作者：北京清华长庚医院神经外科  张培海

精准神外技术之发展篇：滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄

• 神经导航技术帮神外医生实现“超能力”

19世纪中期，随着麻醉、无菌消毒及脑定位技术的出现，早期神经外科应运而生，但是由于时代的限制，手术死亡率及病残率高得惊人。20世纪初，以现代神经外科之父Cushing教授为代表的先驱总结经验，逐步形成了独立于普外的现代神经外科，手术的并发症及死亡率开始下降。到了20世纪60年代，显微神经外科之父Yasargil教授等人将显微镜应用到神经外科领域，使得手术禁区不断打破。

20世纪70年代后，神经外科的发展日新月异，随着CT（1972）、MRI（1977）等影像技术的出现，外科手术开始追求微创，迈入微侵袭时代。

20世纪90年代至今，电生理监护、神经导航技术、机器人辅助手术、多模态影像融合、分子影像、3D打印、荧光标记及靶向治疗等高新技术喷薄而出，精准神经外科初露峥嵘。

^{图1 神经外科发展里程碑}

文明的进步为社会带来了救死扶伤之心，科技的突破又为人类带来了救死扶伤之能。

Navigation（导航）一直是每位外科医生梦寐以求的“超能力”，有了它，我们可以参透人体构造，庖丁解牛，神经导航系统自1986年问世以来就肩负着这个使命。作为一套神经外科空间立体导航体系，它参照全球卫星定位系统，有着“人体导航卫星”的美称，在当今世界范围内受到了广泛认可，是确切可靠的手术利器。

随着术中三维CT影像系统、术中磁共振系统的问世，我们从术前影像进化到术中影像，导航精度进步到亚毫米级别，这无疑提高了手术质量，将手术创伤、并发症降至最低。

^{图2 导航及术中三维影像系统}

• 纯靠影像难挑大梁，“导航PLUS”实现更多功能

然而不管神经导航系统进化如何完备，图像如何高清，纯粹依靠影像无法独挑精准神经外科的大梁，因为我们需要斟酌的不光是器官与结构，更是患者的神经功能，这就需要其它“导航”技术的辅助，由众多复合技术组成的“导航PLUS”得到越来越多的认可。

电生理监测技术是利用体外设备激发神经兴奋，测量并统计电信号，从而判断神经功能的一项生理监测技术，目前已广泛应用于脑功能区肿瘤、帕金森、癫痫及脊柱脊髓等手术中，为神经功能的保留提供客观参考。

另外，神经系统肿瘤边界往往边界不清，手术切除范围难断，有些血管性病变的供血及引流静脉错综复杂，稍有不慎就会造成灾难性的后果，荧光显影技术的出现极大地缓解了这方面的临床需求。荧光显影技术利用特殊荧光显影剂根据血脑屏障透过性的改变，使得肿瘤清晰显示，对于血管性病变，可以实现术中造影的效果，瞬间拨开云雾见青天。

多模态影像融合技术是将不同形式的患者的影像组合一起，我们可以把患者的CT、MRI、PET等图像进行融合，得到更加立体、空间化的信息，对于制定手术方案，裨益良多。

3D打印技术目前常用的是3D导板打印，引导椎弓根制定、脑血肿穿刺引流，目前很多临床中心已经广泛开展该技术，取得了不错疗效。

^{图3 导航PLUS技术}

• 手术机器人，医学技术的精准执行者

我们的技术在日益完善，而完善技术的“执行者”便应运而生，手术机器人终于登上了历史的舞台。凭借机械臂的高效、精准与稳定，手术机器人自问世以来，受到了当今外科领域的广泛青睐。在神经外科领域，手术机器人目前可以辅助多种颅脑及脊柱手术，其中包括“DBS-脑深部电刺激（适用于药物难治性帕金森氏病等）、SEEG-立体定向脑电图（适用于药物癫痫术前评估）、立体定向颅脑手术（适用于脑深部病灶活检、微创开颅等）、经皮脊柱内固定术（适用于微创脊柱内固定手术）”等。

^{图4  机器人精准外科手术系统}

神经外科事业真正起飞的时间不足半个世纪，前文已经做了简略说明，并对目前比较先进的神经外科技术进行了浅显梳理，下面通过神经外科常见疾病向大家分享神外技术的应用 。 

精准神外技术之疾病应用篇：白发江渚渔樵上，惯看秋月春风

神经系统肿瘤是神经系统原发或转移至颅内、脊柱脊髓的肿瘤性疾病，常常造成病人头疼、肢体无力、癫痫及二便障碍等症状，严重者可致人昏迷、瘫痪，手术是目前最主要的治疗方式。

神经导航系统可以帮助术者制定完美的手术方案，保护神经功能，术中利用镜下导航及荧光显影技术，一方面能将肿瘤范围轮廓投射叠加到目镜术野里，在显微镜实时导航下切除肿瘤脑，另一方面对于边界不清的肿瘤，利用荧光显影辅助标记肿瘤组织位置，提高肿瘤安全范围内的最大切除。

对于脑皮层功能区的病变，如果能做到清醒开颅，那么对于病人神经功能保护至关重要，但是手术必须做到精准和微创，这个时候手术机器人也可以提供帮助。对于不适合进行手术切除的病灶，我们也可以利用手术机器人精准微创地获取颅内病变组织，明确诊断，制定后续化疗等方案。

^{图5 神经导航辅助设计及术中镜下及荧光引导颅内肿瘤精准切除}

^{图6 荧光剂显微镜技术辅助巨大脊髓髓内肿瘤切除术}

^{图7 机器人联合导航辅助清醒开颅切除功能区肿瘤}

^{图8 机器人联合导航颅内深部病变精准活检}

脑动脉瘤及颈动脉狭窄等血管性疾病是神经系统常见病和多发病，临床治疗中经常遇到一些比较复杂、疑难的病例，要制定合理的手术方案，影像评估至关重要。CTA、DSA可以帮助我们完成详细的血管形态检查评估，CT灌注成像可以判定脑组织灌注及代偿等情况，MRI可辅助甄别颈动脉斑块是否稳定，利用荧光造影可以术中评估手术效果，这些都是精准神经外科不可或缺的技术。

^{图9 CTA三维重建精准评估颅内及颅外复杂血管性疾病}

^{图10 复杂颈动脉狭窄的精准评估及手术治疗} 

颈腰椎病是一组脊柱退行性疾病，其发病率目前呈逐年增加趋势，包括椎间盘突出、韧带肥厚、骨化，骨质增生，椎管狭窄等，如果存在神经压迫，应手术治疗。治疗的核心是充分解除神经压迫，重建脊柱稳定性。利用导航、机器人等设备可精准微创地完成脊柱固定，手术的安全和疗效也能得到保障。

^{图11  导航辅助经皮脊柱内固定术治疗腰椎病}

^{图12 机器人辅助经皮微创脊柱内固定术治疗腰椎病}

帕金森病（PD）作为一种终身进展的神经系统退行性疾病，是功能神经外科常见疾病，它是导致中老年人群死亡的第三大因素，据第19届国际帕金森病大会的报道，预计到2030年，全球一半PD患者将在中国，患者人数预计达1500万。

帕金森患者多依靠药物控制症状，对于药物治疗无效的病情严重患者，目前主流的治疗方法是脑深部刺激器（DBS）植入术，也称为大脑起搏术。大脑起搏术要求将直径不足2 mm的微型脑起搏器植入到大脑深部神经核团，创伤小，治疗效果突出，在发达国家已成为一种常规手术。术中，利用导航系统精准置入电极，利用O-arm扫描实时确定电极最终位置，可保证手术质量。

^{图13  导航及O-arm辅助精准置入DBS，患者术后恢复日常生活}

脊柱肿瘤是指脊柱原发或继发的肿瘤，可造成肩背部疼痛、脊柱畸形及神经功能障碍，手术切除肿瘤的同时还需要重建脊柱稳定性。在电生理监护的保障下，利用导航、机器人等设备，可大大提高脊柱重建的安全和质量，降低手术并发症。

^{图14  神经导航辅助脊柱肿瘤切除脊柱固定}

颅颈交界区畸形是因先天性畸形、创伤、退变、肿瘤、感染或手术等原因导致的扁平颅底、颅底凹陷、寰枢椎脱位等，导致关节和神经功能障碍，可导致呼吸、吞咽困难及肢体瘫痪等，严重者需手术治疗。由于该部位临近延颈髓、椎动脉，手术风险极高。神经外科在导航、机器人等设备辅助下，可极大降低手术风险，提高手术成功率。

^{图15  神经导航辅助颅颈交界区固定}

数风流人物，还看今朝

神经导航系统及手术机器人均是基于患者个体影像，以此作为“人体虚拟3D地图”，通过高性能计算机指导手术医生前往患者身体内部的真实“目的地”，赋予外科医生一双可以透视人体的慧眼。结合多模态影像融合、电生理监测、荧光显影等多种“导航PLUS”技术，符合当下精准神经外科的要求与需要。

目前“导航PLUS联合手术机器人”已广泛应用于笔者所在医院（北京清华长庚医院）神经外科，为提高手术安全性、缩短手术时间等提供保证。

虚拟现实、增强现实等技术是近些年出现的高新技术，它综合了计算机图像学、人机交互、传感技术、人工智能等领域的多项技术，通过逼真的三维图像，使术者和虚拟世界产生交流互动。在未来，随着这些技术的逐步完善，医学领域也将迎来新的技术革命。

^{本文来自中国医学论坛报，文中图3~15来自北京清华长庚医院神经外科，未经授权，请勿转载。}