竖脊肌平面阻滞局麻药物扩散的活体MRI研究

2021
01/28

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古麻今醉
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编译:黄政康、羊黎晔;点评:袁红斌  
竖脊肌平面阻滞自2016年初次报道后便成为热点领域,已被应用于各类手术的术中及术后镇痛。然而,学界对于竖脊肌平面阻滞的效果却众说纷纭,其根本原因在于实施该阻滞时局麻药是如何扩散的这一困惑仍未解开,换句话说,究竟阻滞了哪些神经?针对这一问题,我们为大家带来该阻滞技术发明团队的最新活体MRI研究,看看他们又有何新发现。  

背景与方法

该研究小组于2016年首次报道了竖脊肌平面阻滞(erector spinae plane block,ESPB)作为治疗胸椎神经源性疼痛的一项技术。由于该技术简单易行,且注射点距重要结构(如胸膜、脊髓、椎旁间隙)相对较远,因此学界很快对该阻滞产生了极大的兴趣。目前已有200多篇关于ESPB的文章发表,其中包括16个随机对照试验。目前,该阻滞已经被广泛应用到胸椎、腰椎、甚至颈部的手术麻醉与镇痛。尽管该阻滞很受欢迎,但其局麻药的扩散机制尚不明确。在此之前,已有五项关于ESPB机制的尸体研究发表,然而ESPB能否扩散到肋间隙或椎旁间隙仍存在争议。
研究者认为在活体试验中利用MRI研究注射液(含造影剂)的扩散情况能更好地了解阻滞时的实际情况。因此,设计这项针对慢性腹盆疼痛患者进行的前瞻性研究,实施ESPB后1小时,使用MRI观察局麻药的扩散情况,并将感觉阻滞及疼痛变化与MRI结果相关联。
该研究招募计划行ESPB的慢性腹盆疼痛患者。患慢性腹盆疼痛三个月以上且药物和手术治疗无效的患者由该院疼痛门诊评估是否适合行疼痛介入治疗(ESPB)。明确干预的风险和收益后,最终有6名患者同意参与研究。排除标准包括:局麻药过敏、幽闭恐怖症、造影剂过敏、金属植入物、BMI >40 kg·m2、肾功能衰竭史及胰岛素依赖型糖尿病。
1. 超声引导下实施ESPB  
予患者常规准备及监护后取俯卧位。行左T10横突尖ESPB,具体如下:无菌条件下,先将线阵探头按旁正中矢状位放置于第12肋平面棘突外侧3-4 cm处。向头端移动探头至第10肋并将探头由矢状面旋转为横断面找到横突尖。确保左T10横突尖位于屏幕中央后,旋转至矢状位,可见横突尖高回声线。用3 ml 2%利多卡因浸润皮肤后,将11 cm长的22G穿刺针沿头向尾侧进针,直达左T10横突尖。注射少量生理盐水进行水定位(可见竖脊肌从横突尖抬起)后,第一名患者注射29.7 ml 0.25%布比卡因和0.3 ml钆溶液(总量30ml)。其后5名患者的注射液中加入5 ml曲安奈德(50 mg),总量35 ml。6名患者均按每次5 ml分次缓慢注射。1小时后所有患者接受MRI检查。此外,2、3号患者在接受ESPB前已经进行过1次MRI检查。
2. MRI研究  
MRI使用1.5T长脊柱线圈,覆盖T1到L5层面,层厚3mm。扫描矢状面、冠状面及横断面的T1加权脂抑序列。以T10为起点(ESPB目标层面)向头端和尾端延轴向对注射液的分布进行评估。评估注射液在浅表肌(如:下后锯肌和斜方肌)和椎旁竖脊肌、肋间肌(关注肋间隙最远横向扩散)、椎间孔和硬膜外隙等结构中的分布情况。由于椎间孔参与构成椎旁间隙内侧壁,故作者们将注射液向椎间孔扩散等同为向椎旁间隙扩散。
3. 镇痛效果与感觉阻滞评价  
在ESPB前和阻滞30分钟后,以及后续随访中,均使用11分制数字评分量表(NRS;0表示无痛,10表示最剧烈疼痛)评估腹盆疼痛。ESPB后20分钟,在正中线、锁骨中线、腋中线和肩胛线处评估同侧胸腹壁(以及腰背部)的皮肤针刺及冷感觉。感觉评分按0(无感觉)、1(感觉减退)或2(正常)计分。如果感觉评分为0或1,则认为皮肤感觉已被阻滞。
研究结果
6名符合条件的女性患者被纳入研究。所有患者中,钆溶液均广泛扩散至椎旁肌肉、肋间隙和椎间孔(图1)。

图1脊柱MRI示注射液扩散情况  

A:矢状位,造影剂(白线箭头)。可见扩散到竖脊肌(*)、椎旁间隙(粗体箭头)、椎间孔(裸箭头)、小关节(黑色箭头)、下关节突(白色星号)。B:T11椎体的横断面MRI图。看到扩散延伸到竖脊肌(黑色星号)。椎间孔用裸箭头标注。DRG即背根神经节。下关节突用白色星号标注。C:矢状位MRI图。直线箭头指向注射液在硬膜外隙的扩散。D:T10水平的横断面MRI图。钆造影剂增强后可见扩散到肋间隙(线箭头)。图中还可见椎间孔(裸箭头)、椎旁间隙(粗体箭头)、竖脊肌(黑色星号)和下关节突(白色星号)。

图2和图3显示了注射液在每个患者中的分布情况。

图2注射药物在椎间孔、肋间隙和硬膜外隙的扩散范围。  

图3注射药物在竖脊肌和椎旁肌的扩散范围(图例为斜方肌、最长肌、多裂肌)  
尽管6名患者的注射液均扩散至肋间隙和椎间孔,但头尾方向的扩散程度差异很大。肋间隙方面,1例扩散达3节段,1例达6节段,1例达8节段,3例达11个节段(中位数9[5-11]节段)。至于椎间孔,3例扩散达2节段,1例达4节段,1例达8节段,1例达10节段(3[2-6]节段)(图2)。肋间隙向外侧扩散范围为距中线5-8cm;所有患者均未扩散至肋角。有2例可见扩散至硬膜外隙(1例达10节段,另1例达2节段)。注射液广泛分布于竖脊肌(多头肌和最长肌)和斜方肌内,主要分布在肌间平面,但在注射部位发现肌内摄取(图3)。
图4总结了6名患者阻滞后20分钟时的针刺痛和冷感觉情况。
所有患者在阻滞30分钟后疼痛完全缓解(NRS=0)。阻滞前静息及运动时的疼痛评分分别为8[6–9]和10[9–10]。

图4腹侧(F)和背侧(B)胸壁或腹壁感觉阻滞的程度。  

在锁骨中线测得腹侧感觉阻滞平面(V),在肩胛线测得背侧感觉阻滞平面(D)。D=背侧;V=腹侧(图例为针刺、冷感)

图5注射药物在竖脊肌平面阻滞时扩散增强的可能机制示意图。  
中间图解是胸椎的矢状切面。左侧图解显示胸腔内负压将局麻药吸入椎旁间隙。右侧图解显示的是竖脊肌收缩将局麻药“推向”椎旁间隙。

讨论

相较于尸体研究,开展活体研究对了解临床ESPB的扩散情况应有独特价值。例如作者们发现注射液连续分布于肋间隙、椎间孔和竖脊肌中,这一现象可以解释胸腹部和腰背部的皮肤感觉阻滞情况。然而,头尾方向的扩散范围和胸腹壁感觉阻滞范围的个体差异极大(见图2、3)。

关于ESPB的作用机制,学界普遍认为存在局麻药透过肋横突上韧带向椎旁间隙扩散,因为只有阻滞脊神经前支才会产生胸(腹)痛觉消失。然而先前5项尸体研究的结果相互矛盾:其中2项研究基本没有扩散至椎旁间隙,3项研究没有扩散至肋间隙。其中4项研究通过解剖来确认扩散情况,1项用三维CT扫描来评估,另1项则用MRI。除1项研究使用30ml注射液外,其余4项研究均使用20ml。上述尸体研究的作者们均认同:尸体模型中的扩散情况与活体的情况可能存在偏差。原因在于:竖脊肌的收缩运动以及吸气时的胸内负压可能使活体中的注射液扩散更广(图5可见,竖脊肌的运动可看作将注射液向腹侧渗透的推力,胸内负压则作为向腹侧吸引的拉力,两者共同作用导致注射液向椎旁和肋间隙扩散的更广)。因此活体试验可进一步加深我们对临床ESPB机制的理解。

该研究中,腰背部的连续感觉阻滞十分明确,这一点可以从解剖角度,即脊神经后支穿行在充满注射液的竖脊肌间隙中来解释。然而,不同患者胸腹壁头尾方向上的阻滞范围差异很大。虽因例数过少未行关联分析,但是MRI所见的扩散模式(即扩散到椎间孔和肋间隙)与感觉阻滞范围一致。可以得出结论:沿肋间神经和椎间孔扩散越远,其感觉阻滞节段也越多。在2例患者(1、2号患者)中,注射药物扩散到硬膜外隙,但其意义尚不确定;作者们推测:可能是由于注射药物广泛扩散到椎旁间隙和椎间孔所致。因此,ESPB产生胸腹壁感觉阻滞的机制可能与向椎间孔和肋间隙扩散有关。作者们还认为30-35ml注射液在ESPB中不会造成硬膜外阻滞。

此外,作者们还提到了活体试验的2个优势:一,真实模拟包括呼吸和肌肉收缩对注射液在竖脊肌平面上扩散程度的理论影响。二,避免了透明质酸生化改变的影响,透明质酸是控制结缔组织粘度的关键物质。温度的轻微下降会增加细胞外基质中透明质酸的粘度,影响筋膜平面内的结缔组织紧密度,从而影响扩散范围。这可能与(本研究)注射液向肋间神经扩散有关,也能解释之前的3项尸体研究未观察到注射液扩散至肋间神经。

作者们还将MRI结果与感觉阻滞结果相关联。由于存在浓度效应,MRI研究中的造影剂(或尸体上的染色剂)扩散到任何神经上,可能并无临床意义(即达不到神经阻滞的有效浓度)。其次,当完整的神经暴露于低浓度的高pKa局麻药(如罗哌卡因和布比卡因)时,无髓C纤维必然在有髓A纤维之前被阻滞。因此,常规的感觉测试可能无法准确检测实际扩散范围,从而低估临床镇痛效果。通过上述关联,临床医生可以更好地了解注射液扩散的临床意义。

样本量是该研究的一大局限因素。作者们发现即使是由同一名医生在同一侧实施相同节段的所有阻滞,注射液扩散的范围和阻滞效果也存在较大差别。更大的样本量可以更好地帮助我们了解阻滞效果与注射液扩散之间的关系。然而作者们指出:该活体试验招募病人非常困难,尤其是要实施额外的MRI检查。

综上所述,作者们的研究表明实施ESPB时局麻药可扩散至穿行在竖脊肌中的脊神经后支,导致腰背部感觉阻滞。此外,局麻药广泛扩散到椎间孔和肋间隙,有助于胸腹壁的感觉阻滞与疼痛缓解。但椎间孔和肋间隙的扩散程度较为多变。最后,有患者出现注射液扩散到硬膜外腔,尽管目前还不清楚扩散到硬膜外腔对临床阻滞的影响,但作者们建议在使用大容量局麻药实施ESPB时还是应当保持警惕。

骨麻征途的点评:

关于ESPB局麻药扩散的机制研究,骨麻征途系列已有多篇编译。无论是尸体解剖研究,还是活体动物模型研究,均无法很好的解释临床实践中观察到的局麻药对脊神经腹侧支的作用。本篇作者团队招募了活体志愿者采用MRI技术观察ESPB后局麻药扩散情况,为ESPB对脊神经腹侧支的阻滞效果提供了新的临床证据。

该研究团队认为ESPB对脊神经后内侧支的阻滞效果是十分明确的,区别在于头尾方向上的阻滞范围的差异性。与以往的尸体研究结论不同的是,作者团队在全部六名活体志愿者的MRI中,均观察到了药液扩散至椎间孔和肋间隙;尽管扩散程度的差异较大,但也为ESPB对脊神经腹侧支的阻滞提供了有力的证据,这也是本文最大的亮点。同时作者们也对ESPB的扩散机制做出了推测:一、竖脊肌的收缩运动产生将药液向腹侧渗透的推力;二、吸气时的胸内负压产生向腹侧吸引的拉力;两者的共同作用使药液向椎旁和肋间隙进行扩散。另外,作者们也指出了本研究最大的局限性:活体志愿者招募的困难。期待未来有更大样本量的研究来详细的阐明ESPB阻滞的机制、时机(肌松药对竖脊肌运动的阻滞)、注射药量及扩散范围等。

总之,ESPB作为一种新型的筋膜间阻滞技术,其适用范围广、操作简单安全;兼具硬膜外阻滞和椎旁阻滞的作用,且能避免低血压、血肿、气胸等并发症;未来是否能成为多模式镇痛的新基石,期待进一步的探索。

编译:黄政康、羊黎晔

点评:袁红斌

  
本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
平面阻滞局麻,ESPB,竖脊肌,注射液,椎间孔,阻滞,麻药

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