角尺分規(guī)定位法在急診神經(jīng)外科手術(shù)中的應(yīng)用

黃振華 馬越 佟小光

神經(jīng)外科急診手術(shù)須于術(shù)前快速、準(zhǔn)確定位病灶。雖然，如今立體定向和影像學(xué)導(dǎo)航技術(shù)已廣泛應(yīng)用于神經(jīng)外科手術(shù)，但此類定位監(jiān)測技術(shù)需配備專屬立體定位頭架或神經(jīng)導(dǎo)航儀，且定位時間長、對術(shù)者臨床經(jīng)驗要求高，故并不適用于危重癥患者的急診手術(shù)，同時亦難在基層醫(yī)院推廣應(yīng)用。本文介紹一種簡便、快速的術(shù)前定位病灶方法即角尺分規(guī)定位法，該方法僅依靠角尺和分規(guī)工具，利用簡易數(shù)學(xué)原理，即可將CT圖像中的病灶準(zhǔn)確投射到頭皮，并對該定位法在不同神經(jīng)外科疾病中的應(yīng)用經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)。

對象與方法

一、臨床資料

1．納入與排除標(biāo)準(zhǔn)（1）須急診行神經(jīng)外科手術(shù)，并經(jīng)頭部CT和（或）MRI證實病變位于小腦幕上，排除顱內(nèi)血管畸形或動脈瘤。（2）顱內(nèi)出血患者，血腫量≥30 ml或中線移位≥5 mm，術(shù)前Glasgow昏迷量表（GCS）評分≥6分。（3）排除腦疝形成、呼吸循環(huán)衰竭或存在無法糾正的凝血功能障礙患者。（4）患者家屬對手術(shù)方案與風(fēng)險知情并簽署知情同意書。

2．一般資料選擇2018年10月至2019年10月在天津市環(huán)湖醫(yī)院神經(jīng)外科行急診手術(shù)的患者共計33例，男性21例，女性12例；年齡為28～75歲，平均為（56．64±12．98）歲；原發(fā)病分別為急性硬膜外 血 腫（14例 占42．42%），腦 葉 出 血（5例 占15．15%），腦轉(zhuǎn)移瘤（1例占3．03%），亞急性額顳部硬膜下血腫（2例占6．06%），自發(fā)性基底節(jié)區(qū)和丘腦出血（11例占33．33%）；術(shù)前GCS評分為13～15分9例（27．27%），9～12分13例（39．39%），6～8分11例（33．33%）。其中，急性硬膜外血腫和腦葉出血患者出血量為30～78 ml、平均（50．63±12．53）ml，行開顱探查血腫清除術(shù)；腦轉(zhuǎn)移瘤患者采取直切口小骨瓣開顱腫瘤切除術(shù)；亞急性額顳部硬膜下血腫患者血腫占位效應(yīng)明顯，中線移位≥5 mm，均行經(jīng)額錐顱血腫穿刺置管引流術(shù)；自發(fā)性基底節(jié)區(qū)和丘腦出血患者出血量為30～62 ml、平均（43．09±10．42）ml，行顱骨鉆孔血腫穿刺置管引流術(shù)。

二、術(shù)前定位方法

1．標(biāo)畫病灶的體表投影（1）標(biāo)畫實際掃描基線：探尋橫斷面CT圖像上通過患側(cè)骨性外耳門層面A和通過患側(cè)晶狀體層面B，通過直接層距數(shù)值或?qū)訑?shù)×層厚的方法計算兩層面之間的距離S。于直角尺的短邊上截取S長度并置于外耳道口上緣（骨性外耳門略高于體表外耳道口），再將直角尺的長邊置于晶狀體側(cè)方，此時直角尺的長邊即為經(jīng)過晶狀體的實際掃描基線B（圖1a）。（2）標(biāo)畫病灶上下界和中心層面：探尋橫斷面CT圖像上病灶最上方層面H、最下方層面L和中心層面M，通過直接的層距數(shù)值或?qū)訑?shù)×層厚的方法分別計算3個層面與經(jīng)過晶狀體層面B之間的間距，再以直角尺長邊分別截取3個間距，以直角尺短邊畫平行于基線B的平行線，經(jīng)過中心層面前方，直至與正中矢狀線相交（圖1b）。（3）標(biāo)畫病灶前后界：探尋橫斷面CT圖像上的病灶中心層面M，自病灶最前點(diǎn)向頭皮做垂直于中線的投影線，該線與頭皮的交點(diǎn)即為病灶最前點(diǎn)的側(cè)方體表投影。在中心層面M上測量前矢狀線點(diǎn)與病灶最前點(diǎn)側(cè)方體表投影之間的距離D1，再按照CT圖像上的比例尺計算實際距離D2，即為前方弦距，然后根據(jù)弦距定位法，以分規(guī)標(biāo)畫出病灶最前點(diǎn)的體表投影a點(diǎn)，同理標(biāo)畫出病灶中心點(diǎn)的體表投影m點(diǎn)和最后點(diǎn)的體表投影p點(diǎn)（圖1c）。（4）標(biāo)畫病灶的具體形狀：根據(jù)病灶的具體形狀，在上述標(biāo)畫出的框架內(nèi)畫出病灶的體表投影（圖1d）。

2．針對特定病灶的手術(shù)方法（1）急性硬膜外血腫、腦葉出血和腦淺表占位性病變（腦轉(zhuǎn)移瘤）：分別施行開顱探查血腫清除術(shù)或腫瘤切除術(shù)。采用角尺分規(guī)定位法標(biāo)畫病灶的體表投影，同時標(biāo)畫出中央溝、外側(cè)裂、橫竇、額竇和乳突氣房的體表投影，綜合上述體表投影設(shè)計適宜骨窗，然后標(biāo)記需保留的顳淺動脈、面神經(jīng)等結(jié)構(gòu)，最后個體化設(shè)計皮瓣（圖2）。（2）亞急性額顳部硬膜下血腫：施行經(jīng)額錐顱血腫穿刺置管引流術(shù)。采用角尺分規(guī)定位法定位血腫，選擇血腫最厚層面，于冠狀縫前選擇穿刺點(diǎn)，在局部麻醉下錐顱穿刺血腫腔，于血腫腔內(nèi)置入引流管進(jìn)行引流（圖3）。（3）自發(fā)性基底節(jié)區(qū)和丘腦出血：行顱骨鉆孔血腫穿刺置管引流術(shù)。采用角尺分規(guī)定位法定位標(biāo)畫出腦出血的側(cè)方體表投影，以血腫中心點(diǎn)為目標(biāo)靶點(diǎn)，采用弦距定位法標(biāo)記目標(biāo)靶點(diǎn)的側(cè)方體表投影M點(diǎn)，再于橫斷面CT圖像上測量目標(biāo)靶點(diǎn)至中線的距離和目標(biāo)靶點(diǎn)至體表的距離，并按照CT圖像上的比例尺分別計算實際距離D和S，然后選擇發(fā)際線內(nèi)冠狀縫前2 cm、中線旁開距離D處為穿刺點(diǎn)E點(diǎn)，再以分規(guī)測量M點(diǎn)與E點(diǎn)之間的弦距ME，根據(jù)勾股定理計算出穿刺深度，穿刺深度=，最后在局部麻醉下于E點(diǎn)進(jìn)行顱骨鉆孔，平行于矢狀面，以M點(diǎn)為穿刺方向，行血腫穿刺置管引流術(shù)（圖4）。

3．評價指標(biāo)記錄角尺分規(guī)定位法的操作時間和定位準(zhǔn)確性。判斷準(zhǔn)確性時，開顱手術(shù)患者根據(jù)術(shù)中實際病灶部位判斷角尺分規(guī)定位法的準(zhǔn)確性；血腫穿刺置管引流術(shù)患者，定位靶點(diǎn)后貼體表標(biāo)記，再復(fù)查CT校準(zhǔn)，測量預(yù)設(shè)靶點(diǎn)與體表標(biāo)記之間的誤差。

結(jié) 果

本組33例患者術(shù)前均采用角尺分規(guī)定位法定位病灶，閱片至定位完成時間2．00～6．50 min，平均（3．70±1．17）min，隨著操作熟練，后入組的20例患者均于3．50 min內(nèi)完成病灶體表投影，術(shù)前平均準(zhǔn)備時間明顯縮短。本組有20例患者行開顱手術(shù)，根據(jù)病灶體表投影設(shè)計骨窗，術(shù)中均于骨窗中心找到病灶，定位準(zhǔn)確率為100%（20/20），以達(dá)到手術(shù)切口精確、正常腦組織的不必要顯露降至最低程度；其中1例皮質(zhì)下腦轉(zhuǎn)移瘤（直徑2 cm）患者于定位病灶體表投影后行頭部MRI檢查，角尺分規(guī)定位法定位的病灶與MRI所顯示的病灶完全符合（圖2），遂行直切口小骨瓣開顱腫瘤切除術(shù)，減少了手術(shù)創(chuàng)傷。其余13例患者均行血腫穿刺置管引流術(shù)，定位靶點(diǎn)后貼體表標(biāo)記，再復(fù)查CT校準(zhǔn)（圖3，4），預(yù)設(shè)靶點(diǎn)與體表標(biāo)記之間 的誤差為1．30～6．20 mm，平均（3．71±1．62）mm。

討 論

根據(jù)CT和（或）MRI圖像將顱內(nèi)病灶精準(zhǔn)定位于體表是神經(jīng)外科的基本功之一。通過術(shù)前精準(zhǔn)定位，可以降低手術(shù)創(chuàng)傷、縮短手術(shù)時間、減少手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥。在無條件配備術(shù)中神經(jīng)導(dǎo)航的情況下，多數(shù)手術(shù)方案需基于影像學(xué)確立基線，再以基線建立坐標(biāo)系，通過坐標(biāo)系將影像學(xué)上的病灶投射至患者頭皮。頭部CT掃描常用的標(biāo)準(zhǔn)基線是聽眶線（RBL）、聽眥線［OML，亦稱眥耳線（CML）］和聽眉線（EML），但在實際操作中由于患者躁動、鼾癥、強(qiáng)迫頭位等原因，CT操作人員不易控制掃描角度、難以對準(zhǔn)基線，故定位病灶時不能機(jī)械地依靠標(biāo)準(zhǔn)基線來標(biāo)畫體表投影。除此之外，還有一種定位方案是通過測量病灶與影像學(xué)上某一解剖標(biāo)記之間的距離以定位病灶，但是多數(shù)情況下顱骨上并無這樣一個標(biāo)志物可以準(zhǔn)確定位病灶，而人工放置參照物需重復(fù)掃描［1］，延誤搶救時間。筆者所采用的角尺分規(guī)定位法僅依靠角尺和分規(guī)工具，利用簡易數(shù)學(xué)原理，標(biāo)畫實際掃描基線，并通過弦距定位法將CT圖像中的病灶準(zhǔn)確投射至患者頭皮，用于神經(jīng)外科急診手術(shù)。

晶狀體和骨性外耳門是CT檢查中必然掃描且極易辨識的解剖結(jié)構(gòu)。已知兩點(diǎn)以及經(jīng)過這兩點(diǎn)的兩個層面之間的距離，根據(jù)平行線間距離相等和圓切線定理，可應(yīng)用直角尺畫出這兩個層面的體表投影，即為實際掃描基線；以該基線為基礎(chǔ)，可建立矢狀面上的二維直角坐標(biāo)系；再通過弦距定位法，在此坐標(biāo)系中標(biāo)畫出病灶體表投影［2］。弦為數(shù)學(xué)術(shù)語，系指連接圓形或球體表面任意兩點(diǎn)之間的線段，由此衍生出的弦長公式廣泛應(yīng)用于工程測繪、勘察設(shè)計和大型設(shè)備安裝等領(lǐng)域。弦距定位法顯著簡化了顱內(nèi)病灶的定位和測距，可以將影像學(xué)測量數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為實際數(shù)據(jù)投射至患者頭皮［3］。對本組病例的觀察結(jié)果表明，角尺分規(guī)定位法定位病灶后經(jīng)校準(zhǔn)CT和（或）MRI證實其定位準(zhǔn)確，甚至可精確定位較小的病灶（直徑約2 cm，圖2），便于施行小骨窗開顱手術(shù)。

自CT和MRI問世以來，多種方法被開發(fā)用于開顱手術(shù)或穿刺手術(shù)前的病灶定位，如立體定向［4］、術(shù)前CT引導(dǎo)［5］和影像學(xué)導(dǎo)航［6］等技術(shù)。目前，立體定向技術(shù)和影像學(xué)導(dǎo)航技術(shù)已十分成熟，但此類技術(shù)需要較長的術(shù)前準(zhǔn)備時間，延誤搶救時間；而且有部分醫(yī)院，尤其是基層醫(yī)院尚未配備專屬的立體定位頭架或神經(jīng)導(dǎo)航儀，即使設(shè)備齊全，也常因手術(shù)量大而無法滿足所有手術(shù)的需求，從而限制了立體定向和影像學(xué)導(dǎo)航技術(shù)的臨床應(yīng)用。然而一些簡易的替代技術(shù)可以達(dá)到近似的定位效果，例如利用3D-Slicer軟件的虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)［7］和利用智能手機(jī)軟件的增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)［8-10］輔助定位。利用3D-Slicer軟件的虛擬現(xiàn)實技術(shù)使二維圖像重建為三維圖像，并得出定位數(shù)據(jù)；利用智能手機(jī)軟件的增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，可實現(xiàn)影像學(xué)圖像與實際解剖結(jié)構(gòu)的重疊并投射顯影，顯示出此類技術(shù)的潛在優(yōu)勢。然而，上述技術(shù)均需對DICOM格式圖片或手機(jī)拍攝圖片進(jìn)行解析，包含了數(shù)據(jù)獲取和圖像傳輸步驟，這一數(shù)據(jù)采集、編輯、再利用的過程可能造成誤差。而且，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)對圖像與解剖結(jié)構(gòu)重疊的契合度要求較高，需與參照物對齊，而手機(jī)拍攝的圖片可能受拍攝角度和光影等因素的影響，而造成誤差，影響定位的準(zhǔn)確性。上述技術(shù)均通過影像學(xué)導(dǎo)航的原理，便捷且成本低，但精準(zhǔn)性欠佳，需反復(fù)多重校對，適用于不具備神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)的醫(yī)院進(jìn)行擇期手術(shù)。

圖1角尺分規(guī)定位法之定位步驟1a標(biāo)畫實際掃描基線B 1b標(biāo)畫病灶最上方層面H、最下方層面L和中心層面M 1c標(biāo)畫病灶最前點(diǎn)的體表投影a點(diǎn)、最后點(diǎn)的體表投影p點(diǎn)和中心點(diǎn)的體表投影m點(diǎn)1d標(biāo)畫病灶體表投影Figure 1 Steps of the localization method using a square ruler and dividers Draw the actual baseline B at scan(Panel 1a)．Draw the upper,lower and middle level of the lesion(H,L and M;Panel 1b)．Draw the anterior,posterior and middle point of the lesion(a,p and m;Panel 1c)．Draw the surface projection of the lesion(Panel 1d)．

圖2橫斷面T2WI顯示，角尺分規(guī)定位法定位右側(cè)額葉淺表腫瘤（箭頭所示）圖3橫斷面CT顯示，角尺分規(guī)定位法定位并穿刺引流左側(cè)額顳部硬膜下血腫（箭頭所示）圖4角尺分規(guī)定位法定位左側(cè)基底節(jié)區(qū)腦出血4a頭皮體表標(biāo)記，以金屬電極標(biāo)記并引導(dǎo)穿刺方向4b橫斷面CT顯示，定位標(biāo)記準(zhǔn)確置于病灶靶點(diǎn)的前方和側(cè)方投影點(diǎn)Figure 2 Axial T2WI showed localization of a superficial brain tumor in the right frontal lobe by this method(arrows indicate)．Figure 3 Axial CT showed localization and puncture of left frontotemporal subdural hematoma by this method(arrow indicates)．Figure 4 Localization a left basal ganglia hemorrhage by this method．Surface markers of the patient．Metal electrodes were used as markers guiding the direction of puncture(Panel 4a)．Axial CT showed the location marks were accurately placed in the front and lateral projection points of the lesion target(Panel 4b)．

本研究采取的角尺分規(guī)定位法，在影像學(xué)掃描前無需進(jìn)行頭皮標(biāo)記、安裝立體定位頭架等復(fù)雜操作，而且掃描時亦無需高標(biāo)準(zhǔn)的影像學(xué)數(shù)據(jù)采集流程，常規(guī)橫斷面CT即可滿足應(yīng)用條件，無需標(biāo)準(zhǔn)基線掃描，且一次掃描即可，無需人為增加額外的定位掃描步驟，本組病例預(yù)設(shè)靶點(diǎn)與體表標(biāo)記之間的平均誤差為（3．71±1．62）mm，提示定位后的校準(zhǔn)CT并非必須；掃描后無需將影像學(xué)數(shù)據(jù)輸入工作站進(jìn)行后處理，可直接應(yīng)用原始數(shù)據(jù)，無需再編輯和編輯后再投射，且不增加額外費(fèi)用。角尺分規(guī)定位法僅需角尺和分規(guī)工具，所適用的神經(jīng)外科病種十分廣泛，操作簡便、快捷，無需復(fù)雜訓(xùn)練，且準(zhǔn)確可靠、穩(wěn)定性良好。經(jīng)本組病例觀察證實，角尺分規(guī)定位法不僅適用于基層醫(yī)院，也同樣適用于手術(shù)量較大的神經(jīng)外科中心，尤其是在術(shù)中神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)資源有限的情況下，可降低對其依賴性。

角尺分規(guī)定位法也有其局限性，主要適用于幕上病灶的定位，對于顱后窩病灶，由于頸部皮膚的延展性，病灶投射至頭皮可產(chǎn)生較大誤差；此外，CT掃描時矢狀位不居中可造成冠狀位左右傾斜，病灶越深，單側(cè)定位的誤差越大，此時，應(yīng)根據(jù)冠狀位的傾斜度估算腦深部血腫高低位的誤差，若左右傾斜嚴(yán)重，則需采用角尺分規(guī)定位法描畫出血腫在對側(cè)的投影范圍，以確定傾斜的基線平面。值得注意的是，對于腦深部病灶，角尺分規(guī)定位法僅能定位病變靶點(diǎn)在頭皮的前方和側(cè)方投影，穿刺路徑仍需術(shù)者根據(jù)投影點(diǎn)來確定。因此，該方法不可能達(dá)到立體定向的精準(zhǔn)度，但是對于急診患者的術(shù)前定位和穿刺治療，該方法實用性較強(qiáng)，誤差在可接受的范圍內(nèi)。

利益沖突無