基于3.0T磁共振注冊的神經(jīng)導航系統(tǒng)在無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術中的應用研究

黃嘯元，烏拉別克·毛力提，阿布都克尤木·吉力力，王繼超，楊小朋

隨著現(xiàn)代神經(jīng)影像學和神經(jīng)導航技術的進步，無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術已經(jīng)有了長足的發(fā)展。該手術的優(yōu)點是不需要安裝框架附件、學習周期短、能夠一次取多個病變活檢，準確性高。并且從既往的研究來看，診斷率和并發(fā)癥發(fā)生率在基于框架的立體定向顱內(nèi)病變活檢術和無框架顱內(nèi)病變活檢術之間無統(tǒng)計學差異［1］。正是因為這些優(yōu)點，無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術已越來越普及。本研究團隊應用基于薄層掃描3.0T磁共振注冊的神經(jīng)導航系統(tǒng)行無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術，取得了良好的效果，現(xiàn)報告如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2018年3月至2021年6月在新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院神經(jīng)外科住院的27例顱內(nèi)病變患者為研究對象，患者均進行了無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術，所有患者及家屬簽署知情同意書。

1.2 術前準備 患者術前24 h內(nèi)應用3.0T場強磁共振（Philip ingenia，荷蘭）行導航定位序列掃描，層厚2 mm，根據(jù)病變特點選擇是否行增強掃描。所有掃描得到的影像資料在術前導入美敦力Stealth S7神經(jīng)導航系統(tǒng)（Medtronic Inc，美國）并制訂活檢計劃，活檢靶點選擇原則：病變部位相對明顯強化，如有多處病變?nèi)≥^大者，路徑及靶點避開重要功能區(qū)、靜脈竇及腦室，選擇相對較短的穿刺路徑，盡量選擇一次可取多處病變的路徑。

1.3 手術方法 患者均行全身麻醉，Mayfield三點頭架（IntegraMayfield，美國）固定，神經(jīng)導航系統(tǒng)定位并標記穿刺點，取長約4 cm直切口，按照術前計劃穿刺靶點中心，選擇2.2 mm直徑活檢穿刺針，穿刺誤差＜1 mm，目標病變處常規(guī)采集4個象限活檢標本，若情況允許，在同一活檢軌跡上靠近目標的部位再進行1～3次活檢，均獲得約8 mm長、1 mm厚的組織樣本。見圖1。

圖1 神經(jīng)導航系統(tǒng)下無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術步驟Figure 1 Procedure for using the neuronavigation system with 3.0T magnetic resonance imaging to implement frameless stereotactic brain biopsy

1.4 病理學檢查 組織樣本均送本院病理科，由2名以上具有豐富的神經(jīng)病理學經(jīng)驗的病理醫(yī)生診斷，以2016年世界衛(wèi)生組織（WHO）中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類為診斷標準［2］。對于病變性質(zhì)及分類有爭議的，由病理科組織3名以上正高級職稱病理專家討論決定。

1.5 觀察指標 收集患者性別，年齡，有無高血壓、糖尿病、癲癇病史，術前治療，術前癥狀，病變位置，強化情況，術前診斷及手術時長、活檢次數(shù)、活檢靶點數(shù)目、活檢深度、術中并發(fā)癥、術后并發(fā)癥、病理結果等資料。

2 結果

2.1 術前情況 27例患者中，男17例，女10例。年齡8～78歲，平均年齡（49.5±19.4）歲。37.0%（10/37）合并高血壓病，7.4%（2/27）合并糖尿病。有顱內(nèi)高壓表現(xiàn)的患者術前給予脫水治療，病變周圍腦水腫較重者加用糖皮質(zhì)激素；有癲癇病史及癲癇發(fā)作高危因素者給予抗癲癇治療；合并高血壓、糖尿病者術前控制血壓、血糖平穩(wěn)。

患者術前癥狀中出現(xiàn)最多的為頭痛及肢體運動障礙，均為44.4%（12/27），29.6%（8/27）患者出現(xiàn)頭暈、29.6%（8/27）患者為癲癇發(fā)作、18.5%（5/27）患者為言語不清、14.8%（4/27）患者為惡心及嘔吐、7.4%（2/27）患者為記憶力減退。所有患者病變在幕上，以多發(fā)性病灶居多，為55.6%（15/27），11.1%（3/27）為胼胝體病變、7.4%（2/27）為額顳葉、7.4%（2/27）為顳枕葉、7.4%（2/27）為額頂葉、7.4%（2/27）為頂葉、7.4%（2/27）為基底核區(qū)。37.0%（10/27）患者病變偏側(cè)以右側(cè)為主，33.3%（9/27）患者為雙側(cè)，22.2%（6/27）患者為左側(cè)，7.4%（2/27）患者病變局限在中線附近。顱內(nèi)病變行增強核磁后呈現(xiàn)出不同強化特點，22.2%（6/27）為均勻強化，33.3%（9/27）為不均勻強化，11.1%（3/27）為環(huán)形強化，11.1%（3/27）為結節(jié)狀強化，14.8%（4/27）為不強化，7.4%（2/27）未做增強核磁。

術前結合患者病史、臨床表現(xiàn)及影像學特征診斷為膠質(zhì)瘤者為63.0%（17/27），炎性病變?yōu)?4.8%（4/27），轉(zhuǎn)移瘤為11.1%（3/27），淋巴瘤為7.4%（2/27），腦膜瘤為3.7%（1/27）。

2.2 手術參數(shù) 患者平均手術時長為（112.22±54.32）min；活檢次數(shù)為2～8次，平均為（4.70±2.01）次；活檢靶點數(shù)為1～3個，平均為（1.66±0.62）個；平均穿刺深度為（108.7±16.4）mm；所有患者活檢穿刺誤差＜1 mm，平均為（0.48±0.17）mm。

2.3 手術并發(fā)癥 穿刺道出血為僅有的術中并發(fā)癥，發(fā)生率為7.4%（2/27），此2例患者術后復查CT均有不同程度的顱內(nèi)出血。術后并發(fā)癥中CT證實的顱內(nèi)積氣發(fā)生率最高，為77.8%（21/27），術后3～5 d復查顱腦CT可見顱內(nèi)積氣均消失；14.8%（4/27）的患者發(fā)生顱內(nèi)出血（包含2例術中出血患者），其中3例為少量出血（圖2），對癥治療后出血均吸收，1例術中出血患者術后CT證實為嚴重出血（圖3），該患者再次手術切除腫瘤；術后出現(xiàn)肺部感染1例（3.7%），對癥治療后好轉(zhuǎn)。因國內(nèi)外多數(shù)學者未將顱內(nèi)積氣列入并發(fā)癥中統(tǒng)計，故除去顱內(nèi)積氣，本研究患者術后并發(fā)癥發(fā)生率為18.5%（5/27）。

圖2 雙側(cè)額葉、右顳葉、胼胝體區(qū)巨大占位患者行神經(jīng)導航系統(tǒng)下無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術Figure 2 Frameless stereotactic brain biopsy using the neuronavigation system with 3.0T magnetic resonance imaging performed in a patient with massive lesions of the bilateral frontal lobes，right temporal lobe，and the corpus callosum

圖3 胼胝體占位患者行神經(jīng)導航系統(tǒng)下無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術Figure 3 Frameless stereotactic brain biopsy using the neuronavigation system with 3.0T magnetic resonance imaging performed in a patient with lesions of the corpus callosum

2.4 病理及診斷率 27例患者中，26例得到了明確的病理診斷，病理診斷率為96.3%。在得到的多種病理結果中較多的為間變性星形細胞瘤，為33.3%（9/27），大B細胞淋巴瘤為18.5%（5/27），彌漫型星形膠質(zhì)細胞瘤為11.1%（3/27），膠質(zhì)母細胞瘤為7.4%（2/27），彌漫性中線膠質(zhì)細胞瘤為3.7%（1/27），腦膜瘤為3.7%（1/27），惡性黑色素瘤腦轉(zhuǎn)移為3.7%（1/27），未分型的高級別膠質(zhì)瘤為3.7%（1/27），未分型的低級別膠質(zhì)瘤為3.7%（1/27），未分級的膠質(zhì)瘤為3.7%（1/27），炎性病變?yōu)?.7%（1/27）。有1例未得到明確病理結果，術后病理提示為腦組織水腫，可見神經(jīng)元變性和萎縮，炎性或者腦白質(zhì)病變均不能除外，患者家屬拒絕再次活檢，要求隨訪。

3 討論

自從HORSLEY等［3］首次將立體定向顱內(nèi)病變活檢術應用于大鼠的小腦穿刺以來，顱內(nèi)病變的立體定向活檢術在不斷發(fā)展。1947年Spiegel首次展示了由氣腦造影所定義標記的三維坐標系［4］。MAROON等［5］在1977年首次報道了CT引導下的立體定向系統(tǒng)。此后在大多數(shù)病例中，僅通過立體定向活檢就可以得到結論性的診斷［6-7］，立體定向活檢的準確性為60%～98%［8］。但近年來國內(nèi)外的多項研究結果表明，無論是基于框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術或是無框架顱內(nèi)病變活檢術，均表現(xiàn)出較高的診斷率。

3.1 關于活檢診斷率 既往有學者比較了基于框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術和無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術的活檢診斷率及并發(fā)癥，得出了二者沒有明顯差異的結論［1］。JAIN等［9］的研究顯示，基于框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術的診斷率為84.2%，無框架顱內(nèi)病變活檢術為87.0%，而在LIVERMORE等［10］的研究中，診斷率分別為94.9%和90.0%。VERPLOEGH等［11］對204例顱內(nèi)病變患者實施了無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術，得到了94.6%的病理診斷率。本研究僅有1例患者未得到明確病理結果，診斷率為96.3%，與上述研究結果一致。JAIN等［9］研究顯示，16.2%（21/130）為陰性結果，在這些患者中，8.5%的患者為正常腦組織，3.0%的患者為膠質(zhì)細胞增生，3.0%的患者為組織過少。BISHOKARMA等［12］研究中包含101例立體定向顱內(nèi)病變活檢術患者，6例（5.9%）為膠質(zhì)細胞增生，1例（0.9%）為慢性炎癥性神經(jīng)實質(zhì)，4例（3.9%）為正常腦組織。該研究認為陰性報告的原因是未取到目標靶點或從靶點中提取到膠質(zhì)組織及非特異性慢性炎癥組織。對于本研究中的1例陰性結果，分析可能的原因為：（1）術前影像學見顱內(nèi)病灶無典型特征，提示為非腫瘤性病變；（2）術中所取組織較開顱活檢少，可能影響術后病理結果診斷率。另外有3例患者的病理未得到精確的膠質(zhì)瘤病理分級，病理診斷醫(yī)師認為與送檢組織量也有一定的關系。因此，獲取充足的組織標本以及有策略的選取多個靶點是提高活檢診斷率的關鍵。據(jù)文獻報道，與低診斷率相關的因素還包括年齡＜30歲以及小腦病變，而活檢的次數(shù)與診斷率呈正相關［13］。

活檢靶點設定及手術技術是影響診斷率的重要因素，根據(jù)既往經(jīng)驗本研究團隊認為較大體積的病變可根據(jù)其核磁信號及強化程度的不同采用多靶點活檢，每個靶點的穿刺道上又可多次活檢。而對于體積較小的病變可采取單個病變中心靶點，并旋轉(zhuǎn)穿刺針，在靶點的4個象限分別吸取組織，可有效提高診斷率。

在本研究的病例中，1例18歲女性患者診斷為胼胝體占位，活檢病理診斷為星形膠質(zhì)細胞瘤，活檢后顱內(nèi)出血，行開顱腫瘤切除術，病理診斷為膠質(zhì)母細胞瘤。出現(xiàn)兩次病理診斷不同，可能的原因有兩點：（1）通過活檢只能收集一部分的病變，而患者顱內(nèi)病變中存在不同的病理類型，特別是在涉及神經(jīng)膠質(zhì)瘤等異質(zhì)性腫瘤的病例中，活檢部位并不總是代表高惡性［14］的腫瘤區(qū)域，穿刺活檢存在診斷不全面的可能；（2）病變出血后，腫瘤組織受到激惹，腫瘤內(nèi)部異質(zhì)性進程加快，腫瘤細胞向惡性度更高的方向突變，病理級別升高［15］。近些年有關立體定向顱內(nèi)病變活檢術的報道中陸續(xù)有學者提出多種可提高穿刺活檢診斷率的方法，如：依據(jù)特殊核磁序列、術中病檢及術中CT、MR等。姚成軍等［16］研究發(fā)現(xiàn)，在10例病灶有強化的活檢病例中，毛細血管血流速率相對最大、膽堿和N-乙酰天冬氨酸比值相對最大的靶點位于腫瘤明顯強化部位的有7例；有3例并非位于強化明顯的部位，而是位于中等強化或非強化區(qū)域；故臨床上僅以增強核磁腫瘤明顯強化的部位作為活檢穿刺點，反映的是腫瘤對血-腦脊液屏障的破壞區(qū)，不能說明是腫瘤最惡性部位或血供豐富區(qū)，而選取磁共振灌注成像及波譜分析代謝影像上的感興趣靶點，與磁共振結構影像配準，可有效提高活檢診斷率。而在DAMMERS等［17］研究中，通過對活檢組織標本進行按需冷凍切片分析，可以將診斷率從89.4%提高至98.2%。因此，開展術中冰凍活檢，并將正電子發(fā)射斷層掃描成像、核磁灌注、和核磁波譜分析納入立體定向活檢程序的計劃，以確定軌跡和選擇適當?shù)哪繕耍型蔀樘岣咴\斷產(chǎn)量和減少采樣誤差的重要輔助手段。BICHSEL等［18］應用術中移動CT實現(xiàn)了深部腦部病變更精確的軌跡精度。

3.2 關于并發(fā)癥 本研究27例患者出現(xiàn)的并發(fā)癥有顱內(nèi)出血和肺部感染。其中術中顱內(nèi)出血2例（7.4%）；術后出血4例（14.8%），此4例包含2例術中出血患者，由此推斷術中穿刺道出血可能為患者活檢術后顱內(nèi)出血的預測因素；TAWEESOMBOONYAT等［19］在一項對85例患者共行89次立體定向活檢資料的研究中發(fā)現(xiàn)，11例患者出現(xiàn)了術中出血〔12.3%（11/89）〕，17例出現(xiàn)術后腦出血〔19.1%（17/89）〕；該研究指出術中出血并發(fā)癥與術后腦出血發(fā)生率較高相關，術中通過活檢針出血對預測術后腦內(nèi)血腫至關重要。此外，既往多項研究表明，多種因素可能與術后并發(fā)癥相關，如血糖＞200 mg/dl［20］、糖尿病［21］、術中出血［20］、活檢針大小［22］、病理診斷為淋巴瘤［23］、基底核、丘腦、額顳葉部位［21，23］等。在本研究的4例術后出血患者中，胼胝體病變2例，基底核區(qū)病變1例，額顳葉病變1例，2例術后病理為高級別膠質(zhì)瘤，2例術后病理為膠質(zhì)瘤未分級，由此推測，除術中出血外，病變位于額顳葉、胼胝體、基底核區(qū)，以及病變性質(zhì)為膠質(zhì)瘤可能也與術后出血相關，但由于本研究的局限性及有限的樣本量，關于術后出血的相關因素仍需進一步探索。故本研究認為若患者為顱內(nèi)多發(fā)病變，避免穿刺丘腦、基底核、胼胝體、額顳葉位置的病變，可能會減少術中、術后顱內(nèi)出血風險。

綜上所述，基于3.0T磁共振注冊的神經(jīng)導航系統(tǒng)下無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術是一種安全、有效的方法，具有較高的診斷率，有助于選擇個體化治療方案、改善預后。本研究為回顧性研究，且納入的樣本量較少，關于無框架立體定向顱內(nèi)病變活檢術的診斷率以及并發(fā)癥相關影響因素的推測，未來可增加樣本量并進行前瞻性研究來進一步證實。

作者貢獻：黃嘯元提出研究思路并設計研究方案；烏拉別克·毛力提負責資料收集；阿布都克尤木·吉力力進行數(shù)據(jù)核實；王繼超、楊小朋負責文章的質(zhì)量控制及審校。

本文無利益沖突。