改良鋪巾方法對(duì)機(jī)器人引導(dǎo)下立體定向腦深部電極植入精度的影響性研究

趙克迪 王冉 單永治 安陽(yáng)

[摘要] 目的 探討改良鋪巾方法對(duì)于立體定向腦電圖腦電極植入精度的影響。 方法 回顧性分析2016年4月1日～2018年4月1日我院神經(jīng)外科在不同的鋪巾方法下行立體定向腦電圖杏仁核電極植入手術(shù)59例，共70根杏仁核電極，根據(jù)鋪巾方法分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，其中34例手術(shù)患者的40根杏仁核電極為實(shí)驗(yàn)組，使用改良大單鋪巾方法，25例患者的30根杏仁核電極為對(duì)照組，使用傳統(tǒng)開(kāi)顱孔巾鋪巾方法。比較兩種鋪巾方法下杏仁核電極植入誤差。 結(jié)果 實(shí)驗(yàn)組患者杏仁核電極最小誤差0.28 mm，最大誤差4.22 mm，對(duì)照組患者杏仁核電極最小誤差0.54 mm，最大誤差9.82，進(jìn)行上述統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以得出實(shí)驗(yàn)組杏仁核電極中位誤差1.33（0.71，1.82）mm，對(duì)照組杏仁核電極中位誤差1.47 mm（1.04，3.59）mm，兩者行秩和檢驗(yàn)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.036<0.05）。 結(jié)論 改良鋪巾方法能夠顯著提高立體定向腦電圖腦深部電極植入精度。

[關(guān)鍵詞] 立體定向手術(shù);SEEG;手術(shù)單;精度

立體定向技術(shù)是目前神經(jīng)外科領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用的技術(shù)，通過(guò)結(jié)合影像技術(shù)與神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)，應(yīng)用于神經(jīng)導(dǎo)航手術(shù)、顱內(nèi)血腫清除、腦深部電刺激（DBS）、立體定向腦電圖電極植入（SEEG）、顱內(nèi)病變活檢等微創(chuàng)手術(shù)，而其中的SEEG手術(shù)在癲癇外科中占有重要地位[1]。隨著影像技術(shù)和工程技術(shù)的發(fā)展，立體定向技術(shù)已由傳統(tǒng)框架系統(tǒng)向機(jī)器人引導(dǎo)下的無(wú)框架系統(tǒng)轉(zhuǎn)變[2]。與傳統(tǒng)框架系統(tǒng)相比較，新型的機(jī)器人輔助立體定向系統(tǒng)擁有精度高、操作簡(jiǎn)便、手術(shù)入路靈活、影像實(shí)時(shí)定位等特點(diǎn)，同時(shí)能夠創(chuàng)造更好的無(wú)菌環(huán)境[3]。我院神經(jīng)外科自2015年引入法國(guó)Medtech研發(fā)的機(jī)器人輔助立體定向系統(tǒng)（ROSA機(jī)器人）后，使用ROSA機(jī)器人代替原有Leksell框架系統(tǒng)行神經(jīng)導(dǎo)航手術(shù)、SEEG電極植入、顱內(nèi)病變活檢等手術(shù)，其后又參與國(guó)產(chǎn)Remebot機(jī)器人系統(tǒng)臨床驗(yàn)證，積累了豐富的機(jī)器人輔助立體定向手術(shù)經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)際臨床應(yīng)用中，手術(shù)路徑設(shè)計(jì)和手術(shù)操作方法關(guān)系到最終手術(shù)精度。除此以外，手術(shù)巾鋪巾方式和手法也對(duì)機(jī)器人輔助下立體定向手術(shù)精度有一定影響。傳統(tǒng)鋪巾方法使用開(kāi)顱孔巾鋪單，改良鋪巾使用兩塊大單覆蓋。本文就鋪巾方法對(duì)機(jī)器人引導(dǎo)下立體定向腦電圖電極植入手術(shù)精度的影響進(jìn)行回顧性分析，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

在2016年4月～2018年3月我院行機(jī)器人引導(dǎo)下SEEG電極植入術(shù)癲癇患者中，在不同的鋪巾方法下行立體定向腦電圖杏仁核電極植入手術(shù)59例，男41例，女18例。共70根杏仁核電極，根據(jù)鋪巾方法分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，其中34例手術(shù)患者的40根杏仁核電極為實(shí)驗(yàn)組，其中男23例，女11例，使用改良大單鋪巾方法;25例患者的30根杏仁核電極為對(duì)照組，其中男18例，女7例，使用傳統(tǒng)開(kāi)顱孔巾鋪巾方法。患者均為難治性癲癇患者且均植入包杏仁核電極的多根電極，部分患者植入雙側(cè)杏仁核電極。兩組一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。見(jiàn)表1。

1.2 方法

1.2.1 機(jī)器人引導(dǎo)下SEEG電極植入? 所有患者均于術(shù)前行64排CT和3.0T MRI掃描，CT取1 mm薄層掃描，MRI 掃描序列包括增強(qiáng)T1WI（3D-T1WI，層厚1 mm），掃描范圍為頭頂?shù)奖羌?，圖形數(shù)據(jù)導(dǎo)入ROSA手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)或Remebot手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)行電極植入路徑規(guī)劃。電極植入數(shù)量、位置和規(guī)格根據(jù)患者癥狀及EEG、PETCT、MEG等數(shù)據(jù)經(jīng)神經(jīng)外科、神經(jīng)內(nèi)科聯(lián)合討論確定（圖1）。所用顱內(nèi)電極均使用法國(guó)Alcis公司立體定向腦深部熱凝電極?；颊呷⊙雠P位或側(cè)臥位，氣管插管全身麻醉?xiàng)l件下以Mayfield頭架固定頭部，同時(shí)鎖定手術(shù)床高度，將手術(shù)床遙控器關(guān)閉?；颊哳^部注冊(cè)完畢后，消毒鋪巾。對(duì)照組患者使用傳統(tǒng)鋪巾方式，即使用神經(jīng)外科開(kāi)顱孔單完成鋪巾（封三圖12A）。實(shí)驗(yàn)組患者使用改良鋪巾方法（封三圖12B），即四塊小巾鋪巾完成后使用兩塊大單重疊覆蓋完成鋪巾;在機(jī)器人機(jī)械臂引導(dǎo)下完成經(jīng)皮露骨鉆孔、單極電凝灼燒硬膜、導(dǎo)向螺釘固定，計(jì)算電極植入長(zhǎng)度后經(jīng)探針導(dǎo)向植入電極至靶點(diǎn)位置。全部電極植入完成后撤離機(jī)器人系統(tǒng)，松解頭架手術(shù)結(jié)束。

1.2.2 評(píng)估電極植入精度? 所有患者均于手術(shù)完成當(dāng)天或次日行第二次1 mm CT薄層掃描。術(shù)后CT影像數(shù)據(jù)與術(shù)前影像數(shù)據(jù)融合，確定實(shí)際電極植入位置。測(cè)量實(shí)際電極植入位置與術(shù)前電極規(guī)劃位置的距離，確定植入精度。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 23統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，選取所有患者植入的杏仁核電極的精度數(shù)據(jù)，樣本量的計(jì)算參考以往相關(guān)資料，選擇α=0.01，β=0.02，兩組樣本資料不符合正態(tài)分布，對(duì)兩組患者進(jìn)行Levene檢驗(yàn)，兩組患者不具備方差齊性，兩組樣本進(jìn)行兩獨(dú)立樣本秩和檢驗(yàn)，連續(xù)性資料，表達(dá)方式以中位數(shù)M（P25，P75）表示，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 59例患者共植入杏仁核電極70根精度的比較

術(shù)前計(jì)劃植入70根，實(shí)際植入70根，成功率100%，見(jiàn)表 2。兩組患者數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布，實(shí)驗(yàn)組患者杏仁核電極最小誤差0.28 mm，最大誤差4.22 mm，對(duì)照組患者杏仁核電極最小誤差0.54 mm，最大誤差9.82 mm，進(jìn)行上述統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以得出實(shí)驗(yàn)組杏仁核電極中位誤差1.33（0.71，1.82）mm，對(duì)照組杏仁核電極中位誤差1.47（1.04，3.59）mm，兩者行秩和檢驗(yàn)，有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.036<0.05）。對(duì)兩組患者進(jìn)行Levene檢驗(yàn)，得到假定等方差F值為15.537，顯著性為0.000，兩組患者不具備方差齊性。實(shí)驗(yàn)組34例，對(duì)照組25例。部分患者行雙側(cè)杏仁核電極植入，測(cè)量數(shù)據(jù)有兩個(gè)。未植入側(cè)數(shù)據(jù)缺省。實(shí)驗(yàn)組患者杏仁核電極最小誤差0.28 mm，最大誤差4.22 mm，平均1.34 mm，標(biāo)準(zhǔn)差0.81，中位誤差1.33（0.71，1.82）mm;對(duì)照組杏仁核電極最小誤差0.54 mm，最大誤差9.82 mm，平均2.38 mm，標(biāo)準(zhǔn)差為2.03，中位誤差1.47（1.04，3.59）mm。

2.2并發(fā)癥

所有患者均無(wú)硬膜外出血、硬膜下出血或腦內(nèi)出血等并發(fā)癥。

3 討論

立體定向技術(shù)結(jié)合了三維影像和神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)，在神經(jīng)外科廣泛應(yīng)用;通過(guò)立體定向技術(shù)將電極等植入到腦內(nèi)靶點(diǎn)，就是立體定向腦電圖（SEEG），這個(gè)概念成型于上世紀(jì)50年代的法國(guó)Saint Anne醫(yī)院[4]。Talairach使用當(dāng)時(shí)已經(jīng)成熟的腦室造影技術(shù)，確定AC、PC點(diǎn)的位置，結(jié)合Talairach圖譜，將電極植入到感興趣腦區(qū)，實(shí)現(xiàn)解剖-電-臨床相結(jié)合的臨床思路來(lái)診斷癲癇。但電極只能采用水平入路，且由于個(gè)人血管的變異帶來(lái)的出血風(fēng)險(xiǎn)，使得此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用受到很大限制。至70年代出現(xiàn)CT與MRI技術(shù)之后，隨著對(duì)神經(jīng)及血管解剖結(jié)構(gòu)更加直觀而清晰的認(rèn)識(shí)，立體定向技術(shù)得以進(jìn)一步發(fā)展[5]。SEEG技術(shù)便是其中最重要的應(yīng)用之一。隨著框架坐標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用，SEEG得以推廣。目前使用較多的框架系統(tǒng)如Leksell等，實(shí)現(xiàn)了電極的多角度植入。隨著醫(yī)學(xué)工程技術(shù)和影像技術(shù)進(jìn)步，出現(xiàn)了機(jī)器人輔助下SEEG電極植入。意大利米蘭Niguarda醫(yī)院癲癇中心，是第一批使用機(jī)器人引導(dǎo)下SEEG電極植入的實(shí)踐者，使用Neuromate機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)框架系[6]。我院神經(jīng)外科于2015年7月開(kāi)始使用ROSA機(jī)器人取代既往Leksell框架行SEEG電極植入。其后參與國(guó)產(chǎn)Remebot機(jī)器人臨床驗(yàn)證課題，對(duì)機(jī)器人輔助SEEG工作積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。SEEG電極植入可能有出血感染等并發(fā)癥，出血可能為硬膜外出血、硬膜下出血、腦內(nèi)出血等。在Cardinale報(bào)道的一組病例中，報(bào)道此類并發(fā)癥發(fā)生率為2.6%[7，8];Gonzalez-Martinez報(bào)道的另一組病例中，并發(fā)癥的發(fā)生率為2.5%[9];最近Mullin的一篇Meta分析中提到，SEEG電極植入的并發(fā)癥發(fā)生率為1.3%[10]。輕微的出血癥狀較輕，可能僅僅為頭暈、頭痛甚至沒(méi)有癥狀，嚴(yán)重的出血并發(fā)癥可能會(huì)引起腦疝等危急情況[11]。在手術(shù)前的電極路徑規(guī)劃中，根據(jù)血管情況選擇安全可靠的電極植入路徑，能夠在很大程度上避免電極觸碰損傷路徑周?chē)埽瑥亩苊怙B內(nèi)出血并發(fā)癥。高精度的電極植入能夠確保手術(shù)規(guī)劃順利實(shí)施[12]。實(shí)際操作過(guò)程中，電極實(shí)際植入位置與計(jì)劃目標(biāo)位置之間會(huì)有一定的誤差。在毛之奇報(bào)道的一組ROSA機(jī)器人引導(dǎo)下SEEG病例中，電極植入的平為均誤差（3.65±1.82）mm[13];有研究報(bào)道使用Neuromate機(jī)器人引導(dǎo)下SEEG病例的電極植入平均誤差為（2.04±1.31）mm;Varma報(bào)道的22例使用Neuromate機(jī)器人引導(dǎo)下立體定向手術(shù)的平均誤差為3.9 mm[14]。造成誤差的因素有很多，如術(shù)者操作熟練程度、機(jī)器人輔助系統(tǒng)自身精度、注冊(cè)方法差異、鉆孔過(guò)程中的鉆頭滑動(dòng)、頭架固定系統(tǒng)的彈性形變等[15]。

在本回顧性研究中，電極路徑的設(shè)計(jì)和植入手術(shù)均由同一經(jīng)驗(yàn)豐富醫(yī)療小組完成，基本可以排除經(jīng)驗(yàn)不足可能帶來(lái)的精度影響。使用的立體定向鉆頭有一定彈性，在植入過(guò)程中，鉆頭如果與顱骨法向量夾角過(guò)大，可能會(huì)使其在顱骨表面滑動(dòng)，從而改變電極植入方向。電極植入腦內(nèi)長(zhǎng)度越大，這種方向偏差帶來(lái)的影響會(huì)越大。本中心的電極植入操作中，此電極入路較為固定，在不同患者之間變動(dòng)較小，且植入方向與顱骨表面法向量之間的夾角比較小且相對(duì)固定，不易引起鉆頭滑動(dòng)，能把不同患者鉆孔過(guò)程中的鉆頭滑動(dòng)差異造成的精度影響降到最低。故而在本回顧性研究中，選擇杏仁核電極作為精度統(tǒng)計(jì)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。使用機(jī)器人輔助SEEG電極植入時(shí)，多使用Mayfield頭架或者Leksell頭架固定患者頭部。由于Mayfield頭架力臂比較長(zhǎng)，在外力作用下，會(huì)引起不可忽視的彈性形變[16]。在常規(guī)開(kāi)顱手術(shù)中，這種頭架固定系統(tǒng)的彈性形變對(duì)手術(shù)沒(méi)有影響，所以其影響往往為人忽略。在機(jī)器人輔助SEEG電極植入過(guò)程中，患者信息注冊(cè)完成后進(jìn)行消毒鋪巾工作。不恰當(dāng)?shù)匿伣矸绞綍?huì)給頭架系統(tǒng)帶來(lái)一定作用力，這會(huì)帶來(lái)額外的精確度損失。經(jīng)過(guò)分析和實(shí)際觀察，我們注意到在使用Mayfield頭架系統(tǒng)固定患者頭部之后，并不完全穩(wěn)固。在外力作用下金屬構(gòu)件有彈性形變，患者頭部會(huì)有微小移動(dòng)。經(jīng)粗略測(cè)量，在沒(méi)有連接機(jī)器人的情況下，頭架移動(dòng)甚至可能會(huì)超過(guò)1 cm。連接機(jī)器人連接臂能增加穩(wěn)固性，將可移動(dòng)范圍減少到毫米級(jí)別?；颊哳^部注冊(cè)是在完成固定之后，此時(shí)患者頭部并沒(méi)有額外的作用力。注冊(cè)完成之后進(jìn)行消毒鋪巾，不恰當(dāng)?shù)匿亞问址〞?huì)增加一個(gè)額外的力量，使得本已固定頭部的頭架系統(tǒng)產(chǎn)生彈性形變而移動(dòng)，且難以判斷移動(dòng)方向。這種移動(dòng)在行神經(jīng)外科開(kāi)顱手術(shù)時(shí)，是沒(méi)有影響的。但是在精確度要求極高的立體定向手術(shù)中，這種級(jí)別的頭部移動(dòng)是不能忍受的。尤其是植入路徑周?chē)赡軙?huì)有血管或其他重要組織。使用傳統(tǒng)開(kāi)顱孔單鋪單，會(huì)給予頭架系統(tǒng)一個(gè)外力，使用改良方式鋪單，能很好地避免這種作用力，從而減少患者頭部移動(dòng)，提高電極植入精度。此外需要注意的是，Mayfield頭架系統(tǒng)并不是為立體定向手術(shù)量身定做的頭架，因此在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些意料之外的問(wèn)題。除了彈性形變之外，頭架本身的穩(wěn)固性也值得懷疑。在實(shí)際使用過(guò)程中，我們觀察到患者在Mayfield頭架三釘固定之后仍然會(huì)有一定的活動(dòng)度，使用四釘小兒頭架代替之后，并不能解決活動(dòng)度問(wèn)題。使用Leksell四釘框架固定患者頭部，可以比較完美解決活動(dòng)度問(wèn)題，但也會(huì)給連接系統(tǒng)帶來(lái)更大的彈性形變移動(dòng)。而且，Leksell頭架的固定也是個(gè)繁瑣的過(guò)程，植入過(guò)程中可能會(huì)影響個(gè)別電極的植入[17]?；颊唠姌O植入手術(shù)結(jié)束時(shí)，取下Leksell頭架過(guò)程中，可能會(huì)觸碰到導(dǎo)向螺釘而引起螺釘脫落甚至斷裂的危險(xiǎn)。而且，Leksell頭架很難完成符合規(guī)格的消毒，使得患者可能承受額外的感染風(fēng)險(xiǎn)。

由本研究中可知，使用改良鋪巾方法，減少手術(shù)鋪單過(guò)程中頭架形變?cè)斐傻幕颊哳^部移動(dòng)，可以有效提高SEEG手術(shù)精度。改良鋪巾方法除了適用于SEEG手術(shù)之外，也可以應(yīng)用于其他立體定向手術(shù)，如神經(jīng)導(dǎo)航手術(shù)、顱內(nèi)血腫清除、DBS、顱內(nèi)病變活檢等。通過(guò)分析改良鋪巾方法的原理，我們也不難推出如果使用更加輕便的無(wú)紡布來(lái)代替消毒單鋪巾，相信也可以取得相應(yīng)的精度提升，能夠減少立體定向手術(shù)患者頭架的額外受力，就能夠減少形變，從而提高手術(shù)精度。

機(jī)器人引導(dǎo)下立體定向電極植入是未來(lái)的方向?？梢越o手術(shù)帶來(lái)便利。在實(shí)際操作過(guò)程中，仍然會(huì)有一些不能預(yù)料到的實(shí)際問(wèn)題。與使用傳統(tǒng)開(kāi)顱孔單相比，使用改良鋪巾方法能夠切實(shí)有效地提高杏仁核電極的植入精度，提高整體立體定向手術(shù)的精度。在實(shí)踐中不斷提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題，才能夠使得手術(shù)精度不斷提高，手術(shù)技術(shù)得到不斷磨練，同時(shí)使得醫(yī)護(hù)配合默契程度不斷提高，給患者更好的安全保障和最佳的治療效果。

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