无框架光学导航在立体定向激光间质热疗中的准确性
无框架光学导航在立体定向激光间质热疗中的准确性
背景介绍
胶质母细胞瘤是一种快速生长且具有侵袭性的脑肿瘤，传统治疗方法包括手术切除、放疗和化疗。然而，对于一些位置较深或身体较虚弱的患者，传统手术方式的风险较高。为了解决这一问题，研究者们开发了一种新型的治疗方法——立体定向激光间质热疗（laser interstitial thermal therapy，LITT）。这种疗法利用激光探针，在立体定向引导下，通过实时MRI热测量监控精确地破坏肿瘤组织，同时避免损伤周围的脑组织。研究表明，与手术切除的范围相似，消融范围越大，LITT后的治疗效果越好。因此，激光纤维的准确放置成为确保目标病变最大消融和最小化不必要组织损伤的关键。
研究来源
本文由Ilaria Viozzi, Maxime J. P. Schoonbrood, Vincent J. Ribbens, Mark ter Laan和Christiaan G. Overduin撰写，作者分别隶属于荷兰奈梅亨的Radboud University Medical Center和位于恩斯赫德的University of Twente的医学院。文章发表在2024年5月31日的《Journal of Neurosurgery》上，题为《Phantom and in vivo accuracy of frameless optical navigation in stereotactic laser interstitial thermal therapy》。
研究内容
研究目标
本研究的主要目标是评估使用Varioguide系统进行无框架立体定向LITT探针放置的精确性，具体包括：
- 在幻影头骨模型中评估Varioguide系统的准确性。
- 在临床环境中评估Varioguide系统的准确性及目标偏差对最大可实现消融体积的影响。
研究方法
幻影实验
研究者使用基于真实患者CT扫描数据3D打印的聚乳酸头骨，内部填充4%琼脂模拟脑组织，通过脑电图导航MRI进行轨迹规划，分别在45°和90°、长度为4 cm和10 cm的条件下进行24条轨迹的探针放置实验。
每个幻影头骨上放置了7个皮肤标记，用于术前MRI成像和术中校准。使用Varioguide系统进行LITT冷却导管的放置，轨迹与计划轨迹尽量一致。随后，通过螺旋钻钻孔并放置激光导管，最终进行术中MRI成像记录导管位置。
临床数据
在临床中，研究使用了参与EMITT试点研究的10名患者的MRI和轨迹规划数据，这些患者的总共进行了16条激光探针轨迹的治疗。所有患者都签署了知情同意书，允许记录他们的数据。采用与幻影实验类似的流程进行轨迹规划和导管放置，并在成功放置后在术中MRI下进行消融。
数据分析
研究者使用Matlab和SPSS进行统计分析，通过多个参数（如目标点误差、深度偏差、侧向偏差和角度偏差）量化计划和实际轨迹的准确性。
主要结果
幻影实验
数据表明，幻影实验中的中位目标点误差（TPE）为3.3 mm，角度偏差（AD）为1.9°，较长轨迹（10 cm）和较低倾角（45°）的轨迹精确性显著下降。
临床实验
在实际患者中，中位目标点误差为4.0 mm，角度偏差为3.2°，目标偏差导致的最大可实现消融体积中位减少6%。
结论与意义
本研究结果说明，使用Varioguide系统进行LITT探针放置的平均目标误差约为4 mm，较短和较直的轨迹更为精确。临床中，目标偏差导致计划消融体积的中位减少6%。这些因素在LITT的病例规划和患者选择中应予以考虑。
研究还强调，即便是高精度的无框架系统在某些情况下仍存在显著的不准确，这在小体积目标病变或靠近正常脑组织的消融中尤其需要注意。因此，在需要更高精度的情况下，骨标记或框架系统应被考虑。
研究亮点
- 研究首次使用幻影和临床数据，详细验证了Varioguide系统在无框架立体定向LITT中的轨迹准确性。
- 研究量化了目标偏差对最大可实现消融体积的影响，为临床实践提供了重要参考。
研究局限性
研究样本量相对较小，结果应被视为初步数据。此外，研究未涉及其他无框架或框架导航技术的比较，未来研究应进一步探讨不同技术的适用场景。
本研究为立体定向激光间质热疗在胶质母细胞瘤治疗中的应用提供了新的学术依据和技术参考，为未来的临床实践和研究奠定了基础。