探讨虚拟内镜技术在分流失败的脑积水中的诊疗价值。
对2012年2月至2014年11月解放军总医院连续收治的76例，在其他医院分流失败的脑积水患者行三维快速自旋回波(3D－SPACE)序列扫描，根据3D－SPACE序列的DICOM数据采用3D－Slicer软件在个人电脑上进行三维重建虚拟内镜，依二者结果决定手术策略，评价虚拟内镜技术提供的信息对治疗策略的影响和临床价值。
在3D－SPACE基础上三维重建后的虚拟内镜图像对判断之前分流手术失败的原因和显示中脑导水管及室间孔梗阻有较大帮助。最终，共56例(73.7%)无需分流管而通过神经内镜治疗获得了脑积水的治愈。
虚拟内镜技术比常规磁共振影像能够提供更多的术前解剖影像信息，在分流失败的脑积水中有较好协助诊断价值，对决定手术策略亦能提供非常有价值的帮助。
版权归中华医学会所有。
未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明，本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
脑室－腹腔分流术(VPS)和神经内镜辅助第三脑室底造瘘术(ETV)是神经外科治疗脑积水的常规方法，前者的失败率远高于后者，梗阻性脑积水的治疗首选ETV[1,2]，很多患者由于术前诊断不清而行VPS。磁共振可变翻转角的三维快速自旋回波(3D－SPACE)序列能够实现超薄层扫描(0.7 mm)和提供对比度更加强烈的解剖图像，清晰显示室间孔、中脑导水管、脑池等处的隔膜，对诊断出梗阻性脑积水有很大的帮助，使过去可能被误认为是交通性脑积水不适合行ETV治疗的患者成功接受ETV治疗[3]。在此基础上三维重建的虚拟内镜图像对判断分流失败的原因有较大帮助，对诊断中脑导水管和室间孔梗阻也能提供有价值的帮助。本文通过对分流失败的脑积水患者术前行磁共振3D－SPACE序列扫描及虚拟内镜重建，在此基础上决定手术方案，评价3D－SPACE序列及虚拟内镜技术(VE)对治疗脑积水策略的影响和临床价值。
为2012年2月至2014年11月解放军总医院连续收治在外院行脑室－腹腔分流手术由于脑室端的原因而失败的患者，共76例，包括桥前池囊肿、脑室内囊肿、囊虫病、Dandy－Walker综合征等被误诊为脑积水但在外院施行分流手术者，不包括由于腹腔端包裹梗阻、感染、分流管断裂和分流阀门故障等原因所致的患者。患者年龄7个月～79岁，平均(40 ±5)岁，随访时间1～27(13±10)个月。76例中男44例，女32例，男∶女为1.4∶1。本研究经解放军总医院伦理委员会批准，一切操作经患者本人或其家属同意并签订知情同意书后方可执行。
(1)主要仪器、设备：①双室术中核磁共振手术间1.5T术中磁共振；②普通个人电脑一台，系统可以是Microsoft Windows XP、Vista和Windows 7和8; Mac OS X 10.5 (Leopard)、10.6 (Snow Leopard)和10.7 (Lion)版，以及Linux各系统。其中CPU主频不低于2 GHz，内存不低于1 GB。为运行流畅起见推荐电脑配置内存在4 G以上、独立显卡，支持OpenGL的GPU；③3D slicer软件(从http：//www.slicer.org/免费下载)。(2)检查方法：磁共振检查行T1、T2常规序列和3D－SPACE特殊序列矢状位和轴状位平扫。3D－SPACE轴状位和矢状位序列参数：TR 1 500 ms，TE 227 ms，FOV 225，Averages 1.9，层厚0.7 mm，翻转角度130°，时间7 min 50 s。阅片采用Siemens西门子系统工作站，扫后影像数据由两名神经外科医生(至少1名为副高级职称以上)阅片以决定手术策略。(3)3D－Slicer软件三维重建：运行3D－Slicer软件将DICOM数据导入，采用Editor和Models模块将其三维重建。(4)手术方案：①对中脑导水管梗阻患者行第三脑室底造瘘术(导水管处薄膜梗阻者同时行导水管成形术)，如为松果体区、三脑室后部或四叠体区肿瘤所致则加行肿瘤活检术；②交通性脑积水患者行脑室－腹腔分流术，腹部有手术禁忌者行脑室－心房分流术；③脑室内囊肿患者行造瘘沟通手术；④囊虫病患者行囊虫摘除＋第三脑室底造瘘术；⑤Dandy－Walker综合征行第三脑室底造瘘术＋第四脑室正中孔和侧孔成形术(用软镜)；⑥桥前池囊肿患者电凝囊肿包膜使其皱缩，再行囊肿部分切除或造瘘术；⑦室间孔占位患者行室间孔病变切除、部份切除或活检术，必要时加做透明隔造瘘。(5)影像判断标准：使用软件SPSS 16.0，进行Pearson χ2检验。
根据影像学、术中脑室镜检查和最终病理学结果，76例中中脑导水管薄膜梗阻18例，松果体区、三脑室后部、四叠体区占位11例，Dandy－Walker综合征5例，桥前池蛛网膜囊肿9例，囊虫病8例，侧脑室囊肿2例，第四脑室囊肿1例，室间孔占位1例，室间孔闭锁1例，颅咽管瘤2例，交通性脑积水18例(包括正常压力脑积水2例)。
在3D－SPACE基础上的虚拟内镜三维重建均获得成功，76例中37例患者分流失败是由于分流管脑室端被脉络从包裹所致，9例为桥前池囊肿误诊所致，3例由于分流管分流管尖端嵌入脑实质内引起，8例为分流管被肿瘤、囊肿或者囊虫包裹，这些分流失败的证据在虚拟内镜上均可以以直观的形态显示。此外，中脑导水管处薄膜梗阻18例，松果体区、三脑室后部、四叠体区占位11例，桥前池蛛网膜囊肿9例，侧脑室囊肿2例，室间孔占位1例，室间孔闭锁1例和颅咽管瘤2例，患者脑室内的结构在虚拟内镜上能立体直观的显示，对脑积水类型的判断和病因的诊断亦有辅助作用。第四脑室正中孔和侧孔虚拟内镜无法显示。
本组所有患者根据3D－SPACE影像和虚拟内窥镜三维图像，采取了个体化的治疗方案，其中中脑导水管梗阻的患者行第三脑室底造瘘术18例，松果体区、三脑室后部或四叠体区肿瘤患者行第三脑室底造瘘术＋肿瘤活检术11例，脑室内囊肿患者行囊肿造瘘沟通手术3例，囊虫病患者行囊虫摘除＋第三脑室底造瘘术8例，Dandy－Walker综合征行第三脑室底造瘘术＋第四脑室正中孔和侧孔成形术5例，桥前池囊肿患者电凝囊肿包膜使其皱缩，再行囊肿部分切除或造瘘术9例，室间孔占位患者行室间孔病变部分切除1例，室间孔一侧闭锁患者行透明隔造瘘术1例；2例颅咽管瘤患者在脑室镜下1例全切，1例部分切除；其中18例交通性脑积水中行脑室－腹腔分流术17例，有腹腔手术史者行脑室－心房分流术1例。手术均顺利完成，术中无突发意外情况。
术后第2天出现右顶枕硬膜外血肿1例，急诊手术清除血肿，第3天再次出现左顶枕硬膜外血肿，再次急诊手术予以清除，经仔细询问该患者术前曾服用阿司匹林，停药不足1周；松果体区肿瘤患者术后1周出现脑室内出血1例，予以保守治疗治愈出院；术后感染3例予以抗感染治疗，治愈2例，死亡1例，死于反复严重感染，细菌培养为鲍曼氏菌。
囊虫病患者复发1例，磁共振3D－SPACE序列扫描显示第三脑室底造瘘口处流空影消失，遂予以再次脑室镜辅助手术，术中见第三脑室底造瘘口处被桥脑前池漂浮上来的囊虫堵塞，第四脑室内亦有囊虫，遂再次予以囊虫摘除，术后驱虫治疗，治愈；Dandy－Walker综合征患者术后症状无缓解，复查核磁共振见蛛网膜下腔积液1例，改行脑室－腹腔分流术；第三脑室底造瘘术后感染造瘘口再度闭塞1例，再次行第三脑室底造瘘术；中脑导水管梗阻患者行第三脑室底造瘘术后症状无缓解1例，改行脑室腹腔分流手术。
最终，共56例(73.7%)患者无需分流管而通过神经内镜治疗获得脑积水的治愈。
典型病例介绍：例1.患者男，24岁，因脑积水分流术后2年入院，患者2年前因脑积水在外院行VP分流术，术后短暂好转后恶化，再次于对侧行VPS，无明显好转。现患者头痛、记忆力下降、尿频，精神极差。行常规MR检查，T2矢状位疑似中脑导水管附近梗阻，3D－SPACE清晰显示中脑导水管处有薄膜梗阻。诊断：(1)梗阻性脑积水；(2)双侧脑室－腹腔分流术后。行ETV手术，术后患者症状消失，复查CT脑室变小，图1。例2.患儿女2岁，因头痛2周在外院诊断为脑积水，行脑室－腹腔分流术，术后疗效不佳，头痛缓解不明显，行磁共振3D－SPACE检查提示双侧室间孔处有薄膜堵塞，采用3D Slicer软件三维重建，虚拟内镜直视下诊断为桥前池囊肿，术中脑室镜直视下证实为桥前池囊肿，图2。
脑积水的治疗最常用的治疗方式有ETV和VPS手术，梗阻性脑积水首选ETV，很多患者由于术前诊断不清而行VPS，而VPS是神经外科失败率最高的手术[4]。因此，术前梗阻性脑积水的诊断是否明确直接关系到手术效果的好坏。VE是将MRI或CT扫描获得的数据资料，利用计算机三维重建技术显示组织器官的结构和解剖学形态，其效果有点类似于在传统内镜下观察到的结果[5]。它具有无创、安全、可重复性，能够在脑室内进行多角度、多方向和三维立体观察，有时它能为诊断提供平面影像上无法提供的额外信息，弥补了传统内镜和CT或MRI二维平面图像的一些不足。
本研究将磁共振3D－SPACE序列高分辨率扫描获得的DICOM数据采用3D Slicer软件导入，在超薄层扫描和对比更为强烈的高分辨率二维平面影像基础上进行三维重建，清晰显示脑室内组织结构的三维立体形态，有助于我们对脑室内和脑池间疾病的正确诊断。本研究中9例桥前池蛛网膜囊肿和2例侧脑室囊肿在外院普通影像上均发生误诊，而我们利用VE，可以直接观察脑室内和室间孔处的立体结构，直接显示病因，该方式比单纯在3D－SPACE平面图像上观察和综合判断更加直接和一目了然，尤其适用于脑室内和室间孔处膜性病变，阅片经验浅者亦适用，从而有助于避免误诊。对探究分流失败的原因，VE由于能三维立体显示模拟内镜的效果，因而也有较大的帮助。本研究中37例患者分流失败是由于分流管脑室端被脉络从包裹所致，3例由于分流管分流管尖端嵌入脑实质内引起，9例为桥前池囊肿误诊所致，8例为分流管被肿瘤、囊肿或者囊虫包裹，这些失败原因的证据在虚拟内镜上均可以以直观的形态显示。
VE还能为下一步手术方案的选择提供指引。对分流失败的患者也能清楚地观察到分流管脑室端是否被脉络从包绕，从而避免直接拔除分流管而导致脑室内出血的风险，为下一步手术策略打下更好的基础；此外，有文献报道[6]，VE能够利用三维空间结构关系在术前模拟手术计划，为手术策略的选择提供有力保障，Krombach等[7]报道1例因VE而改变了手术策略，避免了一次不必要的手术。
除此以外，VE在手术教学和培训方面也有其独特的优势，传统的解剖结构教学多大是基于二维图像，对空间解剖结构和它们之间相互关系的讲解，需要老师具有很高的语言讲解能力，学生也需要很强的空间理解能力，而在VE的成像利用其三维可视化多角度地观察组织结构，可以很便利地解决该问题。从这个角度上说，VE有可能成为神经解剖和神经外科手术教学的一个理想工具，而之前的这些手术培训需要在尸体和标本上进行[8]。同理，VE对促进医生与患者及家属沟通也能起到非常有益作用。
当然，VE并非对传统影像和平面影像进行替代，而是在其基础上进行部分有益的补充。因为VE同样也存在缺点，比如：(1)作为一种后处理成像技术，虚拟内镜三维重建受源影像数据和操作者个人技术以及选取的阈值水平的影响；(2)对一些细微结构和脑脊液流动过于狭窄的部分，不能充分清晰显示；(3)若脑脊液在脑室内某狭窄处流动速度过快会产生流空影，虚拟内镜上会显示成漂浮状物质，假如通过提高阈值水平来消除它们，一些正常的结构也会随着一起消失；(4)它不能真实反映病变部位颜色，故对充血、水肿类炎性病变不能如实反映；(5)与纤维内镜相比，它不能即时进行活体组织检查，故仅凭其结果尚不足以对病变作定性诊断。本研究中第四脑室正中孔和侧孔在虚拟内镜上无法显示，亦源于(1)和(2)两条原因所致。
目前，VE在神经外科领域应用的报道较少，可能是由于该技术相对比较复杂，需要较高的软件操作技术，图像的后期处理亦过于繁琐，因而导致其未能广泛大规模地应用。但VE确是一项很有潜力、值得临床推广应用的技术。
