章如新教授谈影像导航在鼻内镜微创外科中的应用

　　影像导航系统是利用特殊设计的计算机软件，将患者术前CT或MRI图像进行三维重建，并通过术中定位系统，对手术器械在术野中的位置进行精确定位，在计算机监视器上显示水平位、矢状位、冠状位的三维影像,观察手术器械在术区的定位的新技术。该技术最大限度地避免了手术风险，最短时间到达靶点病灶，最大程度地减少了手术创伤及手术并发症，为鼻内镜微创手术提供了精准安全的技术平台。

　　近20年来微创技术在医学领域得到了迅速发展及广泛应用。耳鼻咽喉-头颈外科具有特殊的解剖学结构，部位深、管腔狭窄、解剖精细、构造复杂，这些给临床观察和治疗带来了诸多不便，因此更适于微创技术的应用。以内镜、计算机影像导航等为代表的微创外科技术使得本学科的发展进入了新的历史时期。

影像导航应用的临床价值

　　随着鼻内镜外科技术(nasalendoscopicsurgery,NES)广泛应用和普及，使鼻腔、鼻窦疾病的外科治疗进入了微创时代，但是如何避免和预防鼻内镜技术的并发症，尤其是避免严重并发症的发生，是摆在每一个鼻内镜术者面前的一个重要命题。由于受到解剖变异、病变范围、手术出血及经验技巧等多种因素的影响，特别是手术涉及视神经、颈动脉、颅底等关键解剖结构时，鼻内镜手术的严重并发症或病变残留仍时有发生。据美国全国范围调查报告显示，包括脑脊液鼻漏、眼眶损伤、导致失血性休克在内的鼻内镜手术主要并发症仍在1%左右。

　　据日本诊治综合临床数据库抽取2007-2013年的慢性鼻-鼻窦炎患者行功能性鼻内镜鼻窦手术的50734例患者的临床资料，整体并发症发生率在0.5%，其中脑脊液鼻漏、眼眶损伤、需手术干预的出血、输血及休克综合征的发生率分别为0.09%、0.09%、0.10%、0.18%及0.02%，而蝶窦、筛窦手术者总体并发症发生率高至1.40%。此外还有迟发型颈内动脉假性动脉瘤、上斜肌麻痹、硬化性眼睑脂肪肉芽肿等各种少见并发症的报道。然而，影像导航技术为鼻内镜手术的手术精度的提升，手术并发症的预防提供了重要手段。

影像导航的发展历程

　　影像导航系统或手术导航系统作为一种精确定位、可视化的手术辅助工具，对上述临床问题的解决提供了一种可行的方案。其成功的运用对精准手术实施、减少手术损伤、提高手术满意度有着深远的意义。

　　鼻腔解剖部位深在，空间狭小，结构复杂，又毗邻颅底、眼眶等部位，且与筛前动脉、颈内动脉等重要血管关系密切，手术操作较为复杂，特别当修正手术或侵犯较广的肿瘤病变破坏了正常的解剖标志时，更增加了手术难度，容易发生脑脊液鼻漏、视神经损伤等风险。影像导航系统为解决这一问题提供了很大帮助。

　　影像导航技术称无框架立体定向外科或者计算机辅助手术(computeraidedsurgery,CAS)，源于神经外科无框架立体定向技术,是将影像技术、立体定向与计算机工作站相结合，能够把术中器械的实际位置与术前CT、MRI影像资料进行实时比较的一种计算机辅助技术。该技术目前广泛应用于神经外科、骨科、耳鼻咽喉科及口腔颌面外科等领域。

　　1985年德国Aachen大学开发的机械臂型导航系统拉开了影像导航技术的序幕。Anon等于1994年首次将影像导航应用于鼻内镜手术，报道了影像导航下进行70例鼻窦手术，定位准确度为1~2mm，报道无一例并发症发生。随后该技术在鼻科手术领域取得了快速的发展。韩德民等于2001年在国内首次报道了28例在影像导航下进行的鼻内镜手术。据不完全统计，相继邱建华等于2004年报道了58例影像导航鼻内镜鼻颅底手术；周兵等于2005年报道了影像导航下鼻内镜手术切除累积眶纸板、颅底骨质的筛窦骨化纤维瘤12例；张秋航等于2005年报道了影像导航引导下鼻内镜经蝶入路垂体腺瘤切除患者13例；宋西成等[11]报道了鼻内镜视神经减压术、鼻窦肿瘤手术等12例。我科于2008年起将影像导航系统应用于鼻内镜鼻颅底手术及鼻内镜鼻窦手术。从我院磁导航在鼻内镜鼻窦手术中的应用(239例患者的临床分析)来看，和张庆泉等将导航技术应用于慢性鼻-鼻窦炎鼻内镜鼻窦手术的大宗报告来看，影像导航在鼻内镜鼻窦手术中同样具有十分重要的应用价值。

　　影像导航在鼻内镜鼻颅底及鼻窦微创外科中的临床应用大概走过了2个阶段。第一个阶段主要是应用于一些复杂性的颅底手术，如：前颅底肿瘤、脑膜瘤、血管瘤、颅底骨质缺损、鼻腔及筛窦恶性肿瘤如嗅神经母细胞瘤、筛窦癌侵犯颅底，脑脊液鼻漏及脑膜脑膨出等。第二个阶段逐步开展了以慢性鼻-鼻窦炎为主体的鼻内镜鼻窦手术中的影像导航技术的应用，并向常规及规范性应用发展，验证了影像导航作为鼻内镜鼻窦手术常规辅助技术的临床价值。

影像导航系统的基本类型与特点

　　影像导航的工作原理大致有以下几个步骤：首先，通过CT或MRI等数字化扫描技术获取患者带有(或无)导航系统配准标定点的原始影像学资料。然后，将获取的影像学资料导入影像导航系统工作站，处理后得到该患者术区的3D模型图像。接着，用相关导航软件制定手术方案，在3D模型上清晰地显示模拟手术路径。最后，手术器械进行配准，运用光学、电磁、机械等原理将手术器械相对于患者术区解剖部位的现实坐标与事先建立的3D模型虚拟坐标进行匹配，从而在屏幕上清晰、动态地显示手术器械的位置，使手术医生更加精准地掌握手术进程。

　　影像导航系统可分为4种类型：声导型、机械臂型、电磁感应型及光感应型。目前临床常用的是电磁导航和光导航。电磁导航的磁场位于手术区域上方，电磁感应器与手术器械连接，计算机通过对电磁感应器的探测来精确测算手术器械的位置。光感应型使用红外发光二极管作为定位标志，将反光标志安装在手术器械上，通过探测头对红外反射光的探测来进行定位。光学导航利用光学信号进行定位，而电磁导航利用电磁场信号定位，两者均适用于鼻科手术，但各有优缺点。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。

　　光导航系统具有定位技术较为成熟、定位精度较高的特点，精度可达在1mm。但导航过程中光路不可被遮挡，一定程度上影响了医生操作的便利性，尤其在深部难以充分暴露的解剖结构方面导航存在困难。

　　电磁导航系统具有精度高、感应器小巧、空间定位无死角、无光路遮挡、使用操作方便、注册简便快速等优点。但需要避免金属对磁场的干扰因素。

影像导航鼻内镜手术适应证

　　随着鼻内镜技术、影像导航技术的不断发展，影像导航鼻内镜手术已在我国逐步开展，但目前国内尚未形成导航鼻内镜手术适应证的专家共识及指南。根据笔者临床实践，认为影像导航鼻内镜微创手术的适应证可有以下几个方面:

　　①病变波及额窦、后筛及蝶窦;

　　②弥漫性鼻息肉;

　　③病变毗邻颅底、眼眶、视神经及颈内动脉;

　　④脑脊液鼻漏或有颅底缺损或病变;

　　⑤鼻窦颅底良恶性肿瘤;

　　⑥修正性鼻窦鼻内镜手术;

　　⑦因发育、手术或外伤导致的鼻窦解剖变异;

　　⑧鼻窦骨纤维增生不良症。

影像导航鼻内镜手术基本方案

　　根据我们的临床实践总结，影像导航鼻内镜鼻颅底手术的基本方案包括:

　　①术前规划：术前需要充分了解病情、掌握病变范围及手术区域解剖及毗邻，精密设计手术方案，准备各种预案，实现精准化、个体化手术;

　　②术中导航：手术开始时严格按操作规程，进行导航注册，保障导航定位精准，术中精细操作，提高手术精准性及安全性;

　　③围手术期治疗：围手术期精心管理，注意术后的观察与护理，促进患者康复。

临床应用的认识与相关问题

　　影像导航在鼻内镜鼻颅底微创外科的应用优势主要有：精确定位解剖标志，有效保护视神经，避免损伤纸样板，防止损伤颈内动脉，有效寻找蝶窦开口，减少手术时间，提高成功率，降低严重并发症等。

　　影像导航技术应用于鼻内镜鼻窦手术具有很大的技术优势及临床应用价值，只要熟练掌握导航配准注册技术，操作十分便捷，多可在3~5min内完成，不会因导航操作而延长手术时间，而且可使手术更为便捷，有效缩短了手术时间。临床实践证明，由于有导航技术平台，可使手术更精准，尤其是在筛窦、额窦、蝶窦区域手术时，可避免损伤眶内及颅底结构，利于寻找并开放鼻窦窦口，尤其是蝶窦口寻找显得十分方便，降低了手术难度，提高了手术的安全性。

　　影像导航技术在慢性鼻-鼻窦炎修正性内镜手术中具有重要的临床意义。由于修正性内镜手术面临解剖学标志缺失、瘢痕粘连、炎症反应重、好伴发骨炎、易出血，因此，术中常迷失方向感，病变清理摸索进行，重要结构如脑板、眶纸样板、筛前动脉及视神经位置不易确定，影响病变的彻底清理，容易出现并发症。影像导航有助于在炎症修正手术中辨别重要结构，减少并发症的发生。

　　利用影像导航系统可以协助辨别肿瘤边界，确保病变彻底切除并防止出现并发症。鼻内镜下导航系统的应用对于清理侵犯眼眶及颅底的鼻窦病变是一个安全有效的方法。影像导航术中定位作用在一些解剖结构异常的常规鼻内镜手术中是重要补充。在解剖结构异常的慢性鼻窦炎Ⅱ型中，利用影像导航可以在避免损伤眶纸板及颅底脑板的前提下快速有效地开放额窦、筛窦，提高了手术的安全性及病变清理的彻底性，缩短了手术时间。

　　开展影像导航鼻内镜鼻颅底外科所需的技术平台包括鼻内镜专科手术室、术中导航设备、神经监护设备、高清成像系统、手术动力系统、多种止血材料等;同时需要有扎实的解剖学基础及熟练的手术技能。尽管导航在鼻窦外科领域的应用价值已得到体现，导航技术并不能取代对解剖知识的熟练掌握及手术训练。目前的影像导航多为术前影像术中导航，术中切除的组织通常不能在影像导航系统中变化显示，例如术中软组织移位不能实时反映。这是使用导航技术必须掌握的基本要点，要防止术中因头部移动出现的指示偏差，术者要随时核实导航系统的准确性，一旦发现偏差，应立即配准。此外，手术导航设备昂贵，使得临床应用尚不普及，总体来说，随着科技进展及人们对导航技术的不断认识，其临床应用会得到进一步发展和完善。

影像导航的展望

　　影像导航系统作为一种新的术中定位手段，其应用为鼻内镜手术精确定位提供了很大帮助，达到减少术中并发症、缩短手术时间的效果，值得推广使用。随着新的计算机辅助手段和技术的出现，鼻内镜与影像导航技术临床实践不断开展，适应证将不断地拓展。

　　目前已有实时导航的增强现实技术的研发，该技术成熟后将更好地为鼻内镜鼻颅底微创手术提供强有力的支持。此外，智能机器人在鼻内镜鼻颅底手术中的应用也是影像导航技术发展的一个重要方向。另一方面，随着影像导航技术的逐渐推广应用，鼻内镜导航鼻颅底微创外科质控标准的制定将被提上议事日程。影像导航技术作为一项新兴技术，在鼻内镜鼻颅底微创手术领域显示出了重要的作用。

专家简介：

　　章如新

　　教授，主任医师，博士生导师，复旦大学附属华东医院耳鼻咽喉头颈外科主任、上海市中西医结合学会耳鼻咽喉科专业委员会主任委员、中华医学会变态反应学分会中西医结合学组副组长、中华医学会上海分会耳鼻喉科专业委员会委员、《中华耳鼻咽喉头颈外科杂志》等核心期刊编委。上海市卫生系统优秀学科带头人“百人计划”入选者、上海市卫生系统先进工作者。

　　擅长耳鼻咽喉头颈外科各种疑难病症的诊治，鼻窦疾病的内镜微创手术、鼻颅底及鼻眼相关内镜微创手术、嗓音疾病及早期喉癌的显微内镜激光微创手术。在头颈肿瘤、喉癌、鼻咽癌、鼾症、鼻窦炎、过敏性鼻炎、声带白斑、中耳炎、眩晕病、神经性耳聋、老年性耳聋等疾病的治疗有丰富的临床经验

　　专家门诊：周二下午

　　特需门诊：周三上午

　　本文作者/黄　昱

　　执行主编：尹学兵

　　值班编辑：孙　雯