探讨全息影像技术在颅内肿瘤手术患者中应用的可行性及临床价值。
选取首都医科大学附属北京天坛医院2020年11月至2021年3月收治的颅内肿瘤患者40例，采用随机数字表法将患者分为试验组（20例）、对照组（20例）。试验组患者行全息影像技术辅助开颅手术，对照组患者行常规开颅手术。记录患者术前及术后7 d的Karnofsky功能状态评分，应用焦虑自评量表评估患者家属的焦虑情绪。
全部患者术后12 h复查头颅CT均无瘤腔高密度影，术后72 h复查头颅磁共振成像（MRI），试验组17例肿瘤全切除，3例为大部分切除；对照组16例肿瘤全切除，4例大部分切除。试验组1例术后左下肢肌力Ⅱ级，出院时恢复至Ⅴ-级。对照组2例术后左侧肢体肌力Ⅲ级，出院时恢复至Ⅴ级。术前试验组与对照组Karnofsky评分为60、70、80、90、100分的患者分别为1、5、8、6、0例和0、4、9、6、1例，差异无统计学意义（P>0.05）；术后试验组与对照组Karnofsky评分为50、60、70、80、90、100分的患者分别为1、0、0、7、9、3例和0、3、6、4、5、2例，差异有统计学意义（P＝0.018）。试验组手术前后Karnofsky评分差异有统计学意义（P＝0.029），对照组手术前后差异无统计学意义（P＝0.241）。试验组患者家属无焦虑、轻度焦虑、中度焦虑、重度焦虑患者术前分别为8、9、2、1例，术后分别为9、9、2、0例；对照组患者家属无焦虑、轻度焦虑、中度焦虑、重度焦虑患者术前分别为3、4、8、4例，术后分别为2、5、9、4例。试验组术前焦虑水平较对照组低，差异有统计学意义（P＝0.016）；试验组患者术后焦虑水平较对照组低，差异有统计学意义（P＝0.002）。
全息影像技术在颅内肿瘤术前可以辅助制订精准的手术方案；术中可直观地显示肿瘤与周围重要组织的解剖关系，减少手术副损伤并可减少患者家属的焦虑情绪。
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颅内肿瘤是神经外科最常见疾病，发病约占全身肿瘤的1%[1,2]。目前最大安全范围切除颅内肿瘤仍是最重要的治疗方式，精准了解肿瘤与其周边结构的关系是其关键。全息影像技术是指在电脑数据分析、计算、融合和渲染等加工处理的基础上，将磁共振成像（MRI）及CT等多模态的原始二维影像数据加工合成为三维组织结构视图，进而更好地展示肿瘤及临近组织结构[3]。该技术在神经外科领域已有初步应用，但鲜见其在颅内肿瘤切除手术中的应用研究。本研究通过分析全息影像技术在颅内肿瘤手术患者中的应用，探讨该技术的可行性及临床价值。
纳入标准：（1）有明确手术适应证且患者积极要求手术治疗；（2）术前完善头颅MRI平扫+增强，头颅CT平扫+CT血管成像+CT静脉造影+CT灌注成像检查；（3）患者年龄18~75岁。排除标准：（1）患者未完善相关术前检查；（2）患者年龄<18岁或>75岁；（3）患者及家属拒绝参加本研究。选取我院2020年11月至2021年3月40例颅内肿瘤患者，其中男性22例，女性18例；年龄20~69岁。采用随机数字表法将患者分为试验组20例，对照组20例。本研究通过伦理委员会批准，所有患者均知情同意。
（1）蔡司显微镜OPMI PENTERO 900（德国卡尔蔡司公司）；（2）全息影像信息系统（北京仁馨医疗科技有限公司）。
试验组患者行全息影像辅助下开颅肿瘤切除术，对照组患者行常规开颅肿瘤切除术。术前生成全息影像：将患者术前CT及MRI检查的图像数据上传全息分析规划系统工作站（北京仁馨医疗科技有限公司）。对患者制订针对性的手术方案，设计最佳手术入路及切口。术中主刀医师在手术室通过平板电脑进行全息影像与实际患者的配准，首先根据体表标志物进行匹配，然后结合术前头颅MRI及CT二维平面图对肿瘤位置进行验证。开颅后，结合全息影像图中动脉走行、脑沟脑回走行、静脉窦及头颅骨性标志与相应的实际解剖进行手动配准（图1）。配准后明确肿瘤边界及其周围重要解剖关系，避免手术过程中损伤正常脑组织和重要血管，在保证生命安全及尽可能保留功能的前提下做到肿瘤的最大程度切除。手术切除程度分为全切除、大部分切除、部分切除[4]。
注：黄色部分为肿瘤组织，红色为动脉，蓝色为静脉及静脉窦，可见肿瘤包绕大脑前动脉、中动脉及其分支
记录患者术前、术后Karnofsky评分，应用焦虑自评量表对患者家属进行术前、术后焦虑评分（50~59分为轻度焦虑，60~69分为中度焦虑，>69分为重度焦虑）。
采用Graphpad Prism 9.3软件进行统计学分析。计数资料以频数（%）表示，组间比较采用Fisher确切概率法，以P<0.05为差异有统计学意义。
试验组20例患者均得到全息影像，均在该技术辅助下完成了颅内肿瘤切除术。术后12 h复查头部CT均无瘤腔高密度影，术后72 h复查头颅MRI，17例患者肿瘤全切除，3例为大部分切除；20例患者均恢复顺利，其中1例患者术后左下肢肌力Ⅱ级，出院时恢复至Ⅴ-级；术后病理结果：胶质瘤9例，垂体腺瘤1例，脑膜瘤8例，听神经鞘瘤1例，胚胎性横纹肌肉瘤1例。对照组20例患者采用传统开颅显微镜下肿瘤切除术，患者术后12 h复查头部CT均无瘤腔高密度影，术后72 h复查头部MRI，16例患者肿瘤全切除，4例患者为大部分切除；20例患者均恢复顺利，其中2例患者术后左侧肢体肌力Ⅲ级，出院时恢复至Ⅴ级；术后病理结果：胶质瘤12例，脑膜瘤5例，听神经鞘瘤1例，垂体腺瘤1例，畸胎瘤1例。
术前试验组与对照组Karnofsky评分为60、70、80、90、100分的患者分别为1、5、8、6、0例和0、4、9、6、1例，差异无统计学意义（P>0.05）；术后试验组与对照组Karnofsky评分为50、60、70、80、90、100分的患者分别为1、0、0、7、9、3例和0、3、6、4、5、2例，差异有统计学意义（P＝0.018）。试验组术前、术后Karnofsky评分差异有统计学意义（P＝0.029），对照组差异无统计学意义（P＝0.241）。
试验组术前患者家属无焦虑、轻度焦虑、中度焦虑、重度焦虑患者分别为8、9、2、1例，术后分别为9、9、2、0例。对照组术前患者家属无焦虑、轻度焦虑、中度焦虑、重度焦虑患者分别为3、4、8、4例，术后分别为2、5、9、4例。试验组术前焦虑水平较对照组低，差异有统计学意义（P＝0.016）；试验组术后焦虑水平较对照组低，差异有统计学意义（P＝0.002）。
全息影像技术目前已在多个领域学科得到广泛应用，在神经外科方面已应用，如Cabrilo等[4]研究将该技术应用于颅内动脉瘤的治疗过程中，通过模拟手术过程，优化手术入路设计，为复杂动脉瘤选择合适的动脉瘤夹提供了较大帮助；Elmi-Terander等[5]于椎弓根钉植入过程中应用全息影像技术，减少了患者暴露于X线的时间，且椎弓根钉植入的准确率大大提高。
在神经外科疾病中，由于颅内情况复杂，使得患者无法充分理解病情及手术风险，无形中增加了医患沟通的难度和医疗纠纷的发生概率。全息影像技术可以向患者及家属直观地展示肿瘤位置，随意调整视角展示肿瘤的大小形态、周围组织和重要动静脉等[6]，以便其明确病情及手术风险。本研究中，术前焦虑自评量表得分结果提示，试验组患者和家属通过该技术对于病情及手术风险的理解更充分，明显减少了患者术前焦虑情绪，从而减少医患矛盾。
无论良性、恶性的颅内肿瘤，对于肿瘤的精确定位以及其周围毗邻结构的明晰是整个手术方案制订中最重要的一环。手术过程中为尽可能地减少实际定位的误差，保护重要神经、血管，往往采用扩大切口的操作方式，这既不符合目前精准神经外科显微手术操作的目标，又不美观。目前有许多国内外研究在术前手术方案制定时采用将术前头颅CT及MRI检查所得二维影像数据进行三维重建[7]，取得一定的效果。然而受技术所限，三维重建模型的转动往往有限制，无法灵活调整观察角度。有学者在颅底肿瘤手术治疗中采用3D打印技术，使手术方案更加个性化、精准化[8]。但3D打印技术成本过高，耗时较长，难以大范围推广应用。全息影像技术可以构筑肿瘤的三维立体结构，能细致、直观地显示肿瘤与周围血管的位置关系，给术者提供二维断层扫描所无法提供的精确信息，有利于制订更精准的手术方案。通过全息影像技术所获得的三维图像可随意旋转、缩放，进行特定组织的隐藏或显示，术者可以更加精确地了解肿瘤所处解剖位置，这对手术切口、入路、皮瓣的设计及重要脑功能区的保护都有重要意义[9]。
颅内肿瘤的周围可能毗邻重要动脉、静脉窦或者脑功能区。像胶质瘤这类与正常脑组织界限不清的肿瘤，术中往往需要依靠术者的丰富临床经验来判断肿瘤边界，这与目前肿瘤精准化治疗的要求相距甚远。虽然目前在颅内肿瘤手术治疗方面，神经导航取得了一定的成果，但神经导航存在的脑漂移依旧是临床上所无法避免的问题，这也大大影响了颅内肿瘤手术的精准操作[10]。全息影像技术使虚拟影像与手术实景相融合，以3D形式为术者提供直观的肿瘤信息，可通过调整各组织的透明度，清楚看到肿瘤底部或内部隐藏的重要血管，减少术中出血，使肿瘤切除更加精确，使得周围组织及血管的副损伤降到最低。
中枢神经系统结构繁杂，肿瘤病理解剖变化多端，传统的二维影像对低年资医生来说太过抽象，空间构筑困难，常需漫长的探索过程。对于重要脑功能区、血管及神经毗邻包绕的肿瘤，更需要详细的术前规划，精准的手术入路设计，熟练的手术操作技能，这对主刀医师的临床经验要求颇高，对低年资医师是一大挑战。全息影像技术整合多模态影像数据建构3D影像模型，对特定组织的隐藏或显示，能更直观地显示肿瘤及周围解剖结构，可以提高年轻医生对于手术的理解。模拟手术过程也是对手术相关技能的锻炼，一定程度上缩短培训年轻医生的时间，降低了教学难度与风险，提高了培养效率。
（1）术前全息影像与头部实际匹配时间较长；术中随着体位变化及显微镜的调整，全息影像无法自动及时匹配，需人工调整，对术者的精力有一定损耗。Koike等[11]提出可使用混合现实计算机图形图像技术来提高真实空间和虚拟空间的对齐精度，以降低术中操作时长，提高手术安全性，为这一问题的解决提供了可行方案；（2）本研究中试验组1例胶质瘤患者术后出现肢体肌力一过性下降，提示当肿瘤位于功能区时，目前的全息影像技术辅助手术方案对于神经功能保护还有较大的提升空间。Luzzi等[12]研究表明联合高清晰度纤维束成像和荧光素钠增强现实技术在高级别胶质瘤手术中的应用有助于提高手术切除率并降低手术并发症。（3）本研究样本量相对少，且为单中心研究，数据分析可能存在偏差，试验组手术前后Karnofsky评分虽差异无统计学意义，但存在术后Karnofsky评分较术前升高趋势，下一步可进行更多样本量的检验，就全息影像对神经功能保护方面的作用进行进一步的研究。
综上，全息影像技术为神经外科的精准手术治疗带来了广阔发展前景。目前相关研究均提示该技术在教学、手术方案设计、提高肿瘤全切率及降低手术副损伤等方面都有较好表现，且显著降低了患者家属的焦虑情绪，有助于医患沟通。相信随着影像技术的进步，尤其是人工智能的发展，全息影像技术将会成为神经外科手术的重要助力。
所有作者均声明不存在利益冲突
