“透视眼”助力扫平盲区 神经外科专家“拆弹”游刃有余

时间:2021-11-15 15:17来源:医师报 作者:衣晓峰 徐旭

人类自古以来就对“透视眼”的功能梦寐以求,渴望透过物体表面看清自身内部的奥秘,成为人们对超能力的终极幻想。早年德国物理学家伦琴在研究阴极射线管放电时,偶然发现了X射线,并将他妻子的手拍了下来,结果诞生了人类历史上第一张X光片。这一偶然发现让专家初步有了透视力,也开启了医学界影像诊断学的新纪元。

虚拟与现实技术导演的手术“大片”

随着CT、核磁共振等高级影像设备的逐步问世,进一步拓展了人类洞察自身内部结构的视野,但前进的脚步始终停留在2D成像的水平。时至今日,人们早已不再满足于现状,而是在好奇心和求知欲的驱使下,开始探索3D世界的真实再现,由此催生出了全新的虚拟技术。与此同时,伴随虚拟现实技术的崛起和发展,混合现实技术也随之应运而生,二者优势互补,上演了一场如梦似幻的黑科技“大片”——在通过特殊的机器扫描后,病人的立体投影模型就显现了,医生根据模型模拟手术的全过程,演练术中可能突发的各种情况,以制定周密详实的术前规划,得以把“事后诸葛亮”变成了“未卜先知”。

近日,哈尔滨医科大学附属第一医院神经外科五病房张相彤主任和梁洪生教授借助3D可视化技术、混合现实技术,施展出“庖丁解牛”的神奇功夫,精准地避开高位脊髓组织周边呼吸、心跳及肢体功能中枢等复杂解剖关系布下的重重“陷阱”,成功地为患有寰枢椎水平肿瘤的冯先生拆除了可怕的“震撼弹”。术后磁共振成像回报结果显示,在未伤及任何重要组织的前提下,冯某高颈髓部位的肿物被彻底摘除,随着康复治疗的同步进行,他的双下肢力量正逐渐恢复,对此次手术十分满意。

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在高位脊髓上动刀,堪称危机四伏

差之毫厘,谬以千里。21世纪,人们锻造出的“火眼金睛”,极大地减少了手术失败的概率。在接受媒体记者采访时,张相彤主任为我们还原了这次手术的神奇过程:今年59岁的冯先生,两年前被查出脊柱顶端寰枢椎水平位置长了一个肿瘤,而肿瘤早期就已严重压迫脊髓,让他丧失了自主行走能力,不得不靠轮椅代步;更为可怕的是,如果不能及时将瘤体切除,还将逐步造成冯先生四肢瘫痪,呼吸障碍,甚至危及生命。几经辗转,患者及家属找到了张相彤、梁洪生团队,希望能救他一命。

业内人士都很清楚,这场手术无疑将是一场凶险且艰难的“战役”,需要详尽的术前计划及高超的手术技能。两位教授在对冯先生的病情做出详细会诊分析后,决定进一步完善术前影像学检查,并动用最新的“黑科技”手段——3D可视化技术+混合现实技术来为患者保驾护航,梁洪生教授介绍,冯先生的手术之所以危机四伏,是因为这个肿瘤位于患者第一、二颈椎(寰椎、枢椎)水平,犹如一块大石头,重重地压在高位脊髓上;同时又被一大堆“藤蔓”紧紧地缠绕着,这些“藤蔓”就是病人颈部的神经和血管。

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此时,冯先生的椎体已严重变形,将脊髓压得像一张薄饼。要想搬掉脊髓上的“巨石”,就要先剥除这些乱糟糟的“藤蔓”,一旦稍有不慎,将导致其高位截瘫,乃至死亡的后果。张相彤主任解释说,以往施行这类手术时,医生只能依靠CT、磁共振等数据来判断肿瘤所在位置,制定手术方案只能凭借临床经验和立体思维形成空间角度和深度想象,就算身经百战的的高年资医师,其精准性也难以保证。

从“了然于心”上升为“历历在目”

在这场手术中,医疗组首先将冯先生的术前影像学资料进行了3D重建,在电脑端的3D可视化技术阅片软件平台上模拟术前规划、测距、角度测量、血管距离、肿瘤直径、体积、面积测量等一系列操作,甚至可以轻松自如地旋转、放大每一个细节,让患者的病灶大小及位置从“了然于心”到“历历在目”。接下来,张相彤、梁洪生教授团队根据原始CT、磁共振影像学资料,在“医学人工智能实验室”施行了3D建模及算法优化,对病灶给出了靶向定位。

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随后,两位教授佩戴上Hololens 2眼镜(混合现实的投影设备),在拓影系统的精准导航下,对冯先生的高颈髓病变进行了个性化设计,利用3D可视化技术与拓影手术导航系统相互融合,完全实现了全息影像和手术现实的精准匹配与互动。在两位术者的眼中,透过患者皮肤,整个骨骼、神经、血管及肿瘤毗邻关系的“密码图”一览无余,保证了整台手术精确制导、准确定位,从而既干净利落地切除了病灶,解放了饱受欺压的脊髓,又避免殃及到肿瘤周边重要的血管和神经。

“黑科技”加持,让神经外科走的更远

另外,让冯先生深感意外的是,在术前例行的医患沟通中,张相彤教授团队还通过混合现实投影设备,为他和家属演示了手术的每一个环节,使患者在微电影一样的场景中预先“看到”自己手术治疗的全程,使其充分了解到自身病情及术后效果,大大增强了患者战胜病魔的信心和勇气。5.png

梁洪生教授评价指出,在世界工业革命4.0以及我国“互联网+”的时代大背景下,各行各业都在寻求新的道路,医学作为日新月异的学科,自然成了这场革命的排头兵。据了解,目前哈尔滨医科大学附属一院神经外科已将3D可视化技术和MR混合现实技术应用到多种神经外科复杂疾病的手术中,包括高位椎管内肿瘤、颅底肿瘤、胶质瘤及动脉瘤等复杂的病种。相信有上述“黑科技”的加持和助力,必将让现代神经外科技术获得“神助攻”,完成一场场漂亮的“攻坚战”。

张相彤教授简介

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哈尔滨医科大学附属第一医院神经外科五病房主任,二级教授,一级主任医师,博士研究生指导教师,“龙江名医”。兼任中华医学会神经外科分会颅脑创伤组全国委员,中国医师学会神经创伤分会全国委员等。主持国家自然科学基金等课题8项,培养硕士博士研究生30余人,发表论文50余篇。获国家级专利5项,省级医疗新技术一等奖1项,为国家自然基金评审专家。

2003年10月建立黑龙江省首家以神经外科急诊急救为单元的神经外科急诊绿色通道病房,年收治患者2000余人,年开展各类神经外科手术1300余台。一直研修各类脑血管、脑肿瘤及颅脑创伤等神经外科各种疑难杂症。国内较早地开展神经外科急危重症的急诊急救工作,尤其对开颅行脑动脉瘤夹闭术、血管畸形切除术、重度颅脑损伤后脑脊漏修补术以及颅底肿瘤等有丰富的临床经验。


梁洪生教授简介

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哈尔滨医科大学附属第一医院神经外科五病房副主任,主任医师,教授,博士研究生指导教师,哈医大一院杰出青年,加拿大渥太华大学访问学者。现任中国神经外科重症管理协作组全国委员等学术兼职,目前已发表SCI收录文章27篇,主持国家自然科学基金等项目8项,获国家级专利5项,省级医疗新技术一等奖1项,国自然基金评审专家。

毕业后一直从事神经外科领域的“医、教、研”工作,注重临床与基础研究结合,积极推广神经外科的新技术的转化,以及将微创治疗理念应用于神经外科手术方面获得成绩突出,尤其在治疗颅脑损伤、脑出血、脑积水等方面具有丰富临床经验。



责任编辑:昕亚
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