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)測量中應(yīng)用的可行性。方法 應(yīng)用神經(jīng)導(dǎo)航定量測量國人成人尸頭顱底結(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)、游標卡尺進行復(fù)核，將得出的數(shù)據(jù)進行比較和統(tǒng)計分析。結(jié)

2、果 導(dǎo)航系統(tǒng)的實時定位功能非常好，誤差較小，在測量過程中具有良好的持續(xù)準確性，顱內(nèi)的測量結(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量中，優(yōu)勢明顯。     【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，神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)在神經(jīng)外科手術(shù)中的應(yīng)用范圍正日趨擴大，常用于腫瘤、動靜脈畸形等病變，可以適時準確的識別和指示手術(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)顱底解剖實驗，國內(nèi)外少有報道。為此，本實驗通過使用神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)對尸體頭顱顱底結(jié)構(gòu)進行相關(guān)數(shù)據(jù)的測量，探討神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)在顱底解剖實驗研究中意義。    1  材料與方法    1.1  材

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

8、進行三維重建(1 mm重建)。通過工作站，制定術(shù)前計劃。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量過程中始終保持位置不變(若位置變動，需重新注冊)，對8具尸頭標本（雙側(cè)）均按Perneczky教授的眶上“鎖孔”入路進行模擬手術(shù)解剖。在尸頭顱骨上使用直徑1.0 mm的磨鉆任意鉆孔標記6個點，定義為AB、CD、EF，使用導(dǎo)航系統(tǒng)測量對應(yīng)兩點間的距離，然后使用分規(guī)、游標卡尺進行重復(fù)測量。在顯微鏡下解剖鞍區(qū)四個常用手術(shù)間隙，使用直徑1.0 mm的磨鉆在骨性標志上(如前床突、后床突、鞍背)鉆孔標記，血管和軟組織

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

10、0; 使用SPSS統(tǒng)計軟件包進行數(shù)學(xué)統(tǒng)計處理。每組數(shù)據(jù)的測量值以±s表示。計算值分別與實測值進行配對t檢驗。    2  結(jié)  果    對尸頭行雙側(cè)測量，共獲得16組測量數(shù)據(jù)。導(dǎo)航系統(tǒng)測量出的尸頭顱外任意兩點之間的距離與實際距離（游標卡尺測出的距離）的誤差見表1。顱內(nèi)結(jié)構(gòu)長度使用神經(jīng)導(dǎo)航在顯微鏡下直接測量與分規(guī)、游標卡尺測量出的實際數(shù)值比較見表2。從得出的結(jié)果來看，兩組測出距離的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。表1  顱外導(dǎo)航系統(tǒng)測出的兩點間距離與實際距離（游標卡尺測量）比較表2

11、60; 導(dǎo)航系統(tǒng)測出顱內(nèi)結(jié)構(gòu)距離與實際距離（游標卡尺測量）比較    3  討  論    自1986年美國的Roberts1首先設(shè)計了第一代的無框架神經(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)實驗，國內(nèi)外少有報道。以往進行顱底解剖結(jié)構(gòu)的測量主要以直腳規(guī)、測微尺、附著式量角器、游標卡尺等簡單的測量工具對尸頭標本進行各項測量。許多醫(yī)學(xué)書籍、文獻中的大量解剖資料都是通過此方法獲得的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)入路的量化對照研究。本研究通過解剖尸頭，運用無框架神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)，對顱底結(jié)構(gòu)進行量化分析并與傳統(tǒng)測量結(jié)果以及文獻比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者之間沒有顯著性差異，說明神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)可以準確有效地測量顱底的解剖結(jié)構(gòu)，證實了導(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系，能實現(xiàn)術(shù)中任意空間位置的測量。并可使用反三角函數(shù)測算出顱內(nèi)結(jié)構(gòu)的相關(guān)角度。以往測量顱底深部的結(jié)構(gòu)時，常需要切除部分腦組織，而導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于顱底測量后，勿須切除腦組織，只需要導(dǎo)航棒尖選擇點置于需要測量的兩點上，即可得出兩點之間的距離。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量變得更直接、方便。

13、常規(guī)工具無法完成某一手術(shù)入路適時手術(shù)中的解剖測量，導(dǎo)航系統(tǒng)基于影像資料建立三維坐標系，能實現(xiàn)術(shù)中任意空間位置的測量。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，在顯微鏡下邊觀察，邊測量，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，因為開顱骨窗通常只有2 cm×2.5 cm，普通分規(guī)難以置入直接測量距離，使用術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)進行實時測量，更具有優(yōu)勢。在比較兩個入路時，神經(jīng)導(dǎo)航的應(yīng)用可以進行手術(shù)入路的量化對照研究，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)床上的病人實時聯(lián)系起來，使CT影像上

14、的點與實時的點一一對應(yīng)。本實驗就是將導(dǎo)航系統(tǒng)這一特性運用到尸頭解剖研究中，進行實時距離測量。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)任意一點作為靶點。導(dǎo)航系統(tǒng)工作站計算指定的點和操作者的導(dǎo)航棒尖選擇的真實點在影像上一一對應(yīng)，任意兩點在三維空間中的相對位置恒定，在顯示屏上，導(dǎo)航定位十字交叉點在橫斷位、矢狀位和冠狀位顯示其對應(yīng)的解剖位置，故凍結(jié)影像中的任意一點作為靶點后，即可精確測算實際空間內(nèi)導(dǎo)航探針尖至靶點之間的距離。隨著影像技術(shù)和計算機的發(fā)展，計算機軟件的完善，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)進行三維重建，顱內(nèi)測量結(jié)果確實、可靠，測得的距離和角度都是唯一的、可重復(fù)的。但機械誤差、影像誤差、注冊誤差以及術(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。故通過導(dǎo)航系統(tǒng)測量點間距離與實際距離存在一定的誤差。Brinker2報道術(shù)中對顱底解剖結(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，與國外文獻報道相似2,3,5。我們研究認為，在尸頭的解剖中，少有頭皮移位，并

16、且通過固定在顱骨上的鈦釘注冊，基本上沒有移位，注冊影響因素少，誤差很小，本實驗中注冊誤差在0.20.8  mm之間。同時由于顱底骨性標志和周圍解剖結(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)象相對較少，因而保證了神經(jīng)導(dǎo)航在顱底解剖定量測量中的高度精確性。    為減少導(dǎo)航偏差，采取了以下措施：專用鈦釘標記消除注冊誤差平均注冊偏差在0.3 mm 以下。測定目標點三維坐標，再計算點間距離，保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。我們的經(jīng)驗表明，神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于顱底解剖研究時，為使注冊誤差降到最小，有時需要去除不精確的注冊點，因此，至少需要置

17、6個體表注冊標記；同時使用鈦釘固定在尸頭的顱骨上標記注冊點，不會因為皮膚的移動而改變位置，可增加導(dǎo)航注冊的精度，降低測量誤差；注冊標記點應(yīng)該分散標記在骨窗的周圍，每個標記點之間的距離不能太近，并且不要位于同一平面7；另外，為減少銑刀開顱時發(fā)生的頭架與尸頭的相對移位，我們在整個解剖過程中不去除注冊標記，并且在開顱后才注冊和測量，必要時，可重新注冊提高測量精度。    神經(jīng)導(dǎo)航應(yīng)用于顱底解剖相關(guān)文獻報道較少，在今后的發(fā)展和應(yīng)用過程中，將傳統(tǒng)方法與神經(jīng)導(dǎo)航等高新測量技術(shù)相結(jié)合，可充分發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢，不斷豐富測量手段，提高測量精度。本實驗為顱腦解剖研究提供了一種可選擇的

18、方法?！緟⒖嘉墨I】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