移动磁体双室高场强术中磁共振系统在经蝶垂体腺瘤手术中的初步应用

移动磁体双室高场强术中磁共振系统在经蝶垂体腺瘤手术中的初步应用

孟祥辉 许百男 魏少波 陈晓雷 佟怀宇 余新光 周定标 侯远征 肖炳祥 余光宏 王东

【摘要】 目的 总结移动磁体双室高场强术中磁共振系统在经蝶垂体腺瘤手术中的初步经验。方法 自2009 年2 月至7 月，共有28 例垂体腺瘤患者（自30 岁至69 岁，平均年龄46.60±8.65 岁）进行了经蝶窦入路术中磁共振辅助下的手术。肿瘤大小1.6－7.27cm，平均3.37±0.65cm。应用1.5T 移动磁体双室设计的术中磁共振系统，其中14 例联合使用了神经导航系统，16例联合使用了神经内镜。 结果 27 例经鼻蝶窦手术，1 例经口鼻蝶窦手术。28例经蝶窦垂体腺瘤手术中， 13例术中磁共振扫描发现了肿瘤残留， 其中3例巨大垂体腺瘤患者，由于肿瘤侵犯海绵窦包绕颈内动脉，虽经术中磁共振扫描证实海绵窦内有肿瘤残留，但未勉强进一步切除。其余10例进一步切除，最终经术中磁共振扫描证实10例垂体腺瘤均完全切除。未发生与术中磁共振相关的并发症或安全事故。 结论 移动磁体双室高场强术中磁共振系统能够在术中获得高质量的影像，为手术中实时判断垂体腺瘤切除程度提供了客观依据，提高了垂体腺瘤的全切率。

【关键词】 术中高场强磁共振； 垂体腺瘤； 经蝶手术；神经导航； 神经内镜

Dual room high-field intraoperative magnetic resonance imaging suite with a movable

magnet: implementation and preliminary experience in the pituitary adenoma operation with transsphenoidal approach

Xianghui Meng, Bainan Xu，Shaobo Wei, Xiaolei Chen, Huaiyu Tong Xinguang Yu, Dingbiao zhou, Yuanzheng Hou, Bingxiang Xiao, Guanghong YU, Dong Wang

Department of Neurosurgery, PLA General Hospital, Beijing 100853, China

Corresponding Author: Bainan Xu M.D., Ph.D.

Department of Neurosurgery PLA General Hospital Beijing 100853 China

E-mail：shjwkk@sina.com

【Abstract】Obejective: To review the preliminary clinical experience with dual room

intraoperative high-field-strength magnetic resonance (MR) imaging suite with a

基金项目：解放军总医院科技创新基金 (ZY14) 作者单位：100853 中国人民解放军总医院神经外科 通讯作者： 许百男，E-mail：shjwkk@sina.com

movable magnet in the pituitary adenoma operation with transsphenoidal approach. Methods: From February to July 2009, 28 patients (mean age, 46.60±8.65 years; range, 30–69 years), of pituitary adenoma were operated with transsphenoidal approach and examined intraoperatively with a movable 1.5T MR magnet.Tumor size, 1.6－7.27cm，range 3.37±0.65cm。, A navigation microscope in combination with a ceiling-mounted navigation system enabled microscope-based neuro-navigation in 14 cases. Neuroendoscope was also used assisting to perform the operation in 16 cases. Results: 27 resections with transnasal transsphenoidal approach were performed, one patient with transoral transsphenoidal approach was performed. In 13 cases of 28 patients, intraoperative MR imaging had revealed residual lesions and resulted in the change of the surgical strategy , 3 invasive cavernous sinus cases no further resection of the tumor because of ICA encasement, the other 10 cases further resected, eventually, these 10 cases were totally removed. There were also no intraoperative MR related safety issue or accident recorded in this study.

Conclusions: Dual room intraoperative high-field-strength magnetic resonance (MR) imaging suite with a movable magnet provided high-quality intraoperative MR images and valuable information of tumor resectiong that allowed intraoperative modification of the surgical strategy. It could be very helpful to maximize the resection of the pituitary adenoma and minimize the injury to neurological function.

【Key Words】 intraoperative high-field-strength MR imaging; pituitary adenoma; transsphenoidal approach ; neuro-navigation; Neuroendoscope

1995年6月第一台术中磁共振系统（GE 公司0.5T Signa SP）在美国 Brigham and Women Hospital 开始投入临床使用，经过十几年的发展，术中磁共振成像(intra-operative MRI,iMRI)技术日益成熟。近年来，高场强术中磁共振系统和功能神经导航的临床应用，不仅极大改善了术中影像的质量，还能在术中显示常规影像手段无法获得的脑功能影像（如白质纤维束等）[1,3,4]。国内上海华山医院2005年底引进了国内第一台低场强iMRI(Odin system)。解放军总医院2008年底引进国内第一台高场强iMRI(IMRIS 公司 1.5T Calgary Crane System) ，2009 年2 月开始投入临床使用，现将本单位移动磁体双室高场强术中磁共振结合神经导航系统及神经内镜进行经蝶窦垂体腺瘤手术的初步经验报告如下。

资料与方法

1.一般资料：自2009 年2 月至7 月，28 例垂体腺瘤患者进行了高场强术中磁共振（intraoperative Magnetic Resonance Imaging, iMRI）引导下的手术。其中，男性15例，女性13 例，年龄自30 岁至69 岁（平均年龄46.60±8.65 岁）。肿瘤大小1.6－7.27cm，平均3.37±0.65cm。

2. 双室移动磁体高场强术中磁共振系统：双室设计的iMRI 系统，由一间手术室（Operating Room, OR）和一间诊断室（Diagnostic Room, DR）组成。两者之间由金属屏蔽门隔开，MR 磁体位于DR内，此时OR 大部分位于磁体的5 高斯(5G)线以外，所以能够使用标准手术器械及显微镜进行手术。需要术中MR 扫描时，先将OR 内所有非磁共振兼容设备和器械移至5G线以外，再将磁体移入OR 内进行扫描。磁共振机的磁体为场强1.5T 的超导磁体。该磁体孔径为70cm，长度为150cm，由特制轨道系统悬吊在经过特别加固的天花板上，可以将磁体沿轨道移动至OR内进行术中扫描。

3. 术中MR 扫描过程：术中磁共振扫描前，先将所有非磁共振兼容的设备，如手术显微镜、神经导航系统、神经内镜等放置于手术室5G 线以外。术野铺无菌巾，再以无菌塑料袋包裹患者。将磁共振线圈固定于患者头部后打开屏蔽门，将磁体移动至手术室内进行扫描。扫描完成后，先将磁体移回DR，关闭屏蔽门。如扫描发现肿瘤残留，对于联合使用了显微镜下神经导航辅助手术的患者，可将残留肿瘤标记后，数据经局域网传输至导航系统计划工作站进行图像处理和导航数据的更新。相关手术设备重新就位后继续手术。残留肿瘤轮廓能够被投射在显微镜下，指导肿瘤的进一步切除。

结果

28 例经蝶窦垂体腺瘤手术患者均成功地进行了术中高场强磁共振辅助下的手术。1-2cm大小肿瘤1例，2-4cm大小肿瘤19例，4cm以上大小的肿瘤8例。有14例联合使用了显微镜下神经导航辅助手术， 16例联合使用了内窥镜。本组患者术中MR 扫描1-6次，平均2.0±0.7次。每次术中扫描平均准备时间约为5 分钟，术中常规扫描约需时20 分钟，而在术中扫描结束后，将扫描数据传输至影像导航工作站并进行处理的时间约需5 分钟。

28 例垂体腺瘤患者术中扫描获得的影像与1.5T 常规诊断用磁共振获得的影像质量相同，可以清晰分辨肿瘤是否已全切和鞍隔下降的程度。28 例垂体腺瘤手术患者中，术中扫描发现共有13 例有肿瘤残留，其中3例巨大垂体腺瘤患者，由于肿瘤侵犯海绵窦包绕颈内动脉，虽经术中磁共振扫描证实海绵窦内有肿瘤残留，但未勉强进一步切除；其余10例做进一步切除，最终10例肿瘤均获全切除。28 例垂体腺瘤中有25 例垂体达到完全切除肿瘤。肿瘤全切率由53.57%（15/28）提高到89.29%（25/28）。（图1，图2）

此外本组病人中，共有14 例联合应用了神经导航系统。术中用导航的镜下投射系统可以将肿瘤轮廓、颈内动脉影像及其与肿瘤的关系投射至显微镜下。如果术中核磁扫描发现肿瘤残留，导航系统依据新的核磁扫描数据可以实时更新导航影像。在手术中有16例联合使用了神经内镜，可以在神经内镜照射下切除肿瘤，也可以在肿瘤切除后用神经内镜直视下了解手术情况。应用神经内镜时，如果同时有导航系统辅助手术时，可以用导航观察棒，亦可将神经内镜注册成为导航观察棒。

本组病例中，未出现与术中磁共振相关的安全事故及围手术期并发症。

讨论

20 世纪90 年代中期，术中磁共振系统在欧美少数神经外科中心开始应用。临床上最初使用的大多是低场强（<0.5T）磁共振系统，其图像质量逊于高场强术中磁共振系统，更重要的是高场强术中磁共振系统可以进行功能核磁共振成像，20 世纪90 年代末开始，高场强的术中磁共振系统开始应用于临床[1,2,3,4,5]。为了能在手术中使用标准手术器械以降低成本，高场强术中磁共振系统均被设计为间断磁共振成像的方式，即通常情况下术野位于成像区域以外，仅在需进行术中成像时，才将术野置于磁体内进行扫描。高场强术中磁共振主要分为两种，一种是磁体固定，通过旋转手术床或沿地轨移动手术床将患者转送至磁体内进行成像。在手术时，磁体不能做其它用途或对其它患者进行扫描，降低了使用率[2,3]；而且又存在移动过程复杂，耗时多等缺点[6]。另一种为磁体移动，在需要进行术中扫描时，将磁体移动至手术室内进行扫描[4,7]。这种方式建设成本较高，但由于无需移动病人，安全性较好。我们使用的是双室设计移动磁体的术中磁共振系统，结果表明，未发生任何与术中磁共振相关的安全事故，而且，在不明显改变传统显微手术和麻醉方式的前提下，可以获得高质量的术中影像。此外，在手术过程中，在没有进行术中扫描时，可以在诊断室进行常规磁共振扫描，提高了该系统的使用率。由于大孔径磁体（70cm）的应用，平卧、俯卧和侧卧位均能进行手术。

对于经蝶窦垂体瘤手术而言，术中磁共振系统彻底改变了传统的显微手术模式，应用术中磁共振系统可以术中客观评价手术效果[11,12,13]。由于经蝶窦手术术野深，视野小，术中应用显微镜存在盲区，所以神经内镜在经蝶窦手术中的应用越来越广泛[8,9,10]。应用神经内镜可以做到“直视下”手术，手术中将0度或45度神经内镜伸入鞍内可以清晰显示鞍内两侧、鞍背及鞍隔下结构。术中可以在神经内镜照射下切除肿瘤，也可以在肿瘤切除后用神经内镜伸入鞍内直视下了解手术情况，观察是否有肿瘤残留以及鞍内是否有明显的出血点，了解鞍隔是否完整，如果有脑脊液漏，可以观察到漏口情况，然后进行相应得处理。当然显微镜下垂体腺瘤手术仍有其优势，对于血供非常丰富的巨大垂体腺瘤可以先在显微镜下切除，然后辅助应用神经内镜“直视下”了解是否有肿瘤残留以及观察鞍内情况。本组病人中，有16例联合使用了神经内镜。此外亦有14 例联合应用了神经导航系统。术中磁共振及神经导航系统的联合应用真正做到了“实时导航”，克服了神经导航系统使用中的“先天性”缺陷，解决了术中“脑移位”问题。术中用导航的镜下投射系统（“镜下导航”.）将解剖信息（如肿瘤轮廓），颈内动脉影像及其与肿瘤的关系投射至显微镜下，非常有助于术中重要结构的保护。而当术中核磁扫描提示有肿瘤残留时，导航系统依据新的核磁扫描数据可以实时更新导航影像，将残留肿瘤标记于显微镜下，以便手术者能更迅速和更准确地找到残留肿瘤并予以切除，大大提高了手术效率。经蝶窦手术应用导航系统无需剃头，参考架为可移动束带固定，方便使用。针对垂体腺瘤的个体差异，上述技术的单独或联合使用应是今后经蝶窦垂体腺瘤手术的发展方向。

对于累及海绵窦但肿瘤未将颈内动脉完全包绕患者，我们主张尽量全切肿瘤， 但对侵犯海绵窦包绕颈内动脉患者应慎重。本组共有13例病人术中磁共振扫描发现了残留肿瘤，其中3例巨大垂体腺瘤侵犯海绵窦包绕颈内动脉患者虽经术中磁共振扫描证实海绵窦内有少许肿瘤残留，但未勉强进一步切除。其余10例经进一步切除后复查MRI均获全切。肿瘤全切率由53.57%（15/28）提高到89.29%（25/28）。

在经蝶窦垂体瘤切除的病例中，高场强术中磁共振能够非常清晰地分辨视交叉的位置、鞍隔的下降和鞍内、鞍旁残留的肿瘤，较低场强术中磁共振系统有优势。本组10例做进一步切除的病例中残留肿瘤有6例位于鞍旁，1例位于鞍背，3例位于鞍隔皱褶内。另外3例巨大垂体腺瘤侵犯海绵窦包绕颈内动脉患者，海绵窦内有肿瘤残留，出于安全考虑，且术后可进行放射外科治疗，未勉强进一步切除。对肿瘤无法全切除的病例，术中高场强磁共振可以在术中了解和定位残留肿瘤，便于术后早期开始辅助治疗，如放射外科治疗等。而按传统方式，需在术后3-6 个月再进行常规MR 检查以排除术后早期术野局部的伪影和积血、积液等带来的图像干扰，然后才能确定残留肿瘤情况并开始下一步治疗，失去了术后早期治疗的宝贵时间[2]。

我们认为，经蝶窦垂体腺瘤手术，特别是大或巨大垂体腺瘤经蝶窦手术是高场强术中磁共振主要适应症之一，如果联合应用神经内镜和/或神经导航系统则有如虎添翼之感，最终会惠及越来越多的垂体瘤患者。

综上所述，经蝶窦垂体腺瘤手术中应用移动磁体双室高场强术中磁共振系统提高了手术的安全性和有效性。针对不同病例，联合应用神经内镜和/或神经导航系统改善了经蝶窦垂体瘤的手术效果。尽管如此，仍有待于进行更大规模的前瞻性随机对照试验去验证该系统真正的临床应用价值。

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图 1 术前T1冠状位图像，可见垂体腺瘤，向鞍上发展；切除肿瘤后行第一次术中磁共振扫描获得的T1冠状位图像，显示左侧肿瘤残留；进一步切除肿瘤 ； 第二次行术中磁共振扫描获得的T1冠状位图像，肿瘤已全切除，可以清晰的分辨已获充分减压的视交叉和下降良好的鞍隔。

图 2. 术前T1 增强冠状位和矢状位图像，提示巨大垂体腺瘤，向鞍上、斜坡筛窦及鼻腔发展；术中磁共振扫描获得的T1 增强冠状位和矢状位图像，提示肿瘤已全切除。