槽型鞘腦穿刺針的設計及動物實驗初步結果

周奮 王輝 劉成業 林樹楷 劉珍 曾堅鋒 喬衛東 江振忠 李鋼

腦室外引流是處理顱內感染和腦積水的重要手段之一[1]。腦室內出血也可以通過腦室外引流盡快清除腦室內血凝塊，減輕血塊的占位效應，恢復正常的腦脊液循環[2]。腦穿刺針是神經外科常用的手術器械，常用于腦室外引流、腦壓測量、囊性病變穿刺及腦室內注射藥物等，也可用于腦內血腫穿刺引流、腦內病變術中探查性穿刺等操作。傳統的腦室穿刺引流術以腦穿刺針或帶芯引流管穿刺腦室，僅限于臨時性穿刺、引流或注射藥物等，不能留置做持續引流[3]。采用傳統腦穿刺針穿刺進入腦室后，可以一次性獲得腦脊液標本，如果進行持續腦室外引流，需要拔出穿刺針后再次以腦室外引流管進行二次穿刺。本研究組成員在傳統腦穿刺針的基礎上進行改進，設計了一款槽型鞘腦穿刺針，并已獲得國家實用新型專利（專利號：ZL201420735698.7）。槽型鞘腦穿刺針穿刺后，既滿足引流液體，也能成為腦室內、囊腔內置管的導向裝置，更適應臨床應用，并在功能上進行拓展，其衍生型號還可以作為皮下隧道成型和引流管、橋血管導引的裝置?，F將槽形鞘腦穿刺針在實驗動物中應用的初步結果報道如下。

一、材料與方法

（一）實驗動物

雄性新西蘭兔6 只，普通級，體質量2.0～2.5 kg（由長沙市天勤生物技術有限公司提供，許可證號：SCXK（湘）2014-0100）。槽型鞘穿刺針樣針由淄博善航醫學工程研究所曹工牌醫療器械公司制作。

（二）2 種穿刺針的結構及操作方法

1.結構：（1）傳統腦穿刺針為金屬材質，具有固定規格：針管長100 mm，外徑2.5 mm，襯芯1.5 mm。（2）槽型鞘腦穿刺針由3 個構件構成，即傳統腦穿刺針的針管、針芯，以及針管外一個側壁開槽口的外鞘，詳細信息見圖1。

2.操作方法：2 種穿刺針的操作方法一致，槽型鞘腦穿刺針增加了一次穿刺后經槽型鞘置管的功能。根據是否需要留置引流管選取腦穿刺針：（1）腦室或囊腫穿刺引流或病灶探查性穿刺（不需留置引流管）：采用傳統的腦穿刺針，將針芯裝入針管內，按照常規方法穿刺腦室或囊腫，有落空感后拔針芯，見到腦脊液或囊液流出后說明穿刺成功，可根據臨床需要釋放腦脊液（囊液）或腦室內（囊腔內）注入藥物。（2）腦室或囊腔穿刺置管引流：如果需要留置腦室或囊腔內引流管做持續引流，可采用槽形鞘腦穿刺針，按照常規方法穿刺腦室或囊腫，有落空感后先拔針芯，見到腦脊液或囊液流出說明穿刺腦室成功，拔出針芯、針管后留下槽型外鞘（注意固定槽形外鞘防止在腦實質內移位），將與穿刺針槽型鞘內徑相對應的腦室引流管沿槽形針鞘準確置入腦室或囊腔內，置入深度可根據引流管或槽形外鞘上的刻度掌握，置管成功可見到腦脊液或囊液流出，而后退出槽型針鞘，在體外將引流管從外鞘的槽型開口拉出后解脫。

圖1 槽形鞘腦穿刺針構件圖；圖2 2種穿刺針穿刺道腦組織切片HE 染色（×100）

（三）實驗步驟

（1）耳緣靜脈注射水合氯醛麻醉：10%水合氯醛按1.5 mL/kg 劑量經耳緣靜脈注射麻醉；（2）新西蘭兔俯臥于實驗臺上并固定肢體；（3）切開頭皮顯露顱骨，開放顱骨窗及硬膜，顯露雙側大腦半球；（4）設定右側大腦半球為實驗側，按照穿刺針使用方法，將3 個構件組合成整體穿刺，拔出穿刺針留置槽形鞘，置管后拔出槽形鞘，穿刺道以蘇木素染色以便于組織切片時識別；左側大腦半球為對照側，以傳統腦穿刺針進行穿刺，然后拔出穿刺針，穿刺道以蘇木素染色，觀察30 min 后處死實驗動物。2 種穿刺針的處理流程和時間基線一致，具有可比性；（5）實驗動物過度麻醉致死后，提取腦組織，經10%福爾馬林溶液固定，常規乙醇脫水、二甲苯透明、石蠟包埋后，沿腦組織穿刺道制3 μm 厚切片，常規HE 染色，由同1 名病理醫師在光鏡（Olympusix 70，日本）下進行穿刺道腦組織切片的病理組織學觀察；（6）顯微鏡下觀察腦組織穿刺道病理解剖學變化（腦組織破損及出血情況），評估損傷程度。

二、結果

大體解剖學觀察顯示，2 種穿刺針穿刺操作后均會造成穿刺道局灶性腦挫裂傷，肉眼觀雙側大腦半球穿刺道無明顯差異。光鏡下，穿刺針道的病理改變主要為局限性腦挫裂傷并微小局灶性出血，傳統腦穿刺針穿刺道腦組織切片顯示（圖2A）：穿刺道組織缺損，穿刺道周邊局限性腦組織水腫，細胞排列不規則及細胞數目缺失，殘留的細胞體增大，細胞核固縮，穿刺道未見血腫形成，穿刺道周圍腦組織挫傷有小出血灶。槽型鞘腦穿刺針穿刺道腦組織切片顯示（圖2B）：穿刺道組織缺損，缺損程度未超過傳統穿刺針，穿刺道周圍存在局限性腦組織水腫、細胞排列不規則及細胞數目缺損，殘留的細胞體增大和細胞核固縮情況與傳統穿刺針相似，穿刺道未見血腫形成，穿刺道周圍腦組織挫傷小出血灶較傳統穿刺針明顯。2 種穿刺針穿刺道腦組織病理特征差別不明顯，穿刺道外圍細胞結構均正常。

三、討論

腦組織、腦室穿刺是神經外科臨床的常用操作，除了術中臨時釋放腦脊液或診斷性穿刺提取腦脊液或囊液標本外，多數腦穿刺后需要繼續進行在腦室內或顱內病灶留置引流管。以腦室穿刺外引流為例，目前臨床常用的腦室穿刺置管外引流方法為穿刺腦室成功后，拔除腦穿刺針，將引流管套管芯沿穿刺道置入腦室內；或直接用引流管套管芯沿預定穿刺方向穿刺腦室，管內有腦脊液流出后拔管芯，再向腦室內送入2 cm 左右。前者需要前后兩次穿刺增加了創傷，后者由于引流管一般以硅膠材質制作，頭端柔軟或針芯不夠挺直，使穿刺方向易偏移，穿刺的準確性欠佳，可能導致置管位置不理想。為改善穿刺并留置引流管操作的流程，研究團隊設計了槽型鞘腦穿刺針，在傳統腦穿刺針的基礎上增加槽型外鞘，一次常規穿刺操作后即可通過槽型鞘置入引流管，減少了二次穿刺損傷，保障了引流管置入的準確性。獲得專利后，已制成樣針進行動物實體化研究。

血腫腔穿刺引流是腦出血治療方法之一[4]。目前國內有學者做了對腦室穿刺或顱內血腫穿刺的改進。姚一等[5]報道了一款顱內血腫穿刺針，由導管針、鉆體、三通、沖洗針、通針組成，通常用于顱內血腫穿刺引流。也有學者報道應用YL-1型顱內血腫穿刺針進行腦室穿刺，即所謂的“硬通道技術”，但在臨床應用中存在很多缺點[6-9]。也有應用軟通道技術，用穿刺針引導硅膠引流管穿刺血腫腔引流[10-14]。劉磊等[15]報道了一種新型腹腔穿刺針，由半封閉狀的套管和針芯兩部分組成，但其針芯為實心，僅可通過帶缺口的套管置入分流管，且不能作為腦室或血腫穿刺引流。經查閱文獻，目前關于腦室穿刺針技術改進的報道較少。

本研究團隊設計的槽型鞘腦穿刺針可靈活應用于腦室穿刺、血腫穿刺或囊腔穿刺，對于較硬的固態血腫，可經過針管進行抽吸，再經過槽型鞘置入軟管引流殘留血腫，一次穿刺即可完成硬通道、軟通道功能。本研究采用槽型鞘腦穿刺針操作的初步結果顯示：（1）槽形鞘腦穿刺針在傳統腦穿刺針的基礎上增加了一個槽型的外鞘，由于槽型外鞘與穿刺針貼合緊密，增加的穿刺針面積有限，對腦組織造成的穿刺性損傷與傳統穿刺針無差別；（2）穿刺后拔除腦穿刺針，經過槽型外鞘可以便捷、準確地將導管置入腦內；（3）穿刺道腦組織病理切片顯示有穿刺道的腦組織損傷，穿刺道周圍有微小局灶性出血，但穿刺道無血腫形成，外圍腦組織無損傷和出血表現。槽型鞘腦穿刺針結構簡單，充分利用槽型外鞘構成穿刺通道，引流管等軟質器材在不需要管芯的情況下也可以準確置入到腦室或囊腔內，具有操作簡便、快捷、準確的優勢，可增加置管準確性，減少二次穿刺。但本研究由于實驗動物的樣本量較小，僅為穿刺后腦組織損傷表現的一個觀測性初步結果，尚未針對不同疾病模型展開研究。

此外，槽形鞘腦穿刺針組合套件可根據臨床需要或腦室引流管直徑做成不同直徑和長度，以便不同型號的腦室外引流管的置入；還可發展各種衍生型號，如不同長度、不同管徑、不同尖銳程度的針芯頭端等，可適用于立體定向手術、皮下隧道成型、橋血管或分流管導引等多個用途。

綜上所述，槽型鞘腦穿刺針在實驗動物的應用中具有安全性、可操作性，與傳統腦穿刺針造成腦損傷的差別不明顯。今后擬進一步對比槽型鞘穿刺針與其他穿刺針在組織損傷方面的差異，以及不同針管直徑、穿刺不同組織的損傷程度。