增强现实如何改变神经血管外科

借助GLOW800增强现实荧光，外科医生可以获得单张增强视图，这样就能同时看到大脑解剖结构和血管的血液流动，无需离开手术区域。Guzman教授解释说：“我可以一边等待荧光染料进入血管，一边继续进行手术，同时还能保留手术区域的完整三维概览图。”

在欧洲神经外科学会（EANS）的2018年大会上，Guzman教授分享了两例动脉瘤手术，以展示使用GLOW800的优势。结合完整的文字稿，观看下方视频。他在另一则视频中分享了自己对于GLOW800的第一印象。

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GLOW800增强现实荧光和ICG能够以自然颜色观察大脑解剖结构，并通过实时血管流量增强，提供全深度感知。

它在神经血管外科手术期间提供了一种增强视图，以增强在动脉瘤夹闭、AVM切除、微血管减压或搭桥手术期间的信心。

GLOW800增强现实荧光可以在徕卡显微系统M530 OHX神经外科手术显微镜的目镜中直接观察。它还可以用于徕卡ARveo数字增强现实显微镜。

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此篇文章中医疗专业人员的陈述和解释仅代表其个人观点和经验，并不代表其所属机构的观点。

“大家早上好，欢迎参加我们的会议。我是Raphael Guzman，目前在巴塞尔大学担任神经外科教授兼神经外科系副主任。

今天我会和大家讨论神经血管外科手术，主要涉及动脉瘤夹闭术，以及GLOW800增强现实荧光作为一种新的成像方式，在神经外科手术中的应用。

非常高兴能够来到徕卡展台。今天，我想和大家谈谈使用GLOW800的一些经验，这种技术在ICG（主要用于血管神经外科手术的吲哚菁绿术中成像）技术的基础上发展而来。我相信你们中有很多人都知道ICG技术，不过这里我要谈的是这种技术的新发展。

因此，这只能算是初步体验。到现在，我们使用GLOW800才几个月时间。我会主要讨论动脉瘤手术，同时向大家展示，并尝试让你们相信，GLOW800可以在多种神经血管外科手术中提供显著优势。

当然，我也只是管中窥豹。

[01:49]

什么是增强现实？大家应该都听到过这两个词语：增强现实、虚拟现实。两者的真正区别在于利用增强现实技术，你可以叠加现实世界的图像与增强的图像，以获得交互式体验，前者就是你习惯于在显微镜上看到的图像，后者则是正常解剖结构增强后的虚拟图像，本例中就是血管。

事实上，这种增强现实技术可以帮助你看到很多在白光显微镜上看不到的东西。这样，你在使用显微镜进行外科手术时，可以看到更多的信息。增强现实技术当下可以依靠视觉实现，也可以借助听觉实现，因此可以从不同的感官输入。我们在这里讨论的显然是视觉输入。

我们有一个非常简单的增强现实的示例，而且和徕卡无关：静脉查找器，一种麻醉师经常会使用的东西。如果你看不到皮下的静脉，可以使用这个小设备，它可以增强你在皮肤下面看到的东西，确实非常有用。当然理念完全相同：我们希望看得更深。

接下来的几张幻灯片中，我会向大家展示一些我在过去几个月中完成的动脉瘤病例的手术视频。

案例1

[03:16 – 09:11]

一名54岁的男性患者，典型的MCA动脉瘤，属于偶发性MCA动脉瘤，从轻微创伤影像看，是常见的动脉瘤。看起来是梭形动脉瘤，因此有点像是双叶动脉瘤。在ICA上，我们看到这是MCA动脉瘤的一种特殊结构。你们可以看到M1分支，还有非常小的颞分支，但正如我们在进一步的血管造型成像中看到的那样，这个属于关键分支。接着是这里与侧裂血管的主要分叉。

我们可以看到这里动脉瘤的形状不够规则，这个小鼻凸未来可能会有出血风险，因此有必要进行手术夹闭。众所周知，这些情况均在会诊期间进行深入讨论。因此，最后的手术方案就是采用标准的小型翼点开颅手术以暴露出翼点区域，然后进行动脉瘤夹闭手术。

我们现在直接进入手术部分。右侧是颞叶、额叶。有时我会使用牵开器，但需要将压力值调到很小，这里就不细说了。你们可以看到这周围的MCA，这里露出的是动脉瘤的颈部，因为它并不大，所有我们几乎可以看到整个动脉瘤。

如前所示，你们可以到这这里的小型颞分支粘附在动脉瘤颈部，需要进行处理。这里我们准备处理颞分支，将其从动脉瘤上分离出来，这样我们实际上可以绕开需要夹闭的动脉瘤。

[05:12]

这里你们可以看到最后的准备效果，必须要保住所有血管，这一点我想大家都清楚，所以就不做讨论了。我们看几张图片就好。好了，这里就是夹闭位置，我一开始决定使用单个动脉瘤夹，以完全闭塞整个动脉瘤。夹闭后，标准的做法是使用微型多普勒仪检查血管是否通畅，血流是否正常，这就是我所做的检查工作。这些都是标准手术流程。

现在是动脉瘤外科手术的下一阶段，通常我会使用ICG。因此，我们需要进入暗房，大家都应该有过在暗房工作的经历，我们通常会对旁边的实习医生嘱咐说：“一旦染料进入血管就告诉我”，因为你屏幕一片漆黑。这就是ICG的问题。因为外科医生实际上处在正常视场中，其实无法意识到荧光对比染料何时进入血管并开始显示血管。

所以，你必须调黑屏幕，然后就是漫长的等待。当然，并不是漫无目的的等待，因为染料最终会进入血管。现在，你们看到ICG染料进入血管了，记录下ICG图像，看着它通过血管，确认血管通畅。这里有点暗，所以我停下手术，走到屏幕前，努力回忆解剖图，确认是否已经查看过所有血管。

可问题在于，这不属于增强现实，因为我看不到手术区域。而且，在脑海中想象的三维环境下，很容易搞错方向。这导致我必须停下手术反复确认，我认为这方面亟需改善，不过随着GLOW800的投入使用，我想情况现在已经有了显著改善。

[07:13]

现在，我们来看新的手术方式。这就是GLOW800增强现实荧光。我们可以看到完全相同的手术区域，就好像我依然在做手术。通过具有图像注入功能的CaptiView目镜观察血管时，我其实上可以看到血管发出的荧光。对于部分患者，你甚至可以观察到绿色对比荧光达到血管。这才是增强现实，因为我可以一边继续手术，一边等待染料进入血管，而且我可以保留手术区域的完整三维概览图

我可以获得正常的深度感知，即我使用显微镜时通常具备的深度感知。我可以放大图像以查看是否所有血管都畅通无阻。你们还可以看到带绿色血管的皮质表面，以及不再有血流的动脉瘤。

在我看来，这是GLOW800真正的优势，相比之前我们要黑屏才能看到图像来说，确实做到了更进一步。不需要讨论太多的技术内容，只需简单的注入图像。由于和ICG一样，只需要静脉注射染料，所以我只需要告诉麻醉师：“准备对血管进行体内显微镜检查”即可。麻醉师会注射染料，几秒钟后染料进入血管，我就能看到增强图像了。

这是我手术室的设备布置图，或许可以说明一点问题。照例，非常拥挤！我们有Siemens Pheno，这是用于术中成像的新款Siemens Zeego。我们会进行旋转血管造影；你们可以看到图像，我可以控制夹闭位置。我必须保留一小点颈部，这样颞分支就不会被闭塞。不过，这是通常的布置图。

案例2

[09:12 – 13:38]

这是另一个病例，患者是58岁的女性，受过轻微的脑外伤。该病例的不同之处在于，你可以看到，除了多叶状MCA动脉瘤之外，患者还有颞外动脉瘤或颞浅动脉瘤。我让实习医生先夹闭STA动脉瘤，然后我再夹闭MCA动脉瘤。这是一个很好的例子，每个人都能从中获益。

你在这里可以再次看到术前血管造影的三维图像，以及一个不规则形状的大底面积动脉瘤。现在，我还会使用虚拟现实技术。这是巴塞尔大学生物工程系开发的一款软件。虚拟现实可以用来为手术做准备。我想要展示这个是因为我认为它实际上可以提升手术的准备工作。因为我在这里随便讲什么都可以，所以我想给你们看看这个。

[10:16]

我在进入手术室之前，实际上已经和实习医生已经练习过手术流程了。我们有虚拟的手术灯，因此可以照亮并真实研究动脉瘤各个侧面的血管解剖结构。这样，我真的能够将我们在办公室中产生的想法，带到手术室中去操作。我认为这可以为血管手术准备工作增加一个新的维度，并将其整合到动脉瘤夹闭术的整个过程中。同样的，你可以看到动脉瘤的后壁具有较大的底面积以及多个分叶，是手术中的重要考虑事项。

现在，你们几乎可以看到想象的动脉瘤解剖结构以及实际的动脉瘤，所以这些都是事后的情况。我们可以看到这里的分支，以及分叉位置上的M2分支。我们可以看到一个分支，有点模糊，后面那个分支就是它。因此，不要与之前看到的颞叶分支搞错，后者在MCA分叉（即此处血管）之前消失。

[11:21]

我会再向大家展示一些案例，不过看起来有点模糊，非常抱歉。不过，这个M2分支同样粘附在动脉瘤颈部，经过处理之后，你们可以看到动脉瘤的腹部，我们需要夹闭动脉瘤两侧的腹部，而在颞叶的这个深度你们可以看到另一个M2分支。

手术过程中，我试了一些不同尺寸的动脉瘤夹。首先，我想我或许可以使用弧形动脉瘤夹进行夹闭，夹上去之后，我感到效果不够好，最后我决定对该分叉进行夹闭重构，所以采用多个夹子并留下较大的底面积通路以及保留M2血管。

这里就是上第一个动脉瘤夹，如果你脑海中有虚拟图像，那么关键就是找到该动脉瘤的腹侧部分，以及分叉的腹侧位置，然后在此处夹上第二个和第三个迷你夹子，以重构血管通路。这是第一个夹子闭塞的腹侧底部。

[12:27]

因此，现在，我们有了两种方式。ICG，你们实际上仍会使用，以便记录黑白图像。你依然可以获取两种图像，但这里我们看到的是非常清晰的增强现实图像，以便我可以继续做手术，同时继续探索所有相关的血管，以前这必须在黑暗图像中查看，因此更为复杂。

在这边，你会得到...马上就出现了。好了，这是NIR，即近红外图像，经典的ICG图像。你们看我的仪器上一片漆黑，因为全部都是黑的，我完全不知道自己在什么位置，除非我叠加上血管的增强现实图像。这就是该技术带来的好处，确保所有必要的血管保持畅通。术后结果。

CaptiView允许你在手术期间观察荧光图像，而且你可以根据需要随时打开或关闭。这里是通过CaptiView看到的血管图像的另一个例子。

[13’39]

最后，我想说，我们现在有了一项很有意思的新技术，可以将黑白图像与GLOW800增强现实荧光图像分离，这样就能在一张图片中集合两种模式的图像，而不用像我提到的那样，两头对比查看。这是一种实时图像，同时呈现了白光图像和荧光图像。

这就叫增强现实，而且具有实时效果，让你在手术显微镜中获得完整的深度感知。它有助于你在视场中保持方向，这一点非常关键，我在多个动脉瘤病例中均用到了它。我认为它会成为治疗AVM等其他疾病的重要补充工具尤其是在AVM手术中，你实际上完全可以一边注射染料，一边继续手术，这样你就可以看到动脉的进入位置，静脉的流出位置，在DAVF瘘管手术和搭桥手术中同样如此。

我认为它在肿瘤手术方面很有意思，我已经在一些脑膜瘤病例中采用了该技术，因此我想在这些病例中保留经过动脉或者保留重要的引流静脉。你实际上可以在手术中观察到如果这些血管是否完好无损，并且可以区分出它们是经过动脉，还是肿瘤血管。我认为这是我对该技术的重要补充说明。好了，我的演讲到此结束非常感谢大家。”

“现在我们来谈谈增强现实技术。我们之前看得是FL800，属于第一代，图像背景呈黑色，血管会发光。现在，血管虽然同样会亮起来，但我们仍可以看到周围的神经结构，给人以“豁然开朗”的感觉。这里有一种情感效应，因为我们突然可以看到很多东西，我们其实更加接近于我们所认为的增强现实。

这非常重要，因为增强现实可以保留你必须看到的解剖结构和3D结构细节。尽管我们可以在脑海中想象出这些图像，但如果你打开FL800（第一代增强现实），这些解剖结构都会消失，只剩下血管。

现在，我们可以在三维环境中保持定向，同时看到发光的血管。因此，这对于我这样的神经血管外科医生而言，这是一项巨大的优势，同时也是非常大的成就。

我第一次使用该技术，就大获成功。因此，这不像是尝试某种可能不会成功的新技术，它实际上能够会发立竿见影的效果，这一点很关键。因为，作为一名外医生，你总是希望拥有能够立刻发挥作用的技术。你不想反复尝试，尤其是拿患者来反复尝试。这项技术从一开始就能发挥效果。

我坚信，这是对我现有手术设备的一项重要补充。展望未来，经过深入的研究，我们可以证明使用GLOW800这类先进技术带来的优越性。”