止血器械在神经外科术中应用的新进展

1、止血器械在神经外科术中应用的新进展【关键词】 神经外科； 止血； 器械； 文献综述 止血成功与否是神经外科手术成败的关键环节之一，脑组织的结构特性决定了颅脑手术中容易出血且止血较难。一旦术中失血过多，或止血不彻底造成术后再次出血形成颅内血肿，可危及患者生命；另一方面大量出血可导致严重并发症，如脑水肿等，给手术的成功实施带来很大困难。 神经外科手术传统止血方法很多，如丝线结扎、缝扎、血管钳夹、电灼、骨蜡涂抹、明胶海绵填充、硬膜外悬吊、纱布或肌肉填塞等，以上方法在手术中止血有其局限性。现就国内外止血器械在神经外科术中应用的新进展进行综述。 1 双极电凝 双极电凝由Malis于1950年设计，196

2、5年首次应用于神经外科手术中，最早命名为Malis CMC- 系统，一直沿用至今。其工作原理是应用完全与地隔离的高频正弦波，使其在双极电凝镊的两个尖部释放，从而对电凝之间的人体组织产生热效应，以凝固血液中的蛋白质，达到止血效果1。双极电凝的优点在于其安全性和确切性。由于其工作频率和输出功率按人类工程学的安全值设定，单极电凝所用电压为2 500 V，而双极系统仅140 V，相比较通常所用的单极电凝，功率大大减小。电凝时电流只通过两个镊尖，故仅对镊尖的组织起作用，周围的组织不会灼伤和炭化。如果双极镊之间没有组织通过的话并不会起作用，术者能很好地控制电凝组织的范围和深度，作用精确可靠，有类似血管结扎

3、的效果，并且在有生理盐水和血液的术野中仍能发挥电凝作用，故日益广泛应用于显微神经外科、脑血管和脑重要功能区及脊髓的手术。 1.1 双极电凝器的改进 Lee等2发明了一个新的根据组织阻抗自动控制输出的双极电凝器（NS- 2000即时反应技术），与高频电凝器（Erbotom ICC 350）用大鼠的股动脉和神经作实验比较，在恒定的3 s时间内，予变化的能量电凝后用苏木素、范杰森色素等染色对组织进行组化检验。结果显示，在Erbotom ICC 350电凝下，无论选择哪种能量都能导致电极上的组织粘连，而新的电凝器未见到电极有组织粘连，新系统在相对较低的功率下也取得了比较有效的凝血效果。新系统具有微机控

4、制凝血、可以在预期的低输出功率下工作以减少组织粘连和炭化的优点。多年来，有更多的双极电凝器及其改进模式的发明，目标都是防止组织粘连和炭化，如MalisCMC 3、Malis带水通道协同系统同样可以达到此目的。这些系统的优点是在低平台设置下提供更高（比NS- 2000高）的输出功率。对于那些需要额外神经切割者，推荐使用Malis CMC 3系统3。还有一种新的自动控制双极电凝，该系统能在组织已有足够的血管闭塞时自动关闭，从而防止组织过热、过度切割损伤和镊尖粘连。该系统实现低阻抗的原理是通过电凝器将电子传送到微处理器自动关闭射频。在试验中当射频加热达到最低阻抗不久立即关闭，能获得足够的动脉能量，也

5、避免了常规凝血方法的缺点。凝血过程既不需要降温，也不需要清洗镊尖。该系统的优点：(1)凝血在组织被夹起时自动开始，完成后又自动停止；(2)能用脚踏控制能量变化和激活自动循环系统；(3)对术中监护设备的干扰微乎其微4。最新的是一种三路的双极电凝钳，它整合了双极钳和电激发示波器，包括一个具有各种电气特性及术中能进行生理学研究的机械开关电路，能进行功能定位、测量运动诱发电位（MEPs）和躯体感觉诱发电位（SEPs）。在动物实验中可用双极钳刺激猪的皮层令肢体活动，对于胶质瘤患者令其在觉醒状态下开颅刺激皮层进行功能定位，或在全麻下通过双极钳产生的特种高信噪比刺激感觉皮层。这一新型整合系统能监测到采用常规

6、方法难以获得的功能性部位，可减少神经外科手术后并发症5。 1.2 双极电凝镊的改进 双极电凝是现代神经外科重要的技术之一，但仍有许多实际问题，尤其是在镊尖上仍存在组织粘连，从镊尖移除炭化块比较困难，手术过程既不够准确又较费时，甚至导致出血血管电凝不足或电凝过度。双极电凝镊在烧灼血管组织时产生的热效应有两方面的作用：一是镊尖两极接触的血管两点之间的热效应能使血管组织凝固从而达到止血目的；二是双极镊镊尖与血管点之间的热效应能使镊尖与血管组织之间产生粘连。镊尖和血管之间的焦痂越多，电阻就会越大，粘连也会越多，同时止血作用减弱，这就是镊尖上有较多焦痂形成后如不及时清除则电凝效果不佳的原因。为防止焦痂形

7、成，近来已尝试以下几个方面的改进：（1）制作电凝镊的不同金属材质；（2）镊尖表面涂覆特殊材料；（3）镊尖部加用滴水装置。 1.2.1 制作电凝镊的金属材质的改进 电凝镊制作所用的材质直接影响了器械的导电性能、防止粘连等特性，起着关键作用。潘进钱等6提出双极电凝镊金属材质与镊尖粘连的关系最密切，金属中电阻最小的是银，依次是铜和金。潘进钱等自行制作了富有弹性的磷铜做镊柄、纯银做镊尖的电凝镊，与传统的蛇牌不锈钢镊比较，在一般特性相同的情况下，磷铜纯银的电凝镊粘连焦痂的重量及清除程度比蛇牌镊明显减少。而有的学者研究了以金、钛、不锈钢不同材料制作的电凝镊，客观测量组织在双极镊的粘连程度，比较粘连在电凝镊

8、上的血块蛋白量，结果显示镀金镊上血块蛋白量明显少于其它材料的双极镊，而且更易用超声波清洗器清洗血凝块；电镜观察表面的粗糙程度和湿性张力有显著差异；组织学检查显示金镊作用后的动脉壁各层结构无破坏地完全保留，而使用其它材料电凝镊者动脉壁结构严重受损。镊尖的材料及其粗糙程度决定了粘连的状况，金镊表现最佳。然而这些重金属材料与不锈钢焊接有困难，所以到目前为止许多厂家还是采用镀银或在不锈钢镊尖的内侧面嵌入银板等工艺来制作电凝镊，临床使用证明这种做法对减少粘连是有效的，但镀上的银或嵌入的银板通常都不牢固，容易脱落。 1.2.2 镊尖表面的新材料 在受制作工艺的影响及电凝镊材料一定的情况下，有学者通过在镊尖

9、表面涂覆特殊的材料对电凝镊进行改进。Remorgida等7制作了一个5 mm厚的双极电凝镊，在镊夹尖部装有一个热绝缘的塑料，使镊体深埋在里面，通过动物实验与标准的双极电凝镊进行比较，结果显示与该电凝镊表面接触的组织损伤较小，热穿透深度浅，两个镊尖之间的组织结构破坏少，但是组织在镊尖粘连程度未确定。新材料的应用也促进了电凝镊的改进，有在镊尖表面涂有50 m的Teflon,并且在镊尖有较多凹槽，可以增加与组织的接触面，由于新材料有组织相容性，可减少粘连和焦痂的产生8。也有学者提出了关于蛋白质排斥的新概念，主要是由金和聚四氟乙烯复合物制成薄膜覆盖在镊夹上，并和一般的金属钳就物理性质和凝血功能进行比较

10、，记录了关于湿性张力、表面粗糙程度、电荷抵抗、局部表面温度变化、粘连在电极上血块的蛋白数量及血凝块被去除的简易程度，这种特殊性质的“金属”，使血凝块粘连更少并且去除更容易9- 10。所以基于这一新概念进行的脑外科手术器械的改进，对进行安全、准确的显微外科手术具有重要意义。 1.2.3 镊尖部的滴水装置 为降低镊尖与血管壁之间的电阻，国内外很多学者对电凝镊进行了一系列改进，如周良辅11设计和制作了附有自动滴水装置的双极电凝镊，以保持镊尖和血管壁的湿润，降低两者之间的电阻进而减少粘连。史志刚等12最新申请了新型双极电凝镊的专利，主要改进在于在双侧镊体表面涂有绝缘层，镊体内部设计有水通道，出水口位于

11、镊体端头导电工作尖端处，其后端入水口从该瓣镊体的壁上引出密封连接至输水导管。输水导管的出水口贴近双极电凝镊的头部，在外科手术进行电凝止血时无菌生理盐水会通过输水导管缓缓地、源源不断地流至镊尖部，由此可防止产生焦痂。Ohta等13设计的双极电凝又有了更多的改进，增加了单极镊尖出水装置，可由脚踏开关控制出水，且脚踏的次数和力量控制出水的流速及水压，在出水间歇期可观察术野出血点，高流量出水时可冲洗镊尖之间的组织碎片及血肿。这种自动变流功能也能防止对周围组织的损伤。 使用冲洗液旨在减少电凝镊尖与出血组织的粘连,降低局部温度，保护正常脑组织。目前有降低电阻用的离子型冲洗液和烧灼时冷却用的非离子型冲洗液两

12、种。生理盐水为常用的冲洗液,由于有导电作用,仍可使镊尖凝血、结痂、粘连14。而等渗甘露醇为非离子冲洗液,不导电，电凝时仅在镊尖间的组织有电流通过。实验证明,使用等渗甘露醇冲洗液时,不论电凝输出功率、通电时间如何变化，镊尖滴水温度均不升高。镊尖与血块、烧焦组织黏附不明显,止血效果好,为深部显微手术提供了必要的条件15。也有学者提出如果手术时双极电凝镊不在使用，可将其浸泡在甘露醇盐水溶液中，这样能进一步减少焦痂粘连到镊尖上，并且粘上的焦痂也较容易擦掉，临床上使用确实有效。 2 喷水刀 喷水刀(waterjet scalpel)是一种让水在高压下做切割工作的电凝设备，长期主要用于工业材料切割，198

13、2年首次用于医学中，它由带高压泵的基座、高压导管和水刀头组成，由高压泵将无菌生理盐水泵出，经过软性导管，在刀头形成高压螺旋水束，达到切割效果。由于高压水流动作用，组织间隙膨胀，软的实质性组织在较低压力下被切割，而血管、分泌管、淋巴管及神经等韧性强的组织可完整地保留下来。利用两者之间对压力耐受的差异，通过调节水流压力，可将不同韧性和弹性的组织结构选择性解剖分离，它具有选择性高、损伤小、无热效应、切割精确、出血少的特点。 Piek等16作了喷水刀与超声吸引器切割兔脑双侧额叶皮质的比较实验，显示喷水刀有保护血管作用，术中出血、术后小胶质细胞反应明显减少，但是术后脑水肿及星形细胞反应无明显差别。Oer

14、tel等17对30例颞叶癫痫患者进行颞叶切除，术中、术后观察并随访3个月，结果同样显示喷水刀使脑实质的小血管得到保存，但是必要性输血、手术时间、并发症和患者预后没有观察到明显差异，其临床相关性仍待进一步研究。在脑肿瘤中，有人认为喷水刀在低于20 bar（1 bar=0.1 MPa）压力下对脑膜瘤、胶质瘤、转移瘤及血管母细胞瘤等各种肿瘤有有效切割而保护血管和减少并发症的作用18。 3 超声刀 超声刀又称超声外科吸引器(cut-ultrasound asp iration,CUSA)，利用探头产生的超声震荡将组织粉碎，再用冲洗液乳化，并经负压吸除达到切除目的。探头震动幅度小，仅0.10.3 mm，

15、对周围组织影响小，在粉碎吸出肿瘤的同时可保留直径大于1 mm 的血管和有韧性的神经组织。郭振宁等19在39例蝶骨嵴脑膜瘤患者手术中显微镜下采用超声刀和双极电凝配合切除肿瘤，由于位置较深，肿瘤常包绕颈内动脉、大脑中动脉及视神经等，切除难度大，应用超声刀能明显降低死亡率、致残率和术后并发症发生率，减少手术时间及术中输血。在听神经瘤手术中，面神经常常与肿瘤表面粘连，尤其是超过20 mm的向后颅窝延伸的肿瘤病例，清除肿瘤的同时面神经功能很难保存，因此，为保存面神经功能，有时要切除肿瘤但要留下黏附到面神经的部分，称为“近全切除”，留下的肿瘤部分要尽可能小，超声刀能很好地保存面神经功能20。 4 氩气刀

16、氩气刀又称氩等离子体凝固（argonplasmacoagulation，APC），其原理是热凝所需的高频电流通过电离的导电氩气束作用于目标组织，氩气在电极和组织之间的高频电场中被电离。氩气是一种惰性气体，不易和别的元素和物质形成化合物，对组织是中性无毒的。其有一个主要的特点是凝血深度能自动地被表面组织层脱水而形成的薄电绝缘层所限制，在离子流和凝血区接触的位置，组织阻抗会增大，从而引起传导高频电流的等离子流转移到组织表面阻抗较低的其它点，产生相当稳定的凝血深度。这一过程自动重复直到被作用的组织脱水，阻抗增大以至于阻碍电流流过，随着凝血区和干燥区的扩展，其凝血深度也会自动受到限制。这一特性在Rie

17、gel等21的研究中也得到证实。12只大鼠随机分成两个组，两组分别APC电凝2、12 d后进行组织病理学评估，并通过对3个肿瘤病人治疗的前瞻性研究，评价电离穿透深度及组织改变。其结果显示：在动物实验中，APC电凝后组织损伤范围12 d后明显变小，组织最大深度局限在2.15 mm，热损伤后的脑组织病理改变可分为3个区带；APC治疗人脑组织后在光镜下进行垂直和水平的测量，和动物实验结果相似，电离能量穿透深度在人脑组织中局限在2.13 mm，证明其能确保有限的能量穿透，和普通双极电凝进行比较，组织损伤也明显减小。武文芳22总结了APC有传统电凝设备所没有的优点：（1）应用广泛，其在内窥镜下对胃肠道疾

18、病的治疗作用尤其显著；（2）APC 是非接触式电凝，没有组织粘连等问题；（3）限 制凝血深度，避免穿孔问题；（4）凝血面积大，一致性好；（5）干燥组织既不被炭化也不被汽化，与其它电凝方式有本质区别。 5 展 望 比较新的研究是关于纳米气溶胶双极电凝，但是其在神经外科方面的应用研究较少。目前神经外科手术中常用的止血器械仍为双极电凝，其它器械由于费用昂贵尚未普及，或只应用于特殊类型的病例中，相信随着技术的成熟今后也会应用得越来越广泛。【参考文献】 1BULSARA K R，SUKHLA S，NIMJEE S M.History of bipolar coagulationJ.Neurosurgic

19、al Review，2006，29(2):93- 96.2LEE J Y,EBEL H,BALOGH A,et al.Comparison of a new automatically controlled electrocoagulator (Valleylab NS 2000- INSTANT RESPONSE technology)with a high-frequency coagulatorJ.Minim Invasive Neurosurg,1999,42(4):212- 215.3DUJOVNY M,DUJOVNY N,GUNDAMRAJ N R,et al.Bipolar co

20、agulation in neurosurgeryJ.Surgical Neurology，1998，49 (3):328- 332.4BERGDAHL B,VALLFORS B.Studies on coagulation and the development of an automatic computerized bipolar coagulatorJ.J Neurosurg,1991,75(1)：148- 151.5FUJITA Y,MURAGAKI Y,NAMBU K,et al.Three-way bipolar forceps:a novel bipolar coagulato

21、r system for nerve stimulation and detection of nerve potentialsJ.Neurologia Medico Chirurgica,2006,46 (4):169- 174.6潘进钱，叶盛，苏志鹏，等.磷铜纯银双极电凝镊的实验研究J.浙江创伤外科,2005,10(1):11- 13.7REMORGIDA V.Tissue thermal damage caused by bipolar forceps can be reduced with a combination of plastic and metalJ.Surgical Endoscopy,1998,12(7):936- 939.8CEVIKER N，KESKIL S，BAYKANER K.A new coated bipolar coagulator：technicalnoteJ.Acta Neurochirurgica,1998，140 (6)：619- 620.9MIKAMI T,TAKAHASHI A,HASHI K,et al.Performance of bipolar forceps during coagulation and its dependence on the tip material:a quantitative expe