术中引导在脊柱外科的应用

第十九章　术中CT引导在脊柱外科的应用

传统脊柱手术暴露的主要弊端就是要做较大切口，创伤大使患者难以接受，手术质量也难以保证。椎弓根螺钉植入可引发三种主要的并发症:神经源性、血管性和生物力学性并发症。神经源性和生物力学性并发症主要归咎于定位错误。随着计算机影像学技术的日益成熟和专门用于处理图像的计算机工作站性能的提高，把空间三维定位系统、计算机医学图像处理及三维可视化和临床手术结合起来，针对上述问题研制开发了计算机辅助手术导航系统(computer－assisted surgery，CAS)，也称为影像辅助手术(image－guided surgery)或手术导航(surgical navigation)。计算机导航技术是在立体定向手术的基础上发展而来的。早在20世纪初，立体定向技术就已经在脑外科手术中应用，通过这种技术，脑外科医师可以准确地将手术器械深入到病灶所在部位，但是这种立体定向技术需要在颅骨上固定框架，以作手术工具的导引。如今，CAS在脑神经外科手术、放射治疗等领域已经得到广泛的应用，在20世纪90年代，计算机科技和医学影像技术的不断进步使得导航技术逐渐应用到脊柱外科领域，计算机辅助手术导航系统在脊柱手术中的应用是脊柱手术发展的一个新兴领域，我们称之为计算机辅助脊柱手术导航系统(computer－aided spine surgery navigation system，CASSNS)。CASSNS主要由术中CT、定位系统、中心控制系统构成，在手术过程中，利用计算机将患者术前或术中的影像数据、实际手术过程中患者的病变体位以及手术工具所在的坐标系统统一起来，根据实际手术的需要对手术工具周围的组织作出相应的显示，对手术进行实时导航。简而言之，手术时将数据收集环安装到影像增强器，然后将参考架连接到需要手术的脊柱位置，开始扫描。选择并激活图像，术者根据多幅图像显示的手术器械位置，模拟手术工具前进、后退的路径，选择螺钉的长度和直径，是脊柱外科真正意义上的实时导航，但它只能提供操作部位的二维图像。在CASSNS中，有时候需要在手术中获取CT图像，用于校正由于患者的移动而造成术前重建三维图像的位置偏差。在导航介质上，红外线、电磁波和超声波等都可以用于探测工具的空间位置，配备发光二极管的光电导航系统由于定位精确且系统可靠，逐渐成为主流，并首先应用于腰椎部位的椎弓根螺钉植入，随着导航设备的不断改进以及医师操作的不断熟练，现已经扩展到包括颈椎和胸椎在内的整个脊柱，应用病种也从最初的脊柱骨折扩展到脊柱退行性疾病、畸形、肿瘤等，从原先的标准后路手术扩展到前路、腔镜手术等各个方面。