弥散 MRI 示踪成像在内镜经鼻颅底手术中的作用

通过整合神经影像学与神经外科手术方案，可将不同领域的专业知识融合于协同框架中，从而为患者量身定制肿瘤切除手术。利用磁共振弥散张量成像（MRI纤维束成像），可以直观显示白质纤维束的移位情况以及肿瘤与重要结构之间的距离。该技术在胶质瘤手术中的广泛应用价值已得到证实，亦可应用于药物难治性局灶性癫痫的外科治疗。

将先进的神经影像技术整合到经鼻内镜手术中，用于治疗垂体、间脑及颅底肿瘤，可有效提高手术安全性，减少并发症，并改善患者的预后和生活质量。结合任务态功能磁共振成像的磁共振弥散张量纤维束成像，能够监测术后脑结构与功能的重组情况。此外，与临床结果的相关性分析对于临床实践和科研方案的制定具有重要价值。

内镜经鼻手术和高级神经影像学技术均需要较长的培训周期。我们建议在已开展这些技术的学术性三级转诊中心进行观摩学习或进修培训。通过直观演示，可以展现目前尚未标准化的操作步骤，并阐明如何整合不同领域的专业知识。

使用标准化的多模态MRI方案和高场强扫描仪，通过T1加权成像在给予钆对比剂前后以及FLAIR T2加权成像，获取高分辨率和容积解剖序列。采集连续的矢状面切片，提供各向同性分辨率为1×1×1立方毫米，每序列扫描时间约为5分钟。采集高分辨率T2加权序列，以定位肿瘤区域，用于颅神经的可视化观察，采用容积性稳态构成干扰技术，体素尺寸为0.5×0.5×0.5立方毫米，扫描时间约为9分钟。

采用单次激发平面回波成像技术获取扩散加权序列，体素尺寸为2×2×2立方毫米，使用64个磁梯度方向，B值为2,000 s/mm²，回波时间为98毫秒，弛豫时间为4,300毫秒。在扩散加权成像开始时，以前-后相位编码方向采集5个体积的B值为零的图像，扫描时间为5分钟。随后，以相反的后-前相位编码方向采集3个体积的B值为零的图像，以校正平面回波成像过程中可能产生的图像畸变，扫描时间为42秒。

将获取连续的近轴向切片。为了对肿瘤进行分割，将图像载入 ITK-SNAP 软件，并在 t1.nii 和 flair 中检查肿瘤。

nii 和 t1_contrast.nii 图像。然后选择绘制病灶时要遵循的解剖平面。

对于分割后肿瘤的示踪分析，运行 fsl-dtifit 函数以建模不同空间方向上的扩散率，并获得 fa.nii、md.nii 和 v1.nii 文件。

nii扩散张量图。通过评估扩散张量成像图，检测在肿瘤水肿或浸润存在时可能出现的异常扩散率值，并基于先验解剖学知识选择种子图像及包含选项，采用种子靶点法。随后手动绘制感兴趣区域，以设定纤维束成像的种子点或靶点。

为了准确描述扩散张量成像参数，应使用长束算法，例如基于 MATLAB 的算法，该算法利用拉普拉斯算子特性对表面束几何结构进行建模。要可视化三维体积渲染，在 Surf Ice 软件中，点击命令面板中的“文件”并选择“打开”，然后选择 obj 文件。在安排实验程序之前，需进行神经系统体格检查，并收集有关体重增加、饥饿感、每两分钟连续监测直肠温度达 24 小时以及 24 小时睡眠/觉醒周期记录的病史信息。

根据肿瘤分割结果及其与功能重要神经结构的关系，在团队会议中讨论患者是否适合手术，以确定最合适的手术入路。在选择对神经结构损伤风险最小的手术路径后，为每个病例定义安全切除范围，明确关键神经结构的位置，当切除范围接近该结构时必须停止操作，以避免造成永久性损伤。随后整合最相关的MRI序列，并将包括纤维束成像重建在内的各序列导入术中神经导航系统。

开始操作前，选择脑外科电磁注册模式。采用自由追踪技术或体外标记物，在患者身上注册神经导航系统，并通过检查导入的MRI上体外标记物的位置来控制所实现注册的准确性。当患者准备就绪后，使用0度内镜采集鼻中隔瓣。

接下来，行前部蝶窦切除术以及后部鼻中隔造口术和筛窦切除术，尽可能保留中鼻甲。开放蝶窦气房和鞍结节骨。在对海绵窦上部进行凝固止血后，于硬脑膜层做H形切口。

沿蛛网膜平面保留肿瘤，从中心减容切除肿瘤。将肿瘤包膜从周围丘脑神经结构上分离，并使用斜角内镜探查手术腔隙，确认有无残留肿瘤组织。当肿瘤完全切除后，使用硬脑膜替代物的颅内硬膜下层封闭骨-脑膜缺损。

然后放置一层带腹部脂肪支架的硬膜外颅内硬膜替代物，必要时再覆盖骨组织，并用鼻中隔瓣覆盖切口。在此例代表性患者中，脑部MRI显示鞍上肿瘤占据视交叉池，并侵犯第三脑室，呈不规则多囊样形态。视路纤维束成像及双侧视神经已重建，但脑组织、骨骼与血管交界处的磁敏感伪影导致无法完整重建连接视交叉与视神经的纤维束。

对锥体束扩散率分布特征及长束扩散张量成像图谱的统计分析显示，在右侧内囊后肢水平存在局灶性FLAIR T2加权高信号，对应于右侧平均扩散率较左侧升高5%。采用扩大经鼻内镜经筛板入路，对肿瘤进行中心减容并同时引流其囊性成分。随后可逐步将颅咽管瘤从神经结构上分离，并以蛛网膜作为分离平面。

手术结束时，成功实现了在保留下丘脑解剖结构的前提下完全切除肿瘤。随后使用腹部脂肪和鼻中隔瓣对骨-硬膜缺损进行修复。术后三个月，影像显示肿瘤完全切除，无残留或复发。

术前评估中最关键的步骤包括：精确的扩散加权成像序列采集和肿瘤分割。术中关键在于准确识别神经结构。该方法所提供的神经结构可视化效果可应用于所有颅底区域，从而降低多种其他肿瘤术后发生永久性功能障碍的风险。

颅神经和神经通路的示踪重建有助于我们理解肿瘤与这些结构之间的关系，可能为患者的症状提供一种创新的预后预测指标。