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机器人辅助立体定向脑出血硬通道血肿穿刺术的实验研究

石元洪  
【摘要】: 第一部分硬通道少创伤自体血注射猪脑出血模型的制作 目的 大型动物和较大的颅内血肿体积是模拟临床自发性脑出血(ICH)血肿抽吸引流术(ATC)的基本条件,但是Wagner等报道的猪额叶血肿模型在操作细节上存在一些微疵。本实验的目的是在Wagner猪ICH模型的基础上探索制作建立一种方法更简单、可行性更高、对动物的创伤更小的自体血注射猪ICH模型,以满足进一步实验的需要。 方法 以骨穿针作为注血工具,以猪眼眶作为定位穿刺点的体表标志,间断抽取颈动脉血,分两次注入。术后立即进行头颅CT扫描,采用影像学和组织学方法评价血肿制作的情况并分析两者之间的关系。 结果 7头小猪均成功获得了较满意的额叶血肿,猪生存状态良好。血肿成卵圆形,血肿周边与正常脑组织分界清楚,血肿内血凝块均匀一致。影像学体积(1.25±0.85ml)和组织学血肿体积(1.64±1.19ml)相差没有显著统计学意义(P0.05),且两者之间有较好的相关性(r=0.931,P=0.002)。 结论 我们改良的小猪自体血注射ICH造模方法简单,造模成功率高;减小了实验动物在实验中所遭受的痛苦,较好地体现了对实验动物的人性关怀;采用影像学血肿体积来表示实际血肿体积是可行的。 第二部分机器人辅助立体定向脑出血硬通道血肿穿刺术操作性能的实验研究 目的 我国特有的硬通道血肿穿刺引流术(ATC)虽然在国内广泛开展,但其采用徒手穿刺,穿刺精度不能保证,不符合国际规范,亟需开发引导该术式的立体定向仪。同济医院神经内科和华中科技大学机械学院共同研制了适合引导该术式的机器人辅助立体定向手术系统(RSSS),但其操作性能尚待评价。 方法 采用RSSS对7头实验性ICH猪进行硬通道血肿穿刺术,以评价其安全性、操作的可行性、操作之间连接的顺畅性、操作难易度和操作时间。 结果 该定向系统有较高的安全性、较好的可行性,操作之间连接顺畅、操作难易度适中,配准时间为7.6±3.4min。 结论 该立体定向系统有可靠的操作性能,能较好地引导硬通道血肿穿刺术的完成;但是其自动化程度尚需进一步提高。 第三部分机器人辅助立体定向脑出血硬通道血肿穿刺术的实验性精度评价 目的 立体定向系统应用精度(APA)的评价基本上都是采用影像学测算的方法,动物实验的组织学测算方法很少且存在一定的方法学缺陷,没有影像学和组织学APA的相关性研究报道。本研究的目的是在评价我们研制的机器人辅助立体定向手术系统(RSSS)的配准精度、影像学和组织学APA的同时,探索建立合适的精度评价方法,并对影像学和组织学APA进行相关性评定。 方法 采用RSSS对7头实验性ICH猪进行硬通道血肿穿刺术,记录配准后RSSS生成的基准空间坐标和CT图像上相应基准的空间坐标,通过公式测算配准精度。分析、测算术前、术后CT图像资料,计算影像学APA。建立立体定向穿刺组织学APA评价的猪脑血肿模型,测算血肿中心点与定位管末端中心点的空间距离计算组织学APA。并评价影像学和组织学APA的相关性。 结果 7头小猪实验性血肿RSSS引导的硬通道颅内血肿穿刺术中配准精度为1.29±0.24mm (range 0.99-1.57mm)、影像学APA为2.75±0.76mm(range 1.82~3.84mm)、组织学APA为3.12±0.71mm(2.15-4.29mm),均达到了预设的指标。影像学和组织学APA比较无显著性差异(P0.05)且有显著的相关性(r=0.868,P0.05)。 结论 RSSS能精确引导硬通道颅内血肿穿刺术的完成,配准精度和APA与同类产品比较处于中间水平。我们建立的组织学APA评价模型方法简单、可操作性强、重复性好,是临床前评价立体定向系统APA的理想模型和方法。影像学和组织学APA良好的相关性为影像学评定立体定向系统的APA提供了有力的实验证据。


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