新型影像导航鼻内窥镜综合系统在鼻窦与颅底外科手术中的应用

新型影像导航鼻内窥镜综合系统在鼻窦与颅底外科手术中的应用

上个世纪70年代，奥地利科学家瓦尔特·麦塞克林格(WalteroMesserklinger)发明了鼻内窥镜并应用于临床治疗。随着鼻腔鼻窦应用解剖、生理学、病理学及影像诊断新技术等学科的介入和发展，新的功能性内窥镜鼻窦手术(FESS)设备不断涌现，功能性鼻内窥镜系统一般配有LED冷光源、摄像机和显示器，可深入到鼻腔内，使深藏在鼻腔内的病理改变清晰显示，其亮度相当于无影灯的20倍，3.5 mm的小孔可将病变组织放大500倍，整个过程视野清晰，一目了然，使手术达到更精细的效果，并且可以到达以前不易到达的区域。虽然该技术在实际中已广泛开展，且部分严重的并发症也仍可能会发生，但其发生率已大大低于传统手术治疗;另外一个原因则是FESS手术例数不断地增长，这都会促使外科手术医生在复杂且细微的解剖结构区域手术时加倍小心。

为了改变这种局面、提高手术的安全性，已有人尝试将计算机与影像导航系统结合起来，在术中提供实时影像，显示手术径路及手术器械的位置变化;目前已在神经外科手术中开展。近期，已经出现了几种不同类型的坐标定位系统，如声导型、机械臂型、电磁感应型以及光感应型。这些设备的主要缺点在于成本较高、设置的复杂，部分设备还要求固定在患者的头部，均缺乏一定的可靠性与准确性。本文主要介绍一种综合了影像导航、功能性鼻内窥镜与计算机全新系统的结构原理、存在的优点与注意问题。

1 结构与原理

一种基于功能性鼻内窥镜的新影像导航综合系统是由特制的头戴式耳机、电磁感应发射器、接收器、CT扫描仪、计算机集成显示系统组成，通过使用电磁感应坐标定位技术，将磁场放于手术区域的上方，计算机通过判断电磁信号的变化，确定坐标位置。

此系统需要患者头部佩戴特制的装置(含有7个基准点)，固定在鼻根部及外耳道等部位。术前进行CT扫描时，扫描范围必须包括所有基准标定点，并确保他们与患者真实解剖位置的恒定关系。计算机通过接收到电磁数据重建，得到患者轴位、冠状位、矢状位CT图像;通过院内局域网传输，将会实时出现在分辨率为1280×1024的LCD显示器中，同时存储于该手术室计算机系统硬盘中。而在手术中，患者仍需佩戴相同的头部装置，将电磁信号发射器与该计算机系统相连，确保与术前CT扫描的结果相互对应;电磁信号接收器则附于吸引器上，二者均与计算机相连。手术时，在患者(轴位、冠状位、矢状位)CT显示屏上实时显示带有电磁信号接收器的吸引器的位置变化，术者据此判断手术器械所在的解剖位置。

2 优点与注意问题

相比其他系统而言，这种鼻内窥镜影像导航综合系统具备许多优点:①实用性高，人机对话界面友好，主治医生通过简单培训可直接操作相关临床分析软件，综合系统安装配置等术前准备时间少于10 min，而且不需要额外的专业人员;②术前CT扫描与进行手术的时间间隔由几天可延迟到几周，不再需要二次CT扫描，从而减少患者额外负担;③提高患者佩戴头部装置的活动性，不需要再次校准和固定架或手术床固定;④手术医生身体的遮挡不影响LED灯光的正常使用;⑤高精确度，平均误差小于1 mm;⑥实时显示目标位置，所有相关的信息都将显示在计算机显示器中，比如包含内窥镜坐标的CT扫描图等;⑦综合系统装置由塔式结构组成，简单且易于移动，能够快速配置在不同的手术间进行;手术间顶棚上不需要安装额外的设备或手术架;⑧配备了金属探测器，一旦出现金属干扰，立即发出报警信息。

由于一些客观存在的因素，这种鼻内窥镜影像导航系统并非完美，为了实现该综合系统较高的可靠性，外科医生必须了解该系统的原理并注意以下问题:①术前CT扫描及手术时患者佩戴的头部装置必须保持位置相对一致，即患者佩戴的耳机装置应避免受到诸如倾斜、拉扯、悬垂等外力的作用，保证设备的精确度，避免出现误差。②术前CT扫描范围需涵盖所有7个基准点，才能获取准确的影像数据，而标定的基准点分布的范围可能较大，从而导致患者接受增加额外的照射剂量。③外科医生必须准确无误地判读CT片，熟悉手术区域的解剖结构，影像导航系统仅仅起到辅助作用。④在手术前的准备应进行系统可视化匹配:先将吸引器放于明显的解剖标志上，如鼻中隔骨棘、中鼻甲前端等，将CT显示屏上显示的实时位置与鼻内窥镜下检查的结果进行比对，观察是否一致，如有误差则检查头部佩戴装置是否正确。⑤避免吸引器受到外力的作用而发出错误的位置信息，以免导致电磁接收器接收错误的位置信息。某些确实无法达到的结构位置，如额窦底部，应避免再次深入导致探针扭曲。⑥手术进行时，应保证电磁信号传导的畅通，避免出现金属物品干扰。⑦该系统无法提示切除组织的结构信息数据。

3 总结

国外文献表明，使用该系统5年来，已有医院成功完成40例以上前颅底区域肿瘤手术，治疗效果较为满意，而且无严重并发症发生。该系统特别适合应用于复杂手术(如解剖结构改变的鼻窦修正性手术)以及解剖结构复杂、临近重要结构的前颅底、眶尖、眶壁、蝶窦区及其临近部位的肿瘤切除手术。通过这种新影像导航综合系统的辅助，明显减少了外科医生的手术时间，提高了耳鼻喉头颈外科手术的可靠性;同时高精确度的保证，也显著增强了外科医生的信心，因为能在传统手术不能操作的区域进行手术，实现了手术微创化。但作为一名合格的外科医生，没有任何系统能够代替他们的责任，应该为自己做出的决策而负责。

不过该系统的应用仍存在争议，日常的常规检查、在其他内镜手术中的应用是否也能降低并发症;低年资医生操作后是否也能提高相应的手术质量，是不是这套系统都能够改善手术医生操作灵巧性等等，目前仍然未有答案，需要依靠实践才能验证。但有一点可以明确，这套综合了影像导航、功能性鼻内窥镜与计算机的全新系统能够在复杂结构区域进行手术，增强外科医生的信心从而提高了手术质量。

(李 锐供稿)

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