槽型鞘脑穿刺针的设计及动物实验初步结果

周奋 王辉 刘成业 林树楷 刘珍 曾坚锋 乔卫东 江振忠 李钢

脑室外引流是处理颅内感染和脑积水的重要手段之一[1]。脑室内出血也可以通过脑室外引流尽快清除脑室内血凝块，减轻血块的占位效应，恢复正常的脑脊液循环[2]。脑穿刺针是神经外科常用的手术器械，常用于脑室外引流、脑压测量、囊性病变穿刺及脑室内注射药物等，也可用于脑内血肿穿刺引流、脑内病变术中探查性穿刺等操作。传统的脑室穿刺引流术以脑穿刺针或带芯引流管穿刺脑室，仅限于临时性穿刺、引流或注射药物等，不能留置做持续引流[3]。采用传统脑穿刺针穿刺进入脑室后，可以一次性获得脑脊液标本，如果进行持续脑室外引流，需要拔出穿刺针后再次以脑室外引流管进行二次穿刺。本研究组成员在传统脑穿刺针的基础上进行改进，设计了一款槽型鞘脑穿刺针，并已获得国家实用新型专利（专利号：ZL201420735698.7）。槽型鞘脑穿刺针穿刺后，既满足引流液体，也能成为脑室内、囊腔内置管的导向装置，更适应临床应用，并在功能上进行拓展，其衍生型号还可以作为皮下隧道成型和引流管、桥血管导引的装置。现将槽形鞘脑穿刺针在实验动物中应用的初步结果报道如下。

一、材料与方法

（一）实验动物

雄性新西兰兔6 只，普通级，体质量2.0～2.5 kg（由长沙市天勤生物技术有限公司提供，许可证号：SCXK（湘）2014-0100）。槽型鞘穿刺针样针由淄博善航医学工程研究所曹工牌医疗器械公司制作。

（二）2 种穿刺针的结构及操作方法

1.结构：（1）传统脑穿刺针为金属材质，具有固定规格：针管长100 mm，外径2.5 mm，衬芯1.5 mm。（2）槽型鞘脑穿刺针由3 个构件构成，即传统脑穿刺针的针管、针芯，以及针管外一个侧壁开槽口的外鞘，详细信息见图1。

2.操作方法：2 种穿刺针的操作方法一致，槽型鞘脑穿刺针增加了一次穿刺后经槽型鞘置管的功能。根据是否需要留置引流管选取脑穿刺针：（1）脑室或囊肿穿刺引流或病灶探查性穿刺（不需留置引流管）：采用传统的脑穿刺针，将针芯装入针管内，按照常规方法穿刺脑室或囊肿，有落空感后拔针芯，见到脑脊液或囊液流出后说明穿刺成功，可根据临床需要释放脑脊液（囊液）或脑室内（囊腔内）注入药物。（2）脑室或囊腔穿刺置管引流：如果需要留置脑室或囊腔内引流管做持续引流，可采用槽形鞘脑穿刺针，按照常规方法穿刺脑室或囊肿，有落空感后先拔针芯，见到脑脊液或囊液流出说明穿刺脑室成功，拔出针芯、针管后留下槽型外鞘（注意固定槽形外鞘防止在脑实质内移位），将与穿刺针槽型鞘内径相对应的脑室引流管沿槽形针鞘准确置入脑室或囊腔内，置入深度可根据引流管或槽形外鞘上的刻度掌握，置管成功可见到脑脊液或囊液流出，而后退出槽型针鞘，在体外将引流管从外鞘的槽型开口拉出后解脱。

图1 槽形鞘脑穿刺针构件图；图2 2种穿刺针穿刺道脑组织切片HE 染色（×100）

（三）实验步骤

（1）耳缘静脉注射水合氯醛麻醉：10%水合氯醛按1.5 mL/kg 剂量经耳缘静脉注射麻醉；（2）新西兰兔俯卧于实验台上并固定肢体；（3）切开头皮显露颅骨，开放颅骨窗及硬膜，显露双侧大脑半球；（4）设定右侧大脑半球为实验侧，按照穿刺针使用方法，将3 个构件组合成整体穿刺，拔出穿刺针留置槽形鞘，置管后拔出槽形鞘，穿刺道以苏木素染色以便于组织切片时识别；左侧大脑半球为对照侧，以传统脑穿刺针进行穿刺，然后拔出穿刺针，穿刺道以苏木素染色，观察30 min 后处死实验动物。2 种穿刺针的处理流程和时间基线一致，具有可比性；（5）实验动物过度麻醉致死后，提取脑组织，经10%福尔马林溶液固定，常规乙醇脱水、二甲苯透明、石蜡包埋后，沿脑组织穿刺道制3 μm 厚切片，常规HE 染色，由同1 名病理医师在光镜（Olympusix 70，日本）下进行穿刺道脑组织切片的病理组织学观察；（6）显微镜下观察脑组织穿刺道病理解剖学变化（脑组织破损及出血情况），评估损伤程度。

二、结果

大体解剖学观察显示，2 种穿刺针穿刺操作后均会造成穿刺道局灶性脑挫裂伤，肉眼观双侧大脑半球穿刺道无明显差异。光镜下，穿刺针道的病理改变主要为局限性脑挫裂伤并微小局灶性出血，传统脑穿刺针穿刺道脑组织切片显示（图2A）：穿刺道组织缺损，穿刺道周边局限性脑组织水肿，细胞排列不规则及细胞数目缺失，残留的细胞体增大，细胞核固缩，穿刺道未见血肿形成，穿刺道周围脑组织挫伤有小出血灶。槽型鞘脑穿刺针穿刺道脑组织切片显示（图2B）：穿刺道组织缺损，缺损程度未超过传统穿刺针，穿刺道周围存在局限性脑组织水肿、细胞排列不规则及细胞数目缺损，残留的细胞体增大和细胞核固缩情况与传统穿刺针相似，穿刺道未见血肿形成，穿刺道周围脑组织挫伤小出血灶较传统穿刺针明显。2 种穿刺针穿刺道脑组织病理特征差别不明显，穿刺道外围细胞结构均正常。

三、讨论

脑组织、脑室穿刺是神经外科临床的常用操作，除了术中临时释放脑脊液或诊断性穿刺提取脑脊液或囊液标本外，多数脑穿刺后需要继续进行在脑室内或颅内病灶留置引流管。以脑室穿刺外引流为例，目前临床常用的脑室穿刺置管外引流方法为穿刺脑室成功后，拔除脑穿刺针，将引流管套管芯沿穿刺道置入脑室内；或直接用引流管套管芯沿预定穿刺方向穿刺脑室，管内有脑脊液流出后拔管芯，再向脑室内送入2 cm 左右。前者需要前后两次穿刺增加了创伤，后者由于引流管一般以硅胶材质制作，头端柔软或针芯不够挺直，使穿刺方向易偏移，穿刺的准确性欠佳，可能导致置管位置不理想。为改善穿刺并留置引流管操作的流程，研究团队设计了槽型鞘脑穿刺针，在传统脑穿刺针的基础上增加槽型外鞘，一次常规穿刺操作后即可通过槽型鞘置入引流管，减少了二次穿刺损伤，保障了引流管置入的准确性。获得专利后，已制成样针进行动物实体化研究。

血肿腔穿刺引流是脑出血治疗方法之一[4]。目前国内有学者做了对脑室穿刺或颅内血肿穿刺的改进。姚一等[5]报道了一款颅内血肿穿刺针，由导管针、钻体、三通、冲洗针、通针组成，通常用于颅内血肿穿刺引流。也有学者报道应用YL-1型颅内血肿穿刺针进行脑室穿刺，即所谓的“硬通道技术”，但在临床应用中存在很多缺点[6-9]。也有应用软通道技术，用穿刺针引导硅胶引流管穿刺血肿腔引流[10-14]。刘磊等[15]报道了一种新型腹腔穿刺针，由半封闭状的套管和针芯两部分组成，但其针芯为实心，仅可通过带缺口的套管置入分流管，且不能作为脑室或血肿穿刺引流。经查阅文献，目前关于脑室穿刺针技术改进的报道较少。

本研究团队设计的槽型鞘脑穿刺针可灵活应用于脑室穿刺、血肿穿刺或囊腔穿刺，对于较硬的固态血肿，可经过针管进行抽吸，再经过槽型鞘置入软管引流残留血肿，一次穿刺即可完成硬通道、软通道功能。本研究采用槽型鞘脑穿刺针操作的初步结果显示：（1）槽形鞘脑穿刺针在传统脑穿刺针的基础上增加了一个槽型的外鞘，由于槽型外鞘与穿刺针贴合紧密，增加的穿刺针面积有限，对脑组织造成的穿刺性损伤与传统穿刺针无差别；（2）穿刺后拔除脑穿刺针，经过槽型外鞘可以便捷、准确地将导管置入脑内；（3）穿刺道脑组织病理切片显示有穿刺道的脑组织损伤，穿刺道周围有微小局灶性出血，但穿刺道无血肿形成，外围脑组织无损伤和出血表现。槽型鞘脑穿刺针结构简单，充分利用槽型外鞘构成穿刺通道，引流管等软质器材在不需要管芯的情况下也可以准确置入到脑室或囊腔内，具有操作简便、快捷、准确的优势，可增加置管准确性，减少二次穿刺。但本研究由于实验动物的样本量较小，仅为穿刺后脑组织损伤表现的一个观测性初步结果，尚未针对不同疾病模型展开研究。

此外，槽形鞘脑穿刺针组合套件可根据临床需要或脑室引流管直径做成不同直径和长度，以便不同型号的脑室外引流管的置入；还可发展各种衍生型号，如不同长度、不同管径、不同尖锐程度的针芯头端等，可适用于立体定向手术、皮下隧道成型、桥血管或分流管导引等多个用途。

综上所述，槽型鞘脑穿刺针在实验动物的应用中具有安全性、可操作性，与传统脑穿刺针造成脑损伤的差别不明显。今后拟进一步对比槽型鞘穿刺针与其他穿刺针在组织损伤方面的差异，以及不同针管直径、穿刺不同组织的损伤程度。