以及功能性MRI如腦的灌注成像等。然而，高磁場系統(tǒng)的一個主要缺點是在磁體附近無法使用常規(guī)的手術(shù)器械。大多數(shù)外科操作必須在遠(yuǎn)離磁體一定的范圍內(nèi)進(jìn)行，這意味著患者需要來回轉(zhuǎn)移以獲取iMRI圖像。這種情況下，iMRI系統(tǒng)需要克服一些操作上的限制。

二、術(shù)中磁共振成像的應(yīng)用

在神經(jīng)外科手術(shù)中，腦移位是一個常見現(xiàn)象，它是由于重力、腦脊液丟失、腦水腫、腦組織或腫瘤的切除以及使用腦壓板等多種因素引起的。在絕大多數(shù)開顱手術(shù)中，腦組織的移位幅度可以達(dá)到甚至超過1厘米。傳統(tǒng)的神經(jīng)導(dǎo)航圖像通?；谛g(shù)前MRI或CT等影像，然而，術(shù)中腦移位的發(fā)生以及導(dǎo)航本身的誤差都會降低導(dǎo)航的精確性。盡管許多學(xué)者嘗試了多種方法來校正由腦移位引起的誤差，但迄今為止，沒有找到特別有效的方法。

術(shù)中磁共振成像是一項重要的技術(shù)，它通過在手術(shù)過程中進(jìn)行掃描和更新圖像，然后重新注冊這些圖像，從而解決了腦移位引起的問題。iMRI的圖像質(zhì)量幾乎與術(shù)前圖像無差異，因此大大提高了神經(jīng)導(dǎo)航的精確性。這意味著醫(yī)生可以在手術(shù)過程中實時獲取準(zhǔn)確的圖像，以更好地指導(dǎo)手術(shù)，而不受腦移位的干擾，從而提高了手術(shù)的成功率和安全性。尤其是在處理腦功能區(qū)膠質(zhì)瘤、侵襲性垂體瘤、實時影像引導(dǎo)和精確定位穿刺活檢等方面，iMRI具有明顯的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢常規(guī)影像引導(dǎo)無法媲美。

1.最大限度減少術(shù)后腫瘤殘留。iMRI允許在手術(shù)過程中實時檢查腫瘤的切除情況，從而最大限度地減少術(shù)后腫瘤殘留，提高手術(shù)治療的成功率。

2.極大程度保護(hù)重要腦功能區(qū)。通過iMRI，外科醫(yī)生可以更好地保護(hù)患者的語言、運動等關(guān)鍵腦功能區(qū)，降低手術(shù)導(dǎo)致的功能損傷的風(fēng)險。

3.最小創(chuàng)傷手術(shù)。iMRI的精確性和實時性使其成為垂體瘤和膠質(zhì)瘤等腦腫瘤手術(shù)的理想選擇，有助于實現(xiàn)最小創(chuàng)傷的切除。

4.降低高級別膠質(zhì)瘤的復(fù)發(fā)率。通過iMRI引導(dǎo)的手術(shù)，可以更徹底地切除高級別膠質(zhì)瘤，從而顯著降低其復(fù)發(fā)率。

5.減少腫瘤毗鄰功能神經(jīng)損傷。iMRI幫助減少術(shù)中移位引起的功能神經(jīng)結(jié)構(gòu)損傷，從而降低患者近期和遠(yuǎn)期的致殘率。

6.提高手術(shù)精確性。iMRI結(jié)合實時、高效、動態(tài)成像，克服了常規(guī)MRI無法解決的腦組織移位問題。通過神經(jīng)功能成像、功能像與結(jié)構(gòu)像等融合技術(shù)，提高了手術(shù)的精確性。

7.多模態(tài)監(jiān)測。iMRI結(jié)合電生理監(jiān)測和術(shù)中喚醒技術(shù)，可實現(xiàn)多模態(tài)監(jiān)測，如腦功能定位和運動功能保護(hù)，為手術(shù)提供更全面的信息。

8.術(shù)中異常情況監(jiān)測。iMRI在手術(shù)過程中可以監(jiān)測異常情況，如出血等，以便及時采取措施，降低手術(shù)風(fēng)險。

三、術(shù)中磁共振成像的局限性

在術(shù)中磁共振成像給神經(jīng)外科手術(shù)質(zhì)量帶來巨大提升的同時，也不可避免地產(chǎn)生了一些局限性。

1.術(shù)前準(zhǔn)備及手術(shù)時間延長。Michael等使用了PoleStar N-10系統(tǒng)（0.12 T）對112例神經(jīng)外科手術(shù)進(jìn)行成像，結(jié)果顯示平均術(shù)前準(zhǔn)備時間延長了1.6小時，這與病人體位、術(shù)中掃描的掃描次數(shù)和設(shè)備型號等因素有關(guān)。

2.iMRI結(jié)果并不能代替病理結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，在MRI顯示的腫瘤邊界之外仍然可以檢測到腫瘤細(xì)胞。同樣，iMRI可能會導(dǎo)致誤判腫瘤殘余，尤其是在低場強(qiáng)iMRI中，有時偽影與實際腫瘤殘余難以區(qū)分。雖然iMRI對于早期判斷是否存在腫瘤殘余有很大幫助，但并不是絕對準(zhǔn)確的，仍然不能排除術(shù)后復(fù)發(fā)的可能性。

3.iMRI對麻醉的干擾。在使用高場強(qiáng)核磁共振時，即使使用專門匹配的心電描記，也可能出現(xiàn)假陽性結(jié)果，表現(xiàn)為ST段的改變，甚至可能導(dǎo)致嚴(yán)重的心律失常，給麻醉監(jiān)護(hù)帶來一定的困擾。

4.設(shè)備價格。iMRI系統(tǒng)的價格昂貴，而且部分機(jī)型還需要對手術(shù)室進(jìn)行改造。額外購買特制的磁共振兼容手術(shù)器械、麻醉設(shè)備、監(jiān)護(hù)儀等，這都顯著增加了成本。因此，高昂的設(shè)備價格是限制iMRI廣泛應(yīng)用的主要障礙之一。

四、術(shù)中磁共振成像在神經(jīng)外科教學(xué)中的應(yīng)用價值

術(shù)中磁共振成像在神經(jīng)外科教學(xué)中具有重要的應(yīng)用價值，可被用于以下方面。

1.實時教學(xué)演示。iMRI允許實時成像，使學(xué)生和實習(xí)生能夠在手術(shù)過程中觀察神經(jīng)外科手術(shù)的實際步驟。這有助于將理論知識與實際操作相結(jié)合，提供生動的教學(xué)演示。

2.手術(shù)規(guī)劃和定位。在手術(shù)之前，iMRI可以用于規(guī)劃手術(shù)，讓學(xué)生了解手術(shù)目標(biāo)和切入點。在手術(shù)中，iMRI可以幫助學(xué)生準(zhǔn)確定位病變或腫瘤，從而更好地理解解剖結(jié)構(gòu)。

3.實時導(dǎo)航和指導(dǎo)。iMRI可用于實時導(dǎo)航手術(shù)，為學(xué)生提供實時更新的腦部圖像。這有助于教育者詳細(xì)解釋手術(shù)步驟，確保手術(shù)過程的準(zhǔn)確性。

4.神經(jīng)功能保護(hù)。iMRI不僅可以幫助學(xué)生觀察解剖結(jié)構(gòu)，還可以用于監(jiān)測神經(jīng)功能，特別是與運動、感覺和語言相關(guān)的功能區(qū)域。這有助于學(xué)生了解如何在手術(shù)中保護(hù)關(guān)鍵的神經(jīng)功能。

5.術(shù)后評估和反饋。iMRI可以用于術(shù)后評估手術(shù)的成果。學(xué)生可以觀察手術(shù)后的圖像，了解手術(shù)效果和可能的殘留。這為學(xué)生提供了反饋和改進(jìn)的機(jī)會。

6.團(tuán)隊協(xié)作。在iMRI術(shù)中，醫(yī)療團(tuán)隊通常包括神經(jīng)外科醫(yī)生、麻醉師、影像學(xué)專家等多個專業(yè)人員。學(xué)生可以觀察和參與跨學(xué)科的合作，了解各種專業(yè)如何協(xié)同工作以實現(xiàn)成功的手術(shù)。

7.問題解決和決策。學(xué)生可以通過iMRI觀察術(shù)中可能出現(xiàn)的問題，如腫瘤殘留或并發(fā)癥等，從而學(xué)習(xí)如何在手術(shù)中做出決策和采取行動。

五、術(shù)中磁共振成像的教學(xué)體會

術(shù)中磁共振在神經(jīng)外科教學(xué)中的應(yīng)用提供了許多有趣和有益的體會。

1.實時導(dǎo)航的重要性。iMRI的最大優(yōu)勢之一是提供實時導(dǎo)航。在手術(shù)過程中，能夠隨時更新腦部圖像并進(jìn)行精確定位對手術(shù)的成功至關(guān)重要。這讓我明白了手術(shù)不僅僅是切除腫瘤，還包括精確的定位和導(dǎo)航。

2.手術(shù)精度的提高。iMRI可以幫助識別腫瘤的準(zhǔn)確位置，這有助于提高手術(shù)的精確性。通過觀察醫(yī)生如何使用iMRI來調(diào)整手術(shù)步驟，我學(xué)到了術(shù)中根據(jù)實際情況調(diào)整的重要性。

3.術(shù)中問題的處理。在iMRI術(shù)中，有時會出現(xiàn)未預(yù)料到的情況，如腫瘤殘留或出血等。這使我了解了在手術(shù)中如何處理這些問題，采取正確的決策以確?；颊叩陌踩?。

4.多學(xué)科合作。iMRI術(shù)中通常需要多個專業(yè)人員，包括神經(jīng)外科醫(yī)生、影像學(xué)專家和麻醉師。這讓我領(lǐng)悟到在醫(yī)療團(tuán)隊中協(xié)同工作的重要性，每個專業(yè)都發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

5.神經(jīng)功能保護(hù)。iMRI還可以用于監(jiān)測神經(jīng)功能，特別是與運動、感覺和語言相關(guān)的功能。這提醒我在手術(shù)中要特別小心，以確保不損害患者的關(guān)鍵神經(jīng)功能。

6.病例討論和教育。iMRI的成像結(jié)果可用于病例討論和教育，讓我更深入地了解了各種神經(jīng)外科病例的管理和治療。

7.技術(shù)進(jìn)步的認(rèn)識。通過參與iMRI術(shù)中教學(xué)，我看到了醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步，以改善患者的治療結(jié)果。這激發(fā)了我對醫(yī)學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展的興趣。

結(jié)語

隨著技術(shù)的不斷成熟和iMRI系統(tǒng)價格的逐漸下降，iMRI有望成為神經(jīng)外科手術(shù)導(dǎo)航的黃金標(biāo)準(zhǔn)，并擴(kuò)展到骨科、頭頸外科等領(lǐng)域的手術(shù)。除了廣泛應(yīng)用多功能圖像融合技術(shù)外，iMRI導(dǎo)航顯微鏡采用熒光顯像，可以檢測出表達(dá)腫瘤抗原的特異性非宿主細(xì)胞，從而實現(xiàn)了鏡下腫瘤的全切。此外，內(nèi)鏡與iMRI結(jié)合可應(yīng)用在活檢、囊腫引流、基底節(jié)血腫清除等方面，激光治療在某些腫瘤中也已經(jīng)取得有效的應(yīng)用。同時，iMRI導(dǎo)航下的溫度毀損技術(shù)（包括激光、射頻、冷凍外科等）將進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域。最近，聚焦超聲與iMRI的結(jié)合將極大推動良性腫瘤治療、功能神經(jīng)外科、選擇性血腦屏障開放等領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。這一發(fā)展為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來了無限的潛力，有望進(jìn)一步提高手術(shù)的準(zhǔn)確性和治療效果，使患者受益匪淺。因此，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，iMRI將在多個醫(yī)療領(lǐng)域持續(xù)發(fā)揮其重要作用，為醫(yī)學(xué)研究和實踐帶來更多的創(chuàng)新和突破。

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Application of Intraoperative Nuclear Magnetic Resonance in Neurosurgery Clinical Practice Teaching

LI Xue-tao

（The Fourth Affiliated Hospital of Soochow University， Suzhou， Jiangsu 215000， China）

Abstract： The accuracy of neurosurgery has been significantly improved with the introduction of frame stereotactic technology and frameless neuronavigation technology. However， these techniques have problems such as systematic errors and image deformation， which limit their application. The application of iMRI can not only improve the success rate of surgery， but also minimize postoperative tumor residue， protect important brain function areas， and minimize trauma surgery. Intraoperative magnetic resonance imaging also has important applications in neurosurgery teaching， which can be used in real-time teaching demonstration， surgical planning and positioning， neurofunction protection and other aspects， providing practical and comprehensive educational experience for the cultivation of the next generation of neurosurgeons.

Key words： intraoperative nuclear magnetic resonance; neurosurgery; teaching