2020年07月09日发布 | 1720阅读

多模态影像融合技术在神经内镜经鼻手术治疗前颅底肿瘤中的应用--《中华神经外科杂志》2020年第1期颅内肿瘤

徐远志

上海市第一人民医院

薛亚军

上海市第一人民医院

达人收藏

神外资讯【中华神外】专栏,每周发布一篇精选文章,今天刊登的是由上海交通大学附属第一人民医院神经外科徐远志、薛亚军、林绍坚、张安可、刘耀华、楼美清《中华神经外科杂志》2020年第一期颅内肿瘤上发表的多模态影像融合技术在神经内镜经鼻手术治疗前颅底肿瘤中的应用,欢迎阅读。


多模态影像融合技术在神经内镜经鼻手术治疗前颅底肿瘤中的应用


摘要

目的:

探讨多模态影像融合技术在神经内镜经鼻入路治疗前颅底肿瘤手术中的临床应用价值。


方法:

回顾性分析2016年1月至2017年6月于上海交通大学附属第一人民医院神经外科接受神经内镜经鼻手术治疗的9例前颅底肿瘤患者的临床资料。术前将患者的头颅CT、MRI以及CT血管成像(CTA)图像进行融合,根据影像融合结果行术中神经导航辅助手术切除肿瘤。分析多模态影像融合技术对前颅底病变及其毗邻解剖结构的显示效果。


结果:

术中多模态融合影像可清晰显示前颅底肿瘤病变及其毗邻的神经组织、血管、骨性结构、蝶窦以及气房分隔。9例患者均顺利完成手术,其中6例达到肿瘤全切除,3例达次全切除。术后所有患者均无迟发性出血、颅内感染、脑脊液鼻漏发生。


结论:

在神经内镜经鼻切除前颅底肿瘤手术中,应用多模态影像融合技术结合术中神经导航可清晰显示肿瘤及其毗邻的重要结构,有助于提高手术的准确性、安全性、有效性。


前颅底肿瘤易侵犯额窦、筛窦、蝶窦、上颌窦、翼鄂窝以及颞下窝,且毗邻重要的血管、神经结构[1]。上述区域为骨、软骨、黏膜、气房混合结构,在传统的以MRI结果为单一数据来源的神经导航工作站中,由于对骨质显影差,难以清晰显示筛窦、蝶窦等气房分隔区域,在一定程度上限制了前颅底手术的开展[2]。随着神经内镜手术的不断发展,采用神经内镜经鼻手术治疗的前颅底肿瘤适应证在不断扩大[3],而神经内镜经鼻颅底手术对术中神经导航辅助更具依赖性。


多模态神经导航系统通过多源影像数据的叠加融合,对CT、MRI、CT血管成像(CTA)等任意3种或以上影像的数据进行自动和手动融合,不仅可清晰显示骨、软组织结构,而且通过CTA图像的叠加,还能显示毗邻的血管,从而增加了手术的安全性和稳定性[4]。本研究通过回顾性分析2016年1月至2017年6月于上海交通大学附属第一人民医院神经外科接受神经内镜经鼻手术切除累及前颅底占位性病变的9例患者的术中导航资料,探讨多模态影像融合技术在神经内镜经鼻切除前颅底肿瘤手术中的应用价值。


资料与方法


1.一般资料:纳入行神经内镜下经鼻手术的前颅底肿瘤患者共9例,其中男4例,女5例;年龄为(50.1±12.9)岁(23~70岁)。临床表现:头痛8例,脑脊液漏1例,嗅觉减退5例,视力下降3例。所有患者或家属均知情同意并签署知情同意书。本研究获上海交通大学附属第一人民医院伦理委员会批准(伦理批号:2016SQ174)。


2.影像学检查:术前影像学检查包括鞍区薄层CT扫描(层厚为0.625mm)、增强磁共振3D平扫(层厚为0.625mm)以及头颅CTA检查。


3.术中神经导航过程:将术前扫描获得的4组影像数据(Dicom格式)传输至Stealth VZ导航计划工作站(美国美敦力公司),使用SYNERGY-EXPE-RIENCE系统的STEALTHSTATION System模块将各扫描序列获得的图像进行融合(软件版本2.2.6,StealthMerge™,Stealth3D™),调整相应序列的参数(表1)。参考Wolfsberger等的方法进行图像的三维重建[5]


表1.多模态影像融合技术影像序列的相关参数


4.手术方法:麻醉成功后,患者取平卧位,上身抬高15°,头部取水平位或上仰15°,左偏15°。使用贴膜将磁导航参考块固定于患者的前额中央部(发际前2cm)。选取磁导航肿瘤切除模块,调入术前导航计划,完成导航注册工作。采用双鼻孔入路行神经内镜(0°或30°,德国Karl Storz公司)切除前颅底肿瘤,从右侧鼻腔开始手术。是否切除中鼻甲、术中采用的鼻中隔黏膜瓣的部位和大小均根据病变生长的具体情况设计。制作黏膜瓣时尽量减少电刀的使用,注意保护鼻中隔后动脉。最大限度保留鼻中隔骨质,用于鞍底重建。在术中神经导航引导下磨除蝶窦、筛窦骨质,显露肿瘤基底,磨除基底骨质,切开或切除基底硬膜,显露肿瘤。切除肿瘤过程中,反复使用术中神经导航确认病变的范围及其周围重要结构,以免损伤。术者完成肿瘤切除后,应用神经导航探针在术腔各个方向探测,以判断肿瘤切除程度;当神经导航探针在术腔各个方向的位置均已达到肿瘤最大极时,提示肿瘤已完整切除;反之,则根据导航提示的信息,继续进行肿瘤切除,直至达成手术计划。肿瘤切除后,颅底缺损以可吸收人工硬膜、脂肪、阔筋膜、鼻中隔骨片(钛片)、带蒂鼻中隔黏膜瓣依次重建,部分患者以鼻中隔黏膜瓣缝合固定。鼻腔填塞纳吸棉、凡士林沙条。纱条于术后3~5d在神经内镜直视下拔除。术后不常规采用腰大池引流术,仅在存在可疑脑脊液漏时采用。


结果


术中通过将CT窗口技术后处理的图像、头颅CTA与MRI图像进行融合,可清晰显示颅底肿瘤病变及其毗邻的神经组织、血管、骨性结构、蝶窦软骨、黏膜及蝶窦气房分隔(图1)。9例患者均顺利完成手术,6例在神经内镜直视下将肿瘤与周围正常组织分离,并达到肿瘤全切除,3例次全切除。肿瘤最小体积为2cm×2cm×1cm,最大为8cm×5cm×5cm。术中平均出血量为350ml。术后病理学结果:脑膜瘤3例,嗅母细胞瘤6例。术中通过多模态影像融合技术,能够在术中神经导航的引导下避开重要血管,迅速到达病变组织,完成肿瘤切除。术后无迟发性出血、脑脊液鼻漏、颅内感染等手术相关并发症发生。患者平均住院时间为7.3d。

图1.前颅底嗅母细胞瘤患者的临床资料。A,B. 术前头颅矢状位(A)和冠状位增强MRI图像(B),强化部位为肿瘤,可见肿瘤侵犯前颅底骨质、筛窦、双侧上鼻道;C~F. 前颅底嗅母细胞瘤多模态影像融合图像,可见鼻窦黏膜(橙色)、骨性结构(白色)、脑组织(灰色)、肿瘤(箭头所示)以及重要血管(深褐色),肿瘤组织富血供,侵犯鼻窦、前颅底大部分骨性组织,C为冠状位融合图像,D为矢状位融合图像,E为轴位融合图像,F为三维重建图像[15];G,H. 术中图片,切除肿瘤后,神经内镜下对颅底缺损进行多层重建,鼻中隔黏膜瓣缝合固定。图中显示钛板(G,白箭头所示)、脂肪(H,白箭头所示)、鼻中隔黏膜瓣(G、H,黑箭头所示);I~K. 术后1个月MRI复查结果,显示肿瘤完全切除,颅底重建处愈合,无脑脊液鼻漏;L. 术后2年行鼻腔探查可见鞍底黏膜形态和颜色良好(箭头所示)


讨论


前颅底肿瘤位置深在,解剖关系复杂,手术难度大,涉及多学科、多领域,是临床手术难点。传统的手术入路包括经颅面联合入路、经面中部入路以及经鼻侧切开入路等,其手术创伤大、时间长,常会遗留面部切口瘢痕而影响患者的外观[6]


近年来,随着神经内镜技术[7]、颅底多层重建技术[8]、神经导航技术的发展以及多学科合作的不断加强,采用神经内镜经鼻手术治疗前颅底肿瘤被逐渐接受并推广。通过使用不同角度的神经内镜,使手术显露得到有效改善,采用术中神经导航辅助可进一步减少肿瘤毗邻血管、神经的损伤[9]。神经内镜经鼻手术治疗前颅底肿瘤的优势在于:(1)无颌面部切口,路径短、直接,避免了传统手术对外观的影响;(2)减少了对脑组织的牵拉,降低手术相关并发症的发生率;(3)可多角度观察,提供更好的照明,手术视野更好;(4)神经内镜抵近观察和放大对术区结构的显示更为清晰,有利于肿瘤的整块切除,降低复发率和病死率[10-11]


对于前颅底肿瘤,肿瘤颅内部分易侵犯额叶(直回、眶回)、嗅神经、大脑前动脉、颅底硬膜及骨质(鸡冠)等,颅外部分易侵犯蝶窦、筛窦等,因此,其手术的重点和难点在于:(1)在保护神经、血管的前提下尽可能进行肿瘤全切除;(2)颅底重建。本组9例前颅底肿瘤(嗅母细胞瘤6例,脑膜瘤3例)患者均出现颅内外联合侵袭,因此手术的难度较大,耗时长。通过术中利用多模态影像融合技术,6例达到全切除,且无一例术后出现新发神经功能缺损。在颅底重建方面,本组利用硬性支撑(鼻中隔骨质、钛板)与软性支撑(脂肪、筋膜、鼻中隔黏膜瓣)相结合的方式进行,术后无一例出现脑脊液鼻漏。


多模态影像融合技术在经鼻切除前颅底肿瘤手术中提供了精准的影像学参考体系,通过不同类型影像学资料之间的优势互补,使术者能够对手术入路及肿瘤周围重要功能的解剖结构进行更好的判断,提高了手术的准确性和稳定性[12]。CT的主要优势是提供骨性结构的清晰影像,通过调节CT的窗宽、窗位可显示目标区域的骨性结构细节,如蝶窦不规则的骨性分割、鞍底及周边骨质的精细结构。MRI(增强MRI)目前是针对肿瘤病变的首选影像学检查方法,在显示肿瘤的轮廓、质地,确定肿瘤与周边软组织结构的关系方面优于CT。但MRI对骨性结构敏感度低,对于鼻旁窦、颅底的骨性分割显影较差。CTA在颅内血管的显示方面则有明显的优势,可清晰显示血管的走行,叠加后的影像学资料可以提供更多的诊断信息[13]


多模态影像融合技术在其应用中需注意以下事项:(1)术前影像学成像质量要求较高,需与影像科充分合作沟通;(2)对于CT窗口技术后处理图像,可通过调节窗宽、窗位值以获得最佳显影效果,以本研究为例,所需要调节的窗宽、窗位分别是鼻窦软组织窗(W350,L35)、鼻窦骨窗(W2000,L450);(3)影像融合技术较复杂,需应用专项工作站及由导航技术专员完成[14]


综上,本研究初步证明,在神经内镜经鼻治疗前颅底肿瘤手术中,应用多模态影像融合技术结合术中神经导航可以清晰地显示肿瘤病变及毗邻神经、血管等重要解剖结构,有助于提高了神经内镜颅底手术的准确性、安全性、有效性,值得在临床上推广使用。


参考文献




版权声明


神外资讯APP所发表的作品包括但不限于文字、图片、视频的版权均为主办方/原作者及神外资讯所有,未经神外资讯明确授权,任何人不得以改编、裁切、复制、转载、摘编、录制等直接或间接的方式盗取任何内容。经神外资讯授权使用的作品,应在授权范围内使用,并请注明来源:神外资讯。如有违反,神外资讯将保留进一步追究侵权者法律责任的权利。神外资讯欢迎个人转发、分享本号发表的作品。

最新评论
发表你的评论
发表你的评论
来自于专栏
相关临床评分小工具