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虛擬神經導航 降低腦部微創風險

2017-12-03 09:19聯合報 湯其暾 三總神經外科部腦中風醫學及腦神經功能科主任

湯其暾三總神經外科部腦中風醫學及腦神經功能科主任 圖/湯其暾醫師提供
湯其暾三總神經外科部腦中風醫學及腦神經功能科主任 圖/湯其暾醫師提供
許多病患及家屬得知罹患腦部疾病如出血或腫瘤,必須開刀時,都很擔心手術風險與後遺症。其實,隨著精準儀器和醫療科技的進步,輔以虛擬神經影像導航,傷口小的腦部微創手術正在蓬勃發展中。

以往傳統開腦手術需要大範圍翻開頭皮、鋸開頭骨,才能看清楚神經與血管,對正常腦部傷害很大。腦部微創手術的特點是傷口小,輔以使用病人影像組成的神經血管圖,可以像開車導航般計畫手術路徑,再配合內視鏡或顯微鏡,不僅看得清晰而且可以依靠腦部地圖減少術中迷路。

就外科醫師而言,許多神經是無法用肉眼看到的,只能藉由解剖部位辨認,而虛擬神經圖(Virtual Neurotractograph,圖1)的出現,可以彌補傳統手術的不足。虛擬神經圖需要在做腦部核磁共振檢查時做進一步的影像量測diffuse tensor image(DTI),原理是利用擴散影像為水分子在體內以三維方向自由擴散,水分子擴散的方向會受周圍組織的滲透性、神經軸突方向,甚至細胞內微小管的解聚(microtubule depolymerization)影響。

圖1:虛擬神經圖利用高運算電腦,計算神經走向形成的神經纖維束圖,其中金色與綠色代...
圖1:虛擬神經圖利用高運算電腦,計算神經走向形成的神經纖維束圖,其中金色與綠色代表運動神經徑路,紅色為血塊。 圖/湯其暾醫師提供

所以藉由觀察水分子是否單方向擴散(非等向性擴散 anisotropy),可以推測神經白質的微細結構是否有變化。藉由高階電腦換算,轉換成我們可以看到的神經路徑。目前DTI主要用於對運動以及神經認知功能的評估。其中運動功能是以評估人的運動神經路徑完整性為主,尤其在腦中風或腫瘤壓迫的病人有其臨床價值,配合術中導航更可以即時看到,目前三總與清大的研究團隊正合作優化2K影像。

雖然DTI目前多用於研究上,但在提供腦部手術影像可量化的評估以及預測預後優勢是很重要的工具, 目前作為腦部微創精密(微密)治療的一環、復健效果以及腦損傷機制評估是非常重要的輔助。

利用高運算電腦處理病人的核磁共振擴散張量影像(Diffuse Tensor Image),計算神經的走向,形成我們肉眼看到的神經纖維束圖,再利用手術導航融合手術環境(圖2),就能在手術中邊看導航邊操作(圖3),這也是虛擬實境的醫療應用。

大約八成腦部病兆,如腦下垂體腫瘤、顱底腦膜瘤、膠質細胞瘤、轉移性深部腦腫瘤出血性腦中風三叉神經痛等,可利用此項微創手術治療。

圖2:利用手術導航融合,可在手術中邊看導航邊操作, 此為示意圖,圖中綠色代表腫瘤...
圖2:利用手術導航融合,可在手術中邊看導航邊操作, 此為示意圖,圖中綠色代表腫瘤,紅色為血管。 圖/湯其暾醫師提供
圖3:在神經導航導引下進行手術,給予病患與醫師雙重保障,圖中綠色代表腫瘤,紅色為...
圖3:在神經導航導引下進行手術,給予病患與醫師雙重保障,圖中綠色代表腫瘤,紅色為血管,黃色為視神經。 圖/湯其暾醫師提供

目前國內外並未定論,多大的腫瘤適用或不適用微創手術,理論上若腫瘤較大,手術時間一定會長、病人相對麻醉時間與風險也會倍增,但仍要視腫瘤位置,部分腫瘤可能不適用,術前應和手術團隊與執刀醫師充分溝通討論以取得共識。

目前三軍總醫院利用這類手術成功挽救因腫瘤或出血壓迫的神經,不僅未再造成病人神經受傷且術後恢復佳,不過任何腦部手術皆有造成死亡、終生照顧、甚至植物人狀態的機會,微創手術雖然在降低風險有其優勢,但正如同基金投資,不可能全無風險。

腦腫瘤
出血性腦中風
三叉神經痛
腦膜瘤
腦損傷

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