使用基于计算机的三维成像系统经内镜经耳道经耳蜗岬入路治疗前庭神经鞘瘤

摘要

本文介绍了一种基于计算机三维（3D）成像系统结合二维（2D）内镜的经耳道经耳蜗岬入路治疗前庭神经鞘瘤的方法。该系统可提供立体视觉、更佳的深度感知能力，并减少视觉疲劳。该三维成像系统使得三维视觉技术得以应用于内镜下侧颅底外科手术中。

摘要

在经耳道经耳蜗入路前庭神经鞘瘤手术中，已采用二维单目内窥镜替代开颅手术。然而，该方法的局限性在于缺乏深度感知能力。由于失去深度感知，外科医生将难以实施精细且特别复杂的手术操作。双目内窥镜已被开发出来，可提供立体视觉，增强对复杂解剖结构的深度感知，并已应用于部分内窥镜手术中。然而，内窥镜的直径限制了其在经耳道耳科手术中的应用。较小直径的内窥镜更便于在受限空间内进行手术操作。基于计算机的三维成像系统可利用小型单目内窥镜实时获取三维图像。在本研究中，为了评估基于计算机的三维成像系统在内窥镜侧颅底手术中的可行性，我们将该三维成像系统应用于两名前庭神经鞘瘤患者的经耳道经耳蜗入路手术中。在这两例患者中，手术均顺利完成，无任何并发症发生。未出现死亡、围手术期并发症或显著的术后并发症。与传统二维内窥镜相比，使用该基于计算机的三维成像系统可观察到更佳的深度感知和立体视觉效果。深度感知的改善有助于更精准地处理复杂的手术解剖结构。

引言

微创手术已成为主流。许多技术相继被开发出来，例如达芬奇机器人系统和内窥镜。然而，达芬奇机器人手术的设备体积庞大，且成本非常高。与传统的开颅手术相比，经耳道经耳蜗岬入路内镜下切除前庭神经鞘瘤的技术已被开发，以降低前庭功能障碍和脑脊液漏的风险¹。然而，缺乏立体视觉仍是内镜手术的主要局限性，尤其是在复杂的耳科手术中²。因此，为模拟双眼视差以实现手术视野的立体成像，三维（3D）内窥镜被研发出来^3,4。然而，目前可用的3D双目光学内窥镜直径等于或大于4 mm，使其在经耳道内镜耳科手术中的应用变得困难。此外，当3D双目光学内窥镜在近距离使用时，较大的双眼视差可能导致复视。

单目3D内窥镜于2013年首次应用于鼻窦手术⁵。该单目3D内窥镜系统在内窥镜的单个视频芯片前方集成了一个显微透镜阵列，作为独立的视觉感受器。该方法模拟了“昆虫复眼”技术，从而生成3D视觉。一种新型基于计算机的3D成像系统于2015年首次应用于经尿道内窥镜手术⁶。该处理器通过将传统的2D内窥镜图像转换为从两个不同视角获取的一对图像，来模拟3D图像。该计算机处理系统的主要优势在于，可适配任意直径的传统单目内窥镜。上述两种3D成像系统此前均未在耳科手术中应用。我们将基于计算机的成像处理器应用于内窥镜耳科手术，包括鼓室成形术、乳突切除术、听骨链重建术和人工耳蜗植入术²。该成像系统在经外耳道内窥镜耳科手术中具有一些优势。首先，可继续使用全部现有的2D内窥镜设备，无需更换整套系统。其次，内窥镜的外径不再成为限制因素。外耳道平均宽度为7 mm⁷，手术器械（如钩针、分离器和镊子）的直径约为1–2 mm，因此经外耳道耳科手术对内窥镜外径有严格限制。耳科手术常用的2D内窥镜外径为3 mm、2.7 mm和1.9 mm，均可与该基于计算机的处理器兼容。因此，将较小直径的2D内窥镜与新型3D成像系统结合，可便捷、高效地应用于耳科手术，使耳科医生能够以3D视觉进行操作。在我们此前的研究中还发现，使用该基于计算机的3D内窥镜系统进行耳科手术时，不存在时间延迟和视觉疲劳现象²。

本研究中，为了评估基于计算的三维成像系统在内镜侧颅底手术中的可行性，我们将该三维成像系统应用于两名术前听力不可用的前庭神经鞘瘤患者的经耳道内镜经耳蜗入路手术。

方案

本方案遵循长庚纪念医院人体研究伦理委员会的指导方针。该实验已获得该院机构审查委员会的伦理批准（IRB 编号：201600593B0）。

1. 患者体位与皮肤标记

1. 全身麻醉后，将患者仰卧于手术台上，头部轻度转向对侧，并抬高15–30°。
2. 将床头抬高约15–30°，以避免血液积聚至中耳和内耳，减少术中出血。
3. 使用电生理面神经监测仪，辅助术者定位和分离面神经。
   1. 用探测探头接触可疑的面神经或组织，以确认手术方向正确。
   2. 在监测仪上设置1 A的电流；若监测仪发出警报，则停止操作，随后将电流降至0.5 A和0.2 A，以确保不损伤面神经。

2. 耳道局部麻醉与切口

1. 使用带有21 G针头的3 mL注射器，将麻醉剂（2%利多卡因含1:100,000肾上腺素）皮下注射至外耳道口，直至耳道皮肤出现苍白，以实现局部麻醉。
2. 对包括外耳道在内的手术区域进行消毒后，使用圆刃刀在外耳道软骨部与骨部交界处做环形皮肤切口。
3. 使用圆刃刀仔细剥离外耳道外侧皮肤，形成皮瓣，以供术后关闭耳道使用。
4. 使用浸有肾上腺素的棉球或电凝止血法控制创面出血。

3. 小梁切开术

1. 切除外耳道（EAC）皮肤和鼓膜的内侧部分。
   1. 在内镜下，使用圆刀分离与鼓膜相连的外耳道皮肤。
   2. 使用鳄嘴钳彻底清除皮肤和鼓膜。
      注意：应尽量避免在外耳道或中耳腔内残留任何上皮组织，以降低术后发生外耳及中耳胆脂瘤的潜在风险。
2. 使用2 mm金刚砂钻头经外耳道扩大骨性耳道。
   1. 采用四手操作法配合内镜，扩大耳道直径，以便直接观察整个中耳腔。助手双手持握内镜，术者可同时使用双手进行手术操作。
   2. 或者，在显微镜下，由术者双手操作，使用2 mm切割钻头扩大耳道直径。
   3. 使用硅胶片或棉球将中耳与外耳道隔开，防止骨屑或耳道上皮进入中耳腔。

4. 内窥镜的插入及3D成像系统的设置

1. 左手持3.0 mm内窥镜，在出血得到良好控制后将其插入耳道。
2. 将2D和3D图像的两个显示器均放置于手术台前方，点击打开以启动软件。
   注意：2D和3D显示器分别来自不同设备，提供对应的2D和3D图像。
3. 术者及所有观察者均需佩戴立体眼镜以获得3D视觉效果。
   注意：处理器在手术全程对内窥镜耳部图像进行实时3D重建，同时在两个显示器上分别显示2D图像（一个显示器）和3D图像（另一个显示器）。无论是否佩戴眼镜，观察者均可对比手术区域的2D与3D图像，任何亮度、清晰度、色彩变化以及时间延迟均可被察觉。
4. 使用45° 3 mm内窥镜确认外耳道残余皮肤及鼓膜残片已完全清除，以避免术后可能发生胆脂瘤。
5. 为避免热损伤，手术过程中光源强度应保持在40%以下，并频繁在耳道内前后移动内窥镜。
6. 若内窥镜镜头被血液污染，使用防雾液清洁内窥镜。

5. 内耳入路及肿瘤切除

1. 用剪刀切断鼓索神经，并使用取物装置（例如鳄鱼钳）和吸引器清除残留的鼓索神经。
   1. 移除全部听骨链（锤骨、砧骨和镫骨）。
   2. 在内镜下，分别使用取物装置小心移除砧骨、锤骨和镫骨。
2. 使用面神经监测仪小心保护面神经的功能及其走行路径。
   1. 在内镜下观察面神经管，避免触碰或损伤面神经管。
3. 使用压电骨手术仪器切除耳蜗基底回和中回的外侧部分以及蜗轴外侧壁的部分结构，以暴露肿瘤。
   注：与L. Presutti⁸所介绍的手术方法类似，进入内听道底后即可观察到前庭神经鞘瘤。
4. 小心地切除肿瘤。
   1. 当肿瘤可见时，将其从面神经和耳蜗神经上分离并予以切除。
   2. 设置刺激电流为0.05–0.1 mA，使用探针接触可疑组织，诱发面神经反应。注意避免使用吸引管触碰神经。
5. 用腹部脂肪和止血材料（例如Surgicel和Floseal）填充缺损区域。
6. 出于美容考虑，将外耳道外侧皮瓣与耳屏处皮肤严密缝合，确保不漏水。

6. 术后操作

1. 术后将患者转入重症监护室观察 24-48 小时。
2. 若无术后并发症发生，则将患者转移至普通病房。

结果

我们医院已通过经耳道内镜下经耳蜗后入路完成了两例前庭神经鞘瘤切除术。

病例1
一名35岁男性被诊断为2型神经纤维瘤病，伴有多个颅神经鞘瘤及左侧前庭神经鞘瘤。手术前1年已几乎完全丧失听力。由于左侧面部麻痹突然加重至House-Brackmann（HB）5级⁹：静止时面部明显不对称，口角仅有轻微运动，遂采用经耳道内镜下经耳蜗后入路进行手术。手术顺利完成，未出现术中或术后并发症。患者术后恢复顺利。术后2周首次随访时，其面部功能改善至HB 3级，术后1个月时几乎完全恢复（表1）。

病例2
一名78岁女性患有右侧Koos I级前庭神经鞘瘤¹⁰。肿瘤大小约为1 cm，位于内听道内。术前患者无可用听力（表1），即纯音测听显示重度感音神经性听力损失（平均听阈95 dB）。由于其眩晕症状加重，该患者接...

讨论

耳内镜手术的使用日益普及。然而，与显微镜手术相比，其主要局限在于缺乏立体视觉。由于外耳道空间有限，使用3D内镜在经耳道耳科手术中可能较为困难。本研究在经耳道经耳蜗岬入路切除前庭神经鞘瘤手术中，应用了一种基于计算机的3D处理系统与常规2D内镜相结合的技术，并评估了其在侧颅底手术中的临床可行性。两名患者均接受了经耳道经耳蜗岬入路的前庭神经鞘瘤切除术。术中及术后均未发现并发症。所有手术操作均顺利实施，无操作困难。

该基于计算机的处理系统可将传统的二维内窥镜图像生成三维视频图像。这种三维成像系统的优点在于，它可以与任何传统的二维内窥镜结合，用于执行各种经耳道耳科手术。此外，该三维成像系统可提供立体视觉和更佳的深度感知能力，尤其适用于复杂且精细的手术解剖结构。同时，术者未观察到任何时间延迟或视觉疲劳现象。

经耳道内镜下经耳蜗岬入路切除前庭神经鞘瘤的手术方法已见报道，适用于术前听力无法保留的小型前庭神经鞘瘤患者^1,8

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
二维内窥镜 HOPKINS 直视望远镜 0，直径分别为 3、2.7、1.9 mm	Karl Storz, Germany	7220AA, 7220BA, 7220FA, 7229AA 1232A
基于计算机的3D医用LCD显示器 LMD-2451 MT	Sony, Japan	22220055-3 9524 N 22201020-1xx	Image 1 Hub HD
基于计算机的3D成像系统	Shinko Optical, Japan	HD-3D-A
压电超声骨刀仪器	Mectron, Carasco/Genova, Italy	MP3-a30