影像導(dǎo)航技術(shù)在鼻內(nèi)鏡手術(shù)中的應(yīng)用

胡賢洋 田騰飛 張雪琰

1 復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)微生物與寄生蟲(chóng)學(xué)教研室暨醫(yī)學(xué)分子病毒學(xué)教育部/國(guó)家衛(wèi)生健康委/中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200030;2復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院 耳鼻咽喉頭頸外科,上海 200040;3復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院耳鼻喉科頭頸外科,上海200030

鼻竇、鼻腔、顱底等結(jié)構(gòu)是學(xué)術(shù)界公認(rèn)的人體內(nèi)最為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)之一,這些地方也是極易感染炎癥、罹患腫瘤的位置,在這些位置進(jìn)行手術(shù)一直是眼耳鼻咽喉頭頸外科科醫(yī)生的一項(xiàng)難題。20世紀(jì)70年代以來(lái),在鼻部手術(shù)中引入內(nèi)鏡技術(shù)使得手術(shù)能夠深入到上述各部位中,大大優(yōu)化了這些部位的診治。但是,鼻內(nèi)鏡技術(shù)讓鼻部手術(shù)范圍逐漸擴(kuò)大并逐步趨于微創(chuàng)的同時(shí),手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)卻逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)相關(guān)報(bào)道,鼻內(nèi)鏡技術(shù)主要并發(fā)癥的發(fā)病率是0.85%,其中包括眼眶損傷、頸內(nèi)動(dòng)脈損傷、鼻淚管損傷、顱底損傷等[1];而包括鼻腔出血、粘連等在內(nèi)的次要并發(fā)癥的發(fā)病率高達(dá)6.9%[2]。為了減少手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生,最大限度地降低手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn),耳鼻咽喉頭頸外科醫(yī)生和工程師們一直在開(kāi)發(fā)和尋找新的技術(shù)和方法。在這種情況下,影像導(dǎo)航系統(tǒng)(IGS)在鼻內(nèi)鏡手術(shù)的應(yīng)用便應(yīng)運(yùn)而生[3-4]。

1 IGS的構(gòu)成原理

IGS由計(jì)算機(jī)工作站、軟件、顯示系統(tǒng)、追蹤系統(tǒng)及被追蹤的器械等5部分構(gòu)成[5]。其中:計(jì)算機(jī)工作站能夠支持管理該系統(tǒng)的軟件,是所有IGS的核心;顯示系統(tǒng)能夠從系統(tǒng)輸出視覺(jué)信息,實(shí)現(xiàn)信息的可視化;跟蹤系統(tǒng)對(duì)手術(shù)中的被跟蹤器械進(jìn)行實(shí)時(shí)定位,精確判斷器械的位置及周圍環(huán)境;定位裝置則放置在患者頭部的固定位置,補(bǔ)償了手術(shù)期間手術(shù)區(qū)域(即竇腔)不可避免的運(yùn)動(dòng)[6]。

在臨床應(yīng)用過(guò)程中,IGS通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件將患者術(shù)前CT、MR 等影像診斷資料進(jìn)行三維重建。根據(jù)三維圖像,醫(yī)生能夠在術(shù)前設(shè)計(jì)手術(shù)路線,確定最為安全的手術(shù)操作方法。同時(shí),醫(yī)生在術(shù)中能夠通過(guò)定位系統(tǒng),精確了解手術(shù)器械在術(shù)中所處的位置,并參照顯示器上三維圖像所展現(xiàn)的手術(shù)器械的實(shí)際位置,準(zhǔn)確判斷手術(shù)器械所處的實(shí)際位置,更為準(zhǔn)確地明確器械到達(dá)的解剖區(qū)域[7],以及術(shù)中遇到的組織、血管及病灶周圍的其他結(jié)構(gòu)[8]。

2 IGS的發(fā)展概況

IGS起源于1986年,美國(guó)科學(xué)家Robet等[9]將手術(shù)顯微鏡結(jié)合CT 影像,并利用超聲在手術(shù)中進(jìn)行定位。1994年,Anon等[10]首次將其應(yīng)用于鼻內(nèi)鏡手術(shù),在報(bào)道的70例鼻竇手術(shù)中,定位精度達(dá)1～2 mm,且沒(méi)有一例并發(fā)癥產(chǎn)生。在此之后,這一技術(shù)在鼻內(nèi)鏡手術(shù)中的應(yīng)用獲得了迅猛的發(fā)展。IGS在國(guó)內(nèi)的起步稍晚,韓德民等[11]2001年首次報(bào)道了應(yīng)用影像導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行鼻內(nèi)鏡手術(shù)。當(dāng)前,該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均被廣泛應(yīng)用于鼻內(nèi)鏡手術(shù)。

IGS在鼻內(nèi)鏡手術(shù)中的臨床應(yīng)用主要分為兩個(gè)階段[12]:在第一個(gè)階段,該技術(shù)主要應(yīng)用于一些復(fù)雜的顱底手術(shù),在顱底腫瘤等鼻內(nèi)鏡手術(shù)中十分棘手的手術(shù)過(guò)程中發(fā)揮作用;在第二個(gè)階段,影像導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于鼻內(nèi)鏡手術(shù)中。當(dāng)前,該技術(shù)已經(jīng)成為鼻內(nèi)鏡手術(shù)中一種常規(guī)的輔助手段。經(jīng)過(guò)二十余年的發(fā)展,IGS在鼻內(nèi)鏡手術(shù)中的應(yīng)用已經(jīng)逐步走向成熟和穩(wěn)定,除了能夠滿足基本的導(dǎo)航功能外,包括基于輪廓的注冊(cè)技術(shù)、術(shù)中實(shí)時(shí)導(dǎo)航、多模態(tài)融合技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)、路徑導(dǎo)航技術(shù)在內(nèi)的眾多新興使用的技術(shù)也正逐步被影像導(dǎo)航技術(shù)集成,以更好滿足實(shí)際手術(shù)過(guò)程中不同情況的需求。

當(dāng)前,影像導(dǎo)航技術(shù)主要可分為聲導(dǎo)航、機(jī)械臂導(dǎo)航、磁導(dǎo)航及光導(dǎo)航等四種類型,而臨床應(yīng)用的則主要為磁導(dǎo)航和光導(dǎo)航兩種。磁導(dǎo)航是利用電子發(fā)射裝置在患者頭部附近形成磁場(chǎng),利用患者頭部及手術(shù)器械上的電磁感應(yīng)器來(lái)確定二者在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及準(zhǔn)確位置。這一導(dǎo)航方式不用考慮遮擋物對(duì)信號(hào)的阻擋,且注冊(cè)速度較快、操作系統(tǒng)更加簡(jiǎn)便,保證了術(shù)中使用的持續(xù)與穩(wěn)定,但是磁導(dǎo)航系統(tǒng)需要專用手術(shù)器械進(jìn)行操作,而且手術(shù)環(huán)境中的金屬物品均會(huì)通過(guò)影響磁場(chǎng)來(lái)影響定位。光導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)術(shù)中光源的來(lái)源不同可分為主動(dòng)式、被動(dòng)式和混合式三種[13]。主動(dòng)式光導(dǎo)航系統(tǒng)在跟蹤目標(biāo)物和手術(shù)器械上均安裝發(fā)光二極管,通過(guò)對(duì)光源的跟蹤來(lái)實(shí)時(shí)定位目標(biāo)的位置;被動(dòng)式光導(dǎo)航系統(tǒng)則通過(guò)攝像頭上的紅外線發(fā)射器,利用器械及跟蹤目標(biāo)上反光球反射的光線來(lái)實(shí)時(shí)定位目標(biāo)的位置;混合式光導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合主動(dòng)式光導(dǎo)航系統(tǒng)和被動(dòng)式光導(dǎo)航系統(tǒng),通過(guò)雙重定位標(biāo)志來(lái)明確目標(biāo)的準(zhǔn)確位置。光導(dǎo)航系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需特殊的手術(shù)器械,幾乎所有校準(zhǔn)過(guò)的器械均可用于導(dǎo)航,且理論上精度能夠達(dá)到1 mm 以內(nèi),這是大多數(shù)耳鼻咽喉科醫(yī)師能夠接受的標(biāo)準(zhǔn),但是該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍較為局限,當(dāng)攝像頭與導(dǎo)航球間存在遮擋物時(shí),這一系統(tǒng)便無(wú)法發(fā)揮作用。

3 影像導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)勢(shì)評(píng)估

傳統(tǒng)鼻部手術(shù)借助鼻內(nèi)鏡進(jìn)行,而鼻內(nèi)鏡的呈現(xiàn)方式是將鼻部復(fù)雜精巧的空間三維結(jié)構(gòu)以二維圖像顯現(xiàn),在一定程度上會(huì)導(dǎo)致其呈現(xiàn)圖像的畸變,給醫(yī)生帶來(lái)視覺(jué)上的誤差,不利于鼻部手術(shù)的精確進(jìn)行[2]。IGS彌補(bǔ)了這一缺陷,它能夠擴(kuò)大術(shù)中觀察的視野范圍,很好地避免了鼻內(nèi)鏡手術(shù)中“管狀視野”的缺陷[14],其結(jié)合術(shù)前CT 及MR 等診斷圖像,將術(shù)中結(jié)構(gòu)以三維圖像精細(xì)地呈現(xiàn)在醫(yī)生面前,且能夠通過(guò)跟蹤系統(tǒng)和定位系統(tǒng)精準(zhǔn)判斷手術(shù)器械所處的位置和周圍的環(huán)境。作為術(shù)者進(jìn)行鼻內(nèi)鏡手術(shù)時(shí)的一個(gè)良好的輔助工具,IGS在鼻內(nèi)鏡手術(shù)中的應(yīng)用具有縮短手術(shù)時(shí)間、降低手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)病率[15]、定位解剖結(jié)構(gòu)、明確病變切除范圍的優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)的應(yīng)用,同樣促進(jìn)了對(duì)醫(yī)學(xué)生及住院醫(yī)師的教學(xué)和培訓(xùn)。

IGS的配準(zhǔn)注冊(cè)技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)便易學(xué),術(shù)者在手術(shù)前經(jīng)過(guò)充分訓(xùn)練后便能夠掌握該技術(shù)并十分熟練地進(jìn)行操作。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),大多術(shù)者能夠在3～5 min中內(nèi)完成系統(tǒng)的配置,因此在使用IGS的過(guò)程中不會(huì)因?yàn)閷?dǎo)航操作本身使手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)。并且,IGS能夠充分展現(xiàn)手術(shù)部位的結(jié)構(gòu)和手術(shù)器械所處的精確部位,極大地便利了術(shù)者的操作,節(jié)省了術(shù)者手術(shù)過(guò)程中尋找和判斷手術(shù)器械位置和切除部分位置的時(shí)間。IGS能夠增加術(shù)者的自信心,減少術(shù)者手術(shù)過(guò)程中的遲疑,在一定程度上也能縮短手術(shù)的時(shí)間。

在鼻內(nèi)鏡手術(shù)中使用IGS,能夠更好地輔助術(shù)者進(jìn)行空間定位,便于術(shù)者尋找正確的解剖結(jié)構(gòu),明確病變和所需要切除的部位、邊界和范圍,避免對(duì)周圍血管、神經(jīng)、組織等重要結(jié)構(gòu)的損傷。對(duì)鼻部復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精確呈現(xiàn)能夠讓術(shù)者進(jìn)行最大程度上安全、可靠的手術(shù)操作,以期最大限度地切除病變結(jié)構(gòu),改善患者的癥狀,避免手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生和疾病的復(fù)發(fā)。Dalgorf等[16]對(duì)影像導(dǎo)航技術(shù)在鼻內(nèi)鏡手術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行綜合分析,發(fā)現(xiàn)在未使用IGS 的手術(shù)中,包括術(shù)后視覺(jué)消失、術(shù)后腦膜炎、腦脊液漏、術(shù)后頸內(nèi)動(dòng)脈損傷的嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)病率明顯高于使用IGS的鼻內(nèi)鏡手術(shù)。

此外,利用IGS 能夠?yàn)獒t(yī)學(xué)生、住院醫(yī)師等初次接觸鼻內(nèi)鏡的人展現(xiàn)更為真實(shí)清晰的鼻部結(jié)構(gòu)和手術(shù)操作過(guò)程,讓他們能夠更好地了解鼻部的真實(shí)解剖結(jié)構(gòu)和特殊疾病的病理解剖結(jié)構(gòu),充分清晰手術(shù)過(guò)程中的操作過(guò)程,有利于對(duì)醫(yī)學(xué)生及醫(yī)生的教學(xué)和培訓(xùn)。Casiano等[17]發(fā)現(xiàn),醫(yī)生及住院醫(yī)師在尸體頭部進(jìn)行解剖訓(xùn)練時(shí)使用IGS 進(jìn)行輔助能夠提高他們的學(xué)習(xí)效率,有助于他們手術(shù)操作技術(shù)的提高。

4 IGS的適應(yīng)證及臨床應(yīng)用

當(dāng)前,雖然國(guó)外醫(yī)生將IGS運(yùn)用于幾乎所有鼻內(nèi)鏡手術(shù)當(dāng)中,但是大多數(shù)耳鼻咽喉科醫(yī)生仍認(rèn)為這是不必要的。醫(yī)生普遍認(rèn)為IGS具有其自身的適應(yīng)證,應(yīng)當(dāng)被運(yùn)用于特定且合適的情況。根據(jù)美國(guó)耳鼻咽喉頭頸外科學(xué)會(huì)2002年發(fā)布的建議,在鼻內(nèi)鏡手術(shù)中應(yīng)用IGS主要出現(xiàn)在以下幾種情況中:①病變已經(jīng)波及患者后篩竇、額竇及蝶竇;②病變毗鄰顱底、眼眶、視神經(jīng)及頸內(nèi)動(dòng)脈等重要結(jié)構(gòu);③存在腦脊液漏或顱底損傷等情況;④病變區(qū)域廣泛存在鼻息肉;⑤以修正為主要目的鼻內(nèi)鏡手術(shù);⑥病變?yōu)楸遣康牧夹曰驉盒阅[瘤;⑦患者由于外部因素(車禍等外傷)或者內(nèi)部因素(異常生長(zhǎng)發(fā)育)所致的鼻竇解剖結(jié)構(gòu)的異常改變[18]。除此之外,復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院的章如新教授認(rèn)為在存在鼻竇骨纖維增生不良癥的情況下也需要利用IGS[12]。IGS 的適應(yīng)證因人而異,醫(yī)生應(yīng)當(dāng)根據(jù)患者的具體情況進(jìn)行合理選擇,以下部分介紹了當(dāng)前IGS在臨床的具體應(yīng)用。

4.1 鼻內(nèi)鏡下慢性鼻-鼻竇炎修正性手術(shù)

鼻內(nèi)鏡下進(jìn)行的修正性手術(shù)是美國(guó)耳鼻咽喉頭頸外科學(xué)會(huì)建議的使用IGS的適應(yīng)證之一[19]。在進(jìn)行修正性內(nèi)鏡手術(shù)的過(guò)程中,可能面臨鼻部解剖標(biāo)志性結(jié)構(gòu)模糊甚至消失、瘢痕粘連不易分離、炎癥反應(yīng)急劇加重等情況,且手術(shù)過(guò)程中容易出血并伴隨骨炎發(fā)生。這些情況均會(huì)導(dǎo)致術(shù)者在進(jìn)行手術(shù)的過(guò)程中迷失方向,在對(duì)病變結(jié)構(gòu)進(jìn)行清理的過(guò)程中心理壓力增加,對(duì)病變結(jié)構(gòu)和正常結(jié)構(gòu)的判斷出現(xiàn)遲疑,只能摸索進(jìn)行手術(shù)操作。同時(shí),手術(shù)過(guò)程中諸如篩前動(dòng)脈、眶指樣板、視神經(jīng)在內(nèi)的諸多重要結(jié)構(gòu)不易確定,影響對(duì)患者病變結(jié)構(gòu)的徹底清除,容易導(dǎo)致術(shù)后并發(fā)癥的出現(xiàn)。而IGS的運(yùn)用,一方面能夠在鼻腔手術(shù)區(qū)域嚴(yán)重出血,手術(shù)、外傷或者病變破壞了正常解剖標(biāo)志結(jié)構(gòu)的情況下為術(shù)者提供明確且準(zhǔn)確得解剖定位,促進(jìn)手術(shù)順利、迅速且準(zhǔn)確地進(jìn)行[20];另一方面,可以在術(shù)前利用軟件和CT 或MRI影像資料標(biāo)記病變及重要結(jié)構(gòu)的位置和界限,讓術(shù)者掌握其中相互間的位置關(guān)系,避免術(shù)中觸及重要結(jié)構(gòu),并在術(shù)后探查病變殘留情況,降低手術(shù)后并發(fā)癥的出現(xiàn)[2]。

4.2 鼻內(nèi)鏡下腦脊液鼻漏修補(bǔ)手術(shù)

腦脊液(CSF)鼻漏是鼻-顱底外科中最常見(jiàn)的疾病之一,其定義為腦脊液通過(guò)顱底或者其他部位的骨質(zhì)缺損、破裂處流出,并最終經(jīng)由鼻腔流出體外[21]。CSF鼻漏的主要危險(xiǎn)在于患者易繼發(fā)氣腦、顱內(nèi)感染等嚴(yán)重疾病而危及生命[22]。如何安全且有效地診治CSF鼻漏,一直是困擾耳鼻咽喉頭頸外科醫(yī)生的難題。自Wigand在1981年首次將鼻內(nèi)鏡技術(shù)引入CSF鼻漏修復(fù)手術(shù)中以來(lái),該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于外科修復(fù)CSF鼻漏的手術(shù)中,并展現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì),取得了較好的療效[23]。但是鼻內(nèi)鏡下進(jìn)行CSF鼻漏修補(bǔ)手術(shù)需要耗費(fèi)大量時(shí)間尋找漏口的具體位置,且手術(shù)過(guò)程中可能誤傷動(dòng)脈、神經(jīng)等正常結(jié)構(gòu),造成術(shù)中不必要的損傷。而利用CT、MRI等術(shù)前診斷數(shù)據(jù),IGS能夠精確定位顱底缺損的位置,并對(duì)手術(shù)過(guò)程中可能損傷到的血管、神經(jīng)等進(jìn)行標(biāo)記,降低并發(fā)癥的發(fā)病率[24]。同時(shí),在患者鼻竇解剖結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常改變時(shí),IGS能夠幫我們精確找到所需診治的部位,從而減少關(guān)鍵結(jié)構(gòu)(包括視神經(jīng)、頸動(dòng)脈和眼眶)面臨的誤傷風(fēng)險(xiǎn)。此外,Hazm 等[25]的研究也表明,運(yùn)用IGS在術(shù)中探查顱底缺損的過(guò)程中,其特異度和敏感度均高于其他方法。

4.3 鼻內(nèi)鏡下內(nèi)翻性乳頭狀瘤切除手術(shù)

內(nèi)翻性乳頭狀瘤(IP)是一種罕見(jiàn)的鼻腔和鼻竇良性上皮性腫瘤[26],具有局部侵襲性、生長(zhǎng)速度快、復(fù)發(fā)率高和很高的惡變潛力[27],是鼻部的一種十分兇險(xiǎn)的疾病。決定IP預(yù)后的重要因素是IP原發(fā)部位是否完全切除,因此完全手術(shù)切除仍是治療該病的首選治療方案[28]。鼻內(nèi)鏡切除是IP治療的常用方法。徹底切除腫瘤來(lái)源,無(wú)并發(fā)癥是降低鼻竇IP復(fù)發(fā)率的重要因素。但是在未使用IGS的情況下,該手術(shù)的復(fù)發(fā)率與傳統(tǒng)的外部方法基本相同,甚至更高。而且,僅依靠鼻內(nèi)鏡的情況下,腫瘤的零星殘留是不可避免的,然而徹底根治IP、降低其復(fù)發(fā)率的關(guān)鍵便是徹底根除病變。利用IGS治療鼻竇IP,能夠在準(zhǔn)確辨別鼻竇準(zhǔn)確解剖結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提高完全切除的可能性,在降低術(shù)后復(fù)發(fā)率和并發(fā)癥方面起著重要作用[29]。相關(guān)研究顯示,鼻內(nèi)鏡手術(shù)過(guò)程中應(yīng)用IGS切除鼻腔內(nèi)IP與傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡下IP切除手術(shù)相比,能夠更好完成腫瘤的根除,復(fù)發(fā)和并發(fā)癥出現(xiàn)的概率更低[30]。同時(shí),IGS能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別腫瘤的位置和手術(shù)區(qū)域重要結(jié)構(gòu)的位置。

4.4 鼻內(nèi)鏡下經(jīng)蝶竇鞍區(qū)病變切除手術(shù)

垂體所處的蝶鞍位置毗鄰頸內(nèi)動(dòng)脈、視神經(jīng)、海綿竇、各種腦神經(jīng)及腦部實(shí)質(zhì)等重要結(jié)構(gòu);同時(shí),蝶竇位置較深,且其與許多腦內(nèi)重要的血管神經(jīng)毗鄰,其兩側(cè)的海綿竇中有動(dòng)眼神經(jīng)、上頜神經(jīng)、外展神經(jīng)、滑車神經(jīng)及頸內(nèi)動(dòng)脈走形。這些復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)決定了經(jīng)蝶竇鞍區(qū)病變切除手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)較大,容易誘發(fā)腦脊液漏、重要神經(jīng)損傷、腦膜炎及大出血等影響患者正常生活甚至危及患者生命的并發(fā)癥。因而,這一手術(shù)尤其適于采用IGS[31]。該系統(tǒng)能夠在術(shù)前規(guī)劃過(guò)程中事先人工或者自動(dòng)標(biāo)記出上述這些重要結(jié)構(gòu),讓術(shù)者能夠在操作過(guò)程中隨時(shí)明晰手術(shù)器械與這些結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系,從而避免對(duì)這些結(jié)構(gòu)額損傷。如果患者患病區(qū)域有手術(shù)殘留或者復(fù)發(fā)腫塊,經(jīng)蝶竇的手術(shù)則不可避免地會(huì)導(dǎo)致副鼻竇和顱底正常解剖結(jié)構(gòu)的改變,這種情況更加強(qiáng)調(diào)了對(duì)IGS的需求。Jagannathan 等[32]報(bào)道,在176 例蝶鞍區(qū)域病變的治療中,IGS顯著提高了手術(shù)的準(zhǔn)確性,同時(shí)減少了手術(shù)時(shí)間和術(shù)前準(zhǔn)備時(shí)間。

4.5 鼻內(nèi)鏡下眼-鼻相關(guān)手術(shù)

鼻-鼻竇和視神經(jīng)管、眼眶、淚道和淚囊等眼部解剖結(jié)構(gòu)毗鄰,使得鼻-鼻竇等疾病常出現(xiàn)波及眼部的情況。同時(shí),這一解剖結(jié)構(gòu)的臨近也啟示了某些眼部疾病也可以經(jīng)由鼻-鼻竇路徑進(jìn)行手術(shù)治療,由此衍生出一門(mén)新興的學(xué)科——眼-鼻相關(guān)外科[33]。眼-鼻外科手術(shù)的開(kāi)展,解決了醫(yī)生對(duì)于接近眼眶內(nèi)壁的眼球后占位性病變及眶尖腫瘤難以進(jìn)行手術(shù)的難題,而鼻內(nèi)鏡手術(shù)則是眼-鼻外科手術(shù)中的關(guān)鍵。在利用鼻內(nèi)鏡手術(shù)治療眼部病變的過(guò)程中,能提高手術(shù)的成功率并減少手術(shù)的創(chuàng)傷,但是擺在醫(yī)生面前的一個(gè)重大的挑戰(zhàn)是對(duì)腫瘤位置的精確判斷和對(duì)眼部眾多肌肉和神經(jīng)的保護(hù)[34]。為了實(shí)現(xiàn)鼻內(nèi)鏡下對(duì)眼部腫瘤的精準(zhǔn)切除,影像導(dǎo)航技術(shù)被廣泛應(yīng)用于眼-鼻外科手術(shù)當(dāng)中。Ewer等[35]在一項(xiàng)調(diào)查中分析得出,與未使用IGS的鼻內(nèi)鏡下眼-鼻相關(guān)手術(shù)相比,運(yùn)用影像導(dǎo)航技術(shù)能夠明顯提高手術(shù)的成功率,并且能夠大大降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)病率。同時(shí),由于影像導(dǎo)航技術(shù)能夠更加精準(zhǔn)得構(gòu)建病變部位的三維結(jié)構(gòu)和定位病變的軀體位置,在鼻內(nèi)鏡下進(jìn)行下眶壁骨折復(fù)位手術(shù)的過(guò)程中,導(dǎo)航系統(tǒng)能夠幫助術(shù)者更加迅速且準(zhǔn)確地尋找骨折的部位[36],有利于節(jié)省手術(shù)時(shí)間,提高手術(shù)效率,對(duì)于手術(shù)的成功和后續(xù)的恢復(fù)都有較大的益處。

4.6 鼻內(nèi)鏡下額竇開(kāi)放手術(shù)

在鼻內(nèi)鏡手術(shù)出現(xiàn)之前,傳統(tǒng)額竇手術(shù)大多通過(guò)鼻外切口進(jìn)入額竇,在面額部進(jìn)行手術(shù)后大多遺留有手術(shù)瘢痕[37]。隨著鼻內(nèi)鏡手術(shù)在額竇開(kāi)放手術(shù)中的應(yīng)用,通過(guò)鼻內(nèi)途徑進(jìn)行額竇開(kāi)放手術(shù)已然取代了傳統(tǒng)的鼻外途徑。但是,鼻-鼻竇部位解剖結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,額竇竇口的解剖位置臨近顱底,且附近常伴有許多重要結(jié)構(gòu),這些因素使得額竇開(kāi)放手術(shù)成為了鼻內(nèi)鏡下鼻竇手術(shù)中的一大難題[38]。將IGS應(yīng)用于該手術(shù)過(guò)程中,能夠使術(shù)者在術(shù)前更好地了解患者額竇內(nèi)具體結(jié)構(gòu)和額竇開(kāi)口的具體位置,做到心中有數(shù)。同時(shí),能夠幫助術(shù)者在術(shù)中更好地進(jìn)行阻塞清理和額竇竇口的識(shí)別。尤其是當(dāng)患者存在眶上篩房時(shí),篩房的開(kāi)口常位于真正額竇竇口的后外側(cè),這一開(kāi)口可能會(huì)誤導(dǎo)術(shù)者,造成手術(shù)過(guò)程中的額失誤甚至導(dǎo)致手術(shù)的失敗。而在IGS 的指引下,術(shù)者很容易在額隱窩這一十分狹小的區(qū)域中尋找出真正的竇口[20,39]。

4.7 經(jīng)外切口入額竇手術(shù)

雖然當(dāng)前鼻內(nèi)鏡技術(shù)是耳鼻咽喉頭頸外科中最常用的外科手術(shù)方式,也是進(jìn)行額竇和額隱窩手術(shù)的首選方式,但在某些特殊病例當(dāng)中,仍可能需要直接切開(kāi)額骨,進(jìn)行經(jīng)外切口入額竇手術(shù)。在不適用IGS的傳統(tǒng)手術(shù)過(guò)程中,醫(yī)生僅使用6英尺的普通鼻竇X 光片,并以此作為描繪額竇邊界的模板。顯然,這種手術(shù)方法和技術(shù)是十分不精確的,而且它存在極大的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn),可能導(dǎo)致醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程中誤入患者顱前窩并繼而導(dǎo)致顱內(nèi)損傷的風(fēng)險(xiǎn)。而IGS可以更準(zhǔn)確地描繪額骨結(jié)構(gòu),并能幫助術(shù)者更安全、準(zhǔn)確地進(jìn)入額竇。Melroyer等[40]在10具人體頭顱上分別使用透光照射、6 英尺普通鼻竇X 光片和IGS,與額竇在真實(shí)解剖過(guò)程中的范圍進(jìn)行比較。他們得出結(jié)論:IGS所得結(jié)果的測(cè)量值和實(shí)際值之間的差異最小,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上優(yōu)于X 膠片和透光法。Inniset等[41]報(bào)道了3例IGS引導(dǎo)下的經(jīng)外切口入額竇手術(shù),并指出紅外影像引導(dǎo)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地切開(kāi)額骨來(lái)治療額竇骨瘤(2例)和復(fù)發(fā)的內(nèi)翻性乳頭狀瘤(1例)。

5 IGS的前景

雖然影像導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)在鼻內(nèi)鏡手術(shù)中得到廣泛應(yīng)用,但是當(dāng)前其仍有存在包括注冊(cè)可能出現(xiàn)誤差、術(shù)中無(wú)法實(shí)時(shí)反映結(jié)構(gòu)的改變等局限。以下部分介紹未來(lái)IGS可能的改進(jìn)和發(fā)展。

5.1 集成手術(shù)機(jī)器人和IGS進(jìn)行鼻內(nèi)鏡手術(shù)

當(dāng)前,將手術(shù)機(jī)器人引入外科手術(shù)已經(jīng)成為外科手術(shù)治療中的一個(gè)趨勢(shì)。機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行手術(shù)具有穩(wěn)定性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢(shì),在近年來(lái)臨床應(yīng)用中取得了長(zhǎng)足發(fā)展。集成手術(shù)機(jī)器人和IGS一方面能夠利用IGS精確獲取病變部位的具體結(jié)構(gòu),另一方面能夠利用機(jī)器人避免術(shù)者在手術(shù)中手顫而造成的操作精度降低,同時(shí)也能夠緩解術(shù)者長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行手術(shù)的體力壓力。這一結(jié)合能夠在一定程度上推動(dòng)鼻內(nèi)鏡下鼻腔、顱底手術(shù)的發(fā)展,讓該領(lǐng)域手術(shù)在精確性方面獲得巨大的提高。

5.2 改進(jìn)IGS跟蹤技術(shù)

IGS平臺(tái)的一個(gè)重要限制便是對(duì)手術(shù)室空間的要求。大多數(shù)光導(dǎo)航系統(tǒng)和磁導(dǎo)航系統(tǒng)要么需要一個(gè)直射手術(shù)區(qū)域的光學(xué)系統(tǒng),要么需要一個(gè)安裝在手術(shù)臺(tái)上的電磁發(fā)射器。在滿足這兩個(gè)要求的情況下,醫(yī)生相對(duì)于患者和IGS設(shè)備的站立位置可能受到很大的限制,想要克服這一難題,需要工程師進(jìn)一步改進(jìn)導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)備,研制出更加輕便、簡(jiǎn)易和小巧的設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)方便手術(shù)的進(jìn)行、滿足醫(yī)生對(duì)手術(shù)站立位置的需求和不同IGS工作的要求[6]。

5.3 多模態(tài)影像融合導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前在進(jìn)行IGS的過(guò)程中,往往僅利用單一的成像模式進(jìn)行導(dǎo)航,然而無(wú)論是B 超、MRI還是CT,不同的成像方式都各有利弊。作為最為主要的兩種成像方式,CT 和MRI提供了互補(bǔ)的信息,對(duì)于了解復(fù)雜的鼻竇病變和顱底病變都是必不可少的。CT 能顯示錯(cuò)綜復(fù)雜的骨骼細(xì)節(jié),而MRI最能顯示顱內(nèi)外軟組織解剖結(jié)構(gòu)。在最近的一項(xiàng)研究中,Micko等[42]調(diào)查了在垂體手術(shù)中融合CT、MRI和MRA 對(duì)IGS的應(yīng)用,在200例研究病例中,與標(biāo)準(zhǔn)的單純CT 的IGS方案相比,先進(jìn)的融合成像方案可以改善術(shù)前鼻竇解剖的定位、精細(xì)的血管影像形成、正常垂體的識(shí)別,并減少累積并發(fā)癥。為了最大限度地發(fā)揮CT 和MRI的優(yōu)勢(shì),在IGS中引入圖像融合技術(shù),形成多模態(tài)的影像融合導(dǎo)航技術(shù)必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)[43]。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著影像導(dǎo)航技術(shù)的進(jìn)步和不斷發(fā)展,它在鼻竇和顱底手術(shù)中的應(yīng)用不斷成熟,應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。這一技術(shù)為手術(shù)提供了非常寶貴的實(shí)時(shí)定位反饋,可以提高手術(shù)的完整性、安全性、效率及整體結(jié)果。最近的進(jìn)展,如集成手術(shù)機(jī)器人和IGS、多模態(tài)影像融合導(dǎo)航技術(shù)及多模態(tài)影像融合導(dǎo)航技術(shù)的設(shè)想,為IGS的未來(lái)提供了發(fā)展方向。相信在各方的努力下,IGS一定能夠獲得更好的發(fā)展,在鼻內(nèi)鏡手術(shù)中得到更好的應(yīng)用,這最終可能對(duì)整體手術(shù)結(jié)果帶來(lái)進(jìn)一步的改善,并減少二次修復(fù)手術(shù)的需要。同時(shí)我們也需要明白,盡管IGS在鼻內(nèi)鏡手術(shù)及鼻外科領(lǐng)域中已得到充分的應(yīng)用并會(huì)在未來(lái)得到更好的發(fā)展,但是導(dǎo)航系統(tǒng)只是一種技術(shù),不能替代術(shù)者對(duì)解剖等理論知識(shí)的扎實(shí)掌握和不斷的手術(shù)訓(xùn)練。