弥散张量成像与血氧水平依赖功能磁共振成像在脑肿瘤诊断中的联合应用

目的 弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)与功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)对脑肿瘤术前评估具有重要意义.文中探讨DTI与血氧水平依赖功能磁共振成像(blood oxygen level dependent-fMRI,BOLD-fMRI)对累及运动通路的脑肿瘤诊断中联合应用的价值. 方法 对16例累及皮层运动区及锥体束的脑肿瘤患者行fMRI及DTI检查,另以10例健康者作为对照,2例患者术后复查.fMRI采用双侧交替进行的大拇指对掌运动作为任务刺激.所有数据进行离线后处理,fMRI图像观察运动皮层区激活情况,DTI处理后得到FA图及DEC图,测量患侧与健侧锥体束的FA值,并行纤维束成像,用fMRI Merge 1.2软件将fMRI与DTT图像叠加. 结果 每例患者的健、患侧主运动区(primary motor area,M1)、辅助运动区(supplementary motor area,SMA)均激活,其中12例患侧M1区信号低于健侧,3例患侧M1区信号高于健侧,1例健侧与患侧M1区信号无明显差别,11例患侧M1区信号移位,8例患者患侧SMA区及健侧M1区的激活程度比健康人增强.DTI显示患侧锥体束FA值下降,白质纤维束与脑肿瘤的关系可分为单纯移位、移位伴破坏和单纯破坏3种类型.fMRI与DTT联合应用可显示肿瘤、皮层运动区及皮层下白质纤维束之间的关系.锥体束的保留、移位与M1区的激活、移位具有一致性. 结论 联合应用fMRI与DTI可显示肿瘤、皮层运动功能区及白质纤维束之间的关系,有助于邻近的脑运动功能区肿瘤患者术前评估.     

磁共振扩散张量成像结合神经导航对功能区脑肿瘤手术的指导意义

目的 探讨磁共振扩散张量成像重建结合神经导航对功能区脑肿瘤手术的指导意义。 方法 对15例胶质瘤患者和6例脑膜瘤患者手术前后分别行磁共振常规扫描、增强扫描及磁共振扩散张量成像检查,并在扩散张量成像的基础上利用白质纤维束示踪成像技术行神经纤维束三维重建,根据重建图像制定手术方案,确定手术入路和手术切除范围,术中结合神经导航,显微镜下切除肿瘤。 结果 本研究21例病例术前的DTI三维纤维成像图中15例胶质瘤患者中肿瘤对瘤周白质纤维的影响有6例表现为单纯破坏、9例表现为移位伴破坏;6例脑膜瘤患者肿瘤对瘤周白质纤维的影响中有4例表现为单纯移位、2例表现为移位伴少量破坏。15例胶质瘤患者镜下全切13例,次全切2例;4例术后与术前对比有少量神经纤维损伤,其余病例神经纤维均未见手术损伤。6例脑膜瘤患者均镜下全切,手术前后对比均未见神经纤维损伤。12例原有神经功能缺失患者术后神经功能缺失症状无明显加重,随访6个月症状明显好转;术后新发部分运动性失语2例,经治疗后随访6个月基本恢复;新发肢体偏瘫2例,经治疗后随访6个月1例完全恢复,1例无明显好转。 结论 扩散张量成像重建结合神经导航可在保护神经功能的同时最大程度切除肿瘤,对手术方案的制定具有重要的指导意义。      

磁共振弥散张量成像技术在大脑初级运动皮层区附近肿瘤术前评估中的参考价值

目的:探讨磁共振弥散张量成像(DTI)技术在大脑初级运动皮层区附近肿瘤术前评估中的参考价值。方法:应用3.0T磁共振,术前对34例近中央前回区的肿瘤患者术前行DTI检查。观察并分析肿瘤与运动功能区及皮质脊髓束的关系,术前评估,设计手术入路,对所有病例进行显微手术治疗。结果:DTI图像显示了皮质脊髓束的受累情况。表现为单纯受压、移位者22例,发生浸润、破坏者12例。手术全切28例,次全切除6例,术后患者症状改善30例,加重4例。结论:DTI能够显示白纤维束的分布、走行及与病变的关系,对临床手术方案的制定及术中对白质纤维束的保护有较好的指导价值。     

BOLD-fMRI联合DTI在侵及运动区肿瘤中的临床应用

目的研究血氧水平依赖功能磁共振技术(Blood oxygenation level dependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI)联合弥散张量成像技术(Diffusiondensorimaging,DTI)指导运动区肿瘤手术切除的临床意义。方法 2010年3月到2011年10月,术前常规行MRI和肌力检查诊断为侵及运动区肿瘤22例,进行术前随机分组;实验组10例,实验组术前行BOLD-fMRI及DTI检查,对照组12例,对照组术前仅行DTI检查。实验组及对照组均由同一术者阅读检查结果后设计手术方法和手术入路,以及术中确定切除范围;并由同一术者主刀完成肿瘤切除手术。术后第三天复查MRI,用于计算两组病例的肿瘤全切率。术后一周行肌力检查,用于判断术后两组病例的运动功能情况。采用Fisher精确概率法对两组的肿瘤全切率和术后致残率进行统计学分析。结果 10例实验组病例中,9例为全切,1例为次全切。12例对照组病例中,5例为全切,7例为次全切。统计学分析结果显示实验组的肿瘤全切率明显高于对照组的肿瘤全切率(P<0.05);10例实验组病例中,术后均无肌力下降,12例对照组病例中,5例出现术后肌力下降,统计学分析结果显示实验组的手术致残率明显低于对照组的手术致残率(P<0.05)。结论 BOLD-fMRI联合DTI相对单纯的使用DTI,可以更加清晰的显示侵及运动区肿瘤患者的皮层运动功能区及皮层下白质纤维束的解剖学位置,从而使术者能够设计出最佳的手术入路和手术方法,并计划出切除范围,有助于提高肿瘤的全切率和最大限度的保留患者的运动功能。     

耳前锁孔颞下入路切除岩斜区肿瘤

目的 探讨电生理监测下耳前锁孔颞下入路显微手术治疗岩斜区肿瘤的手术技巧和治疗效果。方法 根据肿瘤术前影像学特点,采用耳前锁孔颞下入路切除肿瘤,术中辅以神经电生理监测。结果 本组共18例患者,其中15例肿瘤全切除(83.3%),2例次全切除(11.1%),1例大部切除(5.6%)。术后出现动眼神经麻痹1例,术后9 d出院时已恢复;复视2例,其中1例4个月后恢复,1例6个月后复查明显缓解;面部感觉减退3例,1例2个月后基本缓解,2例6个月后恢复;面瘫1例,6个月后痊愈;无脑脊液漏、偏瘫、失语及死亡病例。结论 耳前锁孔颞下入路显微手术是治疗主要位于中、上斜坡的岩斜区肿瘤的理想选择,术中神经电生理监测有助于保护神经功能,减少神经功能损害。     

Clinical application of BOLD-fMRI combined with DTI in tumors involving motor cortex

目的 研究血氧水平依赖功能磁共振技术(Blood oxygenation level dependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI)联合弥散张量成像技术(Diffusion densor imaging,DTI)指导运动区肿瘤手术切除的临床意义.方法 2010年3月到2011年10月,术前常规行MRI和肌力检查诊断为侵及运动区肿瘤22例,进行术前随机分组；实验组10例,实验组术前行BOLD-fMRI及DTI检查,对照组12例,对照组术前仅行DTI检查.实验组及对照组均由同一术者阅读检查结果后设计手术方法和手术入路,以及术中确定切除范围；并由同一术者主刀完成肿瘤切除手术.术后第三天复查MRI,用于计算两组病例的肿瘤全切率.术后一周行肌力检查,用于判断术后两组病例的运动功能情况.采用Fisher精确概率法对两组的肿瘤全切率和术后致残率进行统计学分析.结果 10例实验组病例中,9例为全切,1例为次全切.12例对照组病例中,5例为全切,7例为次全切.统计学分析结果显示实验组的肿瘤全切率明显高于对照组的肿瘤全切率(P＜0.05); 10例实验组病例中,术后均无肌力下降,12例对照组病例中,5例出现术后肌力下降,统计学分析结果显示实验组的手术致残率明显低于对照组的手术致残率(P＜0.05).结论 BOLD-fMRI联合DTI相对单纯的使用DTI,可以更加清晰的显示侵及运动区肿瘤患者的皮层运动功能区及皮层下白质纤维束的解剖学位置,从而使术者能够设计出最佳的手术入路和手术方法,并计划出切除范围,有助于提高肿瘤的全切率和最大限度的保留患者的运动功能.     

少节段和多节段髓内肿瘤的临床对照

目的:对比性分析少节段和多节段髓内原发性肿瘤患者神经功能和预后的差异。方法: 选择北京大学第三医院2010年1月至 2015年12月显微神经外科手术治疗髓内肿瘤患者进行回顾性分析,共收集病例135例,用IJOA(improved Japanese orthopaedic association) 评分评估手术前后的神经功能状况。结果: 在少节段和多节段髓内肿瘤患者中,术前IJOA评分(P=0.02)和术后早期IJOA评分(P=0.004)差异均有统计学意义,不论术前还是术后早期,少节段髓内肿瘤患者神经功能都较好一些,大部分多节段髓内肿瘤患者都有不同程度的肢体无力,但是,对于术后长期的神经功能,多节段和少节段髓内肿瘤患者的差异无统计学意义(P=0.12),经过积极的功能锻炼,多节段髓内肿瘤患者的神经功能状况得以充分改善。结论:相比多节段髓内原发肿瘤患者,少节段髓内原发肿瘤患者围手术期的神经功能状况要好一些,尤其在肢体肌力方面,经积极功能锻炼,多节段髓内肿瘤患者的远期神经功能状况得以充分改善。     

功能磁共振成像联合弥散张量纤维束成像在脑肿瘤手术中的应用价值

目的探讨功能磁共振成像(fMRI)和弥散张量纤维束成像(DTI)技术对提高脑肿瘤的全切率的作用。方法 16例脑肿瘤患者为观察组,手术前后行行fMRI和DTI检查;21例脑肿瘤患者为对照组,未行fMRI与DTI检查。两组均在神经导航下显微手术切除肿瘤,比较肿瘤全切率及致残率,观察两组手术前后Karnofsky功能评分(KPS评分)。结果观察组肿瘤全切除率明显高于对照组(<0.05),两组术后神经功能改善率差异无统计意义(>0.05)。结论 fMRI及DTI可以立体形象地显示肿瘤对脑功能区及白质纤维束的影响,有助于提高脑肿瘤在导航下手术全切率,并有可能降低其术后致残率。     

MRI-DTI成像DTT技术及FA值对脑膜瘤术前的指导和术后的评价作用

[目的]研究磁共振弥散张量成像(DTI)扩散张量纤维束成像(DTT)技术及FA值对脑膜瘤术前手术路径和范围的指导和术后患者临床症状改变的评价作用。[方法]对25例(1例多发)确诊良性脑膜瘤患者行术前常规MRI、DTI检查和术后二月余行常规MRI、DTI检查,原始数据用GE-funtool软件进行后处理,获得各向异性分数(FA)图及重建弥散张量3D纤维束(DTT)图,分析术前脑膜瘤与白质纤维束关系和术后白质纤维束破坏程度和患者临床表现改变程度。结果根据3D纤维素图像对其中13例患者术前颅骨切口位置重做修订,皮质切口范围缩小处理;8例患者肿瘤切除范围进行了重新设定,并最大程度避开功能区。手术区白质纤维束术前表现为受压变形、移位、稀疏及中断,术后25例白质纤维束均有不同程度改变,其中23例1、2级患者临床基本无症状,1例3级患者肌力有不同程度下降,白质纤维束受损明显;1例4级白质纤维束受损程度严重较稀疏,伴有较大范围完全中断;白质纤维束损伤严重程度与肌力级别呈显著负相关关系。手术区所测FA值有不同程度下降,与患者临床症状相关关系不确定。结论 DTI可为脑膜瘤变术前制订安全手术计划,提高病变的切除率,术中更好保护正常脑组织,减少患者术后运动功能障碍;DTI和DTT对观察脑组织的损害程度、预测术后恢复程度和对指导临床康复治疗具有重要作用。     

椎管内外沟通性肿瘤手术治疗方法和临床疗效评价

目的 探讨临床中不同节段椎管内外沟通性肿瘤手术治疗方法和临床疗效评价。方法 回顾性分析2015年1月至2018年10月在延安市人民医院神经外科住院经显微手术切除的16例椎管内外沟通性肿瘤患者的临床资料。术前均完善脊柱X线、CT三维重建、MRI(平扫+增强)检查,明确肿瘤大小、位置及其周围组织的解剖关系,对于颈段的肿瘤,术前还需行颈部血管CTA检查评估肿瘤与椎动脉之间的关系,有利于指导术中肿瘤完整切除和避免损伤椎动脉。手术方式采取后正中入路暴露病变椎体节段、显微镜下一期完整切除肿瘤,其中14例采用钉棒系统内固术重建脊柱的稳定性。术后行脊柱CT三维重建和X线检查评价脊柱稳定性,行MRI检查评价肿瘤的切除情况,对手术前后感觉、运动障碍恢复情况,采用美国脊髓损伤学会(ASIA)评分进行统计学分析评估。结果 本组16例椎管沟通性肿瘤均在显微镜下行一期全部切除。术后无一例脑脊液漏、切口感染及死亡病例发生。术后随访3月~2年,16例患者术后神经功能恢复均有不同程度的改善,影像检查随访均无肿瘤复发及脊柱失稳。结论 对于椎管内外沟通性肿瘤选择显微镜下手术一期全切肿瘤,同时行脊柱内固定术维持术后脊柱稳定性,具有较好的临床疗效。     

磁共振血管成像、虚拟现实技术在蝶骨嵴脑膜瘤术前计划中的应用

目的探讨磁共振血管成像、虚拟现实技术在蝶骨嵴脑膜瘤术前计划中的应用。方法 10例蝶骨嵴脑膜瘤患者术前行头颅CT、MRI和MRA等检查,然后将这些数据输入新加坡Volume Interactions公司研发的Dextroscope术前计划系统,在虚拟现实环境中对肿瘤及其周围组织进行重建等处理,构建出立体的空间三维图像;再利用系统工具对肿瘤及其周围组织进行观察、手术模拟等操作,在术前充分获得肿瘤、颅底骨质及神经、血管等相互关系的信息,制定详细的手术计划,并与术中情况进行对照。结果 10例患者均成功实现了三维立体虚拟现实影像的重建,按照术前计划进行手术,术中情况与术前模拟基本一致,符合率达100%。10例肿瘤均全切,取得良好效果,术后患者无后遗症。结论头颅MRA结合Dextro-scope术前计划系统反映肿瘤及其邻近组织的解剖结构信息,为术前制定手术方案提供帮助,有助于提高手术安全性与病灶切除率,改善患者预后。     

神经导航联合术中超声及唤醒在27例功能区胶质瘤手术中的应用

目的探讨神经导航联合术中超声及唤醒在功能区神经胶质瘤手术中的应用价值。方法回顾性分析2008年1月至2011年5月该院神经导航联合术中超声及唤醒在27例功能区胶质瘤手术患者的临床资料。结果肿瘤全切22例,大部分切除5例。术后出现感觉性失语2例,单侧肢体瘫痪5例,经过术后常规治疗护理,均好转出院。结论对于重要功能区神经胶质瘤,神经导航可在术前精确定位,设计最佳手术路线,术中超声与术中唤醒可判断出病灶与正常脑组织以及功能区的分界,实现最大限度地切除肿瘤。     

磁共振弥散张量成像在脑胶质瘤手术前后的价值

目的探讨磁共振弥散张量成像在脑胶质瘤手术前后的价值。方法回顾性分析2010年5月~2013年10月我院收治的20例脑胶质瘤患者及20例来我院进行健康体检的健康人并进行MRI及DTI检查。分析低级别胶质瘤及高级别胶质瘤与相邻脑白质纤维束的解剖关系及临床症状的评价,比较高级别胶质瘤患者胶质瘤病灶区、灶周水肿区及正常白质区的MD值、FA值。结果低级别胶质瘤(Ⅰ~Ⅱ级共13例)推移相邻脑白质纤维束,手术效果较好,切除充分,患者的临床症状在术后较术前均明显改善。高级别胶质瘤(Ⅲ~Ⅳ级共7例)浸润、破坏相邻脑白质纤维束,患者的临床症状在术后较术前改善不明显。三个区域的MD值由高到低依次为:胶质瘤病灶区、灶周水肿区、正常白质区,差异有统计学意义(P<0.05),胶质瘤病灶区MD值高于灶周水肿区,但无统计学意义(P>0.05)。FA值由高到低依次为正常白质区、灶周水肿区、胶质瘤病灶区,有统计学意义(P<0.05)。结论 DTI技术对手术方案的制定、手术切除范围的判断均有积极的作用,并且对手术风险的评估及患者疾病预后的预测也有重要的作用。     

Dextroscope虚拟系统在甲状腺疾病临床教学中的应用

Dextroscope工作站是近年来开发的用于制作虚拟现实模型的先进设备。我院普外科不仅将它运用于甲状腺疾病的术前规划,而且将其运用于甲状腺疾病的临床教学。Dextroseope虚拟系统应用于教学提高了学生的临床思维能力及临床综合操作水平,激发了学习兴趣、扩展了知识面、缩短了学习曲线,缓解了学生见习难的矛盾,推动了教学改革,值得推广。     

磁共振DTI及DTT在胶质瘤诊断及治疗中的应用

目的：探讨磁共振弥散张量成像(DTI)对判断胶质瘤良恶性和侵袭性的价值及胶质瘤与脑白质结构间关系,观察纤维束受损情况,为制定胶质瘤手术方案提供影像学依据。方法：31例不同级别胶质瘤（低级别胶质瘤15例,高级别胶质瘤16例）患者均行常规磁共振成像(MRI)和DTI检查,分别绘制FA图、DEC图并重建弥散张量纤维素成橡(DTT)图。选择肿瘤实质、瘤周水肿及水肿边缘作为感兴趣区,分别比较不同级别胶质瘤相应感兴趣区内的rFA值,并观察肿瘤周围白质纤维束的改变。结果：低级别胶质瘤与高级别胶质瘤的平均rFA值均表现出实质部分（低级别组0.428±0.078,高级别组0.366±0.055）、瘤周水肿（低级别组0.578±0.120,高级别组0.458±0.158）、水肿边缘（低级别组0.834±0.074,高级别组0.676±0.138）的顺序递增的趋势。高级别胶质瘤组实质部分、瘤周水肿和水肿边缘的rFA值均较低级别胶质瘤组明显降低（P<0.05）。在FA图中各级别胶质瘤表现为不同程度的低信号。DEC图中病变区颜色黯淡混杂、纤维束整体形态异常。在DTT图中低级别胶质瘤多数表现为纤维束部分中断（12/15）,少数表现为受压、偏移（3/15）;高级别胶质瘤中,纤维束多呈现明显的变形移位,多数表现为纤维束明显中断、稀疏（13/16）;少数表现为纤维束全部或大部分中断（2/16）;1例主要表现为受压移位。结论： DTI能够在术前评价胶质瘤的恶性程度及瘤细胞侵袭性并能较全面地观察纤维束改变,可为胶质瘤手术方案的制定、判断手术效果及观察预后提供影像学依据。     

弥散张量纤维束成像在脑肿瘤手术的应用

目的明确弥散张量纤维束成像(diffusiontensortractography,DTT)技术在脑肿瘤术前计划制定及术后评价中的作用。方法对16例经病理学证实的脑肿瘤患者在术前进行DTT,利用DTT软件包重建重要脑白质纤维束(包括锥体束、胼胝体和视放射),观察其与脑肿瘤的位置关系,据此制定合理的手术计划。术后再利用DTT评价手术对上述脑白质纤维束的影响。结果脑白质纤维束与脑肿瘤的位置关系可分为单纯移位、移位伴破坏和单纯破坏3种类型。12例累及锥体束,其中单纯移位1例(术后移位减轻)、移位伴破坏9例(术后移位减轻)和单纯破坏2例(术后无改善)。7例累及胼胝体,其中移位伴破坏3例(术后移位减轻)和单纯破坏4例(术后均无改善)。3例累及视放射,均为单纯移位(术后移位减轻)。结论DTT可在术前显示重要的脑白质纤维束与脑肿瘤的位置关系,有助于脑肿瘤患者术前计划的制定和手术效果的评价。     

VR技术在颅内动脉瘤手术术前计划中的应用

目的：在颅内动脉瘤手术前应用虚拟现实技术进行术前计划和模拟手术。探讨虚拟现实技术的应用价值。方法：全组97例患者术前均行CTA或MRA检查,将影像数据已DICOM格式保存,传入VR系统工作站中,进行VR立体三维重建,从任意角度观察动脉瘤、载瘤动脉及比邻血管,确定手术方案,拟行动脉瘤夹闭术者进行VR模拟手术。结果：76例行动脉瘤夹闭手术,1例行颞浅动脉-大脑中动脉搭桥手术,16例行介入栓塞治疗,2例放弃治疗;手术患者术中所见与VR术前计划所见完全一致,术后无死亡病例。结论：虚拟现实术前计划系统可在术前提供充分的立体三维信息,模拟手术可帮助术者充分了解动脉瘤夹闭的可能性,有效降低手术意外的发生     

虚拟现实技术在医学中的发展与应用

文章简述了虚拟现实技术的技术基础和特点。探讨了虚拟现实技术在现代医学中的应用范围,如:虚拟人体的应用、虚拟外科手术模拟、远程医疗、虚拟医院以及高等医学教育等。同时,对虚拟现实技术现在存在的问题和以后的发展前景也进行了讨论。     

Preoperative surgical planning for intracranial meningioma resection by virtual reality

Background  The Dextroscope system by Volume Interactions (Singapore) had been applied to minimally invasive neurosurgery in many units. This system enables the neurosurgeon to interact intuitively with the three-dimensional graphics in a direct manner resembling the way one communicates with the real objects. In the paper, we explored its values in pre-operation surgical planning for intracranial meningiomas resection.

Methods  Brain computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), and magnetic resonance venography (MRV) were performed on 10 patients with parasagittal and falcine meningiomas located on central groove area; brain CT, MRI and magnetic resonance angiography (MRA) were performed on 10 patients with anterior skull base meningiomas and 10 patients with sphenoid ridge meningiomas. All these data were transferred to Dextroscope virtual reality system, and reconstructed. Then meningiomas, skull base, brain tissue, drainage vein and cerebral arteries were displayed within the system, and their anatomic relationships were evaluated. Also, the simulation operations were performed.

Results  For parasagittal and falcine meningiomas, the relationships of tumor with drainage vein and superior sagittal sinus were clearly displayed in the Dextroscope system. For anterior skull base and sphenoid ridge meningiomas, the relationships of tumor with bilateral internal carotid arteries, anterior cerebral arteries, middle cerebral arteries and skull base were vividly displayed within the virtual reality system. Surgical planning and simulation operation of all cases were performed as well. The real operations of all patients were conducted according to the simulation with well outcomes.

Conclusions  According to the virtual reality planning, neurosurgeons could get more anatomic information about meningioma and its surrounding structures, especially important vessels, and choose the best approach for tumor resection, which would lead to better prognosis for patients.

     

Medical applications of virtual reality

Journal of Medical Systems - Medical applications for virtual reality (VR) are just beginning to emerge. These include VR surgical simulators, telepresence surgery, complex medical database...