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文献编译 | ROSA机器人辅助内镜三脑室造瘘术:单中心的9例经验 | 刘献志点评
来源:手机搜狐网发布时间:2020年06月02日

ROSA神外周刊

北科-ROSA神外周刊 第11期

文献出处

ROSA机器人辅助内镜三脑室造瘘术:单中心的9例经验

Reid Hoshide, MD, MPH, Mark Calayag, MD, Hal Meltzer, MD, Michael L. Levy, MD, PhD, and David Gonda, MD

作者:加州圣地亚哥,瑞迪儿童医院神经外科

通讯地址:Reid Hoshide,Division of Neurosurgery,Rady Children's Hos-pital,200 W Arbor Dr.,San Diego,CA 92103.Email:rhoshide@ucsd.edu.

Reid Hoshide, MD, MPH, Mark Calayag, MD, Hal Meltzer, MD, Michael L. Levy, MD, PhD, and David Gonda, MD

作者:加州圣地亚哥,瑞迪儿童医院神经外科

通讯地址:Reid Hoshide,Division of Neurosurgery,Rady Children's Hos-pital,200 W Arbor Dr.,San Diego,CA 92103.Email:rhoshide@ucsd.edu.

原文链接:https://doi.org/10.3171/2017.3.PEDS16636

目的:内镜三脑室造瘘术(ETV)是一种治疗梗阻性脑积水的有效方法。在其最常见的应用中,外科医生会根据解剖标志来规划手术的入点和内窥镜路径,然后徒手控制内窥镜。最近的研究报告显示,在北美进行的所有ETV中,神经损伤的发生率高达16.6%。作者已经将ROSA机器人应用到ETV手术中,以三维优化内窥镜的轨迹,从而降低内窥镜对神经结构牵拉的风险,并提供稳定的内窥镜器械固定。在这项研究中,他们介绍了将ROSA机器人用于ETV手术的经验。

方法:作者医院在8个月内,连续开展了9例ROSA机器人辅助下ETV术。患者必须对ETV有良好的预期反应(ETV成功评分>70),且不能进行其他内窥镜检查(例如,脉络丛烧灼,透明隔造瘘)。根据不同情况,选择不同的影像注册配准方式(CT,MRI,面部激光或骨性基准注册配准)。

结果:9例儿童患者,年龄范围为1.5-16岁,4名女孩和5名男孩,ETV成功评分为70至90分的患者在ROSA辅助下成功进行了ETV手术。病理结果包括:顶盖肿瘤(n=3),出血或脑膜疾病导致的交通性脑积水(n=2),先天性导水管狭窄(n=1),脑穿通性囊肿(n =1),Chiari I畸形(n=1)和松果体区肿瘤(n=1)。在前两例手术中,仅使用机器人辅助内镜进入脑室,但在后7例手术中,整个手术过程都使用了机器人辅助。其中有4例还同时进行了其他手术(3例立体定向顶盖活检,1例Chiari减压术)。随着逐渐使用,注册配准和手术时间都缩短了,手术效率明显提高。所有患者的术前症状都完全缓解了,且没有任何并发症。

结论:ROSA机器人辅助ETV,更加稳定、精准和微创。

关键词:脑积水;内镜下三脑室造瘘术;机器人手术辅助;微创手术;手术技术

首例ETV手术由Mixter在1923年开展;他使用泌尿外科器械探视第三脑室底和造瘘。之后这个手术经过改良,包括脉络丛凝灼、立体定向术和内窥镜[6]。脑脊液分流术需要植入分流管,与之相比,ETV具有独特优势。植入分流管失败或感染率,对患者、家属和外科医生来说,都很棘手。

ETV手术是否有效,可以在术前根据患儿年龄、分流史和脑积水的病因来综合评估,目前常用的评分表为ETV Success Score(ETVSS)[1,2,7]。ETV的并发症通常是由于在进入或穿透第三脑室底的过程中损伤邻近结构引起的[11,12]。根据脑积水临床研究网络的最新数据分析,穹窿损伤是最常见的并发症,发生率为16.6%。其次为低钠血症(3.9%)、丘脑挫伤(1.8%)和下丘脑挫伤(1.5%)。1.5%的病例出现新的神经功能障碍,其中三分之一为永久性神经功能障碍[8]。其他文献报道的并发症包括垂体功能障碍、动眼神经麻痹,或血管结构如基底动脉(BA)损伤[11,12]。减少损伤的关键是,器械一旦进入颅内,就要保持稳定[3,11,12],这既可以防止不必要的、可能有害的移动,也保证顺利造瘘。

机器人立体定向辅助装置(ROSA,MedTech)自2007年开始应用于微创神经外科。ROSA机器人帮助神经外科医生进行了许多微创手术,包括DBS的电极植入、脑活检[9]、癫痫监测的深部电极置入[4]、致痫灶的激光消融[5,13],和脊柱椎弓根螺钉植入固定[10]。ROSA机器人使神经外科医生能够借助立体定向和手术器械精准导引固定,来开展立体定向手术。我们介绍第一个使用ROSA机器人辅助进行ETV的病例研究和相关手术技巧。

方法

每个病人都接受了标准的脑积水术前检查。回顾影像学研究和临床病史,以确定最佳的手术治疗方法。手术指征是脑积水患者出现临床症状。当ETVS预测高成功率(>70)时,选择ETV而不是分流手术。采用ROSA计划系统对经侧脑室和室间孔至第三脑室底的内镜路径进行优化。

将术前影像导入ROSA工作站进行路径规规划。建议行CTA或T1增强MRI薄层扫描,以规避血管。在矢状面上,把靶点设在第三脑室底部、基底动脉前方。在冠状面和矢状面上,将右侧室间孔设置为临时入点。然后,沿着这个路径向外追溯到颅骨平面,调整为第二个临时入点。分析路径的走向,进行微调,以规避路径周围的血管。将颅骨厚度的中点设为最终入点,因为这是术中内镜沿着路径进行微移动的等距点。如需要进行二次手术(如用活检针),则应根据需要规划另一条路径。

患者全麻后,仰卧位,用Mayfield三钉头架进行固定,用ROSA激光距离传感器,根据面部解剖标志,进行激光自动扫描注册配准(图1)。

图1.ROSA机器人的头部连接固定装置,医生正在执行激光自动扫描注册配准。

如需同时进行多个手术,可以先完成最需要精确立体定位的手术。因此,需要在ETV前进行活检,以防止ETV和脑室减压术导致脑脊液流失或脑组织移位。每位患者都常规消毒铺单,没有剃头或剪发。

ROSA机械臂可指示头皮入点位置,用15号刀片在皮肤上破口,然后用3.2毫米的钻头在入点处钻孔(图2)。用67号Beaver尖刀片在硬脑膜入点十字切开,安装3.2mm短型塑料适配器。用脑穿针沿着塑料适配器和颅孔插入侧脑室,然后迅速取出脑穿针,沿着规划路径和内镜适配器缓慢插入内窥镜,进入脑室后可通过内镜观察脑室结构。我们使用的内镜为PAEDISCOPE®- Aesculap®,轴长150mm,外径3mm,2个工作通道(图3)。一个冲洗通道和一个引流通道。在工作通道使用器械时,谨慎冲洗;当工作通道开放,作为脑脊液引流通道时,可以冲水。

图2.ROSA机器人根据选择的轨迹运行到位,安装固定器及适配器,选用与适配器尺寸相配的钻头,插入电钻进行钻孔。

图3.将钻孔适配器换成内窥镜适配器。插入内窥镜到达计划手术部位。

准确定位室间孔后,将内窥镜推进第三脑室。在所有病例中,第三脑室的底部是半透明的,我们能够清晰辨认下面**体的解剖结构。我们选择在**体和BA前方作为造瘘口。通常需要调整内窥镜的路径约1-2毫米,来对准开窗仪器。选择 “等中心”运动模式,该模式可限制内窥镜在颅骨入口支点处的运动。ROSA机械臂处于“慢”运动模式,允许外科医生对内窥镜进行微小而精确的操作。沿着路径精确定位完成后,锁定机械臂。

用直径1.0毫米的Bugbee针穿过内窥镜的工作通道,穿刺第三脑室的底部,不需电灼。然后,用Fr-2 Fogarty球囊导管穿过微小破口,气球充气以扩大瘘口位置(图4)。

图4.Fr-2 Fogarty球囊穿过脑室镜的工作端,扩张第三脑室底部以形成并维持瘘口。

造瘘口扩大后,沿着瘘口推进内窥镜,以观察BA,并确保Liliequist的膜的瘘口充分扩大。然后,轻轻从脑室中取出内窥镜,同时特别注意观察室间孔周围的结构,有无拉伸或瘀伤的迹象。从患者头部取出内窥镜后,操作程序自动退回机械臂。皮肤切口用3-0可吸收单丝缝合线缝合。

结果

2015年12月至2016年7月,我们在ROSA机器人辅助下开展了9次ETV手术。患者特征和预后结果见表1。ETVSS评分均在70~90之间。术中无任何并发症,内镜下无瘀伤或神经结构意外拉伸,术后即刻无临床并发症。手术完成后,用内窥镜直接观察颅内结构,以评估室间孔和周围丘脑的瘀伤或损伤,并对所有患者行术后CT扫描,没有观察到造瘘术或其路径相关的周围神经结构出血或水肿。我们也在观察患者是否出现记忆缺陷、四肢肌力下降、面瘫或认知能力下降。所有患者术后30天,都不需要分流或重复ETV。在我们的队列中有1例死亡,与原发性疾病的进展有关,而与手术无关。

表1.9例脑积水患者的临床特征和预后

在9例患者中,手术时间逐渐减少,这反映了使用ROSA机器人的学习曲线。虽然早期手术需要2小时才能完成,但最近一次手术时间减少到了1小时(图5)。这客观地证明了我们对ROSA系统软件、注册和操作的熟悉程度。随着使用经验的增加,机器人辅助ETV的整个手术时间大约1小时(从头部固定到最终缝合),这与徒手进行ElV手术的预期操作时间相当。

图5.9名患者的总体手术时间,单位min。熟练使用ROSA后,可提高整体手术效率。

在前2例手术中,没有使用ROSA机器人完成整个手术过程,仅利用ROSA机器人进行头皮入点定位和钻孔。我们的3.2mm直径刚性适配器太长,内窥镜无法到达第三脑室。后来MedTech公司提供了一个较短的3.2mm直径塑料适配器,这使得机械臂能够在更靠近颅骨的地方工作,并允许150毫米长的内窥镜进入第三脑室。后7例手术都使用新适配器,这样所有患者的ETV手术全程都在ROSA辅助下完成。

案例展示

案例6

病史和术前检查

这是使用ROSA辅助ETV的第6个病人,16岁女孩,慢性头痛急性加重,伴有恶心呕吐,急诊就诊,神志清楚,完善MRI检查,结果显示中脑导水管狭窄并第三脑室扩大(图6)。急诊入院,拟次日行ROSA辅助ETV术,ETVSS评分为90。

图6.病例6.先天性导水管狭窄患者。MRI结果显示中脑导水管狭窄(左)和轻度脑室扩张(右)。

手术过程

全麻后,病人仰卧,头部轻微抬高。用Mayfield头架固定患者头部,并与机器人连接固定。将核磁数据和与ETV规划路径导入机器人(图7)。

图7.案例6.根据术前核磁,利用ROSA软件规划手术路径。靶点设在第三脑室底部。

如前所述,注册配准和内镜进入脑室非常顺利。但由于ROSA内镜套筒的高度限制,无法将全长度内镜插入颅内。这使得我们无法通过开窗的瘘口来观察基底池。虽然本例手术不受影响,病人安全苏醒,回到康复室。

术后疗程

术后患者恶心和头痛症状明显缓解,术后第2天出院回家。两周后,重新做了MRI检查,结果显示三脑室已经缩小,头痛程度和频率明显降低。她没有出现任何新的神经功能障碍。

案例9

病史和术前检查

第9例患者为12岁女孩,急诊就诊,主诉头痛伴恶心呕吐。入院前一天,症状急性加重,嗜睡、精神差,上视麻痹,头CT显示第三脑室扩大、松果体区高密度影。急诊床旁行脑室外引流术,MRI结果显示:松果体区肿瘤不均匀增强,阻塞中脑导水管。外引流后,患者意识及精神好转,经过评估,拟行松果体区肿瘤活检术和ETV。ETVSS评分为90。

图8.病例9.顶盖肿瘤继发导水管狭窄引起梗阻性脑积水的患者。MRI结果显示,双侧脑室轻度扩大,脑室外引流术后(A),顶盖肿瘤、继发导水管狭窄(B),肿瘤占位效应明显(C)。

手术过程

术前准备过程同上,安装Mayfield头架时,需要注意避开右额进行ETV的区域和活检术的入点区域。用ROSA机器人激光距离传感器进行激光面部自动扫描注册配准,并选择解剖结构验证准确性。注册完成后,选择规划的路径,装有激光距离传感器ROSA机械臂运行到位,在头皮上指示2个入点,确保手术的可行性。然后消毒铺巾。

图 9.案例9,第1个手术。ROSA软件根据术前影像进行手术路径规划。设置靶点在顶盖肿瘤处。

为了避免ETV后脑漂移,降低精准度,首先进行松果体区肿瘤活检术。使用ROSA系统软件,首先选择活检程序的路径,机械臂自动移动到活检路径,指示入点,行直切口,用手摇钻钻孔,67号Beaver刀片切开硬脑膜。把钻孔适配器换成了1.8毫米的peek适配器。然后,将VarioGuide活检针穿过这个新适配器,插入颅内。活检针到的靶点由距离可由ROSA软件计算。达到靶点,抽吸肿瘤,所获取的4个象限的组织均被术中冰冻切片诊断为肿瘤组织。取下VarioGuide活检针,用单根3-0单丝可吸收缝线缝合穿刺切口。

图10.案例9,第二个手术。ROSA软件根据术前影像进行手术路径规划。 靶点设在第三脑室底部。

然后进行ETV手术。通过ROSA导航软件,让机械臂移动到预先计划好的ETV路径。ETV过程见方法部分的描述,在ROSA指示的入点行直切口。在安全完成ETV后,保留外引流管,并保持在25毫米汞柱的较高水平,以允许CSF通过新的脑室-脑池造口通畅流动。

术后疗程

病人在术后保留插管并镇静,几天后拔管,她的头痛和嗜睡完全消失。上视麻痹和复视未改善,这与肿瘤的占位效应有关。术后4天,拔出外引流管。术后第9天出院至康复病房。肿瘤病理结果为松果母细胞瘤,接受了多疗程化疗和质子放疗。

讨论

本组9例患者术前症状在术后即刻得到明显改善。没有患者出现与手术相关的并发症。这些病人在术后几周内都接受了临床随访,并定期随访至6个月。所有患者均报告术前症状持续改善或缓解。一位病人死于原发性疾病。没有患者需要行脑室分流术。通过我们前9例ROSA辅助ETV经验,证明使用机器人存在学习曲线;但当我们完全熟悉后,ROSA辅助ETV的手术时间就接近了徒手ETV的时间,此外,切口也较小,内窥镜操作也减少了。

ROSA辅助ETV与传统徒手ETV相比,有几个明显优势。首先,ROSA机器人具有立体定向定位功能,可以将内窥镜精准导航到手术区域。其次因为定位精准,需要的骨孔和切口也较小。内窥镜固定在机械臂上,相当于医生的第三只手,牢固稳定,减少手颤和屏颤现象,外科医生可以双手操作。术前规设定安全区域,可通过机械臂限制内窥镜的角度、范围和深度,避免意外损伤穹窿和丘脑,从而提高手术安全性。如术中意外出血,不在路径范围内,只需要1-2秒取出脑室镜,然后将机械臂迅速移除手术区域,恢复徒手ETV术,非常灵活。

机器人辅助的另一个优点是,当开展多目的手术时,不用考虑患者头位及方向,ROSA机器人都能精准定位。当采用侧卧位时,徒手进行ETV,内窥镜的角度的路径很难确定。这个优势,在3例采用25°侧卧位进行枕下减压术中得到了证实。当采用75°侧卧位时,徒手ETV很难找到路标,术中容易迷路。使用ROSA机器人,可以同期开展多个手术,如增加活检。这非常节约时间,因为不需重新摆放头位或重新注册定位。另外,术中内窥镜的高清视频和ROSA导航的三维影像实时动态引导功能,互相验证,增加术者的空间方位感

ROSA辅助ETV相对于徒手ETV来说,增加了注册、安装等步骤的额外时间。机器人的使用和熟练,也存在学习曲线。但随着手术逐渐开展,经验增多,熟练掌握后,总的手术时间大大减少,仅比徒手ETV多大约20分钟,与使用无框架立体定向系统辅助ETV的时间类似。

结论

使用ROSA机器人辅助ETV手术,更加稳定、精准和微创。今后可以开展研究,确定采用这项新技术是否可以改善脑积水的预后,减少并发症。

刘献志教授点评

由于可以避免引流管植入,建立生理特点的脑脊液循环通路,颅内镜三脑室造瘘术(ETV)已经成为治疗梗阻性脑积水的首选方法。然而,在多数临床中心,外科医生多根据解剖标志规划手术入路和内镜路径,徒手控制内镜,神经损伤的发生率高达16.6%。机械臂的引进稳定了内窥镜器械,术者可以双手操作,一定程度上缩短手术时间、降低手术风险。ROSA机器人不仅能够提供稳定的内窥镜固定,外科医生可以双手操作,避免手抖和屏颤现象,而且能够优化内窥镜的轨迹,实现精准定位,降低手术体位依赖,减少对伸进结构牵拉的风险。虽然ROSA的使用增加了注册、安装等步骤的额外时间,也存在一定的学习曲线,但随着手术经验增多,总的手术时间仅比徒手ETV多大约20分钟。总之,使用ROSA机器人辅助ETV手术,更加稳定、精准和微创,这项新技术有望改善脑积水的预后,减少并发症。

刘献志

郑州大学第一附属医院外科医学部主任

郑州大学第一附属医院神经外科主任

国内著名神经外科教授

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