低成本增强现实技术在高血压脑出血神经内镜治疗中的应用

高血压脑出血（自发性脑出血）系神经外科常见危急重症，全球每年因脑出血死亡人数超过100万，关于高血压脑出血的外科手术治疗策略国内外学者尚存在广泛争议。

随着神经内镜设备及神经外科微侵袭手术技术的不断发展，神经内镜辅助下高血压脑内血肿清除手术优势逐渐显现。与常规开颅手术相比，神经内镜可以为术者提供清晰的手术视野，明显提高脑内血肿清除率，术中较小的医源性损伤可在一定程度上改善患者的预后；并与立体定向下脑内血肿穿刺术相比，神经内镜监视下的清晰视野可以为术者术中及时发现出血点及可靠止血提供保障，脑内血肿的清除率也明显高于立体定向下血肿穿刺。

高血压脑出血多发生于基底节区和丘脑等脑组织深部，而神经内镜辅助下脑内血肿清除术采用小骨瓣开颅（直径约2.5 cm），操作空间有限，如何精确穿刺深部血肿达目标位置成为神经内镜手术成功的关键。很多学者根据自身经验进行深部脑内血肿穿刺，但稳定性及可靠性均较差；也有报道采用神经导航辅助深部脑内血肿定位，因术前需要头皮粘贴标志物并再次头颅CT扫描及术中导航信息注册，费时费力，且神经导航设备及软件系统价格昂贵，经济欠发达地区及广大基层医院难以配置，故不适用于高血压脑出血的术前计划。

增强现实(augmented reality, AR)技术是把虚拟世界套在现实世界并进行互动。随着电子产品运算能力的提升，增强现实技术的用途越来越广，尤其对于医学领域更为重要。为了提高深部脑内病变手术的准确性和精确性，多种增强现实技术已逐渐应用于神经外科手术部位的精确定位。笔者将3D-slicer软件结合iPhone5智能手机应用程序实现低成本增强现实技术应用于高血压脑出血手术中，经多次操作证实，即可为深部脑内血肿穿刺及神经内镜微创手术提供了较为客观、准确的定位指导。3D-slicer软件是由哈佛大学和麻省理工学院联合开发的一个免费开源的图像分析处理平台，对计算机硬件要求不高，操作简单，并且支持功能扩展和改进。利用患者入院时头颅CT扫描原始DICOM格式数据，通过运行3D-slicer软件即可在较短时间内完成颅骨、头皮和深部脑内血肿的三维重建并设置多个标记点。截取重建图像后导入iPhone5智能手机，使用手机重曝相机功能调取重建截图作为底片，调整其曝光度致重建图片及患者头皮同时显影，将标记点与患者体表解剖标志准确融合后，即可实现增强现实技术，进而可以在手机屏幕监视下准确描画脑内血肿的头部体表投影，为术中深部脑内血肿的穿刺提供客观、准确定位指导。

本研究对17例高血压脑出血患者的术前头颅CT数据资料应用3D-slicer软件进行三维重建，均在较短时间内完成，并无需粘贴头皮标记物及二次进行头颅CT扫描、导航信息注册等操作，在一定程度上优于神经导航。根据重建后具体脑内血肿部位及形态，个体化选择经额入路或经顶间沟入路成功穿刺血肿，避免了脑功能区及重要血管结构的再次损伤；同时术中无需开放脑室、蛛网膜池释放脑脊液，脑内血肿位置相对固定，17例患者均成功穿刺至理想位置。神经内镜辅助下脑内血肿清除手术操作在透明工作鞘内进行，可人为创造操作空间，清晰显示血肿与正常脑组织边界，不仅提高了血肿清除率，而且可以在神经内镜监视下有效止血，降低了术后再出血发生率，改善患者预后。

低成本增强现实技术也存在一定的局限性：首先，相比神经导航系统，此项技术无法在术中进行实时互动及错误校正，且位置相对固定（一般选择侧位头皮体表投影）；其次，因本组病例数量较少，此项研究的精确性尚需多中心、大样本的病例研究进一步证实。

总之，术前通过应用3D-slicer软件及iPhone5智能手机实现低成本增强现实技术，可以为高血压脑出血的神经内镜微创手术提供较为准确可靠的定位指导，对于提高高血压脑出血手术的疗效大有裨益。