3D技术打印个体化手术导航计划系统治疗原发性三叉神经痛

顾铁保，张泽锋，王彭

江苏舟可医疗器械科技有限公司，江苏 南通 226500

3D技术打印个体化手术导航计划系统治疗原发性三叉神经痛

顾铁保，张泽锋，王彭

江苏舟可医疗器械科技有限公司，江苏 南通 226500

目的 探讨3D技术打印个体化手术导航计划系统，辅助经皮卵圆孔穿刺半月神经节射频温控热凝术治疗原发性三叉神经痛的临床价值。方法 回顾分析2014年4月～2015年2月接受3D技术打印个体化手术导航计划系统辅助经皮卵圆孔穿刺半月神经节射频温控热凝术治疗原发性三叉神经痛治疗的18例原发性三叉神经痛患者，其中男性6例，女性12例，平均年龄（56.4±15.3）岁。记录穿刺时间、穿刺成功率、疼痛缓解程度以及术中不适情况和术后并发症的情况。所记录结果与2013年在C臂机透视下行同样操作的24例病患进行比较。结果 所有患者穿刺均获得成功，术后即刻感觉疼痛明显缓解，与C臂机透视引导穿刺的无显著性差异。借助个体化的手术导航计划系统的平均穿刺时间（2.37±0.64）min显著少于C臂机透视引导穿刺时间（24.2±6.55）m in（P＜0.001），术中患者无明显不适。术后患者未发生面部肿胀及青紫、视力模糊及眼结膜充血红肿或角膜溃疡、张口困难或咀嚼无力、流涎，脑脊液漏或者死亡等并发症。结论 3D技术打印个体化手术导航计划系统，辅助经皮卵圆孔穿刺半月神经节射频温控热凝术操作简便，穿刺精准到位，可以明显缩短手术操作时间，减少术中透视次数，提高穿刺成功率，减少患者痛苦，具有一定的临床推广价值。

原发性三叉神经痛；经皮卵圆孔穿刺半月神经节射频温控热凝术；计算机辅助设计；3D打印；个体化手术导航计划系统

三叉神经痛系指局限在三叉神经支配区内的一种反复发作的短暂性阵发性剧痛。三叉神经痛可分为原发性、继发性两种，临床上以原发性为多见。三叉神经痛如果不能及时获得治疗，将严重影响患者的精神状态，甚至危及生命。因其确切发病机制及病因至今尚不清楚，治疗上缺乏有效的病因疗法。因此，临床上开展了各种疗法研究，常见的主要有口服药物、药物注射、微血管减压术、伽马刀、射频温控热凝术等。但每种方法均有利弊，其中射频温控热凝术因具有操作简单、创口小、效果好、风险小等优点，逐渐成为三叉神经痛的主要疗法之一[1-3]。

虽然经皮卵圆孔穿刺半月神经节射频温控热凝术治疗三叉神经痛的疗效已得到普遍认可，但是由于卵圆孔周围解剖结构复杂，反复的穿刺往往增加了对周围组织损伤的风险，也增加了术后并发症的发生[4]。为了提高穿刺的准确性，有学者开始研究借助透视、数字血管造影、CT等方法来提高穿刺的成功率[5-6]，但是由于C臂机X线定位模糊，操作过程中可能需要反复穿刺，增加了辐射危险以及出现局部组织损伤的可能。有研究通过三维CT重建或借助神经导航系统辅助穿刺明显提高了穿刺准确度并缩短了手术时间[7-8]，但是大剂量的射线辐射以及昂贵的费用限制了这些技术的发展。

随着计算机技术的发展，三维数字化人体技术已经广泛应用于医学生物工程、计算机辅助设计制造等多个领域并取得显著的成果[9-13]。但在疼痛领域的应用却很少。因此，本文应用3D技术打印个体化手术导航计划系统，辅助经皮卵圆孔穿刺半月神经节射频温控热凝术治疗原发性三叉神经痛，明显缩短手术操作时间，提高穿刺成功率，减少穿刺次数以及辐射剂量，减少患者痛苦以及并发症的发生。

1 资料和方法

1.1 临床资料

入选标准：明确原发性三叉神经痛患者，排除继发性三叉神经痛。从2014年4月～2015年2月共有18名患者入选。其中男6例，女12例，平均年龄56.4（36-87）岁。右侧第3支3例，第2支2例，右侧第2+3支5例；左侧第3支3例，第2支2例，第2+3支3例。本课题通过医院伦理委员会的评审，并且入选患者签署了知情同意书。

1.2 设备及软件

（1）设备：CT 德国Siemens 64层螺旋CT；射频治疗仪（ET-20s；美国施乐辉）；22号射频穿刺针（美国施乐辉）；快速成型机（中瑞SLA300）；无菌穿刺包，2％利多卡因，0.9％氯化钠。

（2）软件：Mimics15.0（Materialise；比利时）；3-MATIC 8.0（Materialise；比利时）；SPSS 19.0（美国）。

1.3 操作方法

（1）数据采集：操作前均进行头颅CT薄层扫描，层厚0.625 mm，像素512*512。扫描范围从头部到上颈部。采集的数据均以DICOM格式保存。

（2）建模以及导航模板的设计见图1。将数据导入Mimics软件，进行对头颅以及皮肤三维建模，观察卵圆孔的形态并测量其大小。设计出最佳的穿刺钉道，在3-MATIC中提取特征点，并与钉道拟合成数字化导航模板，测量穿刺深度，并以stl保存数据。

（3）个体化手术导航计划系统的生成。将stl数字化导航模板导入快速成型机，生成个体化手术导航模板（图2）。最后封装用低温等离子消毒备用。

图1 建模以及导航模板的设计

图2 导航模板实物

1.4 临床应用

患者取仰卧位，碘伏消毒铺无菌洞巾，取出灭菌的手术导板，轻轻盖在患侧的颌面部，保证导板与颌面部紧密贴合。经导孔处予1％利多卡因行局部侵润麻醉，射频穿刺针沿导孔刺入预设深度，C臂机X线正侧位透视下证实穿刺到位后，插入射频电极进行电阻抗及高、低频感觉和运动电生理测试。若感觉测试（高频电流：100 Hz，500 μs，0.2～0.5 mA）能诱发复制出原疼痛区疼痛症状，则注入2％盐酸利多卡因0.2 mL，3 min后测试面部皮肤麻木范围，与原疼痛区吻合，则执行72℃、90 S，并重复射频热凝2～3个周期的射频热凝治疗。操作期间连续监测血压、心率、指脉氧饱和度。治疗后测试并标示出其感觉减退范围。记录穿刺操作时间（从穿刺开始至0.5 mA电刺能诱发出三叉神经支配区异样感的时间）、穿刺成功时的进针深度（从导孔外口开始计算），穿刺成功率、疼痛缓解程度以及术中不适情况和术后并发症的情况。所记录结果与2013年间接受C臂机X线透视下经皮穿刺的24例病患结果进行比较分析。

1.5 统计学分析

2 结果

所有患者均获得成功穿刺，穿刺操作时间平均（2.37± 0.64）min，明显短于单纯C臂机引导穿刺时间（24.2± 6.55）min（P＜0.001），见图3，穿刺深度平均约（9.05±0.58）cm，与模拟手术中测量的结果（9.33±0.87）cm无显著的统计学差异（P＞0.05）。术中患者在清醒状态下无任何不适表现。术后患者疼痛得到即刻缓解，术后亦无肿胀、眩晕、脑脊液漏、颅内出血、死亡等。所有患者均获得随访，平均（8.3±3.2）月，无一例复发。2013年度单纯在C臂机X线透视引导下穿刺治疗组中有6例术后出现面部肿胀、青紫；1例出现脑脊液漏。

图3 导板组与常规组的穿刺时间与穿刺深度比较

3 讨论

经皮穿刺三叉神经切断术治疗三叉神经痛首先由Hartel于1914年提出，其后由Sweet等[14]研究发现经皮卵圆孔穿刺半月神经节射频温控热凝术来治疗三叉神经痛，可显著缓解患者疼痛[14]。但是，卵圆孔周围的结构复杂，如果穿刺出现偏差，很容易导致并发症的发生。因此，国内外学者开始研究通过皮肤标志点或者影像学方法来定位卵圆孔，提高穿刺的准确性。然而，即使有影像学手段的帮助，术中穿刺失败率有时仍高达4％[15-16]。近年来，有学者借助CT或者各种神经导航系统进行穿刺手术操作，提高了手术穿刺的成功率，降低了手术的并发症的发生[17-19]。术中实时三维成像辅助治疗不仅提高了穿刺准确度，还大大缩短了穿刺时间，但是由于其穿刺路径仍沿袭Hartel法，需要有一定经验的医师才能实施此手术操作。

穿刺的准确性主要取决于医师的经验以及对病患颅脑尤其是卵圆孔周围的解剖结构的了解程度。诸多文献表明双侧的卵圆孔不论是长宽还是面积等均无明显差异[20-22]，而在操作过程中，笔者也观察到卵圆孔在不同患者之间存在很大的差异，有部分患者的卵圆孔非常狭窄，也有部分患者在骨岩部存在增生，如果按照常规的穿刺方法几乎很难成功。通过计算机模拟，设计出最佳钉道，不仅能够避开关键解剖结构，还能直接到达病灶部位。从治疗效果来看，穿刺时间明显短于单纯C臂机X线透视下引导的穿刺治疗，减少射线辐射，提高治疗效率，而且术后无一例出现并发症。同时，由于有了计算机的辅助，医师可以充分了解卵圆孔周围的解剖结构，并且3D技术打印个体化手术导航计划系统可以让临床经验相对较少的医师也能成功实施手术，缩短了临床医师的学习时间。

因为本技术是基于CT影像学资料，由于血管组织的CT值偏低，在图像上无法得到明显显现，所以无法通过CT资料对血管进行建模，这也增加了对血管损伤的风险。因此，建议临床医生在术前给患者行增强CT检查。另外，对于三叉神经第一支病变的治疗途径仍需要进一步的研究探讨。总之，运用3D技术打印的个体化手术导航计划系统，辅助经皮穿刺卵圆孔半月神经节射频温控热凝术治疗原发性三叉神经痛操作简便，穿刺精准到位，可以明显缩短手术时间，减少术中透视次数，提高穿刺成功率，减少患者痛苦，具有很高的临床应用价值。

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A Custom ized Navigated Template System by 3D Printing for Treatment of Primary Trigem inal Neuralgia

GU Tie-bao, ZHANG Ze-feng, WANG Peng
Jiangsu Zhouke M edical Instrument Technology Co., Ltd. , Nantong Jiangsu 226500, China

Objective To explore a novel method for treatment of primary Trigeminal neuralgia（TN）w ith percutaneous radiofrequency thermocoagulation by virtue of custom ized navigated template by 3D printing. Methods A ltogether 18 patients w ith primary trigem inal neuralgia who had underwent the custom ized navigated template system combined w ith C-arm guided percutaneous radiofrequency trigem inal rhizotomy were reviewed. Among all the patients, there were 6 men and 12 women, w ith their average age 56.4±15.3 years. Time and efficacy of puncture, relief of pain and complications were recorded. These results were compared to results of 24 cases who accepted single C-arm guided operation in 2013. Results None of intra-operative failures were occurred. A ll surgeries were made successfully, and pain was released immediately post-operatively. The outcomes did not differ from those of single C-arm guided procedures. However, the average time of puncture by navigated template was significantly reduced compared w ith that in single C-arm guided procedure（2.37±0.64 m in vs 24.2±6.55 min, respectively, P＜ 0.001）and the intra-operative dis-com fort of the patients was also decreased. The depth of puncture（9.45±0.58 cm）was mostly close to the results of simulation（9.33±0.87 cm, P＞0.05）. No complications were accompanied. Conclusion The customized navigated template combined with C arm guided treatment was a simply and convenient novel method, which deserved w ider promotion for its reduced operation time, decreasing times and improved efficacy of puncture, as well as com fort of patients.

primary trigem inal neuralgia；percutaneous radiofrequency thermocoagulation；computeraided design；3D printing；customized navigated template systems

R745.11

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.007

1674-1633（2015）11-0022-04

2015-03-12

2015-04-23

作者邮箱：wangpeng1981-cool@163．com