全息图像增加心室外引流插入的准确性

来自北京的研究人员开发了一种心室外引流(EVD)插入的新技术，包括使用混合现实全息计算机耳机。戴上这种头戴式耳机，神经外科医生在进行手术时就可以看到个别病人大脑结构的全息图像。这使得EVD插入比通常的徒手技术更精确，徒手技术只依赖外部解剖标志。Ye Li，医学博士，博士和他的同事在今天发表的文章“一种可穿戴的混合现实全息计算机引导床边心室外引流插入”中描述和说明了这项新技术神经外科杂志．

脑室外引流系统广泛用于治疗颅内高压、脑室内出血和急性脑积水。一根导管(引流管)穿过病人的头骨，穿过脑组织，直到到达脑室(靶)内的位置。一旦到达那里，可以监测颅内压，血液或过量的脑脊液可以通过引流。

通常在病人床边进行，神经外科医生通常使用“盲的”徒手进行EVD插入技术在这种情况下，他或她看不到手术领域。神经外科医生依靠病人头部外部的解剖标志和这些标志下的正常大脑解剖知识。当以这种方式进行时，该过程的准确率只有一半左右，可能需要两次或两次以上的导管到达心室的正确位置。

如果大脑受伤或患病，大脑结构可能已经偏离了正常的解剖位置，从而更难估计到脑室的最佳路径。反复通过导管会增加脑部并发症(出血或感染)的风险。

通过增加成像制导，可以提高手术的准确性，但导航设备通常体积庞大，价格昂贵，并增加手术时间。他们还需要把病人转移到手术室。由于这些原因，许多医生不喜欢使用它们。

本研究

李和他的同事们着手开发一种新技术EVD插入可以很容易地在床边进行，并且可以提供比盲的徒手技术更高的准确性。他们开发的这个系统是由每个病人独特的大脑解剖结构的全息图像引导的。

研究人员在治疗15名患者的同时测试了现成的微软HoloLens混合现实全息计算机头戴设备。在成像研究中可以识别的注册标记被附着在每个患者的头部，并进行计算机断层扫描(CT)。二维ct生成的数据被转换为三维数据，在此基础上可以制定手术方案。然后，所有这些信息都通过无线HoloLens耳机访问，并由神经外科医生可视化为全息图像。全息图像类似于使用CT扫描的特定患者头部的特定大脑结构，包括导管到脑室目标位置的计划轨迹。

戴着HoloLens头盔，神经外科医生能够叠加全息图像在每个患者的实际头部上方，并将全息图上看到的注册标记与附着在患者头部外部的标记对齐。这使得神经外科医生可以从头部外“看到”个别病人的大脑，并跟踪导管沿着计划的轨迹移动到心室的过程。如果有必要，还可以在手术过程中轻松调整轨迹。一个额外的好处神经外科医生是不是“混合现实设备成功地创造了真实存在的感觉”大脑病人颅骨内的结构，使整个手术过程更加直观和自然。

使用全息引导时，患者无不良事件发生。采用全息引导的15例患者达到目标所需的平均通过次数为1.07±0.258，而采用徒手盲法进行EVD插入的15例对照组患者为2.33±0.98。平均靶距为4.34±1.63 mm，对照组为11.26±4.83 mm。两组患者之间的数值差异具有统计学意义，因此显示当使用HoloLens耳机时，准确性明显更高。

全息引导系统的使用增加了手术前40.20±10.74分钟的平均额外时间。这与使用成像引导导航时所需的额外时间没有什么不同。作者认为，随着他们越来越习惯使用HoloLens耳机，这个预处理时间将会缩短。尽管时间增加了，但该程序仍然可以在床边使用，不需要笨重和昂贵的设备。

本文所报道的工作仍是初步的。作者承认他们的研究有局限性，包括数量少病人在学习小组。然而，他们期待在注册的准确性和简单性方面的改进过程希望将来能将这项技术用于其他类型的外科手术。

当被问及这项研究时，王医生说:“据我们所知，这是第一次使用这样一种先进的技术来帮助神经外科医生进行床边EVD植入的积极经验。随着准确性和简便性的进一步提高，这种可穿戴的混合现实全息计算机也可以作为未来多个神经外科领域的便携和低成本导航设备。除了导航功能，该技术的应用将改变神经外科“眼见为实”的方式，使病灶周围的重要结构可见。因此，这将使手术更具微创性和安全性。”

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