神经外科和耳鼻喉科住院医师后循环动脉瘤夹闭的尸体多端口模型的开发

Summary

描述了培训神经外科和耳鼻喉科住院医师进行后循环动脉瘤内窥镜经悬室夹闭的模型方案。建立了两种进入硅胶注射或灌注尸体头部后循环的内窥镜方法用于训练。学习者的任务是根据临床情况剪除后循环。

Abstract

后循环动脉瘤很难用目前的弹簧圈和夹闭方法治疗。为了解决培训中的局限性，我们开发了一个尸体模型来培训学习者对后循环动脉瘤的内窥镜夹闭。描述了一种内窥镜经斜叶入路 （ETA） 和经眶癌前入路 （TOPA），以成功进入和夹住后循环动脉瘤。该模型具有灵活性，因为可以将有色硅胶化合物注射到尸体血管中，以培训学习者的血管解剖学。另一种选择是该模型可以连接到血管灌注泵，从而可以实时评估搏动性或破裂的动脉瘤。这种尸体模型是同类产品中第一个用于训练后循环动脉瘤内窥镜夹闭的模型。学习者将熟练掌握内窥镜技能、适当的解剖和对相对解剖结构的欣赏，同时开发一种可用于真实手术领域的算法。展望未来，可以开发各种临床场景以增强真实感，让来自不同专业的学习者一起工作，并强调团队合作和有效沟通的重要性。

Introduction

后循环动脉瘤的治疗面临独特的挑战，与其他脑动脉瘤相比，并发症发生率更高¹。后循环动脉瘤的经颅夹闭术在技术上具有挑战性，并发症发生率和发病率高²。血管内弹簧圈和内窥镜鼻内手术是安全的替代方案，因为它们降低了并发症发生率并限制了对大脑的牵引³。血管内弹簧圈栓塞术已被证明比开放颅底入路更有益，大多数中心现在使用血管内入路来治疗脑动脉瘤⁴。然而，由于位置、血管迂曲和血管大小²，许多后循环动脉瘤不适合弹簧圈。最近的研究表明，使用内窥镜方法夹闭后循环动脉瘤的可行性 5,6,7,8。

尽管内窥镜鼻内手术已证明优于更具侵入性的手术，但一些研究记录了与使用内窥镜设备相关的学习曲线 ^9,10,11。正是这种学习曲线和缺乏外科医生培训和经验限制了这种安全有益的治疗方案的使用³。由于动脉瘤的内窥镜夹闭术被证明是一种可行且安全的治疗方案，神经外科和耳鼻喉科住院医师需要在培训期间发展这些手术技能。这种对技术技能的需求与陡峭的学习曲线相结合，需要开发逼真的训练模型，因为在内窥镜鼻内手术中需要多次重复以减少手术室时间和并发症发生率 ^9,11。在脑动脉瘤夹闭的人体胎盘模型中，Belykh 等人在模拟后证明学习者使用动脉瘤夹涂抹器有所改善¹²。同样，使用 3D 打印模型进行训练已被证明可以提高学习者在动脉瘤夹闭方面的技术技能¹³。与任何训练模型一样，成本效益和可重复性是实现更广泛可访问性的主要目标。我们之前已经证明了 ETA 和 TOPA 在后循环动脉瘤夹闭的尸体模型中的效用，其入路和可视化受夹子位置¹⁴ 的影响。TOPA 可与内窥镜鼻内入路结合使用，并且之前已证明工作距离更短、可视化和角度更好，从而增加了对结构的通路 ^4,14。TOPA 手术是一种动脉瘤夹扎的新方法，可以通过模拟进一步探索其对肿瘤和动脉瘤的通路的适用性。在该协议中，我们提出了使用 ETA 和 TOPA 作为培训神经外科学习者的选项来开发现实、经济高效、可重复的后循环动脉瘤夹闭模型的步骤。我们模型的一个优势是学习者可以接触到真实的物理解剖结构，并可以选择在动脉瘤夹闭训练中加入逼真的动态出血。该模型可以设置静态（注入硅化合物）或动态（灌注）解剖结构，适用于培训不同专业知识水平的神经外科或耳鼻喉科学习者在后循环动脉瘤的解剖和管理方面。

Protocol

在这个模型的开发过程中，通过俄勒冈健康与科学大学遗体捐赠计划获得了三个尸体头，并根据俄勒冈健康与科学大学机构审查委员会批准的道德准则进行处理。

1. 头部准备

1. 获得新鲜的尸体头颅。将头部固定在水槽中，放在块上，颈部朝上。
2. 制备 5 L 1:100 的抗凝剂柠檬酸盐葡萄糖和温水溶液。在 72 小时内使用溶液。
3. 将 5 毫米动脉插管插入右颈静脉（颈动脉外侧），并在血管周围应用动脉插管夹。用灌注泵和抗凝剂柠檬酸盐葡萄糖溶液灌注容器 15 分钟以清洗容器。取出套管，对双侧左颈静脉和颈动脉重复此作。在双侧椎动脉上用 3 毫米套管重复。
4. 让头部静置并晾干一夜。将头部正面朝上，颈部呈 45° 角，下方有支撑块。然后在 5 °C 的冷藏室中储存过夜。
5. 将头部嵌入 2 L 防腐溶液中。将头部储存在桶中，浸没在 10% 福尔马林固定液中。
6. 使用准备好的头部进行硅化合物注射，进行静态解剖结构训练（第 2 步），或进行动脉损伤和灌注设置，进行动态解剖结构训练（第 4 步）。
   1. 要完成硅化合物注射（步骤 2）:完成步骤 2，然后移至步骤 3 以完成解剖。
   2. 要完成动脉损伤和灌注设置（步骤 4）:完成步骤 3 解剖，然后转到步骤 4 以获取灌注说明。

2. 有机硅化合物注射剂

1. 根据制造商的说明（50 μL 稀释剂、40 μL 红色有机硅化合物染料和 4.5 μL 固化剂）制备有机硅化合物溶液。
2. 使用夹层来识别颈外动脉。用止血钳夹住右颈外动脉，将注射集中在脑血管系统中。
3. 将动脉插管插入右侧颈内动脉，并在血管周围应用动脉插管夹。注入 20 μL 硅化合物溶液。当注意到硅酮化合物溶液在左颈总动脉处流动时，停止注射。
4. 用止血钳夹住双侧颈总动脉。
5. 将动脉插管插入右侧椎动脉，并在血管周围应用动脉插管夹。注入 10 μL 硅化合物溶液。当注意到硅酮化合物溶液在左椎动脉处流动时停止注射。
6. 用止血钳夹住双侧椎动脉。
7. 让头部在室温下静置 30 分钟，然后轻轻取下所有夹具。

3. 组织解剖

1. 将头部面部朝上，颈部呈 45° 角，下方放置一个块，以便观察鼻腔。
2. 获得直径为 4 mm、长度为 18 cm 的 0 度和 30 度内窥镜。将其连接到光纤摄像头和光源。
3. 用 ETA 和 TOPA 解剖准备所有头部。
4. ETA ¹⁴ :
   注意:参见图 1A 了解 ETA 解剖的表示。
   1. 使用窥器将中间鼻甲横向移动到双侧。
   2. 使用抽吸和 Penfield 1 解剖器识别双侧蝶骨口。
   3. 用 11 刃刀在鼻中隔右侧蝶骨和犁骨的关节处切开一个切口。在筛板下方 1 cm 处切开，切开到鼻腔底部。
   4. 使用 Penfield 1 解剖器从骨头中解剖粘膜骨。
   5. 用 Penfield 1 解剖器将蝶骨喙与骨鼻中隔分离并进行鼻中隔切除术。
   6. 使用 Kerrison 2 将骨头从蝶骨口切开到双侧蝶窦底部。
   7. 用大垂体咬合并移除龙骨，露出蝶窦，并去除粘膜。
   8. 使用经蝶骨钻头钻出与蝶窦底部齐平的蝶骨下喙。
   9. 识别海绵状颈动脉、视神经动脉隐窝、sella 和 clivus 的骨印记（图2）;钻 clivus 以露出其硬脑膜。
   10. 缩回垂体（应该在清晰的视野中）并使用 5 毫米粗金刚石毛刺钻出。
   11. 去除后斜纹。
   12. 从垂体中分离出垂体外侧硬脑膜;没有必要解剖垂体上的硬脑膜。
       注意:如果无意中发生任何垂体硬脑膜夹层，不会影响模型的功能。
   13. 使用 Kerrison 去除骨头碎片以露出硬脑膜。
   14. 切除硬脑膜以暴露基底动脉、小脑前下动脉 （AICA）、小脑上动脉 （SCA） 和大脑后动脉 （PCA）（ 图 3 中的概述，图 4 中详述的解剖结构）。
       注意:硬脑膜可以用 U 型皮瓣缩回，并用 2-0 丝缝合线稳定。
5. TOPA ¹⁴ :
   注意:有关 TOPA 解剖的表示，请参见图 1B 。
   1. 使用镊子横向移动种阜，然后用剪刀在结膜与皮肤相遇的种阜内侧切开一个切口。
   2. 使用虹膜剪刀将切口上下加宽:切口应在内眦肌腱的上肢和下肢后面继续;沿内眦肌腱的后肢至泪后嵴进行钝性解剖。
   3. 使用 Penfield 1 解剖器在泪嵴后方的骨膜上做一个切口。
   4. 将骨膜从眼眶内侧壁上提起;继续将骨膜抬向骨膜下平面的眼眶顶点。
   5. 沿额筛缝线识别并划分筛前动脉和筛后动脉。
   6. 在小丑的逐渐压力下，将筛动脉之间和额筛缝线下方的纸糊层骨折。
   7. 使用垂体咬合器去除骨头，以暴露 sella、clivus、对侧视神经动脉隐窝和海绵状颈动脉。

4. 动脉损伤和灌注设置

1. 准备动脉损伤。
   1. 使用内窥镜观察后循环的解剖结构（如图 3 和 图4 所示）。
   2. 选择所需出血的位置。有关模拟动脉瘤出血的可能位置，请参见 图 5。在所需的动脉中做 3 毫米的撕裂伤。
2. 灌注设置和出血
   1. 套管颈总动脉并用夹子固定。将套管连接到灌注泵。
   2. 用水与市售假血的比例为 3:1 制备人造血。然后为每 2 mL 水加入 250 滴红色色素。
      注:制备的人造血液可重复用于多次模拟。在模拟开始之前，为每个尸体头部准备 3 L 血液。这可以在室温下储存。使用前摇匀。
   3. 启动灌注泵并测量通过动脉导管传感器和生命体征监测仪输送到尸体头部的平均动脉压 （MAP）。将 MAP 保持在 65-110 mmHg 的范围内，以产生真实的出血，具体取决于所需的模拟场景。

5. 模拟训练中的剪辑放置

1. 在此模型中使用动脉瘤夹和夹应用器进行血管夹闭（图 6）。
2. 使用夹子涂抹器将夹子放置在后循环的模拟动脉瘤部位（视频 1）（图 5）。

Results

该模型为学习者提供了多个临床相关的后循环夹闭部位，并提供静态（硅胶化合物注射）或动态（灌注）培训选项。解剖完成后，研究人员可以使用 ETA 和 TOPA 为学习者提供改进的后循环可视化¹⁴。 图 1 说明了 ETA 和 TOPA 的概述。为了模型的成功，研究人员应完成解剖方案以暴露后循环夹闭部位。 图 2 详细介绍了指导解剖的相关解剖结构。完成解剖的内窥镜图像如图 3 所示，相关解剖结构详见 图 4。对于使用动态灌注模型的研究人员，可以在所需的夹闭部位做一个小切口，并通过泵灌注颈动脉以产生模拟出血。 图 5 中详细介绍了可能的用于训练的剪辑应用部位。在模拟过程中，学习者的任务是使用夹子来获得止血。使用 ETA 和 TOPA 方法的...

Discussion

后循环动脉瘤历来难以夹住或盘绕，尤其是那些起源于 SCA 和 AICA 的动脉瘤。已经尝试了几种技术，例如血管内管道栓塞装置、显微外科颅底入路和用于夹应用的眶上锁孔入路 15,16,17。虽然这些技术在某些情况下是成功的，但由于患者解剖结构的明显差异和难以进入血管的后部位置，其广泛的适用性受到限制。这导致在被认为不可夹、不可夹住和不可弹簧圈的动脉瘤中越来越多地使用血流改道¹⁸。虽然血流改道可导致一些动脉瘤闭塞，但一些动脉瘤仍然是通畅的，因此有破裂的风险。在本文中，我们提出了 ETA + TOPA 联合方法模型，这可能是治疗后循环动脉瘤的替代方案。

利用尸体模型在培训学习者了解程序细节和提高实际管理能力方面提供了许多优势。首先，通过使用硅化合物注射可以很容易地了解解剖结构中的变异。这些...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
抗凝剂柠檬酸盐 葡萄糖	Pierce Laboratories	117037
防腐溶液	Chemisphere
10% 福尔马林固定剂	Chemisphere	B2915DR55
Red Microfil 溶液	Flow Tech	MV-130	硅胶化合物
动脉插管夹
5 mm 动脉套管	Instrument Design & Mfg. Co.	ART187-2-CT	用于颈静脉和颈动脉插管
3 mm 动脉插管	械设计制造有限公司		用于椎动脉插管
曲面止血器	Aesculap	BH139R
零度内窥镜（直径 4 mm，长度 18 cm）	Karl Storz	H3-Z TH100
30 度内窥镜（直径 4 mm，长度 18 cm）	Karl Storz
抽吸 - 7 和 10 FR	V. Mueller
11 刀片手术刀片	Bard-Parker	371111
Penfield 1	Jarit	285-365
Kerrison roneur	Aesculap	FM823R，3 毫米/180 毫米
垂体咬	Aesculap	FF806R
经蝶钻	Depuy-Synthes
5 毫米粗金刚石毛刺钻	Depuy-Synthes
镊子	Jarit	Carb 咬合 I22-500
鸢尾花剪刀	黑色 &黑色	B 66110
灌注泵	美国马萨诸塞州比尔里卡贝尔蒙特仪器公司	贝尔蒙特流体管理系统 2000
L 型动脉瘤夹	Peter Lazic 显微外科创新	45.782
血管夹系统	Peter Lazic 显微外科创新	45.442
硬脑膜瓣夹	Weck	523242