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针插入力和注射压力在超声引导神经阻滞中的实验研究

针插入力和注射压力在超声引导神经阻滞中的实验研究

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作者：张胜利华东理工大学

学位级别：硕士

超声成像已经广泛地应用于神经阻滞中,用来指导麻醉医师的麻醉针进针过程和观察麻醉液的扩散。但由于对图像分辨率和操作技术要求较高而难以实现针尖的可视性,而针尖的可视性差会导致神经损伤或者麻醉失败。为了更好地指导麻醉医师快速... 详细信息

超声成像已经广泛地应用于神经阻滞中,用来指导麻醉医师的麻醉针进针过程和观察麻醉液的扩散。但由于对图像分辨率和操作技术要求较高而难以实现针尖的可视性,而针尖的可视性差会导致神经损伤或者麻醉失败。为了更好地指导麻醉医师快速准确识别针尖与神经的相对位置（RPNTN）,减少针尖可视性差造成的神经创伤,本文尝试使用针插入力和注射压力两个物理量参数来辅助超声引导神经阻滞中的RPNTN的判别和预测,但目前超声引导神经阻滞过程中,不同RPNTN和组织中的针插入力、注射压力的变化以及针插入力与组织交互引起的力学变化等关系尚未明确。因此,本文进行了前瞻性的研究,用来探索针插入力和注射压力能否用于辅助指导麻醉医师对RPNTN的判断和预测。本文设计制造了多功能麻醉针,并以此为基础搭建了可用于超声引导神经阻滞的针插入力和注射压力的实时测量监控系统。该系统可以在模拟神经阻滞等实验中实时测量和显示针插入力和注射压力。提出了使用针插入力和注射压力,解决模拟神经阻滞过程中针尖与神经的位置判断问题。通过将针插入力和注射压力在不同的RPNTN（触碰前、触碰、强力触碰）进行统计分析,得出针插入力（p＜0.001）和注射压力（p＜0.001）在不同的RPNTN下都具有显著差异。使用连续针插入力作为实验研究对象,实现了对模拟神经阻滞针插入过程中的针尖所在位置与组织的判断及预测。通过连续针插入力在不同的RPNTN（远离神经、刚接触神经、强力接触神经、穿透神经）和组织处（肌肉、筋膜、神经硬膜外、神经硬膜内）统计分析,得出连续针插入力（p＜0.01）在不同的RPNTN和组织处都有显著性差异,并且不同RPNTN下的连续针插入力范围可区分。研究了针穿透力和刚度在不同组织的力学特征,并使用针穿透力和刚度为机器学习特征,实现了对组织的有效分类。通过将刚度和针穿透力在不同实验样本（羊腿、尸体）,离体组织（脂肪、肌肉、神经、血管）,进针速度（0.25、0.5、0.75、1.0、1.5mm/s）下进行统计分析,得出刚度（p＜0.05）和针穿透力（p＜0.0001）在不同组织都具有显著性差异。并且不同速度也会对尸体组织的刚度（p=0.0147）和针穿透力（p=0.0462）产生显著影响,同时使用针穿透力和刚度作为机器学习特征对组织进行分类,分类的准确率可以达到80%。本研究为应用针插入力和注射压力等物理参数辅助超声引导神经阻滞中的针尖位置判断和预测提供了设备和实验数据支持。

关键词：针插入力注射压力超声引导神经阻滞针穿透力刚度针尖与神经的相对位置

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