许百男教授：高科技时代的神经外科新理念--精准神经外科

神经外科是医学中最年轻同时也是最复杂的一门学科，由于脑功能的复杂性和重要性，要求神经外科手术必须定位准确，操作精细。早在1917年，现代神经外科的奠基人，Harvey Cushing教授就提出“神经外科手术操作必须精细准确，手法细腻，要尽力保护脑组织”等概念，这可以认为是最早期的精准神经外科理念。

然而，在相当长的时期内，由于诊疗技术和手段的落后，神经外科的发展还很难达到“精准”的要求。20世纪60年代以后，得益于科技的进步和高科技手段在临床的广泛应用，现代神经外科有了大的飞跃。1970年Housefield划时代的发明-电子计算机x线体层扫描(CT)，和20世纪80年代磁共振成像(MRI)技术的临床应用，解决了神经外科准确定位颅内病变的难题。而1968年以瑞士学者Yasargil为代表的神经外科学家首先开展在显微镜下进行手术操作，由于手术视野放大及良好的照明，使得手术精细性大为提高，临近组织的损害机会明显减少。

得益于这些高科技手段在神经外科的应用，当代神经外科才逐步过渡到了“微侵袭神经外科”时代并引起了过去20～30年间神经外科的技术飞跃，尤其是在颅底外科和内镜手术方面。然而，几乎是在同一时期内，大脑半球实质内，尤其是涉及功能区的手术方法却并无很大改进。究其原因，主要在于缺乏客观、准确的术中质量控制手段和脑功能区显像方法，只能依靠手术者的经验和解剖知识去判断功能区位置和肿瘤切除程度，这显然称不上“精准”，也很难做到“微侵袭”。近年来，随着影像科学和计算机技术的进步，术中成像(intra—operative imaging)和功能神经导航(functional neuro—navigation)得到临床应用。

借助于术中成像手段，不仅能在术中精确、高效地定位脑功能区，还可以及时更新病灶的术中影像，并提供实时的导航指示，具有很高的临床实用价值。再次得益于高科技手段，当代神经外科又向“精准神经外科”的目标迈进了一大步。

回顾历史，自微侵袭神经外科的概念被提出以来，神经外科技术、设备和理念已经有了很大的进步。神经外科的治疗目的也有了很大改变，由保护运动、感觉等基本神经功能，逐步发展到保护语言、情感等高级精神活动功能，以求真正能使患者在获得救治后最大程度地重新积极参与到社会生活中去。在这种背景下，当代精准神经外科应运而生。它脱胎于微侵袭神经外科，是微侵袭神经外科理念的合理延伸和升华，是高科技时代的神经外科新理念。

作为精准外科的重要组成部分，精准神经外科以近年来神经影像学、显微神经解剖学和功能神经导航的深入发展为理论基础，以显微神经外科为技术基础，并结合了最新的影像导航(image guided surgery，IGS)和术中成像(intra—operative imaging)技术，代表了神经外科未来的发展方向。该理念的核心内容强调神经外科术前评估和手术计划制订应将神经影像学分析、解剖学评估和计算机辅助技术相结合。在手术时则应利用术中成像和功能神经导航技术及时更新手术计划，以求真正实现“3M”目标，即最大化地切除病变(maximum

removal of lesion)，最小化地损伤脑功能(minimuminjury to neurologic function)和最佳的术后恢复(maximum recovery)。

2009年9月在美国波士顿召开的世界神经外科大会(World Federation of Neurological Surgeons，WFNS)专门设立了术中成像和神经导航的专题研讨会。这说明，以功能神经导航和术中成像(尤其是术中磁共振成像)为技术平台的“精准神经外科”已引起了业界的广泛关注。关注热点主要表现在以下几个方面。

如前所述，精准神经外科以术中成像技术和功能神经导航为基本技术平台。临床常用术中成像方法通常包括术中血管造影、术中B超、术中CT和术中MRI等技术。由于磁共振成像具有组织成像分辨率高、无放射性损害等特点，利用磁共振进行术中成像逐渐成为了术中成像的主要趋势。

20世纪90年代中期，全球第一个术中磁共振系统在美国哈佛大学医学院Brigham医院投入临床使用。我国的第一个低场强术中磁共振系统于2006年在上海华山医院开始临床使用。近年来，高场强术中磁共振系统逐渐成为临床应用的主流。借助于高场强术中磁共振系统，不仅能够在术中获得高质量的解剖影像，还能够进行术中的脑功能成像，配合神经导航系统，可以在术中实时显示白质纤维束和皮层功能区，有效地降低了手术致残率和致死率，改善了手术效果。

我国第一个高场强术中磁共振系统于2009年2月在中国人民解放军总医院投入临床使用。该系统使用1.5Tesla(1.5T)移动磁体，双室设计，既能在手术中使用标准手术器械，又能在不需要术中MRI扫描时，在系统附设的诊断室进行常规诊断性扫描，提高了系统的使用效率，代表了术中磁共振系统设计中比较先进的理念。另一方面，现在的神经导航已经不仅仅是解剖结构导航，而是包含了白质纤维束、皮层功能区，甚至肿瘤代谢信息(磁共振波谱导航)的功能神经导航。而借助于术中成像手段，在术中即可更新导航数据，有效地克服了“脑漂移”对神经导航的影响，弥补了传统神经导航的不足。

对于低级别胶质瘤，如果术中肿瘤残留，将有可能导致未来肿瘤的复发和肿瘤的恶变，失去最佳的“治愈”此类肿瘤的机会，因此，要求精细准确地尽量全切除肿瘤。在此前提下，术中影像，尤其是术中高场强磁共振至关重要。借助于术中磁共振系统，可以在术中及时发现残留肿瘤并予以切除。

目前已有多个报道指出，通过对比术中磁共振影像，发现在手术中约有30％的病例在主刀医师认为肿瘤全切时，影像学证据提示仍有肿瘤残留。本单位使用高场强术中磁共振系统的初期经验也支持这一结论。由此可见，对于低级别胶质瘤手术，术中成像是一个很好的术中即时质量控制手段，对于最大化切除肿瘤，延长患者生存期很有帮助。

那么，对于高级别胶质瘤的手术治疗，术中磁共振是否有其实用价值? 既往有观点认为，理论上来说，即使是影像学上已全切除了高级别胶质瘤，在肿瘤周边的水肿带，也已经有肿瘤细胞浸润，无法避免肿瘤的复发，因此，术中成像对高级别胶质瘤的手术治疗并无价值。但是，从我们的临床使用经验来看，术中磁共振对高级别胶质瘤的手术治疗仍然很有帮助，只是其目的与低级别胶质瘤手术不同。高级别胶质瘤手术时，我们主要希望借助于术中磁共振和功能神经导航系统来避免脑重要功能结构的损伤。

近期一项大宗病例研究表明，对胶质母细胞瘤的病例，如果术后发生新的运动或语言功能损伤，患者的平均存活时间将缩短约3个月，这充分说明了功能保留对于高级别胶质瘤手术的重要性。而如果能由功能神经导航系统标记重要功能结构，再借助高场强术中磁共振系统进行术中脑功能成像和术中导航计划的更新，以对抗“脑移位”的影响，这二者相辅相成，对保留重要脑功能结构和肿瘤切除都有很高的临床价值。

术中磁共振系统还对经蝶窦垂体瘤切除术很有帮助，有助于观察和发现向鞍旁及海绵窦发展的残留肿瘤。此外，我们还尝试使用术中磁共振和功能神经导航系统对涉及功能区的动静脉畸形、颅内深部小病灶、部分癫痫外科病例，甚至对一些特殊的精神外科病例进行了治疗并获得了满意的疗效和宝贵的经验。因此，我们认为，在多种疾病的评估和治疗过程中，都能够运用精准神经外科的理念，术中成像和功能神经导航的临床应用范围非常广泛。

在具体实施精准神经外科的过程中，必然会涉及设备投资问题。典型的误解是，要从事这方面的工作，必须配备昂贵的术中高场强磁共振和复杂的导航设备。然而，我们认为，精准神经外科的基本理念是因地制宜的利用现有成像设备，全面的评估患者病情并制定和实施精细、准确的手术计划。大型的医疗中心能够配备高场强术中磁共振系统，中小型医院使用价格低廉的术中B超、术中CT和低场强术中磁共振等设备，配合功能神经导航，也能够取得良好的效果。因此，精准神经外科的理念并不只是大型医疗中心专有的奢侈梦想，如果贯彻得当，它的适用范围很广泛。

今日世界，日新月异，神经外科事业亦是蓬勃发展。30年前，显微外科技术刚刚引入神经外科，而CT及MRI影像技术尚未诞生，介入治疗技术治疗颅内动脉瘤及血管畸形尚处于原始水平，放射外科治疗及内窥镜技术治疗中枢神经系统疾病尚不为人所知，计算机引导直接手术更是新近的创举。这些新技术的出现均发生在过去短短的30年之中，那么未来30年神经外科将发生什么样的变化呢?在未来的高科技时代，神经外科将如何发展，这将是全世界每个神经外科医师都应正视的问题。

我们认为，神经外科未来的发展方向之一，是以影像导航神经外科和术中成像为技术平台的精准神经外科，这是对微侵袭神经外科理念的合理扩展和延伸。就像在过去的30年，手术显微镜的使用和微侵袭神经外科的理念极大地改变了颅底外科的面貌一样，我们有理由期待，今后的30年，精准神经外科的理念和方法将最终改变大脑半球功能区实质内病变的手术方式并带来此方面的飞速发展。