神乎其技彷若電影情節-談神經外科清醒腦瘤切除手術

為什麼需要清醒手術?

腦瘤手術在今天已經不只是腦瘤的切切割割。處在強調功能保存及維護生活品質的現代,手術後會醒會走已經是開腦外科醫師的基本要求了。

原發性惡性腦瘤中,神經膠質瘤比例占到八成以上。這些腫瘤通常無明顯腫瘤與腦的邊界,手術顯微鏡下常常無法做完整切除,而超過一半的膠質瘤位於鄰近功能腦區。若是位於運動功能區腦皮質內或是緊鄰運動神經束,則手術團隊會在下刀前在重要的標的肌肉插入電極,而外科醫師可以借助術中運動功能皮質及運動白質束電刺激定位來保護運動迴路的功能。

但是高等智能功能,例如語言功能、運算功能、記憶功能、抽象認知功能等不易確認病患的功能反應。因此發展出不做全身麻醉不插管,只進行術中局部麻醉及止痛而進行的腦部手術。此類手術病患可以在腦部腫瘤切除的過程之中與相關人員持續進行智能問答評估,外科醫師在一邊接收病患反應的同時,一邊進行腦部手術。

神經外科常進行的清醒手術有兩種。一種是帕金森氏症病患接受深部腦刺激電極置放。這類病患希望在手術中電極置放後立即確認智能及錐體外運動失能的症狀反應。不過此類手術傷口很小,開顱區域只有一元硬幣大小。手術中失血極少,手術常常不用打頭架。許多流傳手術中讓病患拉小提琴等影片多是這類手術。另一種則是功能性腦皮質區域的腦瘤切除手術。這類的手術開顱的區域大得多。手術風險與失血量通常也高得多。這類清醒腦瘤切除手術對外科團隊及麻醉團隊的挑戰相當高。

腦神經外科手術
左圖是清醒開顱腦瘤手術,右圖是清醒手術深部腦刺激電極置放

高雄長庚的清醒手術發展

高雄長庚神經腫瘤團隊在十多年前就積極發展術前功能性影像搭配術中功能性腦皮質電刺激技術來做運動功能及視覺路徑的定位及保護,是台灣極早投入術中神經訊號監測的醫學中心。神經外科莊銘榮醫師與麻醉科楊雅玲醫師、陳冠宏醫師經過一年多的籌備努力,於2015年開了南臺灣第一例清醒腦瘤切除手術。目前是莊銘榮醫師團隊是南台灣極少很常規的在進行以清醒腦瘤切除手術做語言或認知功能保護的醫學中心。手術成功率與病患滿意度均有口皆碑。

不過清醒麻醉與清醒手術只是手段。手術前的腦部智能功能定位才是手術成敗關鍵。如何很有效率在手術前根據病患的術前功能性性影像計畫及磁振擴散張量造影搭配手術術中神經電氣訊號監測以及術中功能性腦皮質電刺激技術,是清醒腦瘤手術的核心。

手術前的腦部智能的功能定位 : 功能性神經影像部分

高雄長庚神經外科莊銘榮醫師與神經放射科林偉哲教授、神經內科張瓊之教授,共同建立了南臺灣最大的腦皮質及白質迴路功能定位團隊。

神經放射科團隊會根據臨床醫師的要求,在傳統腦瘤的腦部磁振影像(MRI)外,進行進階的術前功能性影像計畫。這包含核磁共振質譜分析(MRS)、功能性核磁分析(MRI)、腦白質束顯影(DTI)等,外科醫師可進一步了解腦瘤的組成成分、鄰近的重要功能區的關係以及四周可能會造成功能傷害的腦纖維束。這些微細的資料可以增加手術前的路徑判斷及對於手術中可能發生的風險做出完備的評估計畫。

功能性磁振造影(fMRI,functional magnetic resonance imaging)是一種利用磁振造影來測量神經元活動所引發之血液動力的改變。利用一系列嚴密的測量來確定個別功能腦區的可能範圍。手術前可將重要之神經功能區域標示出來如:運動功能區、感覺功能區、語言功能區等,並將功能性磁振造影影像融合立體定位導航影像於手術中,協助手術的電刺激定位,如此可將腫瘤摘除而不影響重要神經功能 (此部分需要自費)。

上圖是神經放射科林偉哲教授正在磁振造影室陪伴及指導病患進行功能磁振造影掃描

磁振擴散張量造影 (DTI,diffusion tensor imaging)則是利用大腦組織中水分子的擴散運動,進行大腦組織結構與神經纖維走向的造影 (Tractography),組成大腦神經纖維網路構造。DTI提供許多寶貴的臨床資訊,如腫瘤是否擠壓或已侵蝕到神經束,預估術後回復狀況,提供大腦連結及大腦白質病理資訊等等。此外我們可以利用腦白質束顯影做出代表運動神經束的皮質脊髓路徑成像、視覺路徑成像以及語言白質束網路。

莊醫師最後會彙整上述各種不同的影像資訊,重建複雜的3D立體影像,整合手術前的各種功能性影像以及腦表面影像重組。這樣準備可以協助外科醫師在開刀前就洞悉所有可能的重要腦部功能結構以及手術血管分布,讓醫師訂立安全的手術策略,讓手術能夠在不傷害任何功能的狀況下,切除最大範圍的腫瘤。莊銘榮醫師在高雄長庚建立全國第一個手術影像後製中心,可以根據詳細的神經影像三維立體重組,確認手術地雷,訂定手術計畫。這個技術也可以融合在立體定位導航影像於手術中,搭配領先全台的神經訊號監測系統,協助手術的電刺激功能定位,如此可將腫瘤摘除而不影響重要腦部功能。

彙整各種不同的影像資訊,重建複雜的3D立體影像,協助外科醫師在開刀前就洞悉所有可能的重要腦部功能結構以及手術血管分布。

莊醫師根據詳細的神經影像三維立體重組,確認手術地雷,訂定手術計畫。這個技術也可以融合在立體定位導航影像於手術中,搭配領先全台的神經訊號監測系統,協助手術的電刺激功能定位,如此可將腫瘤摘除而不影響重要腦部功能。

手術前的腦部智能的功能定位 : 神經行為評估部分

神經內科的專業心理師團隊會根據臨床醫師的要求,進行詳細的神經行為智能與局部網路功能評估(此部分需要自費)。 有別於神經影像上的評估,神經行為智能與局部網路功能評估是根據病患實際執行專業心理師各種智能及心理鑑定後得到數值化的客觀分數。外科醫師根據評估這份評估數值可以正確了解病患實際智能網路的損傷狀況。同時在執行清醒手術前,也是根據者這份評估判斷病患是否可以配合以及實際清醒手術中,手術中陪伴檢測的心理師要執行那些智能評估項目才能真正監測在精準點上。

高雄腦神經外科手術

哪些人需要進行清醒手術? 哪些人可以進行清醒手術?
談術前清醒手術的評估

大多數人的腦部手術都是不需要進行清醒手術的。基本意識功能、運動功能保護與視覺功能保護一般來說是不需要清醒手術。病患在腦部手術中還要保持清醒並配合各種智能測試,這是一個相當大的壓力。有別一般手術所說的,睡一覺醒來就開好了。莊醫師一般選擇進行清醒手術的條件非常謹慎。最常見的狀況是長在左側顳葉的腦瘤。大家知道,成人的大腦這麼大,平均達一千六百立方釐米,卻是區區價值大不相同。有些腦區切掉大半,病患渾然不覺。有些腦區只要損傷0.1立方米,病患立即癱瘓失語甚至昏迷成為植物人。一般來說大部分的右撇子的成人,都是以左側顳葉為語言功能區,尤其是左上顳葉,以及左下方額葉。

因此最常需要在清醒手術中保護的,就是語言功能。也就是發生在左側顳葉,以及左下方額葉的病灶切除手術。意識不清、智能評估太差、病患無法溝通(幼兒或聾啞人士)、心理狀態不穩定等病患,是不適合進行清醒手術的。此外,過度肥胖、困難氣道、氣管疾病、老煙槍、困難控制癲癇、或是外科醫師評估手術危險度高,有大出血或嚴重腦腫可能,這類病患也可能不適合接受清醒手術。因此手術前會會診麻醉科醫師、神經內科醫師、身心科醫師、耳鼻喉科/胸腔科醫師一同來進行評估。

當然最重要的是病患的主觀意願。一般來說莊醫師會詳細說明手術流程,播放相關影片給病患參考。手術前一天會帶病患來到手術房內,除了試躺一下手術台,確認當天最佳姿勢外,手術團隊的麻醉科醫師、麻醉護理組長、手術房護理組長都會前來和病患致意。病患若害怕接受清醒手術,則清醒手術就不會執行。不用清醒手術不影響莊醫師的腦瘤手術進行。我們的內部數據顯示,一般清醒手術腦瘤切除率都會在九成以上,如果應該做清醒手術,但是評估後改為常規全身麻醉的腦瘤手術,腦瘤切除率會略為下降到八成到九成間。

清醒開顱腦瘤手術案例介紹

右撇子中年婦女是一個老師,近月來被家人發現智能逐漸衰退、記憶變差、講話開始言不及義,帶到醫院來求診。外院做了一個基本的腦部磁振檢查,發現一個左側顳部的巨大顯影病灶與白質水腫。旋即轉到莊醫師團隊。

初始神經學檢查與智能評估

莊醫師檢查該女士,神經學檢查發現無明顯高腦壓反應、無腦膜症狀。瞳孔的光反射仍在,無顱神經症狀。但是右側肢體有輕微無力現像,雙眼視野似乎也有缺損現象。簡單認知評估有部分性語言、記憶、理解等功能影響,是混和型失語症。

手術前的腦部智能的功能定位 : 神經行為評估部分

專業心理師隨即安排進階的神經行為檢查。確認有混和型失語症狀、中等短期記憶缺損、認知執行及注意力皆有缺失。認定為顳葉功能為主的損傷。

手術前的腦部智能的功能定位 : 功能性神經影像部分

神經放射科醫師安排了一系列進階功能性影像,包含核磁共振質譜分析(MRS)、語言/運動功能性核磁分析(MRI)、腦白質束顯影(DTI)等。莊醫師根據上述資料進行詳細的神經影像三維立體重組,擬定手術計畫。

術前清醒手術的評估

莊醫師詳細和病患及家屬進行術前會談,並提及進行清醒手術的建議、流程、好處與風險。病患及家屬欣然同意。於是莊醫師會診麻醉科醫師、神經內科醫師、身心科醫師、耳鼻喉科一同來進行清醒手術評估。評估通過。手術日距住院日只有五天。

清醒手術術前準備

手術前一天,莊醫師帶病患到開刀房做環境熟悉與臨場預演,並介紹手術團隊與麻醉團隊給病患認識。大家閒話家常,緩解病患對於手術的緊張。同時,莊醫師預先為病患畫好頭皮神經與計畫傷口,準備第二天進行局部麻醉。

手術當天手術準備

清醒手術是不插管,但是會做完整仔細的止痛。除了仔細的局部麻醉外,麻醉科醫師會持續滴注超短效性的止痛藥,病患幾乎都不會有疼痛的問題。同時會給病患配戴麥克風與攝影機。手術時會用無菌布簾架出前後場。莊醫師和刷手護理師會在後場,而心理師與病患會在前場。

清醒手術的第一階段

雖是清醒手術,但是麻醉科醫師不會讓病患全程醒著。一般說來病患擺好位置,麻醉科醫師就會讓病患睡著。麻醉團隊會設立腦波監測儀來監測意識深度。外科醫師會先進行下刀與開顱。等到腦膜打開露出腦部手術區域時,麻醉科醫師就會讓病患醒來,開始進入清醒手術第一階段。

這一階段還不下刀。心理師會請病患開始數數字,同時病患抓放手掌。莊醫師這個階段隊進行雙極電刺激器的皮質電刺激,以進行語言敏感區定位。

清醒手術的第二階段

第二階段莊醫師會先切除非功能敏感區。此時病患清醒,但是指是和心理師聊天話家常。等到莊醫師開始要進行語言敏感區附近的腦瘤切除時,心理師會開始對病患執行術前計畫好的認知智能問答。這個階段不做電刺激。莊醫師一邊消除病患的腦瘤,一邊留心聆聽病患的測試反應,並藉此調整手術工具與手術速度。等到顯微鏡下病灶幾乎都切除完畢,或是病患開始在監測智能的項目受到影響,此時莊醫師便會仔細評估,並在必要時宣布結束手術。腦瘤切除完畢後,麻醉科醫師會再讓病患睡著,外科醫師在接下來進行關顱縫合傷口的作業。若有需要,莊醫師會置放腦壓監測器的晶片。

手術後的照護

莊醫師的腦部手術病患,一般術後當天就會拔管,會在加護病房觀察觀察二到三天。時間長短以腦部壓力為準。一出加護病房就會進行術後磁振造影,確認腦瘤切除率,約七天內會得到病理診斷與基因鑑定,這時候莊醫師會再約病患及家屬進行術後會談。這個會談非常重要。莊醫師會詳細評估整個治療的成效、疾病確診的結果、後續治療及追蹤計畫。一般莊醫師術前與術後重大會談都會印有會談說明書給與病患和家屬,方便記錄與溝通。莊醫師的腦瘤病患一般都在術後七到八天出院。莊醫師的手術傷口一般不須換藥,不用拆線,回家就可以洗頭。

正確的治療組合、手術方法與手術時機,延長患者良好生存質量的時間

位於功能區的腦瘤手術,在過去認為是一個非常棘手的問題。尤其是無明顯邊界的膠質瘤若是位於功能區腦皮質內或是緊鄰功能性神經纖維,則手術誤傷功能區造成癱瘓或是失語的機會則非常高。高雄長庚醫院腦瘤治療團隊目前採用這套系統性方法,針對不同位置不同影響的腦瘤,分別設計整套完整的術前功能性影像計畫以及術中腦皮質電刺激技術,並在必要時實施清醒手術。這樣的流程需要完整的各科團隊合作,保護各種腦部功能,並做最大範圍的腦瘤切除。即使複雜如清醒手術,莊醫師術前的腦功能定位團隊與清醒手術團隊秉持專業與熱情,盡最大努力幫助病患延長壽命,維持生活品質,協助重回職場。

但是莊醫師也常說,雖然醫療與科技進步日新月異,但是不論是技術或是手術都只是手段之一,不是最終目的。很多腦部腫瘤其治療搭配或是治療選擇,需要很多知識及經驗才來決定。甚至許多腦部病灶或是顱底病變來說,首先要考慮的是手術的必要性。並不是每個腦瘤病患都需要手術,也不是每個腦瘤手術都需要清醒手術。專業團隊真正的價值即在考慮如何平衡各種手術/治療效果與對應的創傷,選擇正確的治療組合、手術方法與手術時機,盡可能延長患者良好生存質量的時間。

生老病死,是世間常態,不是醫師可以左右。但是希望我們不論手術技術多強大,永遠不忘初心,對於各種最困難的神經外科疾病提供世界級的團隊醫療與最完整的治療選項,並陪伴病患及家屬一起走過人生最後的精采風景。

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莊銘榮 Ming-Jung Chuang
現職
高雄長庚腦神經外科助理教授級主治醫師
高雄長庚神經腫瘤團隊主席

專長
困難腦瘤顱底手術與脊髓手術
功能性保護腦部手術
兒童神經外科與先天性神經系統手術(兒童腦瘤、毛毛樣病、顱顏畸形、脊柱裂、脊椎側彎、水腦與水囊症、腦部畸形)
癲癇手術與手術評估
迷走神經刺激器植入
深部腦電極與腦皮質電極置放

經歷
美國曼菲斯聖裘德兒童腫瘤研究醫院
曼菲斯理柏納醫院
田納西大學神經科學中心臨床研究醫師與基礎訊號研究
(師事神經外科Frederick A. Boop教授及神經內科James W. Wheless教授)
大里仁愛脊椎側彎中心臨床研究員 (師事 張國華教授)
林口長庚 顯微重建外科臨床研究員 (師事 莊垂慶教授)
林口長庚 顱顏外科臨床研究員 (師事 陳國鼎主任)
林口長庚 神經外科臨床研究員 (師事 吳杰才主任)
台北榮總 小兒神經外科臨床研究員 (師事 黃棣棟教授)
高雄長庚 神經外科總醫師 (師事 何治軍教授)
高雄長庚 神經外科住院醫師
林口長庚 外科部住院醫師

著作、研究與發表
科技部計畫2件,SCI論文12篇
教科書著作4章節,醫學專業著作1本
國際邀請演講5次,國際醫學會報告16次
國內醫學會醫學中心邀請演講44次,論文獎3次

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