視化椎管內(nèi)穿刺技術(shù)的研究進(jìn)展

吳加珺，李銘，顧衛(wèi)東

1.復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院麻醉科 上海200040；2.復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院放射科 上海200040

近年來(lái)，隨著快速康復(fù)外科理念的提出，椎管內(nèi)阻滯具有因減輕術(shù)后疼痛、加快手術(shù)患者康復(fù)方面的優(yōu)勢(shì)而受到重視[1,2]。傳統(tǒng)的椎管內(nèi)穿刺是經(jīng)驗(yàn)性穿刺技術(shù)，遇到肥胖、脊柱畸形、老年退行性脊柱改變患者時(shí)，傳統(tǒng)的盲穿技術(shù)會(huì)發(fā)生穿刺困難，而反復(fù)多次穿刺又可導(dǎo)致組織損傷，增加低顱壓頭痛、椎管內(nèi)血管和神經(jīng)損傷等并發(fā)癥的發(fā)生[3,4]。因此，椎管內(nèi)穿刺輔助可視化技術(shù)成為近年的研究熱點(diǎn)，它對(duì)提高穿刺成功率和減少并發(fā)癥具有重要意義。本文綜述了可視化技術(shù)在椎管內(nèi)麻醉中的應(yīng)用，并介紹了最新的混合現(xiàn)實(shí)可視化技術(shù)及其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)的盲穿技術(shù)

麻醉醫(yī)師需通過(guò)觸摸患者的棘突確定穿刺部位，根據(jù)棘突的解剖規(guī)律決定穿刺角度，進(jìn)針至穿刺阻力消失（硬膜外）或腦脊液流出（蛛網(wǎng)膜下腔）時(shí)，認(rèn)為穿刺針已到達(dá)椎管內(nèi)。盲穿技術(shù)在年輕和解剖正?；颊叩某晒β瘦^高，但對(duì)于肥胖、脊柱畸形、老年退行性脊柱改變的患者，椎管內(nèi)盲穿會(huì)較為困難。Chin 等[5]報(bào)道，肥胖（BMI＞35 kg/m2）、椎管狹窄等解剖標(biāo)志不清楚的患者行腰椎盲穿時(shí)，一次穿刺的成功率僅為32%，十次穿刺的成功率也僅為42%[5]。耿姣等[6]報(bào)道，老年患者行腰椎盲穿時(shí)，一次穿刺成功率僅為37.6%，總的穿刺失敗率為7%。此外，如果患者因?yàn)榉逝置磺寮换虼嬖诟喵尼铡⒀调净蝼咀笛然螘r(shí)，盲穿技術(shù)還可發(fā)生脊柱節(jié)段定位錯(cuò)誤，影響麻醉效果。

2 可視化椎管內(nèi)穿刺技術(shù)

2.1 X 線(xiàn)引導(dǎo)椎管內(nèi)穿刺技術(shù) X 線(xiàn)引導(dǎo)（C 臂機(jī)）使得操作者可直接看到患者的棘突、橫突、椎體、椎間孔等骨性結(jié)構(gòu)，因而有助于操作者進(jìn)行解剖定位，設(shè)計(jì)進(jìn)針路徑和觀察穿刺針的位置，從而提高穿刺的成功率。Tanaka 等[7]采用X線(xiàn)透視評(píng)估了853 例患者觸診定位椎間隙的準(zhǔn)確性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，238 例患者（29%）X 線(xiàn)所見(jiàn)的導(dǎo)管置入水平比麻醉記錄的水平高出一個(gè)間隙，34 例患者（4%）中，X 線(xiàn)所見(jiàn)導(dǎo)管置入水平比麻醉記錄的水平低了一個(gè)間隙，提示手法觸診椎間隙定位存在一定的誤差，而X 線(xiàn)有助于提高椎間隙定位的準(zhǔn)確性。Johnson 等[8]在對(duì)1 例身材矮小、肥胖，并患有骨質(zhì)疏松的患者放置硬膜外導(dǎo)管時(shí)，采用X 線(xiàn)輔助，找到導(dǎo)管易通過(guò)的區(qū)域，成功置入導(dǎo)管，完成術(shù)后胸段硬膜外輔助鎮(zhèn)痛，提示X 線(xiàn)引導(dǎo)椎管內(nèi)置管可提高硬膜外鎮(zhèn)痛的效果和安全性。目前，X 線(xiàn)引導(dǎo)技術(shù)已廣泛用于椎間孔神經(jīng)阻滯和側(cè)隱窩阻滯[9]。

然而，X 線(xiàn)引導(dǎo)（C 臂機(jī)）椎管內(nèi)穿刺時(shí)往往需要患者保持俯臥位，而椎管內(nèi)麻醉穿刺時(shí)，需要患者取側(cè)臥抱膝位或坐位。此時(shí)患者的下肢（側(cè)臥位）或體位架（坐位）會(huì)阻擋X 線(xiàn)，影響C 臂機(jī)的擺放。因此，目前X 線(xiàn)引導(dǎo)椎管內(nèi)穿刺技術(shù)僅用于椎間孔神經(jīng)阻滯等俯臥位下的慢性疼痛治療，在椎管內(nèi)麻醉的穿刺引導(dǎo)方面的作用有限。此外，胸椎的棘突呈疊瓦狀，胸椎骨在X 線(xiàn)圖像上相互重疊，胸椎的X 線(xiàn)圖像清晰度有限，因此X 線(xiàn)引導(dǎo)胸椎椎管內(nèi)穿刺在技術(shù)上存在較大的難度。

2.2 超聲引導(dǎo)椎管內(nèi)穿刺技術(shù)2002年Grau 等[10]報(bào)道了超聲用于硬膜外穿刺的輔助定位。近年來(lái)，超聲在椎管內(nèi)穿刺中的應(yīng)用已越來(lái)越廣泛，有文獻(xiàn)報(bào)道采用超聲引導(dǎo)可提高椎管內(nèi)穿刺的成功率[10,11,12,13]。相較于傳統(tǒng)的盲穿技術(shù)，超聲引導(dǎo)椎管內(nèi)穿刺有助于穿刺定位和判斷患者脊柱是否存在側(cè)彎，因而在穿刺技術(shù)上有了一定的進(jìn)步。但超聲對(duì)于體型較瘦、解剖正常的年輕患者圖像相對(duì)較清晰，而肥胖患者、明顯骨質(zhì)增生的患者的超聲圖像往往不夠清晰[14]。

近年來(lái)，有報(bào)道采用3D 超聲引導(dǎo)椎管內(nèi)穿刺。Belavy等[15]報(bào)道，3D 超聲有助于操作者明確脊柱的方位，但需犧牲圖像的分辨率和穿刺針的清晰度。除3D 超聲外，SonixGPS 定位導(dǎo)航超聲系統(tǒng)也被用于指導(dǎo)椎管內(nèi)穿刺。該導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)SonixGPS 進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃，提高了穿刺過(guò)程中平面內(nèi)針的可見(jiàn)性，操作者可觀察到三維超聲圖像中穿刺針與椎管的相對(duì)位置關(guān)系。Niazi 等[16]采用SonixGPS 定位導(dǎo)航超聲系統(tǒng)進(jìn)行了21 例椎管內(nèi)穿刺，總成功率為70%，一次穿刺成功率為57%。其中，采用平面內(nèi)技術(shù)的穿刺時(shí)間為16.4min，平面外技術(shù)的穿刺時(shí)間為11.1min。盡管3D 超聲和SonixGPS定位導(dǎo)航超聲系統(tǒng)使得椎管內(nèi)穿刺的成功率有了一定程度的提高，但這些技術(shù)本質(zhì)上仍是超聲引導(dǎo)技術(shù)，對(duì)于肥胖患者和老年患者，超聲的圖像清晰度仍有限。此外，使用超聲引導(dǎo)椎管內(nèi)穿刺時(shí)，操作者需要一只手持超聲探頭，另一只手進(jìn)行穿刺，給操作者帶來(lái)不便。上述問(wèn)題的存在限制了超聲引導(dǎo)椎管內(nèi)穿刺技術(shù)在臨床上的使用。因此，目前這一技術(shù)還沒(méi)有在臨床上得到廣泛使用。

3 混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)

混合現(xiàn)實(shí)（mixed reality，MR） 技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR） 技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmented reality，AR） 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)是純虛擬數(shù)字畫(huà)面，包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在內(nèi)的混合現(xiàn)實(shí)是虛擬數(shù)字畫(huà)面加裸眼現(xiàn)實(shí)[17]。混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，通過(guò)在虛擬環(huán)境中引入現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息，在虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和用戶(hù)之間搭起一個(gè)交互反饋的信息回路。

混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將預(yù)先掃描得到的骨骼、血管、內(nèi)臟等解剖結(jié)構(gòu)制作成三維圖像，操作者戴上操作眼鏡（見(jiàn)附圖）后，可將這些虛擬的三維圖像和現(xiàn)實(shí)中的患者疊合，從而使得患者的解剖結(jié)構(gòu)可視化。近年來(lái)，混合現(xiàn)實(shí)這一新興技術(shù)已逐漸在醫(yī)療領(lǐng)域中得到應(yīng)用，它對(duì)提高操作的準(zhǔn)確性和安全性具有重要作用[18]。Linte 等[19]首次將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣置換術(shù)并獲得成功，他們將虛擬的患者心臟與術(shù)中經(jīng)食道超聲圖像相結(jié)合，使得人工二尖瓣的植入更加精準(zhǔn)。Fushima 等[20]將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于正頜外科手術(shù)，發(fā)現(xiàn)混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的精確性完全能滿(mǎn)足手術(shù)的需要，并有助于術(shù)中牙齒矯正醫(yī)師和手術(shù)醫(yī)師的溝通交流。Stefan 等[21]使用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將患者的脊柱CT掃描圖像重建虛擬3D 模型，將3D 模型、真實(shí)手術(shù)器械和無(wú)輻射虛擬X 射線(xiàn)成像結(jié)合到模擬脊柱手術(shù)中。Jiang 等[22]將46 例無(wú)插管經(jīng)驗(yàn)的麻醉住院醫(yī)師分為混合現(xiàn)實(shí)組和人體模型組，發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真在模擬培訓(xùn)新手纖維支氣管鏡操作方面比人體模型更有效。Sappenfield 等[23]研究表明，混合現(xiàn)實(shí)模擬器中的實(shí)時(shí)視覺(jué)增強(qiáng)（3D 可視化）改變了傳統(tǒng)鎖骨下靜脈穿刺方法，此外，使用混合現(xiàn)實(shí)模擬器進(jìn)行培訓(xùn)可提高參與者對(duì)實(shí)施不熟悉操作的信心。

目前，尚無(wú)混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于引導(dǎo)椎管內(nèi)穿刺的報(bào)道，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)能否用于椎管內(nèi)穿刺的引導(dǎo)，以提高椎管內(nèi)穿刺患者的穿刺成功率、增加椎管內(nèi)穿刺的安全性值得進(jìn)一步研究。此外，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于椎管內(nèi)穿刺教學(xué)是一個(gè)不錯(cuò)的手段，可以使學(xué)生對(duì)椎管內(nèi)穿刺有更直觀的體驗(yàn)。

4 小結(jié)

綜上，盲穿技術(shù)仍是目前椎管內(nèi)穿刺的常用方法，但脊柱畸形、脊柱退變、肥胖等因責(zé)可影響椎管內(nèi)字刺的成功率。近年來(lái)，隨著超聲引導(dǎo)神經(jīng)阻滯的廣泛開(kāi)展，超聲引導(dǎo)椎管內(nèi)穿刺逐漸得到應(yīng)用，但肥胖患者和明顯骨質(zhì)增生的患者的超聲圖像往往不夠清晰，加上操作時(shí)的不便利，影響穿刺的成功率。混合現(xiàn)實(shí)作為一種新興的可視化技術(shù)，它除了能將虛擬圖像疊加于現(xiàn)實(shí)事物外，還能讓操作者與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行交互和信息的及時(shí)獲取，增強(qiáng)真實(shí)感。目前，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)已開(kāi)始用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，它在椎管內(nèi)穿刺的引導(dǎo)和教學(xué)等方面的應(yīng)用值得期待。