显微(微创)神经外科（精选八篇）
显微(微创)神经外科 篇1
1 资料与方法
1.1 一般资料
90例患者中男57例, 女33例, 年龄34~86 (60.1±3.5) 岁。均经CT扫描诊断并结合高血压病史确诊, 入院时血压均高于正常。主要以急性发病、头痛、偏瘫、失语、呕吐等为临床表现, 有意识障碍存在。发病至入院治疗为0.3~6h。依据GCS评分3~5分8例, 6~8分60例, 9~12分17例, 13~15分5例;依据多田公式计算出血量:50~60ml 35例, 61~80ml 46例, >80ml 9例。其中脑疝形成17例。基底节-丘脑区出血6例, 基底节区出血66例, 丘脑区18例。破入脑室25例。随机分为观察组和对照组各45例, 两组在性别、年龄、病情等一般资料比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。
1.2 方法
对照组45例采用常规开颅手术治疗, 对颅内血肿行钻孔扩大骨窗法或骨瓣开颅术实施清除。观察组45例采用显微外科微创治疗, 纤维镜下小骨窗微创手术, 具体操作如下。对患者行全身麻醉, 依据CT定位选择骨窗中心, 需避免功能区用重要血管, 作“S”形长约6cm的切口, 将切口用乳头撑开器撑开, 在颅骨钻孔后锯开形成骨窗, 面积为3.0cm×3.0cm, 十字形状切开硬脑膜, 皮层经颞上回或中回切开入路, 至血肿边缘对皮层分开, 在明亮直视的环境下对血肿行清除操作, 交替应用吸引和电凝的方式, 由浅入深, 由血肿中心至周围, 对各个方向行细致探查, 直至清除血肿。选择低电流对止血点行双检电凝止血操作, 避免热效应及过度牵拉发生, 反复用生理盐水对血肿腔进行清洗, 引流管在冲洗液变清后放置并引出, 常规关颅, 充分减压术后局部脑实质塌陷状态。对血肿破入脑室的患者在术前应用血肿穿刺针行脑室外引流, 于侧脑室前角穿刺。术后密切观察血压变化, 预后感染, 脱水降低颅内压, 应用血管活性药物, 并将头部引流管于术后3~5d拔除。
1.3 观察指标
术后均对两组患者行平均6个月的随访, 依据日常生活能力分级标准 (ADL) 对手术效果进行评定, 良:日常生活行为基本可进行, 为基本治愈;中:日常生活行为需他人协助完成;差:日常生活行为完全依赖他人完成。
1.4 统计学分析
采用SPSS 13.0统计学软件, 计量资料行t检验, 计数资料行χ2检验, P<0.05差异有统计学意义。
2 结果
观察组治愈率为64.4%, 死亡率为13.3%。对照组治愈率为42.2%, 死亡率为22.2%, 观察组治愈率显著高于对照组 (P<0.05) 。详见附表。
注:*:与对照组比较差异有统计学意义 (P<0.05)
3 讨论
高血压性脑出血患者的治疗中, 手术为主要手段, 需依据患者年龄、出血部位、出血量对手术时机及手术方式进行科学合理选择, 以改善疾病的预后, 对降低正常脑组织的创伤率、彻底清除血肿、确保手术成功具有非常重要的意义[2]。目前, 随着医疗科技的进步和公众对健康要求的提高, 在高血压性脑出血治疗中, 除极力挽救生命外, 还需考虑到生活质量的提高, 降低2次损伤发生率。开颅手术虽可获得一定效果, 但后遗症和并发症较严重, 创伤大, 术后有较高病死率。微创手术的适应证为: (1) 在各种年龄的患者中均可使用, 特别是危重和高龄患者; (2) 基底节出血≥30ml; (3) 脑叶出血≥30ml; (4) 小脑出血≥10ml; (5) 丘脑出血≥10ml; (6) 虽未达到上述颅内血肿出血容量, 但神经功能有严重障碍者。
同时, 需严格把握手术时机, 病发高血压脑出血使血肿周围的脑组织发生由近及远的变性、坏死[3]。在血肿形成30min其周围的脑实质即发生海绵样变。紧靠血肿的脑实质在6h后开始出现坏死层。坏死层和血管外出血层在12h后即融合成片。故在不可逆的损害形成前对血肿进行清除, 可最大限度的减少并发症发生, 降低脑组织继发性损害, 使意识障碍及功能尽早恢复。纤维镜下小骨窗开颅手术的优势为: (1) 易于操作, 安全性高, 利于病情稳定, 远期效果理想; (2) 微创, 出血量少; (3) 约1h手术时间, 患者易耐受; (4) 可在直视下行手术操作, 防止对血管造成损伤, 及时处理出血点, 静脉、脑动脉均可保留。本次研究中, 观察组总治愈率显著高于对照组 (P<0.05) 。
综上, 高血压性脑出血采用显微外科微创治疗, 具有较高安全性和有效性, 显著提高了患者生存质量。
参考文献
[1]姜之全, 张少军, 娄飞云.高血压脑出血超早期手术的疗效分析[J].实用心脑肺血管病杂志, 2007, 15 (8) :583-585.
[2]欧阳伟, 王少兵, 孙荣君.立体定向手术治疗高血压脑出血96例临床分析[J].实用医学杂志, 2009, 25 (18) :3102-3103.
显微(微创)神经外科 篇2
【关键词】肿瘤；显微神经外科；手术
【中图分类号】R739.4 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484（2013）11-0738-02
脊髓髓内肿瘤是临床上比较少见的神经系统疾病，据统计国外髓内胶质瘤在脊髓肿瘤中占25%，而在国内仅占13～15%。脊髓髓内肿瘤多发于青少年人群，且大部分为恶性。在该病的早期并无明显症状，因此通常发现较晚，一经确诊往往已处于晚期，可累及到脊髓的数个节段，严重时可对整个脊髓产生恶性影响，具有较高的病死率[1]。近些年，随着MRI技术在临床的广泛应用，已实现对脊髓髓内肿瘤的早期诊断，并且在诱发电位监测、超声吸引手术刀、显微神经外科等技术的协助下可直接对肿瘤进行手术切除，临床疗效良好[2]。我院自2011年～2012年采用显微神经外科手术治疗脊髓髓内肿瘤45例，同时以脊柱稳定性的重建技术为指导，取得了较为理想的临床疗效。现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取我院2011年～2012年收治的椎管内肿瘤患者246例中的髓内肿瘤患者共计45例（18.3%），其中，男25例，女20例，年龄最大73岁，最小18岁，平均43.5岁；室管膜瘤22例（48.9%），星形细胞瘤14例（31.1%），脂肪瘤8例（17.8%），血管母细胞瘤1例（2.2%）；肿瘤位置情况中，19例位于颈段，占42.2%，12例位于颈胸段，占26.7%，8例位于胸段，占17.8%，6例位于胸腰段，占13.3%。
1.2临床表现
早期临床表现[3]：感觉异常、行走不稳、四肢无力、疼痛感衰退，或伴感觉分离及括约肌功能逐渐衰退；晚期临床表现：丧失深浅感、截瘫，可伴局部肌肉萎缩、瘫痪等。本组患者45例，其中40例首发症为不同程度丧失深浅感，主要表现为节段性感觉障碍，如感觉不适、肢体麻木等，36例同时伴有运动功能性障碍（其中包括：括约肌功能逐渐衰退9例，双下肢全瘫2例），如肌力衰退、四肢无力等，少數患者伴有局部肌肉萎缩。
1.3 影像学检查
对本组所有患者进行MRI平面扫描及增强扫描，诊断结果显示病变部位：25例为胸段，12例为腰段，8例为颈段；行增强扫描后，强化33例，12例无强化，其中16例伴有脊髓空洞。MRI检查提示：25例为室管膜瘤，病变部位为脊髓中心，脊髓增粗，边界清晰，T1加权像为等信号或长信号，T2加权像为较长信号；16例为星形细胞瘤，病灶边界模糊，可见病灶呈弥漫性生长，其中8例不均匀强化，8例未强化；4例为血管网状细胞瘤，T1、T2加权像不均匀，为等信号，且可见流空现象，均具有强化征象。
1.4 手术方法 所有患者均采用全麻镜下手术，患者取俯卧位，肿瘤位于腰部及胸部的患者垫高相应部位，从而使病变部位充分暴露于术野的最高位；肿瘤位于颈部的患者应尽量屈伸头部。术前采用MRI对所有患者肿瘤进行准确定位，胸腰段肿瘤37例，并在手术过程中进行X线椎体定位，从而明确肿瘤的上、下极。患者均给予显微镜下取正中入路进行手术，手术切口避开血管区，逐层切入，根据提示找出肿瘤与脊髓周围组织的交界带，通常呈水肿胶样，将肿瘤分块或一次性完整切除。采用止血纱布及明胶海绵对术中小出血进行压迫止血，不宜采用电凝；若术中出现大量出血，要首先明确血管来向，找出肿瘤供血血管，并采用弱电流电凝止血，同时在靠近肿瘤端剪断血管。术后给予相应的脱水及激素药物，同时要密切关注患者的呼吸、感觉平面变化等。
2 结果
通过手术中的判断及术后MRI复查显示，本组患者45例中，29例肿瘤全部切除，16例肿瘤大部分切除。根据术后病理学检查得以证实：25例为室管膜瘤，16例为星形细胞瘤，4例为血管网状细胞瘤。经手术治疗后，患者的各项临床症状得到明显改善33例，无明显改善8例，另有4例病情加重，其中手术死亡0例。对根据McCormick分级标准对所有患者的脊髓功能状态进行分级，其中Ⅰ级33例，Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅴ级分别各4例。术后进行5～25个月的随访28例，无复发20例，包括室管膜瘤16例，血管网状细胞瘤4例，复发8例，均为星形细胞瘤，复发后均放弃治疗。
3 讨论
在我国，约有15～20%的椎管内肿瘤患者为脊髓髓内肿瘤，该肿瘤多位于胸及颈部脊髓。随着MRI及PET等影像学技术的快速发展和在临床的广泛应用，使得该肿瘤的早期诊断成为可能，同时影像学数据还为手术方案的合理制定提供了有效的依据。再加上激光、超声吸引、显微外科、双极电凝等技术在手术中的广泛应用，进一步提高了手术的安全性及手术质量，并可方便地实施脊髓内肿瘤的全切除手术[4]。即便如此脊髓内肿瘤的治疗仍是目前神经外科的难题之一，特别是上颈段脊髓内肿瘤，术后因神经损伤和脊髓缺血、水肿，可发生呼吸障碍、中枢高热、上消化道出血等严重致命并发症，因此，以往认为脊髓内肿瘤手术切除是十分危险的。到目前为止大多数学者认为争取手术全切肿瘤是治疗髓内肿瘤的最好方法。
综上所述，MRI对于髓内肿瘤具有较高的敏感性，为该病的最佳诊断手段，同时MRI还可进行肿瘤的准确定位及定性分析，为制定手术方案、选择手术切口提供可靠依据。本组髓内肿瘤患者45例，诊断均采用MRI，其结果与后期的术后病理学检查完全一致，说明髓内肿瘤采用MRI进行诊断具有较高的正确率，为该病的首选诊断方法，同时在MRI的指导下进行肿瘤的切除手术可有效改善患者症状，提高患者的生存质量。
参考文献：
[1] 宋来君，庞长河，杨波，孙红卫，刘献志. 脊髓髓内肿瘤43例的诊断与治疗[J]. 中国神经精神疾病杂志. 2005（01）：55-56
[2] 鲁质成，张显峰，荀雨龙，刘明. 显微手术切除脊髓髓内肿瘤[J]. 吉林大学学报（医学版）. 2003（02）：307-308
[3] 陈坚，杨正明，张爱民. 脊髓髓内肿瘤显微外科治疗[J]. 中国临床神经外科杂志. 2002（01）：227-228
显微(微创)神经外科 篇3
近年来, 神经内镜技术有了较快的发展及普及, 神经内镜下清除脑内血肿具有直视下快速清除血肿、手术创伤小、手术时间短、术后恢复快等优点, 该手术已经在部分医院开展, 但并未对手术疗效进行严格的对照研究。因此, 本研究对深圳市宝安区沙井人民医院 (以下简称“我院”) 经神经内镜微创手术与小骨窗开颅显微手术治疗的HBGH患者进行临床比较分析。
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集2012年1月~2014年3月我院收治的HBGH患者58例, 符合以下纳入标准:①基底节区高血压脑出血诊断明确, 血肿量为30~73 m L;②术前Glasgow昏迷评分 (Glasgow coma scale, GCS) 6分以上;③手术时距发病时长不超过24 h;④术后即刻及术后住院期间有完善的影像学资料可复查对比;⑤经临床及影像学检查基本排除脑动静脉畸形、脑外伤、脑动脉瘤或凝血功能障碍所致出血。排除标准:①无原发性高血压史;②影像学资料不完善;③非基底节区脑出血;④伴有其他重要器官的功能不全, 术前双侧瞳孔散大及呼吸衰竭者。根据手术方式的不同, 将患者分为:神经内镜微创手术组与小骨窗开颅显微手术组。神经内镜微创手术组患者30例, 其中男16例, 女14例;年龄35~75岁, 平均 (52±4) 岁;术前GCS评分为6~8分者16例, 9~12分者9例, 12分以上者5例。小骨窗开颅显微手术组患者28例, 其中男17例, 女11例;年龄35~76岁, 平均 (52±7) 岁;术前GCS昏迷评分6~8分者13例, 9~12分者12例, 12分以上者3例。患者均经头颅CT明确诊断, 根据Mizukami血肿分型方法可将患者分为以下几大类, 其中神经内镜微创手术组局限型10例, 壳核锥体束型12例, 壳核锥体束脑室型8例;小骨窗开颅显微手术组局限型10例, 壳核锥体束型11例, 壳核锥体束脑室型7例。血肿量根据多田公式计算, 神经内镜微创手术组为 (62±13) m L, 其中出血破入脑室5例 (16.7%) ;小骨窗开颅显微手术组血肿量为 (65±10) m L, 其中出血破入脑室4例 (14.3%) 。两组病例临床资料比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。
1.2 高血压脑出血神经内镜微创手术
神经内镜微创手术组患者给予神经内镜微创手术治疗, 该组患者在气管插管静脉复合麻醉下手术, 手术采用德国Rudolf神经内镜系统, 神经内镜工作镜及观察镜视角分别为0°和30°, 工作镜为三通道, 冲水、吸引、器械三位一体。患者经CT检查后, 选取血肿量最多的CT层面和血肿中心距颅骨内板最近处作为颅骨钻孔位置, 然后以骨孔为中心, 作一长3~4 cm的直切口, 然后在颅骨钻一直径为1~1.5 cm的骨孔。切开硬膜后, 采用双极电凝局部皮层脑组织数毫米并稍做切开。采用“组合式神经内镜外鞘” (专利号:ZL201220042551.0) 沿CT提示穿刺方向进行穿刺, 建立微创内镜手术通道, 术者通过神经内镜外鞘, 在内镜直视下予以清除脑内血肿。在内镜下确认各角度血肿腔壁止血彻底后, 通过脑穿刺神经内镜外鞘在神经内镜宜视下于血肿腔壁覆盖止血纱。术毕, 在神经内镜直视下留置血肿腔外引流管。最后, 退出神经内镜外鞘, 骨孔填明胶海绵, 缝合皮肤。血肿腔引流管一般留置3~14 d, 随后予以拔除。术中若出血剧烈, 则改用小骨窗、内镜辅助清除血肿或骨瓣开颅清除血肿。术后一般不局部注射尿激酶。伴脑室铸型、脑积水患者, 在神经内镜微创手术前, 先留置脑室外引流管。
1.3 小骨窗开颅显微手术
小骨窗开颅显微手术组患者给予小骨窗开颅显微手术治疗。该组患者在气管插管静脉复合麻醉下手术, 采用耳前斜切口小骨窗显微镜下血肿清除术。在耳前斜切一长度为6~7 cm的切口, 走向顶结节方向;顺颞肌纤维切开颞肌, 用后颅窝牵开器扩大术野, 咬骨窗4 cm×5 cm, 底边尽量达中颅窝底, 放射状切开硬膜, 暴露侧裂池, 置手术显微镜。如脑压很高, 脑组织外膨, 可于颞上回无血管区根据CT定位用脑穿刺针穿刺进入血肿腔, 抽吸部分血肿;待脑压下降后, 显微镜下解剖侧裂池蛛网膜, 显露岛叶皮层, 在血肿量最大、离岛叶皮层最近的层面上的无血管区切开岛叶皮层至血肿腔。进入血肿腔后, 显微镜下逐步清除血肿。血肿腔壁由浅入深覆盖脑棉, 清除血肿后由内至外逐步取出脑棉。对血肿破入脑室者术中先行侧脑室穿刺外引流[3]。
1.4 预后评定指标
患者术后3个月时采用GOS评分来进行随访。GOS评分标准:恢复良好, 5分;轻度残疾, 4分;重度残疾, 3分;植物生存, 2分;死亡, 1分。
1.5 统计学方法
采用统计软件SPSS 17.0对数据进行分析, 计量资料以均数±标准差 (±s) 表示, 两独立样本的计量资料采用t检验;等级资料采用Mann-Whitney U检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组手术时间比较
神经内镜微创手术组平均手术时间为 (1.9±0.4) h, 显著短于小骨窗开颅显微手术组平均手术时间[ (3.9±1.2) h], 差异有高度统计学意义 (t=7.423, P<0.01) 。见表1。
2.2 两组手术失血量比较
神经内镜微创手术组平均手术失血量仅为 (35.5±8.5) m L, 显著低于小骨窗开颅显微手术组平均手术失血量[ (74.5±10.2) m L], 差异有高度统计学意义 (t=7.468, P<0.01) 。见表1。
2.3 两组血肿清除率比较
神经内镜微创手术组脑内血肿平均清除率为 (87.5±7.2) %, 明显低于小骨窗开颅显微手术组平均血肿清除率[ (76.5±10.5) %], 差异有统计学意义 (t=4.897, P<0.05) 。见表1。
2.4 两组患者预后比较
神经内镜微创手术组恢复良好12例, 轻度残疾11例, 重度残疾3例, 植物状态4例;小骨窗开颅显微手术组恢复良好6例, 轻度残疾8例, 重度残疾10例, 植物状态4例。神经内镜微创组患者预后优于小骨窗开颅显微手术组, 差异有统计学意义 (Z=3.623, P<0.05) 。
3 讨论
HBGH是一种常见疾病, 且是脑血管疾病中病死率最高的疾病, 常需要外科手术治疗。外科手术可以通过减轻血肿的占位效应、改善脑内局部缺血、降低血肿分解释放的各种毒性物质造成的间接伤害, 从而改善患者的预后。张严国等[11]发现神经导航引导下经额叶沿血肿长轴穿刺治疗高血压性基底节区出血能够明显提高血肿清除率、缩短留管时间、减少手术副损伤。况小平等[12]则良血肿清除法能明显减少再出血, 快速、高效、安全清除颅内血肿, 能有效地降低脑出血的病死率。张山等[13]研究表明经侧裂-岛叶入路显微外科手术可有效治疗基底节区高血压脑出血。更多还原Auer等[14]和陈祎招等[15]研究发现, 相比于传统开颅手术, 神经内镜微创手术可使高血压性脑出血患者获得更好的预后。本课题比较了神经内镜微创手术与小骨窗开颅显微手术这两种术式对HBGH患者预后情况的影响。
采用神经内镜微创手术, 可以通过皮肤切口仅3~4 cm长、直径仅1~1.5 cm的常规骨孔、无需做骨瓣, 在内镜直视下迅速对深部脑内血肿进行彻底清除, 且免去了常规开关颅等操作环节。与小骨窗开颅显微手术相比, 神经内镜微创手术组患者的平均手术时间仅为 (1.9±0.4) h, 远少于小骨窗开颅显微手术组的 (3.9±1.2) h, 有助于降低患者术后肺部等并发症的发生率;神经内镜微创手术组患者的平均手术失血量仅为 (35.5±8.5) m L, 也远小于小骨窗开颅显微手术组的 (74.5±10.2) m L, 且整个围术期无需输血, 可减少患者各种输血并发症的发生;神经内镜微创手术组脑内血肿平均清除率约为 (87.5±7.2) %, 明显高于小骨窗开颅显微手术组平均血肿清除率[ (76.5±10.5) %]。根据以上结果, 分析神经内镜微创手术优于小骨窗开颅显微手术的主要原因是:神经内镜可提供极好的深部宽大视野, 使更好地暴露脑内深部结构, 从而提高了手术效率和血肿清除效率;同时, 神经内镜还可即时彻底清除脑出血患者手术血肿, 进而减少脑内血肿所引发的多种继发性病理生理损害。
显微(微创)神经外科 篇4
1 资料与方法
1.1 一般资料
本组患者66例, 男性42例, 女性24例, 年龄:12~68岁, 平均42.6岁。发病到确诊时间:6 d~26个月, 平均3.5个月。肿瘤位于颈段22例, 胸段25例, 腰段15例, 骶段4例, 肿瘤均为髓外硬膜下及硬膜外, 其中神经鞘瘤48例, 脊膜瘤14例, 其他4例。
1.2 临床表现
此病的主要临床表现为:根性疼痛、感觉异常、运动障碍及括约肌功能障碍[2]。本组有57例表现为病变节段的神经根性疼痛或不同程度的局部疼痛, 有48例表现为不同程度的躯干和肢体感觉障碍并伴有麻木感或束带感, 43例有不同程度的肢体运动功能障碍, 表现为乏力、行走不稳、肢体不灵活等, 单侧肢体瘫痪者16例, 双侧肢体瘫痪7例, 合并括约肌功能障碍16例。35例有深、浅反射减弱或消失, 颈椎、上胸段病变有14例出现病理反射、肌张力高。
1.3 影像学检查
术前常规行相应病变脊柱节段正侧位X线片、三维螺旋CT或MRI增强等检查, CT、MRI增强检查可以详细显示肿瘤大小、边界及与周围脊髓、神经根等重要结构的关系, 瘤体的信号改变有助于判断肿瘤的性质、范围, 有利于手术的设计和实施, 本组32例患者行三维螺旋CT检查, 全部病例术前均行MRI增强扫描检查, 目前MRI作为诊断椎管内肿瘤的首选检查方式, 其对病变性质、范围以及周围结构的判断均优于其他检查方式。
1.4 手术方法
所有病例手术均采用显微微创外科手术方法进行治疗, 采用“小骨窗”或半椎板入路, 术前除了高位颈段8例患者外, 均以X线机透视准确定位, 以皮下逐层注射美篮至病变节段的脊上及棘间韧带或是皮肤画线的方式标记。手术在气管插管全麻下进行, 根据病变位置选择俯卧位或是侧俯卧位, 以病变为中心作后正中直切口, 按照影像学资料分离肿瘤侧的椎旁肌, 保留棘突和脊间韧带, 显露病侧椎板, 根据肿瘤大小、位置决定在上下椎板之间磨开一“小骨窗”或是磨除半椎板及磨除半椎板的数目 (本组切除1~2个椎板42例, 3个椎板9例) , 切开半椎板范围内侧至棘突底, 外侧不超过横突关节, 必要时可以部分磨除棘突根部椎管内侧骨质并切除黄韧带以扩大显露椎管骨窗, 增加硬脊膜囊的显露[3], 开窗宽度约1.5 cm左右, 一般以显露肿瘤上下极为佳, 纵行切开硬脑膜, 注意保护脊髓和神经根, 在显微镜下逐步切除肿瘤, 较小的肿瘤可以做到完整剥离切除, 较大之肿瘤均采用囊内逐步分块切除, 减小体积后再行分离囊壁, 直至完全切除肿瘤。术野彻底止血, 严密缝合硬脑膜切口, 逐层缝合肌肉, 皮肤切口。本组15例采用“小窗口”入路, 其他病例均采用半椎板入路行手术治疗。
2 结果
本组66例患者中, 肿瘤全切除61例, 次全切除3例, 大部分切除2例。出院时症状明显恢复62例, 无变化3例, 加重1例, 考虑为术后局部水肿加重所致。平均卧床时间5 d, 所有病例均无手术后并发症出现, 也未出现新的神经功能损伤, 均无需以颈托或腰围保护。术后病理类型:神经鞘瘤48例, 脊膜瘤14例, 皮样囊肿1例, 脂肪瘤2例, 转移癌1例。所有病例均予以门诊随访, 随访时间为3个月~3年, 定期复查MRI了解病情, 除转移癌患者病情加重外, 其余患者均未见肿瘤残留或复发, 未见有脊柱畸形、椎体滑脱及椎管狭窄等, 也未见有症状反复。
3 讨论
3.1 椎管内肿瘤的早期诊断
椎管内肿瘤约占中枢神经系统肿瘤的15%, 年发生率约0.9~2.5/10万人, 低于脑肿瘤的发病率, 男女比例为1.6:1[4]。本组男女比例为1.7:1, 好发生在髓外硬膜下, 一般为良性, 可发生在椎管的任何部位, 以颈、胸段好发, 最常见是神经鞘膜瘤和脊膜瘤[5]。由于肿瘤可对脊髓造成压迫, 长期压迫可造成神经组织软化、变性和空洞形成, 所以椎管内肿瘤可因诊治不当而影响预后, 严重时甚至会造成终生残疾[6], 故椎管内肿瘤的早期诊断非常重要, 诊断越早, 症状越轻, 手术治疗的效果越佳, 但由于其早期临床症状不典型, 易造成漏诊、误诊, 随着影像诊断技术的进一步提高, 目前MRI已成为诊断椎管内肿瘤的首选方法, 它不仅能直接显示肿瘤的形态、大小和范围, 而且能清楚显示脊髓和祌经根的移位、变形和受压征象, 有很高的定位、定性诊断价值, 有助于手术前对患者制定更加合理的手术规划和方案[6]。使椎管内肿瘤的早期诊断成为可能, 本组66例患者术前均行MRI增强检查以定性、定位。
3.2 微创手术技术的临床应用
手术是椎管内肿瘤唯一切实有效的治疗方法, 可以解除脊髓压迫, 恢复神经功能。显微手术技术的应用可以加强术中脊髓神经功能的保护, 改善患者手术预后[7], 以往椎管内肿瘤的手术治疗, 常规采用全椎板入路, 虽其视野开阔、操作方便, 但因偏重于如何全部切除肿瘤, 而往往忽略脊柱的稳定性及术后较多并发症的问题, 近些年随着术后随访发现脊柱畸形、狭窄等术后并发症的增多, 加上许多相关文献报道[9], 脊柱稳定性的问题才逐渐引起神经外科专科的重视, 常规全椎板切除后, 由于后柱结构的破坏, 脊柱总体稳定性减弱, 可造成脊柱不稳畸形, 且由于椎管后部结构缺如使硬脊膜囊和脊神经根裸露, 局部组织纤维化及瘢痕形成可能造成椎管狭窄, 牵拉、压迫脊膜囊和神经根, 可能会出现新的症状和体征。另外由于手术对脊髓周围的血液供应破坏较大, 部分病例术后脊髓功能恢复并不理想, 目前主要的解决方法是半椎板微创手术切除椎管内肿瘤技术和椎板切除后复位技术[8]。国内外学者[10]在椎管肿瘤切除后行椎板截骨原位再植, 以求维持脊柱椎管的完整性, 但植骨融合需要长期卧床, 同时有引起椎管狭窄的可能。半椎板入路由于将骨窗限制在一侧椎板, 保留了棘突、棘上韧带、棘间韧带等组织结构, 最大限度地保持了椎体后部结构的完整性, 对术后脊柱的稳定性起到一定作用。随着现代影像诊断技术和显微手术技术的进步, 使微创显微手术逐渐受到重视和变为可能, 微创的意义是:不仅仅是手术切口小、损伤小, 而是最大程度地切除病变, 获得最大的手术效果, 同时将手术的损伤降低到最低限度[11]。所以微创显微手术治疗椎管内肿瘤越来越受到推崇和普及, 微创显微手术具有以下优点: (1) 手术对椎体骨结构的损伤小, 术后对脊柱稳定性影响小。 (2) 对脊髓、神经根管等椎管内容物影响小, 使术腔疤痕组织引起的椎管狭窄的可能性极小。 (3) 创伤小、对脊髓神经损伤少。 (4) 恢复快, 卧床时间短, 减少了住院时间。而髓外肿瘤多发生在脊髓的腹、背外侧或侧方, 故单侧“小骨窗”或半椎板入路可较好的显露大部分脊髓肿瘤, 尤其适合于神经鞘瘤[11]。从本组66例手术体会, 51例采用半椎板入路, 15例用“小骨窗”入路进行了手术治疗, 在显微镜下对于偏向一侧的髓外肿瘤, 术野宽度已经足够了, 无一例因手术视野狭窄而影响肿瘤切除。对于位于中线的髓外肿瘤, 用高速磨钻磨除棘突基底部骨质及黄韧带, 可显露中线及对侧部分肿瘤。开窗范围以显露肿瘤两极为佳, 应尽量避免因显露不好而牵拉脊髓或神经根, 必要时可以改用全椎板人路。
3.3 髓外肿瘤切除技巧
根据肿瘤大小, 位置决定采用“小骨窗”或半椎板入路, 磨钻磨开上下两半椎板部分椎板形成一“小骨窗”或切开半椎板充分显露肿瘤, 先电灼暴露的肿瘤表面, 切开肿瘤被膜, 自瘤体内分块切除肿瘤, 使肿瘤体积逐步缩小, 再进一步分离粘连的脊髓或神经根, 寻找肿瘤上下两极, 逐步分离被膜切除肿瘤。呈“哑铃形”的神经鞘瘤切除相对较复杂, 对于突到椎管外较小的“哑铃形”肿瘤, 我们仍采用后正中入路, 首先将肿瘤与脊髓分离, 切除椎管内肿瘤, 再通过扩大椎间孔或切除上、下关节突, 逐步将肿瘤从囊内部分切除, 使肿瘤体积明显缩小, 逐渐剥离肿瘤。颈段肿瘤应特别注意与椎管外粘连的椎动脉、臂丛神经等, 避免损伤, 本组“哑铃形”肿瘤颈段5例, 胸段4例, 腰段2例。对于较大的“哑铃形”肿瘤, 本组2例巨大“哑铃形”的神经鞘瘤, 采用旁正中侧方入路, 切除处理椎管内肿瘤后再转外切除椎管旁肿瘤, 最终全切肿瘤。选择微创显微手术应注意: (1) 术前通过MRI等影像学检查明确诊断, 确定肿瘤的大小、位置及性质。 (2) 选择以偏向一侧的髓外肿瘤手术为佳, 大小尽量不要超过4 cm。 (3) 术前定位要准确可靠, 术中开窗要充分合理, 减少手术创伤, 有效缩短手术时间。 (4) 肿瘤切除过程为先囊内切除, 减小肿瘤体积, 再分离肿瘤的被膜, 避免损伤脊髓、神经。 (5) 术后严密缝合硬脊膜、肌肉及皮肤切口。 (6) 熟练掌握微创显微手术操作技能, 循序渐进开展工作。
综上所述, 根据本组患者手术治疗经验, 我们认为经“小骨窗”或半椎板入路结合显微外科技术切除椎管内髓外肿瘤的方法, 能够最大限度的保护脊柱的稳定性, 减少对脊髓神经的损伤, 手术安全, 有效且并发症明显减少, 效果明显优于传统全椎板手术入路。值得临床进一步推广。
参考文献
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显微(微创)神经外科 篇5
1 资料与方法
1.1 病例资料
本组60 例, 男40 例, 女20 例;年龄35～55 岁, 平均年龄55 岁。有外伤诱因患者占10%, 所有患者手术前均行X线片、CT、MRI检查, 其中8 例行强化MRI检查。临床表现:60 例患者均有腰痛, 左下肢疼痛35 例, 右下肢疼痛25 例;直腿抬高试验阳性者55 例, 马尾神经损伤者3 例, 神经源性间歇跛行者2 例;肌力及腱反射减弱者54 例, 小腿皮肤感觉减弱者56 例。MRI检查25 例侧隐窝狭窄, 1 例L4～5节段出现足足母长伸肌瘫痪、足下垂。
1.2 手术方法
麻醉满意后, 患者俯卧位, 身下垫枕。腰背部皮肤常规消毒, 铺巾展单。常规腰椎后正中入路, C型臂X线机定位拟手术节段棘突, 定位准确后根据突出间盘所在位置和方向确定手术切口, 长度一般2～3 cm, 依次切开皮肤、皮下组织和腰背筋膜, 电凝止血。牵开显露手术视野, 切开棘上韧带, 钝性分离椎旁肌至关节突, 横突拉钩撑开伤口, 定位无误。安置好显微镜, 在放大48倍的视野下清除椎板外组织, 沿着椎板间隙进入, 酌情咬除少量上位椎板下缘及下关节突的内侧缘, 必要时咬除部分下位椎板的上缘, 所有患者均不损伤下位椎体上关节突。剥离、咬除黄韧带后显露出硬脊膜、神经根及突出的髓核组织[1]。术中硬膜外静脉丛出血, 可压迫止血, 明确的出血点可用滴水双极电凝给予止血。保护神经根与硬脊膜, 髓核钳钳夹突出的髓核后缓慢摇拽完整的摘除髓核。常规探查侧隐窝, 若发现狭窄, 给予彻底减压, 以使受压神经根能自如移动。冲洗伤口, 仔细止血。于开创硬膜处放置人工硬脊膜, 清点纱布器械无误后, 逐层关闭伤口, 术毕。
1.3 疗效评价标准
参考日本骨科学会 (Japanese orthopaedic association, JOA) [2]下腰痛治疗评价标准的15分法:其中改善率75%～100%为优, 50%～74%为良, 25%～49%为可, 25%以下为差。
1.4 统计学分析
用随机区组设计秩和检验的统计学方法评定其显著性。检验水准A=0.05, P<0.01差异有显著性。
2 结 果
本组60 例, 手术前、出院时和术后1年随访的结果均参考JOA治疗评价标准对其功能及疗效进行评价。60 例患者手术前的JOA评分为 (7.65±1.58) 分, 出院时的评分为 (18.83±1.13) 分, 出院时的功能平均改善为11.18分, 改善率平均为 (52.15±6.38) %。经统计学分析, 术前与术后出院时的评分结果比较具有统计学意义 (P<0.01) , 表明显微镜下微创手术对腰椎间盘突出症术后具有良好的疗效。术后1年随访结果评分是 (24.33±4.55) 分, 平均改善16.68分, 改善率平均为 (78.88±18.30) %。60 例术后1年评分优40 例 (66.7%) , 良17 例 (28.3%) , 差3 例 (5%) , 优良率95%。经统计学分析, 术后1年与术前评分结果比较具有统计学意义 (P<0.01) , 说明显微镜下微创手术对腰椎间盘突出症的治疗有一定的长期疗效。
3 讨 论
微侵袭外科是当今外科领域的发展趋势, 自Hijikata[3]1975年首次报告应用经皮髓核摘除术治疗腰椎间盘突出症以来, 微创手术的临床治疗进入了新的发展阶段。显微镜下微创手术治疗腰椎间盘突出症目前在国外得到了广泛开展, 国内报道较少。
显微镜下微创治疗腰椎间盘突出症的手术适应证:显微镜下腰椎微创手术是一种在传统后路椎板间开窗髓核摘除的技术, 本质上是引入了显微镜的微创手术, 其实质是一种直视下微开窗的手术方式。微创手术因为开窗小、视野受限, 椎管内合并症的处理相对于传统开放手术要困难的多, 故临床表现不典型、怀疑有椎管内广泛黏连或合并有严重腰椎管狭窄者, 不宜行单纯微创手术。传统开放式手术后原椎间隙复发合并有腰椎滑脱的患者, 不宜行微创手术。
传统的腰椎全椎板、半椎板切除髓核术创伤面积广, 切口较大, 剥离过程中易损伤脊神经, 术后易形成瘢痕组织及纤维化, 咬除椎板及小关节突内侧部分, 破坏了脊柱的稳定性, 术后常常引起腰椎不稳及下腰痛。与传统手术方式相比, 显微镜下微创手术虽然手术视野受限, 镜下硬膜外止血和剥离神经根、硬膜囊较困难, 但该术式创伤面积小、出血量少、术野光线好, 放大的立体图像可清晰的显示各组织及神经血管, 可以使术者精确的进行手术, 避免了手术中硬膜囊撕裂、手术不彻底等情况, 提高了手术的安全性[4]。椎板间开窗时应尽量偏外至关节突的内侧, 从外侧进入以尽量避免硬膜撕裂及神经根过度牵拉, 以免造成神经根损伤, 尽量保持脊柱的稳定性, 术后恢复较快, 并发症较少。
显微镜下微创手术的操作与椎间盘镜下摘除髓核[5]同样具有手术切口小、创伤小、出血量少、术后恢复快、并发症少的优点[6]。但椎间盘镜手术由于不能直视硬膜囊及神经根受压的情况, 往往造成术中减压不够彻底。如果出现小关节突增生内聚及椎板肥厚陡窄, 用微型枪钳咬除也比较困难, 往往易发生硬膜囊撕裂、脊神经根损伤等并发症。椎间盘镜与器械操作往往交替使用, 容易出现神经根、血管损伤或椎间盘炎等并发症;而显微镜下微创间盘切除在高倍视野下可清晰显露神经根, 并采用常规手术器械进行间盘切除, 手术操作方法简单, 无需间盘镜下狭隘的套筒下管状视野操作。
3.1 手术中应注意的事项
a) 定位要准确, 以免出现偏差。术前准确的定位往往是手术成功的前提。b) 熟练的显微镜操作技术。和传统手术相比, 镜下手术操作视野受到限制, 尤其是镜下各组织的识别, 防止椎管内组织的黏连。手术过程中动作要轻柔, 以防硬脊膜与神经根损伤[7]。c) 术中分离黄韧带和硬脊膜时一定要小心轻柔, 防止发生硬膜囊撕裂。d) 良好的止血。一般情况下采取明胶海绵及小棉片压迫止血, 必要时可用双极电凝灼烧止血, 但广泛静脉丛出血不可盲目电凝, 以免损伤神经组织。e) 间盘切除。根据患者临床症状、体征及影像辅助检查对责任椎间盘给予彻底的切除, 同时冲洗椎间隙, 尽量减少残留, 去除间盘碎屑及致炎因子, 以减轻术后疼痛, 防止感染的发生。
3.2 术中解除侧隐窝神经卡压对于手术的效果有着重要的意义
临床上腰椎管侧隐窝狭窄症多发生在L3水平以下[8], 常因脊柱退变或发育不良导致关节突肥大增生、黄韧带增厚, 导致侧隐窝狭窄、卡压神经根而引起症状。朱正华等[9]报道86 例腰椎间盘突出症并侧隐窝狭窄患者, 术后随访时间60～142个月, 结果优69 例, 良13 例, 可4 例, 优良率95.3%。说明在手术中解决好腰椎侧隐窝狭窄问题, 手术可取得满意疗效。邓树才等[10]认为, 未处理侧隐窝狭窄是腰椎间盘突出症手术失败的重要因素, 再手术的143 例中有22 例再次施行了侧隐窝扩大松解术。
3.3 术后处理
术后给予抗炎、脱水、激素、神经营养药物等治疗。一般术后1周即可出院或转入康复科进行中药调理及针灸理疗等治疗, 效果良好[11,12]。坚持合理的功能锻炼, 不仅有利于腰背肌功能的恢复, 增强腰椎的稳定性, 而且对于患者远期疗效的改善, 起着积极的作用。
显微神经外科手术的体位护理 篇6
1 临床资料
本组患者中, 男163例, 女40例, 年龄在16～64岁之间。其中幕上占位80例, 幕下占位75例, 动脉瘤33例, 动静脉畸形7例, 脊髓病变8例。平卧位150例, 侧卧位53例。
2 体位护理
2.1 平卧位的护理
(1) 物品准备:软垫1个、约束带1条、中单1条。 (2) 体位的安置:a.患者仰卧于手术床上。b.双上肢自然放于身体两侧, 中单固定, 双下肢伸直, 双膝关节下垫半圆形软垫。c.约束带于膝关节上3～5cm轻轻固定, 头部以头架固定或垫头圈。 (3) 护理:a.应在麻醉前约束四肢, 防止肌松剂应用后肌肉松弛即出现肢体下滑致骨折及坠床等。b.眼部贴眼贴以保护眼睛, 术侧外耳道塞入棉球防止消毒液进入耳道。膝下垫一软枕, 以免双下肢伸直时间过长引起神经损伤。c.头部固定后需头部偏转者将手术入路侧肩部垫高以支持体位, 防止颈部肌肉过度牵拉损伤肌肉、神经。d.头部安置托盘, 以防止面部受压和观察气管导管。e.维持腰部正常生理曲度。f.如手术时间过长, 足跟部垫软垫。
2.2 侧卧位的护理
(1) 物品准备:腋垫1个、大软垫1个、方垫2个、挡板2个、约束带1条、束臂带2条、长四头带1条、支臂架1个。 (2) 体位的安置:a.患者侧卧90°, 背侧靠近床缘。b.于腋下10cm垫一腋垫。c.于背侧的背部、腹侧的胸部各上一挡板固定躯体。d.于背侧的臀部、腹侧的腹部各垫一方垫长四头带固定臀部。e.患者的下侧的上肢放于支臂架上, 上侧的上肢放于臀部四头带的托臂处。f.上侧下肢屈曲, 下侧下肢向后伸直, 两腿之间夹一大软垫, 约束带固定下肢。g.头架或垫头圈。 (3) 护理:a.眼部贴眼贴, 以保护眼睛, 上耳孔塞棉球, 防止进消毒液。b.腋下垫软枕距腋窝约10cm, 防止下臂受压损伤腋神经。c.勿使手臂受压和过分伸直, 以防臂丛神经受压。d.挡板于患者之间置一方垫, 缓冲对患者的压力。e.上侧下肢屈曲, 下侧下肢向后伸直, 有利于放松腹部。f.两腿之间夹一大方垫, 保护膝部骨隆突处。g.头部少抬高, 避免头部低垂使颈静脉血回流不畅。h.上侧肩部向下牵拉充分暴露后颅凹。i.侧翻时防止肩关节扭曲受伤, 保持正常呼吸, 小腿关节处于功能位。j.术中根据术者需要, 适当升高手术床, 使术者的眼睛与术野保持在同一水平, 便于手术操作, 减轻术者的身体疲劳。
3 体会
3.1 了解手术入路与体位的关系
了解手术入路是正确安置体位的必要前提。显微神经外科入路与一般外科入路原则相同, 即最近原则和易于暴露原则[2]。不同的是避开脑内的重要功能区。
幕上开颅手术一般采用平卧位, 切口:一是冠状手术切口, 二是额颞部切口, 常用于额叶、颅前窝底部、蝶鞍结节区域、蝶骨小窦侧部分, 视交叉和视神经部, 侧脑室前部, 垂体瘤, 颅咽管瘤, 颅前窝内血管性疾病, 矢状窦部, 前交叉动脉瘤等。
幕下颅后窝多采用侧卧位, 手术切口有正中线直切口、旁正中切口等。常用于颅后窝肿瘤、颅后窝外伤性或自发性血肿、颅后窝动脉瘤、动静脉畸形等。椎管病变多采用脊柱正中入路侧卧位。
巡回护士在熟悉局部解剖的前提下, 术前了解肿瘤的部位、性质、大小及术式, 根据手术入路及术者的习惯, 做好相应的体位准备。
3.2 防止身体受压
手术体位摆放的总体要求是:患者舒适、安全、无并发症;充分暴露术野, 便于医师操作;固定牢靠, 不易移动, 不影响呼吸循环功能, 因显微神经外科的手术需要, 术中可能随时调整手术床, 体位固定宜牢靠, 各受压部位均以软垫当衬垫, 并拉平约束带, 术中定时检查, 防止身体受压。由于我们重视这些问题, 术后无1例因手术体位而引起的压疮发生。
参考文献
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显微神经外科医师的培养思路 篇7
一、显微神经外科概念
显微外科在20世纪出现, 并取得蓬勃发展。与传统的经典外科不同, 其特点主要体现在以下几方面。第一, 无影灯以外的光源。由于术区狭小, 手术入路迂曲, 无影灯等常规光源无法满足术区深部的照明需要, 所以需要更加精准、集中、高亮的光源, 进入术区深部, 所以通常显微外科会有独立的光源照明。第二, 显微镜、内窥镜、放大镜等光学放大或影像系统的使用。人的肉眼分辨率较低, 无法分辨出人体精细组织, 如:神经纤维束、中小直径的脉管系统、各种感受器等细微组织结构, 或鼻腔、耳道、或通过内窥镜系统进入体腔等。第三, 显微器械和显微技术的使用。由于术区狭小, 人手无法进入术区行手术操作, 故需借助各种显微器械进行操作, 并且器械的使用与传统外科手术有所区别, 并有其特殊的培训方式, 需要加以培训练习。
显微神经外科具有其特殊性, 显微神经外科是以神经系统的微创为根本目的, 而不以手术切口大小等手术创伤为衡量显微神经外科的标准。神经组织具有不可再生特性, 其功能很难替代, 神经外科手术的目的就是在最多的保存功能的前提下, 最大的切除病灶, 所以减少神经组织的损伤, 才是显微神经外科的关键。
二、贯彻显微神经外科手术的执行
在显微神经外科的推广应用工作中, 往往会遇到不同程度的困难和阻力, 限制其发展。新的概念和理念的应用, 通常会受到传统力量的阻碍。这时候我们要积极努力的贯彻显微外科的执行力, 加强对显微神经外科理念的宣传推广, 让新理念新技术能得以顺利开展, 并积极实际的应用于临床工作中, 用事实说话, 使大家能主动的接受和积极的开展, 推进显微神经外科的应用和推广。这不仅是临床工作中的需要, 也同样是教学培训的需要。对于神经系统手术, 要在大体手术的基础上, 培养医生的显微神经外科技能, 开展显微神经外科手术, 提高显微神经外科手术比例, 提高手术精细度。
三、培训显微神经外科技能
显微神经外科作为一门新兴的学科, 是具有其自身的特点的, 需要加以技能培养和操作练习。这不仅包括医学院校毕业生和年轻医生, 同样也包括已经掌握了传统外科技能的高年资医生。无论显微镜还是内窥镜技术, 显微外科在实际应用中, 通常有特定的成像系统, 这需要手眼协调性的练习;同时, 由于术区狭小, 人手无法进入, 所有人手完成的外科操作都是利用各种器械完成, 并且常规的手术器械与显微神经外科手术前器械也不相同。所以, 即使是有一定经验的传统外科医生, 也需要反复练习, 提高手术水平及效率。
四、加强显微神经外科实践
所有的理论基础都离不开实践, 当我们理论做指导思想时, 通过实践才能将理论真正的转换成技术, 服务于临床。显微外科的实践包括两部分, 第一是实验室内的实践, 主要是指基本功的训练, 包括镜下模拟手术操作, 镜下实验动物手术操作等, 在掌握了一定的基本技能后, 可以和术者配合, 完成简单的辅助工作, 并利用手术时间, 进行先显微外科训练等。
五、结语
总之, 随着科技的进步, 外科技术的不断发展, 显微神经外科技术将会是外科手术的发展方向, 在不影响手术效果的前提下, 不断改进手术方式, 尽量减少病人副损伤, 缩小手术创口, 减轻组织骚扰, 加快手术进程, 缩短恢复时间, 提高手术疗效, 是我们的目的, 也是我们培养显微神经外科医生的目标。 (通讯作者:董航donghang1006@sina.com, 18745452497)
摘要：显微神经外科是当代神经外科的发展方向之一, 其能以最小的手术代价, 开展神经外科手术, 最大程度的保全神经功能, 是目前年轻医师培养的重点。经过多年的实践中我们积累了一些的临床和教学经验, 笔者在显微神经外科医生的培养思路上, 获得一些体会, 现以飨同道。
关键词：医师培养,微创,显微神经外科
参考文献
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显微外科打结作业的运动捕捉 篇8
1 显微外科打结技术
缝合打结是显微外科手术的最基本技术之一。按结的形成方法不同，一般将结扣分为方结、三重结、外科结、假结和滑结等数种[1]。临床上最基本的打结方法有三种：单手打结法、双手打结法和器械打结法。方结与滑结和假结相比，结扎线间的力更均匀，使得摩擦力更大，体积更小，从而更不易松脱，更牢固安全，所以显微外科手术常使用方结。由于作业空间所限，显微外科医生一般采用持钳打结法进行打结工作，其过程如图1所示。
(1)用持钳A夹住缝线头部(长线头)，将缝线绕持钳B前端按照一定的方向旋转一周，形成一个圈环，即将缝线绕在持钳B前端。
(2)用持钳B夹持住缝线的尾端(短线头)，从线环中拽出并拉紧，就形成了一个单结。
(3)用同样的方法，只是绕线和拉线时方向都与(1)(2)中相反(否则就形成了滑结)，形成另一个单结。这样由两个单结组成了一个方结。
2 外科医生缝合打结动作的捕捉
2.1 运动捕捉原理
从理论上说，对于空间中的一个点，只要它能同时为两部摄相机所见，则根据同一时刻两部摄相机所拍摄的图像和对应参数，可以确定这一时刻该点在空间的位置。当摄相机以足够高的速率连续拍摄时，从图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。本文正是基于运动视觉的原理，对外科专家实际的缝合打结动作进行捕捉。
为了确定特定时刻持钳在空间的位置，采用两部摄像机对外科专家缝合打结动作进行同步拍摄。拍摄示意图及全局坐标系与双摄像机坐标系建立情况如图2所示[2]。此处的两部摄像机中的一部用来拍摄前视平面内(外科专家正前方的竖直平面)打结动作，另一部用来拍摄侧视平面内(外科专家左侧与前视平面相垂直的竖直平面)的打结动作。
如图2所示，C1和C2分别表示前视平面和侧视平面内的摄像机，X1O1Y1和X2O2Y2分别为其摄像机坐标系，XwYwZw为全局坐标系，点P为空间中一点，通过成像点P1和P2的像素坐标及坐标变换关系便可得到点P的空间三维坐标。
2.2 缝合打结动作的捕捉过程
对于显微外科医生采用的持钳打结法而言，持钳既是线的延长，也是操作者手的延伸。所以，通过研究打结作业过程中持钳的运动，即可总结出缝合打结的动作过程和要点。为了获得打结过程轨迹，在进行拍摄前对持钳进行了特征点的标定，分别在两个持钳尖端和中部标定特定的颜色区域。考虑到后续图像处理和具体实验环境的要求，本文选择红色和黄色为特征点的标定色。
本文选用的摄像机为Ca non公司生产的IXUS800IS，该机为600万像素，光学数码4倍变焦，内置菜单设置参数，具有光学防抖功能，设有机械快门和电子快门(15-1/1600秒)。为了捕捉完整的手术操作动作，有意识地使医生的动作放慢，加上高分辨率和快速的曝光速度，可以保证不会漏掉关键帧图像。通过对拍摄视频进行分割处理，将打结过程分为若干帧(如25帧/秒)，并存为BMP格式的24位真彩色图像[3]。完成一次打结过程所需的总时间为10秒。本文共提取了打结过程的图像二百余帧。图3为所拍摄的前视平面内打结作业的部分关键帧图像。
通过分析整个打结作业过程，本文将其分为两个阶段，即绕线环过程和夹线拉线过程。其中上图的1-4帧为绕第一个线环的过程，第5-9帧完成了第二个线环，对应于图1中的夹线头和绕线环的过程;10-14帧为外科医生用持钳夹线尾的过程，与图1中夹线尾过程相对应;15-21帧为拉线并形成线结的过程，对应于图1中拉线成结过程。
3 打结动作轨迹的提取及拟合
3.1 打结动作轨迹的提取
通过处理上述的24位真彩色BMP图像，可得到特定时刻持钳上特征点的像素坐标，然后在同一坐标系下对特征点进行描点，最后连接各特征点，进一步拟合便可取得打结动作的轨迹。
BMP文件(DIB位图)包括有关文件信息的BITMAPFILEHEADER、有关位图信息的BITMAPINFO以及位图的图像数据，其中文件信息头部分保存了位图的宽度和高度(像素数)等信息。对于24位真彩色位图而言，其图像数据部分保存了每个像素的红、绿、蓝颜色值即RGB值[4]。
由于我们对持钳器的尖端和中部进行了标定，所以得到的位图中持钳尖端和中部的颜色值(RGB值)与周围区域的色值存在明显差别，因此可以通过逐行扫描位图中像素的颜色值，并与已知特征区域颜色值做比较，从而可得到特征点的像素坐标。
对于RGB颜色模型而言，容易受到光照的影响，不同光照条件下捕捉的图像，即使同一颜色RGB值也有较大的变化，所以本文在确定特征区域RGB值时，分别给出每个颜色分量的取值范围。这样就会出现多个像素点满足设定的RGB值，提取到的像素点并非一个绝对点。为了得到特征点精确的像素坐标，将满足条件的像素点X坐标和Y坐标分别存入一个数组中，待逐行扫描结束后，求取数组的平均值即可得到特征点的像素坐标。在进行逐行扫描时，利用特征点颜色分量的取值范围判断某个像素点是否为特征点。像素坐标提取的流程图如图4所示。
将所得特征点像素坐标显示在同一坐标系下，并连接相应特征点，从而可得到持钳的运动轨迹[5]，其效果示意图如图5所示。
图5(a)为前视平面内右手持钳的运动轨迹，(b)为前视平面内左手持钳的运动轨迹，其中’o’代表持钳尖端，’*’代表持钳中部;(c)为侧视平面内右手持钳尖端的运动轨迹;(d)为侧视平面内左手持钳的运动轨迹，其中’o’代表持钳尖端，’*’代表持钳中部。
由提取特征点的运动轨迹可知，所提取的打结过程运动轨迹与实际运动情况相符。同时，可将整个打结过程分解为绕线环、夹线尾和拉线成结等过程，这样的处理有利于机器人运动的规划及实现。
3.2 打结动作轨迹的拟合
由图5可知，所得打结运动轨迹并不光滑。为了得到连续的轨迹曲线，同时便于设计出实现打结作业的机器人机构，就需要对所得数据曲线进行拟合。此外，根据所得光滑轨迹曲线也可以形成虚拟缝合的规范轨迹，为显微外科打结虚拟手术训练系统的构建提供理论依据。
本文利用Matlab对特征点坐标进行拟合插值处理，从而得到了打结作业理想的运动轨迹。插值是对数据点之间函数的估值方法。在Matlab中，利用一维插值函数interp1就可实现对数据点的插值处理。此插值函数提供了四种插值方法：线性插值、三次样条插值、三次插值和最近邻点插值等。由于三次样条插值具有连续二阶导数，能保证插值曲线在结点处不仅连续而且光滑，同时本文结合研究对象和数据的特点，此处选择了三次样条插值对打结运动轨迹进行拟合。图6为拟合后的效果示意图。
图6中(a)(b)(c)(d)分别与图5中(a)(b)(c)(d)运动轨迹相对应，分别是经过拟合后平滑的运动轨迹。
3.3 空间轨迹的提取和工作空间的确定
根据图2所建立坐标系和摄像机标定的情况，利用线性摄像机模型及各坐标系间的关系，首先建立P点全局坐标与P点投影图像坐标之间的关系，然后根据参考物的图像坐标和空间三维坐标分别求出两个摄像机的投影矩阵M1和M2，最后利用3.1中得到特征点的图像坐标，根据图像坐标与空间三维坐标的关系，并利用投影矩阵，即可求出持钳上特征点不同时刻的三维坐标。坐标转换过程如图7所示。
根据不同时刻特征点的三维坐标，便可得出持钳的空间运动轨迹。图8所示分别为右手持钳尖端和左手持钳绕线环的空间运动轨迹;其中图8(a)为右手持钳尖端在绕线环过程的空间运动轨迹，图8(b)为左手持钳绕线环过程的空间运动轨迹。
通过进一步分析打结作业的空间轨迹，可总结出打结作业工作空间为28.6 mm×34.6 mm×42.5 mm的长方体，此数据能为今后缝合打结机构的设计提供一定的理论依据。同时表明，显微外科手术医生操作空间的研究是显微外科手术机器人设计中最基础的工作，对机构设计评价、运动参数选择以及确定机构控制方法都具有极其重要的作用;所得到的打结动作空间轨迹，对于自动打结机构的设计，手术训练系统的建立以及理想、光滑打结轨迹的确定，都有着非常重要的意义。
4 结论
本文基于双目视觉原理对角膜缝合打结动作进行了视频捕捉，分析了打结作业关键帧的图像;根据拍摄图像对打结过程的运动轨迹进行了提取，并利用双目视觉三维重建原理得到了打结过程的空间轨迹。通过分析打结作业空间轨迹，给出了打结作业的工作空间，为缝合打结机构的设计、运动参数的选择、确定机构控制方法和理想光滑缝合打结轨迹的确定提供了理论基础。
参考文献
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[4]周长发.精通Visual C++.NET图像处理编程[M].北京:电子工业出版社,2002
[5]Sandra Nauwelaerts,Eize J.Stamhuis.Propulsive force calculations in swimming frogs I.A momentum-impulse approach[J].The Journal of Experimental Biology208:1435~1443