细孔钻颅置管引流治疗急性脑内血肿的定位技术特点与演变
2025-06-02 来源:立体定向和功能性神经外科杂志

作者:张雷,王娟,山东省郯城县第一人民医院;张雨萌,遵义医科大学护理学院;何永生,电子科技大学附属医院

 

急性自发性脑出血和急性颅脑损伤所致急性脑内血肿是基层医院神经外科的常见病与多发病,其病情发展迅速,治疗难度大、并发症、再出血率高,具有较高的病残、死亡率。急性脑内血肿的治疗方式多种多样,传统开颅手术虽然能有效地清除血肿,缓解颅内高压,挽救神经损伤,但开颅血肿清除手术创伤大、风险高,可能出现继发性脑损伤及严重手术相关并发症。

 

微创外科治疗已成为急性脑内血肿的重要手段,包括小骨窗、锁孔血肿清除术、内窥镜血肿清除术和细孔钻颅置管引流术,临床上需综合考虑患者病情、单位设备配置情况、医生熟练技术与患者家属要求而进行个体化综合治疗。细孔钻颅置管引流直接用5mm 钻头钻孔形成骨隧道,再置入直径3.3~4.5mm(F10、F12)引流管到达血肿中心,抽吸、引流血肿,具有创伤小,操作简便,可联合尿激酶等纤溶治疗,血肿清除满意,患者恢复快,并发症少等优点,已在县级、地市级医院普遍使用。

 

大量临床观察显示:细孔钻颅置管引流脑出血的创伤小,可以快速清除血肿、缓解颅内高压,挽救神经功能障碍,并有效规避开颅手术和较长时间全身麻醉的相关风险与并发症,逐渐成为治疗中小型脑内血肿的有效或首选治疗手段,也是不能耐受开颅手术的中大型脑内血肿的重要备选方案。然而细孔钻颅置管因细长的骨隧道限制了引流管方向的调整,快速、精准定位置管是手术成功的关键。

 

随着微创理念的普及,定位诊断、手术导航与计算机技术的不断发展完善,细孔钻颅定位穿刺技术也不断发展演变,并与手术机器人、图像引导、多通道内窥镜、虚拟现实和人工智能技术紧密结合,以满足不同层次的临床与研究需要。本文复习细孔钻颅置管引流治疗脑内血肿文献,讨论其主要技术特点与演变,探索个体化细孔钻颅脑内血肿引流技术及未来研究方向。

 

1.CT定位徒手穿刺

 

CT 立体定位徒手穿刺是目前钻颅置管引流脑内血肿常用的定位方法。术前,医生通过CT 确定血肿的大小、位置、立体空间结构及与重要颅骨骨性标记的关系,选择颅骨上离血肿较近,且能避开重要功能区与富血管区域的位置作为穿刺点,并经CT 测量明确穿刺方向与深度。医生使用特制微创钻头在颅骨上钻孔,电凝刺破硬脑膜与皮层,将引流管通过颅骨隧道置入血肿腔内,抽吸、引流血肿。

 

许多文献证实疗效确切。当血肿较大、半球或基底节区血肿,CT 立体定位徒手穿刺常能够准确地将引流管置于血肿中心附近,实现对血肿的有效引流,术后结合局部尿激酶纤溶治疗(浓度1万U/ml,2~4万U/次,夹闭引流管2~4h后持续开放引流,每日1~2次,动态影像复查,及时拔管),常能较快获得血肿满意清除。

 

对比研究显示:CT 立体定位组在手术时间、住院时间、血肿吸收时间、治疗费用、并发症发生率等诸多方面显著优于传统开颅手术组。若血肿较小,或者位于丘脑、小脑和脑干位置,则血肿中心准确管置较为困难,不做推荐。

 

2.CT定位标示线与简易定位仪引导穿刺

 

为了能够适应急性脑出血的急诊特点,简化术前操作流程,准确穿刺血肿;许多神经内外科和急诊科医师单纯借助CT图像,在患者体表画出多条标志线来确定穿刺点和校正穿刺方向;如复旦大学附属中山医院徐汇医院孙树杰教授的方体定向立体定向法、广州中医院大学附属高州中医院杨进华教授的两点三线八字交叉定位法、江西省人民医院习斌教授的RediAnt三维定位结合双平面相交法等。

 

术者必须有良好的立体空间感和数十例穿刺经验,才能做到得心应手。因体位变化、消毒铺巾导致移位或体表标志显露不佳,对于丘脑、小脑和脑干等深部小血肿,可能造成穿刺失败,不予推荐。不少医生尝试借助简易定位仪穿刺,有助于提高定位精度。张雷教授课题组根据“三点共线原理”研制了一款“U”型定位仪,配备“U”字型固定件、限制钻孔方向的固定套筒(内径5mm)与另一侧的固定锥(其顶点就是固定套筒内径中心线延长线与对侧颅骨头皮的交汇点)。

 

首先根据CT 确定能避开重要功能区与血管组织、颅骨上离血肿最近的位置作为穿刺点,血肿中心为穿刺靶心,两者连线延伸到对侧头皮为固定锥固定点;将穿刺点和固定锥固定点分别用头皮标记点标记,薄层CT 扫描验证调校参数,并测量穿刺深度。术中安装固定套筒与固定锥,按固定套筒钻颅穿刺,测量深度置管、抽吸引流血肿。术后CT 扫描确认导管位置与血肿清除情况,术后联合尿激酶治疗,动态CT监测血肿引流情况,及时拔管。

 

目前已利用此定位仪完成96例基底节区、丘脑、小脑半球和小脑蚓部血肿的细孔钻颅置管,术后CT复查均显示成功置管,联合尿激酶治疗3天,血肿清除满意。因手术体位、头皮滑动等原因可影响钻颅定位精度,不推荐在脑干血肿和丘脑小血肿使用。

 

3.有框架脑立体定向仪引导穿刺

 

术前于患者头部安装金属头环,戴CT 定位框进行定位CT 扫描,获取高精度三维图像,医生利用医学影像处理软件确定穿刺靶点及安全路径,引导行钻孔、置管与抽吸、引流操作。借助脑立体定向仪可显著提高定位精度与手术成功率,减少术后继发脑损伤,缩短住院时间、降低医疗费用。然而,脑立体定向仪存在术前准备时间长、设备成本高等不足。此外,脑立体定向仪可能不适用于一些复杂类型的颅内出血

 

4.神经导航与机器人引导穿刺

 

神经导航系统准备操作复杂,已基本不做钻颅手术使用;高精度微创神经外科手术机器人系统是完成细孔钻颅技术的较理想设备,图像引导穿刺经术前头部超薄CT 扫描采集患者头颅影像资料,构建高精度三维模型,术前借助导航捕捉头面部皮肤与颅骨Marker反光,形成三维图像定位。经术前注册手术时系统可实时监测并更新患者颅内结构位置,引导钻颅、置管、抽吸引流。临床上使用术前增强脑磁共振定位的机器人图像引导穿刺具有很高的安全性与便捷性。但需要培养熟悉设备使用的手术专科护士或神经外科手术医助,以保证急诊手术的顺利开展。

 

普遍使用的美国ROSA、中国Remebot、CAS-R-2等机器人定位精度均达亚毫米级,血肿清除较为彻底;尤其适合于深部脑中线、丘脑、脑干血肿的钻颅穿刺治疗,能显著提高手术安全性与远期治疗效果。然而,仍存在术前准备时间长、设备成本高、技术要求高、设备故障风险等。一些特殊部位或复杂类型的颅内出血可能需要颅骨标记(Marker)协助定位,或特殊体位协助完成穿刺。目前尚未实现穿刺和血肿清除中的实时图像显示。

 

5.3D建模辅助定位

 

(1)3D-Slicer建模辅助定位

 

3D-Slicer,是一款由美国哈佛大学布里奇姆妇院与麻省理工学院合作研发的面向医护人员开放的可视化图像分析处理平台,是目前最常用的3D 建模辅助定位软件。在网上下载3D-Slicer,简易安装后,就能在电脑与高配手机上使用3D-Slicer来进行医学影像的分析和处理。医生可通过分析颅脑超薄CT 或MRI检查合成图像,准确判断血肿的位置、大小、形态等信息,经头皮体表投影定位血肿,导出3D 图像,辅助手术治疗。

 

3D-Slicer能在原有摆位不端正的头部CT 图像基础上,对脑内血肿进行矫正、3D重建,精确检测颅内血肿的相关参数并定位。但也存在些许不足,首先,软件在低配电脑可能运行缓慢,不适用于急救。其次,低质量、层厚高的图像可能影响三维重建的精度和可靠性。此外,临床应用方面,该软件不能实时导航,无法在操作过程中提供血肿位置与头皮表面之间的动态映射或实时定位服务,置管时仍需要医生自身的操作技巧和丰富的临床经验。因此,在定位颅内血肿时,需综合考虑并结合其他技术与方法来提高定位精准度。

 

(2)E3D软件3D建模辅助定位

 

E3D软件是中南大学研发的一款国产软件,其独特的中文操作界面降低了使用门槛,提高了工作效率。E3D数字医疗与虚拟现实研究中心已将该软件运用于治疗颅底占位性疾病,在术前利用3D 模型辅助定位和设计穿刺路径,应用效果显著。

 

6.3D打印导板辅助定位

 

首先导入患者头部CT或MRI超薄三维DICOM 数据,经3D建模软件精细处理和重建,生成头颅结构与脑内血肿的3D模型;医生在充分考虑血肿的位置、大小以及周围关键解剖结构,详细规划穿刺部位、深度和方向,并避开重要的血管和功能区组织,确保穿刺引流手术的安全性基础上,设计手术区域所需的头颅导板及导管模型。然后结合3D 模型精确测量,使用3D打印机设计并打印三维模型及3D 导板。

 

手术时,医生将3D导板紧密贴合在患者的头皮上,并通过导丝引导穿刺,将引流管准确置入到预定深度,抽吸、引流血肿。随着3D打印技术的成熟、成本降低,可在缺乏其他设备的基层医院使用,其在手术治疗中的应用日趋广泛、优势凸显,尤其对于提高手术精准性和预防并发症方面具有重要意义。但由于3D打印导板耗时较长,须经严格的清洁、消毒灭菌才能使用,可能不适用于大体积血肿、需急症手术患者。

 

7.虚拟现实技术、全息智能医疗成像系统辅助定位

 

由上海涞秋医疗科技有限责任公司和华山医院神经外科研发的一款“可透视、可交流、可协作”的全息医疗影像系统。它是通过CT 或MRI薄层扫描后,将数据处理形成立体图像,通过仪器呈现在眼前,能够清晰看到颅内血管和病变,并可1∶1投射在真实的人体上。混合现实技术将虚拟图像与真实人体“混合”,医生在手术台上,看到的医学影像三维重建后全息影像同步“混合”在患者的真实肌体上,透视病灶,将“虚拟导航”变成真实导航。术前可精确的手术定位和模拟手术入路,术中纠正手术偏差。目前尚不能同步反应术中病灶变化情况。因为细孔钻颅非直视下血肿清除术的限制,该技术尚有待成熟。

 

8.不足与展望

 

早期固态血肿和单纯穿刺时存在初次抽吸血肿不满意情况,采用金属穿刺针、导管植入血肿碎吸术均是有益尝试,唯再出血和感染率偏高;大量临床观察资料推荐术中部分减压,术后采用尿激酶、t-PA、rt-PA 等局部纤溶治疗,术后动态CT检测血肿清除情况,能够较快液化引流血肿,明显吸收后及时拔管;需要一定时间才能满意缓解颅内压增高,因此,该方法不作为超早期固态、大型血肿伴明显颅内高压患者的推荐治疗技术。

 

复习文献细孔钻颅穿刺引流技术仍存在以下不足:①用于血肿清除的颅穿刺针结构与功能相对单一,而针道上颅骨、脑组织、血肿的刚度是却完全不同,因此,手术可能存在医源性损伤的风险;②利用机器人辅助手术有助于体外神经导航定位,但穿刺仍需手工进行,目前还无法实现对穿刺过程的动态实时监测;因此,在保证穿刺的安全性和准确性方面仍存隐患;③由于缺乏有效的方法来感知颅内环境,因此钻颅清除尽可能多血肿的结果会存在较大差异;不少作者为手术安全,提倡只清除大部分/部分血肿来降低颅内压,术后结合纤溶治疗清除残留血肿。

 

此外,定量描述抽吸手术参数与术后康复效果之间关系的数据也十分缺乏,因此,如何根据个体因素和病变特征来控制最优参数仍不够明了;有时,甚至难以获得一个相对平稳的ICP降低。针对这些不足,正进行相关探索性研究。

 

(1)联合精细多通道内窥镜技术 针对不同刚度的组织结构,研究者尝试了同轴多通道的同心圆管基,分别设短的硬性外导管(最小外径4.2mm)固定于颅骨骨孔;内置软导管包绕微小颅内压探头(0.7mm)、内窥镜微导管(0.9mm)和冲洗、引流微导管穿行于脑组织内;内窥镜微导管和冲洗、引流微导管可转弯进入血肿腔,在内窥镜引导下调整方向,达到更好的冲洗与抽吸引流血肿,术后根据血肿清除情况决定是否留置引流管进行纤溶治疗。该技术的成熟与推广将显著提高手术安全性与血肿清除率,具有良好的研究前景。

 

(2)手术机器人的演变与智能化 H.Ashrafian等将手术机器人分为五代:单纯立体定向机器人;内窥镜机器人;仿生机器人;微型(迷你)机器人;(未来发展的)自主系统。中国科学家正在三和机器人研究方面取得重大进展。目前内窥镜机器人基于同心圆管基、肌腱驱动的机械转向、电磁转向系统,正逐步实现术中实时显像,引导手控冲洗吸引头转向清除血肿;未来机器人将通过大宗病例资料深度学习,综合分析多模态定位影像资料与清除血肿情况,由机器人智能控制冲洗吸引头转向,实现无死角清除脑内血肿。该技术的成熟将明显提高手术安全性与血肿清除率,更好地服务于社会,创造良好的社会经济效益。

 

9.结语

 

目前细孔钻孔置管引流作为治疗脑内血肿的一种安全、有效、创伤小的手术方法已获得广泛认同,并在基层医院普遍使用。一种适合基层医院神经外科医生使用、价格低廉、操作简单、定位准确的简易定向仪或者操作简单的3D 定位图像引导技术具有较大的社会需求,将为基层医院为数众多的脑内血肿患者带来福音。另一方面,熟练掌握手术机器人引导血肿穿刺、置管冲洗引流技术,手术室配置多人管理设备配合急诊手术,这是大型医院及时精准救治急性脑内血肿病人的关键环节,应于充分重视。内窥镜的精细化、智能虚拟成像技术与融合、人工智能技术的应用将是未来的脑内出血微创外科治疗的重要研究方向。

 

来源:张雷,王娟,张雨萌,等.细孔钻颅置管引流治疗急性脑内血肿的定位技术特点与演变[J].立体定向和功能性神经外科杂志,2024,37(05):316-320.


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