电磁影像导航在内镜鼻窦、颅底手术中的应用

【摘要】  探讨电磁影像导航系统在内镜鼻窦、颅底手术中的优缺点。方法：12例患者，其中慢性鼻窦炎、鼻息肉5例，脑脊液鼻漏2例，慢性鼻窦炎合并脑脊液鼻漏1例，筛窦异物1例，垂体瘤1例，额、筛侵袭性丛状神经纤维瘤病1例，鼻咽、斜坡韦格纳肉芽肿1例，均应用Insta Trak电磁导航系统行鼻内镜手术。结果：术前准备平均15?min，手术均顺利完成，术中、术后未出现并发症。结论：电磁导航系统能帮助术者确定术区周围重要解剖结构，减少并发症。尤其是在既往手术或病变破坏了鼻腔、鼻窦解剖标志的情况下,导航系统对术者的帮助更大。

【关键词】  体层摄影术 X线机 内窥镜检查 鼻疾病 影像导航系统

    To evaluate the advantages and disadvantages of the electromagnetic image?guidance system in endoscopic sinus and skull base surgery. Methods: Of twelve patients, five had chronic sinusitis with or without nasal polyps, two cerebrospinal fluid rhinorrhea, one chronic sinusitis with cerebrospinal fluid rhinorrhea, one foreign body in the ethmoid sinus, one pituitary tumor, one invasive plexiform neurofibromatosis in frontal and ethmoid sinus and one Wegener granulomatosis in nasopharynx and clivus. All of them received endoscopic surgery with the Insta Trak image?guidance system. Result： All the patients were successfully operated on and no complications occurred. The preoperative preparation  needed fifteen minutes on average. Conclusion： The electromagnetic image?guidance system could help surgeons identify  critical anatomical structures and reduce surgical complications, especially in patients whose normal anatomic landmarks have been distorted by a prior surgery or disease process.

    ［KEY WORDS］  Tomography； X?ray, computed; Endoscopy； Nose diseases； Image?guidance system

　　   自20世纪70年代奥地利Messerkinger教授建立内窥镜鼻窦手术（endoscopic sinus surgery，ESS）慢性鼻窦炎、鼻息肉以来，其应用范围逐渐向邻近区域如鼻咽、颅底等相邻结构和器官扩展，形成了内涵更为丰富的鼻内镜手术（nasal endoscopic surgery，NES）。鼻内镜手术因其部位深在，管腔狭窄，解剖精细，构造复杂，毗邻着众多生命攸关的神经、血管，故手术难度高、风险大。尤其是既往手术及（或）广泛性病变破坏了术区解剖标志，进一步增加了手术的难度和危险性。影像导航系统的出现使我们有了一种新的术中定位手段，起到了减少术中并发症的发生、缩短手术时间、提高手术疗效的效果,某种程度上改变了手术径路,扩大了微侵袭手术的范围,使一些大的手术改在腔内进行［1］。2001年11 12月,我科在电磁影像导航系统下完成12例鼻内镜手术，现报告如下。

    1  资料与方法

    1.1  一般资料  12例中男6例，女6例，14 45岁，平均32岁。除1例慢性鼻窦炎患者在局麻下手术外，其余均在全麻下手术。

    1.2  疾病类型  慢性鼻窦炎、鼻息肉5例，脑脊液鼻漏2例，慢性鼻窦炎合并脑脊液漏1例，筛窦异物1例，垂体瘤1例，额、筛侵袭性丛状神经纤维瘤病1例，鼻咽、斜坡韦格纳肉芽肿1例。

    1.3  导航设备  美国Visualization Technology有限公司的Insta Trak耳鼻咽喉影像导航系统。

    1.4  操作方法

    1.4.1  术前准备  Insta Trak导航系统由计算机工作站、吸引器探头和塑料定标头架构成。术前1?d患者佩戴塑料定标头架行术区螺旋ＣＴ扫描。扫描间隔1.5?mm，图像经电缆传入工作站。

    1.4.2  术中导航  佩戴术前扫描时所用塑料定标头架，启动导航软件，自动配准，注册吸引器探头作为术中定位装置，直和弯探头均可经鼻置于鼻腔、鼻窦内各个位置，并同时显示于荧光屏上水平位、冠状位和矢状位图像中，以判断毗邻的解剖关系、病灶切除范围及手术进展情况。

    1.5  随访  术后随访5年以上。

    2  结  果

    术前设备连接、定标、头架安装等需10 25?min，平均15?min。熟练后可明显缩短所用时间。在内镜引导下将吸引器探头置于鼻腔内，导航仪屏幕上即可实时显示探头尖端在冠状位、水平位和矢状位上的位置。术中对颈内动脉管、视神经管、额窦开口、蝶窦开口等重要解剖标志均能精确定位。对于有手术史的慢性鼻窦炎、鼻息肉患者，可帮助分辨未开放的气房、眶纸板的位置及增生的骨质。对肿瘤患者，可帮助定位颅底及肿瘤的边界，有利于肿瘤的彻底切除。手术过程均顺利，未出现术中、术后并发症。

    典型病例：

    例1， 男，30岁，鼻部枪击伤后2个月。CT检查发现左侧后筛近颅底处异物（铅弹），术中切除左侧中鼻甲后1/3，开放后筛，在导航系统引导下很快定位，取出异物。手术用时仅30?min。导航系统引导下鼻窦、颅底异物取出可以快速定位，缩短手术时间并避免了术中X线照射（封三彩图1）。

    例2， 女，21岁，左鼻根部隆起、左眼溢泪1年余。已在外院行2次手术治疗。CT检查见左侧额窦、前筛部肿物并穿破中隔侵及右额窦。术中见左眶纸板前部已缺如，眶筋膜尚完整，左前筛顶有一1?cm×1?cm骨质缺损，硬脑膜裸露，肿物与硬脑膜粘连，切除肿物时有脑脊液流出。在额窦底、筛顶结构标志破坏等情况下，应用导航系统提示解剖位置，帮助确定手术进程，最终完整切除肿瘤，并同期修补脑脊液漏。术后病理为侵袭性丛状神经纤维瘤病。术后随访5年余，肿瘤无复发。对于范围广泛的病变，尤其是解剖标志已破坏时，在导航系统引导下手术可以帮助确定术区及临近解剖结构和手术进程，有利于彻底切除病变和保护正常结构（封三彩图2）。

    例3，女，14岁，鼻塞1年余。CT检查见双侧蝶窦密度增高。患者3月前曾因发胖3年伴闭经、头痛行经鼻蝶入路垂体囊肿切除术。术中见右侧蝶窦内充满肉芽、息肉。蝶鞍结构破坏，垂体窝等结构不清。手术在导航系统引导下探及颅底界限，切除蝶窦息肉。对于因既往手术破坏正常解剖标志的病变，导航系统可以帮助术中定位，防止损伤邻近结构（封三彩图3）。

    3  讨  论

    影像导航系统起源于神经外科框架立体定向技术，它是由影像技术、立体定向技术与计算机工作站相结合产生的。主要应用于神经外科、骨科、耳鼻咽喉科、口腔颌面外科等领域。按其主体定位方式分类已有4种类型的导航系统，即声导型、机械臂型、电磁感应型和光感应型［2］。20世纪90年代中后期国外影像导航系统在鼻内镜手术中应用逐渐增多，国内在2001年开始有应用影像导航系统手术的报道［3］。目前临床常用的影像导航系统主要是电磁感应型和光感应型导航系统。两者均适用于耳鼻咽喉科，但相对于光感应型导航系统，电磁感应型导航系统操作更加简便［4］。Insta Trak导航系统是专为鼻内镜手术设计的，Fried等［5］最早报道了应用该导航系统的经验。Koele等［6］指出Insta Trak导航系统的优点为：精确度高，平均误差小于1?mm。术前准备时间短，平均仅需10?min。操作简单，计算机界面友好，可由医生直接操作，不需额外配备人员。我们在应用过程中也体会到该系统操作简便、系统稳定、精确度高的特点。

    影像导航系统可以实时在水平位、矢状位、冠状位上同时显示定标器械所达到的位置，因此可以使术者更准确的判定手术局部的解剖关系，辅助定位。尤其是在判断鼻窦颅底异物位置及因既往手术或病变破坏了术野解剖标志的情况下，导航系统对术者的帮助更大。根据我们的经验，影像导航系统具有以下优点：(1) 减少手术并发症，降低手术风险。由于影像导航系统起到了术中辅助定位的作用，避免了盲目操作和主观判断的误差，从而可以减少手术并发症。本组病例中未出现任何并发症，与国内外多数研究结果相似［6?9］; (2) 最大限度地切除范围广泛的病变，手术更加彻底，扩大了微侵袭手术的适应证。由于影像导航系统不仅可以准确显示手术所处的三维空间位置，而且可同时显示术野临近的结构，可以实时判断手术进程，手术更彻底，由此使一些需开颅的手术在内镜下即可完成；(3) 在异物取出术、颅底及复杂鼻窦手术中可节省手术时间。本研究中鼻窦异物患者手术时间仅30?min，额、筛侵袭性丛状神经纤维瘤病患者手术时间仅为2?h。Gunkel等［10］研究显示，在鼻窦和前颅底手术中复发的病变或肿瘤手术中应用导航系统可缩短手术时间。Lasio等［11］报道经鼻内窥镜下切除垂体腺瘤应用导航系统平均准备时间增加13?min，但手术时间减少36?min；(4) 增强术者的自信。由于影像导航系统可以帮助术者通过更好的术中解剖定位来避免并发症及更彻底地完成手术，使术者除根据既往经验判断外增加了一个客观的安全保障，极大地提高了术者的自信心；(5) 有利于术前手术方案设计及教学示教。

    然而目前的影像导航系统仍有其不足之处。首先，目前导航系统所使用的为术前影像，不能反映术中变化。随手术的进行，鼻腔、颅底组织或肿瘤的切除，软组织可发生移位，使鼻腔、颅底中的重要结构如脑组织、眼眶和大血管间的相对位置有所变化。再依据术前的影像显示的空间位置切除和处理重要结构就有出现危险的可能。尽管我们的病例未出现术中的影像漂移问题，但此点应引起重视，对导航系统提供的信息应综合评估后使用。为解决该问题，国外已开发了用于神经外科手术的术中影像导航系统，包括术中超声、术中CT及术中MRI。术中超声仅可用于开颅手术，术中CT可移动，可在普通手术室进行，但设备昂贵，体积大。术中MRI多需重新设计手术室及器械，且价格昂贵。目前国内尚未见应用报道。其次，部分采用自动配准的导航系统，术前需戴头架再次行CT、 MRI扫描，程序烦琐；如术中头架松动移位将产生配准误差而带来严重后果。另外，Metson等［12］的研究表明，在相对简单的手术中，应用影像导航系统并不能明显降低并发症。而使用影像导航系统手术需一定术前准备时间并增加了患者的费用。最后，目前国内所使用的影像导航系统多为国外进口，价格昂贵，成为了制约其普及应用的一个重要因素。

    尽管有上述不足，影像导航系统的出现还是给手术带来了极大的便利。术中是否应用影像导航系统，应根据患者病情、状况等实际情况综合考虑。需强调的是它仅仅是一个工具，术者不能完全依赖导航系统，必须熟悉解剖、准确判研CT片，术中导航系统仅起辅助作用［5］。导航系统并不能替代手术技巧、解剖知识及经验［13］，根据术者的临床经验并综合导航系统提供的信息方能提高手术的精确性和安全性。

【】
  ［1］ 邱建华.影像导航技术在内镜鼻窦外科手术中的应用［J］.第四军医大学学报, 2002，23(19):1731?1733.

［2］ Anon JB, Klimek L, Mosges R, et al. Computer?assisted endoscopic sinus surgery. An international review［J］. Otolaryngol Clin North Am, 1997， 30:389?401.

［3］ 韩德民,周兵,葛文彤,等.影像导航系统在鼻内窥镜手术中的应用［J］.中华耳鼻咽喉科杂志,2001，36(4):126?128.

［4］ Kherani S, Javer AR, Woodham JD, et al. Choosing a computer?assisted surgical system for sinus surgery［J］. J Otolaryngol, 2003， 32(3):190?197.

［5］ Fried MP, Kleefield J, Gopal H, et al. Imaging?guided endoscopic surgery: results of accuracy and performance in a multicenter clinical study using an electromagnetic tracking system［J］. Laryngoscope, 1997， 107:594?601.

［6］ Koele W, Stammberger H, Lackner A, et al. Image guided surgery of paranasal sinuses and anterior skull base?Five years experience with the InstaTrak?System［J］. Rhinology, 2002， 40(1):1?9.

［7］ Fried MP, Moharir VM, Shin J, et al. Comparison of endoscopic sinus surgery with and without image guidance［J］. Am J Rhinol, 2002， 16(4):193?197.

［8］ 葛文彤,周兵, 韩德民,等.影像导航下的鼻内镜手术［J］.中华耳鼻咽喉科杂志,2004，39(3):135?138.

［9］ Solares CA, Fakhri S, Batra PS, et al. Transnasal endoscopic resection of lesions of the clivus: A preliminary report［J］. Laryngoscope, 2005， 115(11):1917?1922.


［10］ Gunkel AR, Freysinger W, Thumfart WF. Experience with various 3?dimensional navigation systems in head and neck surgery［J］. Arch Otolaryngol Head Neck Surg, 2000， 126(3):390?395.

［11］ Lasio G, Ferroli P, Felisati G, et al. Image?guided endoscopic transnasal removal of recurrent pituitary adenomas［J］. Neurosurgery, 2002， 51(1):132?137.

［12］ Metson R, Cosenza M, Gliklich RE, et al. The role of image?guidance systems for head and neck surgery［J］. Arch Otolaryngol Head Neck Surg, 1999， 125(10):1100?1104.

［13］ Loehrl, Todd A, Toohill, et al. Use of computer?aided surgery for frontal sinus ventilation［J］. Laryngoscope, 2000， 110(11):1962?1967.