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神经内窥镜技术

UPTATED:2018-10-25 | 分类:行业动态

神经内镜的发展

      早期没有真正的神经内镜,多借用其他临床学科的内镜进行操作,而且仅仅是用来尝试治疗脑积水,但是由于当时所用的内镜管径粗大,光学质量和照明差,又缺少相应手术器械,因此,手术创伤大,疗效差,死亡率高。20世纪70年代,随着kins柱状透镜系统的出现,神经内镜又进人了一个新的时期,报道应用这种内镜技术进行脑室脉络丛烧灼治疗脑积水的手术效果较以往明显提高,并且开始扩展到其他神经外科手术中。Apuzz等应用内镜辅助观察手术时难以直视到的鞍内病变,以及Wilis环周围动脉瘤和退变的腰椎间盘,取得良好的手术效果。20世纪80年代,由于CT及MR的出现,神经外科本身进人了一个快速发展阶段,从传统神经外科过渡到显微神经外科,以及后来发展为微创神经外科。在相关科学进步带动下,内镜及其配套器械更新的速度明显加快,逐步向小型、高分辨和立体放大方向发展,通过内镜可进行照明、冲洗、吸引、止血、切割、球囊扩张、摄影和录像等复杂操作,内镜更便于操作,同时内镜与立体定向、术中彩超导向、超声吸引以及激光等技术相结合,初步解决了内镜在使用中出现的定位困难和止血差的缺点,使内镜的治疗范围越来越广,除了用于治疗脑积水外,还常用于动脉瘤手术、桥小脑角手术、鞍区手术的观察,以及经蝶垂体腺瘤、表皮样囊肿、颅咽管瘤的治疗。奥地利神经外科医生Auer做出了突出的成绩,他应用直径为6mm的内镜治疗颅内血肿,仅在颅骨上钻1cm大小的骨孔,应用内镜进行血肿的抽吸,术中借助超声进行血肿辅助定位,并且将激光用于内镜下止血。他还将上述技术用于脑肿瘤活检、脑内囊肿病变囊壁切除以及实性肿瘤的激光照射,手术均取得较好的效果,共完成内镜手术13例,手术并发症仅占1.6%,无手术死亡。近年来有学者又将超声、立体定向、激光等技术同时用于内镜手术,称为超声立体定向内镜。德国神经外科医生Bauer等将此技术进一步应用于脑积水、间质或脑室内囊肿、脑脓肿、脑内血肿、脊髓空洞症等疾病的治疗,以及低级别胶质瘤的间质内放射治疗等,手术取得了良好的效果。1989一1997 年共完成微创内镜手术400余例,手术死亡率不到1%,手术致残率也低于3%。

内窥镜的优点

  1.可消除手术野死角

      在显微神经外科手术中,用内镜应用能完成术中难以发现的死角部位操作,对显微镜直视术野以外的区域进行观察,不但能增加手术野的暴露,避免遗漏病灶,同时也减轻对脑组织的牵拉,减低手术后并发症和减轻手术后反应。

  2.可获得全景化视野

      手术显微镜呈直线照明,属管状视野,而内镜视管带有侧方视角,既可获得病变的全景化视野,又可清晰辨认病变侧方和周围重要的神经、血管结构,引导切除周围病变组织,是手术显微镜无法比拟的。

  3.可达到显微镜无法达到的术区

      由于神经内窥镜具有:①增加手术野局部照明强度;②对观察物体局部放大;③增大可视角度。所以它可以看到显微镜不能看到的区域,目前主要用于颅内动脉瘤结构、桥小脑角区或其他颅底肿瘤的观察。

   4.手术侵袭性小、痛苦减轻、恢复更快

内窥镜的缺点

  1.神经内镜手术野小,操作空间小,特别是术区出血较多时处理较困难。

  2.雾气或血迹污染可能影响内窥镜成像。

  3.术中术者双手的自由度和协调性受限。

  4.内镜是通过单眼视觉成像。因而,合格的神经内镜医生不仅要对手术区域的相关解剖结构具备充分的认识,而且必须接受过规范的内镜操作训练。

神经内镜基本组成  

      目前的神经内镜可分为两种:硬性窥镜和软性纤维窥镜。硬性窥镜按用途又可分脑室镜和成角窥镜,脑室镜应用于以脑室内操作为主的手术,而成角窥镜则适用于内窥镜辅助的显微神经外科手术。硬性窥镜通过一组柱状镜片来传导影像,而软性纤维窥镜传导影像是通过精细排列的光学纤维。硬性窥镜成象较软性纤维窥镜更为清晰,而后者则能按手术意图被任意弯曲,图像质量却不会受到任何影响。窥镜有相应的工作套管,内可备有1个、3个或4个工作通道,其中的器械通道内可允许激光刀纤维和与内窥镜配套的单极、双极、微型剪和微型钳等工作器械等通过。硬性窥镜备有00、300、700 和1100等各种视野角度提供术中观察之用,术前应根据需要选择和准备合适角度的内窥镜。虽然可以直接通过窥镜本身来观察术野,但是通过监视系统进行手术效果更好。内窥镜监视系统主要包括:摄像机、监视器和冷光源。摄像机有单晶片摄像机和三晶片摄像机,后者可以提供分辨率大于800线的清晰而逼真的影像。冷光源有卤素光源、水银蒸气光源和氙光源,通过与窥镜连接的纤维导光束的传导给术野提供足够的照明。监视器一般采用屏幕显示器。内窥镜操作可采用手持操作和机械式操作两种方式。机械式操作是指利用机械式固定或气动式固定方法将内窥镜固定在支架上,这样可以方便术者用双手操作手术器械。

神经内镜手术适应征

      随着神经内镜制造工艺技术的不断发展,神经内窥镜的应用范围也不断扩大。目前神经内窥镜在神经外科手术领域的应用可分为颅脑和脊柱两大类。

一.颅脑   颅腔可分为脑内和脑外两部分。脑内部分包括脑室系统和脑实质,而脑外部分包括各脑池、蛛网膜下腔和颅底腔隙。

  (一). 脑内   大多数脑内神经内窥镜手术涉及脑室系统,因为脑室系统内充满清澈的液体,为内镜手术提供了一个良好的视野条件。

     1.脑室系统   神经内镜在脑室系统中的应用包括脑室内置管手术、分流管脑室端阻塞后再通术、脑室内囊肿切开术(如蛛网膜囊肿切开术)、膜开窗术(如三脑室造瘘术)、肿瘤切除术(如胶样囊肿切除术)和活检术等。

    2.脑实质    因神经内镜操作需要一定的空腔间隙,所以脑实质内应用仍局限于脑内血肿和囊性肿瘤。

  (二). 脑外   颅腔内的颅外间隙包括蛛网膜下腔和颅底腔隙。蛛网膜下腔应用包括蛛网膜囊肿切开术、微血管减压术和动脉瘤夹闭术。颅底手术包括经蝶窦鞍区肿瘤切除、经鼻脑脊液鼻漏修补和经筛视神经减压等。

二.脊柱   1931年Burman首先在尸体上进行脊柱内窥镜操作,1938年Pool首次将该技术应用于临床。现多采用软性可操作窥镜。脊柱系统可分为硬脊膜外和硬脊膜内两部分,硬脊膜内可进一步分为脊髓内和脊髓外。

 (一). 硬脊膜下   髓内神经内镜最多应用于脊髓积水,通过内镜可发现和打通中央管内引起积水的隔膜。内窥镜也可适用于中央管内及其周围的髓内肿瘤的活检,但是全切肿瘤则非常困难。髓外硬膜下存在的蛛网膜下腔间隙同样适合于细径的纤维内窥镜操作,故可应用于髓外蛛网膜囊肿或脊髓手术粘连导致的蛛网膜下腔囊肿。

 (二). 硬脊膜外    硬脊膜外包括椎管内和椎管外,后者是神经内窥镜脊柱内应用最有发展潜力的部分,因为目前国外已有许多神经外科医生采用经皮胸腔内窥镜和腹腔内窥镜进行胸椎和腰骶椎(L4-5和L5-S1)椎间盘切除手术。脊柱旁肿瘤也可应用胸腔和腹腔内窥镜操作技术切除。

神经内镜技术

      内窥镜手术方式可分为四种:1. 单纯内窥镜手术(Pure Endoscopic Neurosurgery,EN),手术全部在内窥镜下完成,需要特殊的内窥镜操作器械,通常只需颅骨钻孔,如三脑室造瘘术;2. 内窥镜辅助显微神经外科手术(Endosope-assisted Microneurosurgery,EAM),是指手术在显微镜和内窥镜同时协作操作下完成;3. 内窥镜监视显微外科手术(Endoscope-controlled Microneutosurgery,ECM),是指使用常规显微外科手术操作器械,通过内窥镜监视器完成手术(如内窥镜下经鼻蝶垂体瘤切除手术);4. 内窥镜观察手术(Endoscopic Inspection),可用于所有神经外科手术,仅作术中观察之用。以下主要介绍三脑室造瘘术。

      内镜下三脑室造瘘术主要适用于非交通性脑积水。病因包括:中脑导水管狭窄、顶盖和丘脑肿瘤、后颅窝肿瘤、松果体区肿瘤、颈髓脊膜膨出、囊肿、脑膜炎、脑室炎、脑室内出血和蛛网膜下腔出血。由三脑室后半部至四脑室出口处之间的任何占位引起的阻塞性脑积水是三脑室造瘘术的最佳适应证,而脑出血和感染等引起的非交通性脑积水手术效果尚不令人满意。1岁以下的婴儿脑脊液吸收系统尚未完全发育成熟,手术成功率较低。术前对患者脑脊液吸收能力的评估和术后脑脊液压力的监测有助于提高手术成功率。

神经内窥镜发展前景

      内窥镜应用至今已有百多年历史,随着其他相关技术的开展和结合运用,神经内窥镜的主要发展趋势可简要归纳为以下两个方面。

一. 内窥镜辅助显微外科(Endosope-assisted Microneurosurgery,EAM)由于手术显微镜提供的直视视野存有死角,因此为了获得满意的暴露,常常需要牵拉脑组织,结果可能引起脑组织挫伤或脑缺血梗塞,导致神经功能损害。而神经内镜具有各种视角,不用牵拉脑组织即可显示显微镜无法暴露的区域,如动脉瘤的术野背侧面及其邻近血管走行等,同时可以增加局部照明,对近距离物体的细节显示尤为清晰,因此将内窥镜与显微外科技术结合,可以相辅相成,提高手术的疗效。“匙孔(Keyhole)”手术是目前内镜辅助显微外科技术应用的典型代表。

二.立体定向神经内窥镜(Stereotactic Neuroendoscopy)

      80年代后期以来,内窥镜技术与立体定向技术渐被结合运用,并且,立体定向神经内窥镜技术为了不断适应现代神经外科学的飞速发展的需要而处于不断革新之中,目前神经导航技术与内镜技术的结合应用已被广大神经外科医师所接受,它使手术定位更精确,手术时间缩短,疗效进一步提高。神经导航辅助神经内镜技术的主要工作原理是:采用神经导航系统的器械适配器系统(如StealthStation神经导航系统的SureTrak),将其固定于内镜工作鞘之上,利用SureTrak的红外线反射装置,由神经导航系统发射和接收红外线,再经工作站处理,动态显示内镜工作鞘头端的三维空间位置和工作鞘杆的投射轨迹。当导航探针注册成功后,根据导航显示器重建后的三维影像学资料,结合术前拟定的手术目的和方案,来确定脑室内病灶的位置、手术入路轨迹和相应的手术切口位置。然后将适配器SureTrak与内镜工作鞘杆牢固连接,SureTrak表面安装有4个能反射红外线的铝合金球,利用被动红外线定位原理,通过校正过程确定出工作鞘的头端的空间位置及其与尾端之间的长轴连线,该连线方向表示工作鞘的运动轨迹。随后将工作鞘的头端放置于参考架的注册点进行确认。此时,内镜工作鞘已经完全具备导航探针的功能,作为定位工具在导航显示器上进行三维同步显示。笔者采用该技术已经成功治疗了包括5例侧脑室囊肿在内的各种侧脑室内病变,手术效果令人满意。

内窥镜的应用

      早在上个世纪90年代,就有学者提出了“内镜神经外科”的概念,以强调了内镜在显微神经外科中的重要作用,并且将神经内镜操作分为4种应用方式。

     1.内窥镜神经外科:是指所有的手术操作完全是通过内窥镜来完成,需要使用专门的器械通过内窥镜管腔来完成手术操作。常用于脑积水、颅内囊性病变和脑室系统病变,如三脑室底部造疹,脑室一腹腔分流失败者可以采用。对有症状的脑室系统发育异常(如侧裂蛛网膜囊肿、脑实质内囊肿和透明隔囊肿等),可将原来封闭的囊肿与邻近的脑室打通。对于脑室内的肿瘤可以在内镜下取活检,小的窄蒂的肿瘤(脉络丛乳头状瘤、豁液囊肿)亦可以作到全切除。

     2.内窥镜辅助显微神经外科:是在显微神经外科手术中,用内窥镜完成术中难以发现的死角部位操作。对显微镜直视术野以外的区域进行观察,不但能增加手术野的暴露,避免遗漏病灶,同时也减轻了对脑组织的牵拉,降低了手术后并发症和减轻手术后反应。用于动脉瘤夹闭术、三叉神经减压术以及桥小脑角区胆脂瘤切除术等。

     3.内镜控制显微神经外科:是指在内镜影像的导引下,借用内窥镜的光源及监视系统,使用常规显微神经外科手术器械来完成的显微神经外科手术。3与 2的区别在于主要操作是在内窥镜下完成的。3与1的区别在于所有操作是在内窥镜管道内进行的,而2是在内镜外进行操作。典型的内镜控制显微神经外科手术是神经内镜下经单鼻孔切除垂体腺瘤,目前已成为常规手术。

    4.内镜观察:是指在神经外科操作中利用内镜进行辅助观察,不进行操作。目前,主要用于颅内动脉瘤结构、桥小脑角区或其他颅底肿瘤的观察。

内窥镜能治疗哪些疾病

      内窥镜技术在神经外科领域的应用始于20世纪初,目前神经内窥镜技术已经作为创伤小、出血少、恢复快、微侵袭操作的一种主要技术;且近年来随着立体定向技术、激光技术、超声技术、神经导航技术的不断发展,已出现了神经内窥镜技术与上述技术相互结合的趋势,进一步促进了神经内窥镜技术日趋完善。随着内窥镜性能的提高和内窥镜辅助设备的不断研发,适合神经内窥镜治疗的神经外科疾病也越来越多。

     1.脑积水:内窥镜应用于神经外科治疗的主要疾病即为脑积水;

     2.慢性硬膜下血肿:神经内窥镜可应用于颅内血肿的手术,优点在于可以减少损伤,达到微创之目的;

     3.脑室内的囊性病变:脑室系统的囊性病变是内窥镜的理想适应症;

     4.蛛网膜囊肿:方法是在内窥镜辅助下钻孔后行囊肿—脑池造瘘术或囊肿—脑室造瘘术;

     5.脑室内囊虫症:囊虫病是中枢神经系统最常见的寄生虫感染,以内窥镜取出病体可以免损伤正常组织结构;

     6.脑室内实质性病变:侧脑室、三脑室内实质性病变和常见的室管膜瘤、脉络丛乳头状瘤、海绵状血管瘤等均可在神经内窥镜下切除;

     7.经鼻蝶窦入路垂体瘤切除术:内窥镜辅助手术显微镜的显微外科将会成为今后处理垂体瘤的首选方法。

    8.其它疾病。

典型手术

1.神经内窥镜第三脑室底造瘘术

⑴脑积水概述

     脑积水发病率较高,常见于儿童,目前最常用的手术方式是脑室腹腔分流术,存在许多问题,并发症多,花费不小,有时需再次手术调整、更换引流管,甚至不得不拔除,迫使神经外科医生探寻更好的手术方式。自上个世纪90年代起,内镜成为微侵袭神经外科的重要工具。脑积水是神经内镜治疗最重要、最好的适应证,神经内窥镜第三脑室底造瘘术(ETV)使脑脊液的引流更接近生理通路,根据统计大约70%的脑积水患者可以不做分流术,而通过ETV获得治疗。

⑵手术指征

  ETV的主要手术指征是中脑导水管狭窄、闭塞,或中脑、松果体区、后颅窝的占位性病变、Chiari畸形等引起的梗阻性脑积水。目前发现ETV也可以治疗一些交通性脑积水,可能是因为在后颅窝脑脊液沿蛛网膜下腔流动时受到梗阻,ETV建立了新通路从而解除梗阻。ETV还适合于分流术失败者、患有腹水、腹腔感染等分流术禁忌证的患者以及脑膜炎、脑室出血后脑积水患者。

⑶神经内窥镜第三脑室底造瘘术的优点(对比脑室-腹腔分流术)

①三脑室底造瘘术无异物(脑室-腹腔分流管)植入,无异物引起的不适感;

②三脑室底造瘘术所重建的脑脊液循环更接近生理循环,无分流过度、分流不足及因虹吸导致的分流速度随体位改变而产生的波动,因而疗效好,术后不适症状少;

③三脑室底造瘘术所重建的通路为直径>5mm的薄膜瘘口,极少堵塞,因而一次手术,终身治愈。而脑室-腹腔分流管细长,管腔小,装置复杂,较易堵塞至手术失败;

④三脑室底造瘘术不受儿童生长发育的影响,而脑室-腹腔分流术随儿童身体长高需反复重新手术更换分流管;

⑤三脑室底造瘘术可以同时消除病因,如脑室内囊肿、出血等;

⑥用于分流失败或感染粘连的非交通性脑积水患者也获得了较好的疗效。

⑦三脑室底造瘘术手术创伤小,死亡率极低,极少发生严重并发症。

ETV作为一种新的手术方式,已成为梗阻性脑积水和部分交通性脑积水的首选治疗方法。

⑷手术方法

病人取全麻仰卧位,头部抬高15°,右侧冠状缝前2cm、中线旁开2cm处颅骨钻孔,皮层造瘘穿刺右侧脑室额角, 镜鞘沿造瘘管通道进入侧脑室额角,导入内镜,先观察侧脑室、室间孔及周围解剖标志( 由膈静脉、丘纹静脉、脉络丛组成的“Y”形结构前方即为室间孔),通过室间孔进入第三脑室, 造瘘点选择第三脑室底中线位于双侧乳头体与漏斗隐窝之间变薄的无血管区, 使用点状双极电凝进行造瘘,在初步形成造瘘口后,应用球囊导管进行扩张瘘口,达到1cm左右,看到基底动脉及大脑后动脉为造瘘成功的标志。手术全程生理盐水冲洗。

2.神经内窥镜经单鼻孔垂体腺瘤切除术

近十年来,经单鼻孔神经内镜下切除各类的垂体腺瘤,具有微创、并发症少、手术时间短、肿瘤切除彻底等优点。与经口鼻蝶人路相比,避免唇眼切开、鼻中隔游离及鼻戮膜大面积剥离等鼻腔结构的损伤,减少萎缩性鼻炎、唇眼感觉缺失及牙眼萎缩等并发症。在狭长的腔隙孔道中操作,内镜较显微镜在成像上明显存在优势,多角度内镜可观察深部术野侧方情况,便于掌握肿瘤的切除情况,基本能够将包膜内的肿瘤切除干净,可以减少垂体和周围重要结构的损伤;另外,直视下止血可靠,减少术后出血的并发症。切除脑室内微小病灶利用内镜的监视系统可辅助显微神经外科手术,在切除脑室内微小病变,如脑室和脑池病变、颅内囊性病变、脑室出血、脑脓肿等。神经内镜下不仅能看清楚脑室内形态和结构,还能让术者明确脑室内病变的位置,多发病变的数目,避免盲目操作。在脑深部病变的切除过程中,可以观察和切除显微手术盲区、阴影区的残留肿瘤,对手术有重要的指导作用。

3.神经内窥镜辅助颅内动脉瘤夹闭术

20世纪90年代,神经内镜广泛用于动脉瘤夹闭手术。目前,神经内镜用于动脉瘤手术主要是采用EAM方式,即利用神经内镜技术辅助观察动脉瘤结构,动脉瘤与周围血管神经关系以及观察夹闭动脉瘤后动脉瘤夹闭是否位置合适,是否存在误夹和夹闭不全。由于内镜需要有清晰的术野和适当的操作空间,因此,神经内镜最适合用于未破裂的动脉瘤,或是已破裂但蛛网膜下腔出血已经吸收的动脉瘤手术,尤其是深部动脉瘤的手术,它不但可以帮助术者清晰的了解动脉瘤结构,还可以探查到瘤蒂具体位置以及动脉瘤后壁下隐藏的穿通支血管,从而减少了对周围脑组织、重要神经和血管的损伤,降低手术后并发症的发生率,有助于病人早日康复。用ECM完成动脉瘤夹闭是指在显微手术下,暴露显示动脉瘤及其周围结构后,采用内镜观察动脉瘤具体情况,然后在内镜下完成动脉瘤的夹闭等操作。以ECM方式进行动脉瘤手术的优点是,避免过分频繁的进行内镜一显微镜的交换,根据内镜所见的情况,选择最佳视角来夹闭动脉瘤,减少误夹或夹闭不全的几率。ECM与EAM的主要区别在于,在ECM方式下内镜发挥了更大的作用,但缺点是内镜占用一定的手术空间,有时会防碍进一步的手术操作,对术者有更高的要求,术者不仅有高超的显微血管外科技术,丰富的临床经验,而且还要熟练的掌握内镜操作,以及熟悉内镜下解剖。

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