3D slicer软件辅助神经内镜微创手术治疗高血压脑出血的临床效果

易剑波 范学政 黄进能 李亚平

[摘要]目的 探讨3D slicer软件辅助神经内镜微创手术治疗高血压脑出血的方法及临床效果。方法 选取2016年8月～2017年6月深圳市光明新区人民医院收治的30例基底节区高血压脑出血患者作为研究对象，按照治疗方法的不同分为分为内镜手术组和开颅手术组，各15例。内镜手术组术前采用3D slicer软件对血肿三维重建及模拟手术入路，指导神经内镜清除血肿。开颅手术组采用显微镜下常规骨瓣开颅血肿清除手术治疗。比较两组手术患者的血肿清除率、手术时间及mRS评分。结果 内镜手术组的血肿清除率为（91.5±5.5）%，高于开颅手术组的（85.3±6.8）%；手术时间为（1.6±0.6）h，短于开颅手术组的（4.8±1.4）h，差异有统计学意义（P<0.05）。内镜手术组术后3个月的mRS评分为（3.3±1.4）分，低于开颅手术组的（4.3±1.7）分，差异有统计学意义（P<0.05）。结论 应用3D slicer软件辅助神经内镜微创手术治疗高血压脑出血可提高血肿清除率，手术入路更加精准能够缩短手术时间，患者临床预后情况优于开颅显微镜下血肿清除手术治疗。

[关键词]脑出血；高血压；神经内镜；3D slicer；手术

[中图分类号] R743.34 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2018）2（a）-0004-04

[Abstract]Objective To explore the methods and clinical effects of 3D slicer software assisted minimally invasive surgery in the treatment of hypertensive intracerebral hemorrhage.Methods From August 2016 to June 2017，30 hypertensive patients with cerebral hemorrhage in basal ganglia region in our hospital were selected and divided into the endoscopic surgery group and the craniotomy group according to different therapeutic methods，15 cases in each group.The endoscopic surgery group was treated with 3D slicer software for three-dimensional reconstruction of hematoma andsimulation of surgical approach guiding endoscopic removal of hematoma.In the craniotomy group，conventional bone flap craniotomy for hematoma clearance under the microscope was adopted.The hematoma clearance rate，operation time and mRS score of the two groups were compared.Results The hematoma clearance rate in the endoscopic surgery group was （91.5±5.5）%，which was higher than that in the craniotomy group （[85.3±6.8]%），with significant difference （P<0.05）.The operation time in the endoscopic surgery group was （1.6±0.6）h，which was shorter than that in the craniotomy group （4.8±1.4）h，with significant difference （P<0.05）.Three months after surgery，the mRS score in the endoscopic surgery group was （3.3±1.4） points，which was lower than that of the craniotomy group （[4.3±1.7] points），with significant difference （P<0.05）.Conclusion Application of 3D slicer software to assist neuroendoscopic minimal-invasion surgery in the treatment of hypertensive intracerebral hemorrhage can improve hematoma clearance rate，shorten operation time by precise surgical approach.The prognosis of patients in the endoscopic surgery is superior to that by craniotomy for hematoma clearance under the microscope.

[Key words]Cerebral hemorrhage；Hypertension；Neuroendoscopy；3D slicer；Operation

高血壓脑出血是神经外科临床上最常见的急重症之一，其高发病率、高死亡率及高致残率给社会及无数家庭带来了沉重的经济负担[1]。随着我国社会人口的老龄化，高血压、糖尿病等疾病发病率不断上升，再加上现代社会竞争压力加大和饮食习惯的改变，高血压脑出血的发病人群有逐年上升的趋势且趋向年轻化[2]，因此如何减少高血压脑出血手术创伤并提高手术临床疗效一直是神经外科临床医师的研究重点。深圳市光明新区人民医院神经外科自2016年8月以来，应用现有的神经内镜技术设备，并结合术前通过3D slicer软件三维重建血肿及模拟手术入路，完成高血压脑出血神经内镜微创手术治疗患者15例，无一例发生术后再出血，临床疗效良好。本研究将此3D slicer软件辅助神经内镜手术治疗的15例患者与同年龄段同部位且相同血肿量的显微镜下开颅血肿清除的患者15例进行血肿清除率、手术时间及临床预后对比，现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料

本研究选取2016年8月～2017年6月深圳市光明新区人民医院收治的30例基底节区高血压脑出血患者（术前手术指征明确且均未发生脑疝），术前均行颅脑CT血管成像（CTA）或脑DSA检查，排除颅内动静脉畸形及动脉瘤等血管性疾病，其中男18例，女12例；年龄32～65岁；血肿量为30～55 ml；左侧基底节区出血患者16例，右侧基底节区出血患者14例；术前患者格拉斯哥昏迷评分（GCS）9～12分。根据手术治疗方法的不同将入选患者分为内镜手术组（男10例，女5例）和开颅手术组（男8例，女7例），各15例。两组均由同一组医师进行手术，手术方式选择均经过患者家属签字同意后进行。

1.2 3D slicer软件介绍

3D slicer软件是一个完全免费的开放源代码的三维可视化医学图像处理、信息分析平台（http：//www.slicer.org），其可轻松利用患者的CT、MRI等数据进行三维重建。该软件由哈佛大学布里格姆妇女医院和麻省理工学院联合开发[3]，中国人民解放军总医院神经外科合作参与软件推广应用。3D slicer软件描绘血肿并三维重建颅内血肿体积的原理同计算机辅助容量分析（computer-assisted volumetric analysis，CAVA）類似，避免了血肿部位和形状的干扰，测量结果准确，可重复性好，能够满足医师临床科研数据的收集[4]。此软件支持功能扩展和优化，其扩展GyroGuide模块能根据术前头颅CT定位的穿刺点自动计算穿刺血肿中心的角度和距离，指导神经内镜工作通道的置入。

1.3神经内镜手术器械设备

应用德国STORZ公司生产的0°及30°硬质神经内镜及显示录像系统。内镜工作通道采用自主设计的无菌皮质造瘘球囊导管（国家专利号：ZL201620353490.8）及自制消毒无菌空芯10 ml注射器，直径2.0 cm。利用无菌皮质造瘘球囊先轻柔撑开内镜工作通道，然后将球囊放置在无菌空芯注射器头端，一起置入内镜工作通道，这样对脑组织损伤小，同时其表面光滑，外壁透明，有利于手术时观察内镜通道出血情况。

1.4治疗方法

1.4.1内镜手术组 采用3D slicer软件辅助神经内镜手术治疗，根据患者颅内血肿部位及血肿形状，采用直切口（长4～5 cm）且位于术前定位的Mark标记点上，切开头皮然后以Mark标记点为中心，周围钻1个骨孔，运用铣刀形成骨瓣（直径2.5～3.0cm）。“十”字形剪开硬脑膜并悬吊，根据术前3D slicer软件计算穿刺血肿中心的角度和距离，避开血管及重要功能区域，置入内镜工作通道进入血肿腔中心。血肿腔内进行神经内镜直视下清除血肿后，严密止血，填塞止血材料并逐步撤出内镜工作通道，放置血肿腔引流管，修补硬脑膜，复位骨瓣。术前及术后均采用3D slicer软件精确计算血肿量和残余血肿量（图1）。

1.4.2开颅手术组 采用显微镜下开颅血肿清除手术治疗，术前根据术者的经验判断及患者头颅CT片进行血肿定位，术前均采用3D slicer软件精确计算血肿量，选择额颞顶问号弧形或马蹄型手术切口，骨窗范围8 cm×6 cm，显微镜下经过侧裂皮质无血管区切开皮层范围2 cm，分层达血肿腔内，脑自动牵开器牵开脑组织，吸引器吸除暗红色血液及血凝块，双极电凝血肿腔壁和底部活动性出血责任血管及明显出血点，反复用生理盐水冲洗血肿腔，止血纱贴敷血肿腔壁及底部，留置血肿腔引流管，严密缝合硬脑膜，复位患者骨瓣，分层缝合头皮。术后均采用3D slicer软件精确计算残余血肿量。

1.4.3两组患者的术后治疗 术后均给予患者脱水降颅压、改善神经功能等对症支持治疗，严格控制患者血压，并请康复科医师会诊，加强肢体功能康复等治疗。

1.5观察指标及评价标准

比较两组患者的血肿清除率，30例高血压脑出血患者术后24 h内均复查头颅CT，应用3D slicer软件三维重建精确计算残余血肿量，血肿清除率=（术前血肿量-术后血肿量）/术前血肿量×100%。记录两组患者气管插管全身麻醉后手术开始至手术结束的时间并进行比较。比较两组患者的mRS评分，定期随访，两组患者术后3个月均进行mRS评分，比较两组患者手术治疗的临床效果。mRS评分及代表意义：0分为完全没有症状；1分为尽管有症状，但无明显功能障碍；2分为轻度残疾，能照顾自己的事物；3分为中度残疾，但行走不需帮助；4分为重度残疾，不能独立行走；5分为严重残疾，大小便失禁；6分为死亡。mRS评分越低，表明患者术后神经功能恢复越好。

1.6统计学方法

采用SPSS 21.0统计学软件对数据进行分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，采用t检验，计数资料采用百分率描述，采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1两组患者血肿清除率及手术时间指标的比较

术前及术后均采用3D slicer软件描绘血肿并三维重建颅内血肿体积及残余血肿体积。内镜手术组的平均血肿清除率为（91.5±5.5）%，高于开颅手术组的（85.3±6.8）%；平均手术时间为（1.6±0.6）h，短于开颅手术组的（4.8±1.4）h，差异有统计学意义（P<0.05）。

2.2两组患者mRS评分指标的比较

定期随访，内镜手术组术后3个月的mRS评分为（3.3±1.4）分，低于开颅手术组的（4.3±1.7）分，差异有统计学意义（P<0.05），提示3D slicer软件辅助神经内镜手术治疗基底节区高血压脑出血患者的临床预后情况要优于开颅显微镜下血肿清除手术治疗。

2.3两组患者并发症发生率的比较

两组患者术中无死亡及肺栓塞病例，内镜手术组术后的并发症发生率为6%（1例），显著低于开颅手术组的30%（5例），差异有统计学意义（P<0.05）。

3讨论

高血压脑出血是脑血管疾病中发病率、死亡率及致残率均较高的一种疾病，统计资料显示，高血压脑出血发病率占脑卒中比例40%以上，其死亡率和致残率均居于脑卒中首位[5]。高血压脑出血最常见的发病部位是基底节内囊区。临床上采取外科手术治疗高血压脑出血，能有效及时地清除颅内血肿，减轻血肿局部压迫效应及炎症介质的释放对周围神经功能的损害，缓解脑组织缺血缺氧改变，从而改善患者预后[6]。

研究显示，高血压脑出血发病后30 min内可形成颅内血肿，之后血肿迅速向周围脑组织扩散，6 h后出现脑水肿，并引发不可逆神经功能损伤，24 h内随着时间的推移，血肿周围水肿程度将持续加重[7]。早期外科手术清除患者颅内血肿，有助于防止血肿继续扩大、减少继发性神经功能损害，改善患者预后，因此，临床治疗上主张高血压脑出血发病后24 h内进行早期手术，甚至有主张6 h内进行超早期手术[8]。邱学才等[9]对发病后不同时间手术治疗高血压脑出血患者进行临床分组研究，结果提示高血压脑出血发病6～24 h进行手术治疗，效果更为理想。刘宏浩等[10]的研究也显示，高血压脑出血患者接受早期手术治疗有其必要性，明确最佳手术时间窗的同时，也必须考虑到手术指征和术式的选择，从而减少患者术后并发症的发生，达到改善患者臨床预后的目的。因此，如果高血压脑出血患者术前手术指征明确且未出现脑疝，临床上早期、超早期的各种血肿清除手术治疗方法已达成共识，这成为高血压脑出血患者提高生存率、降低致残率及死亡率的有力保障，结合康复科肢体功能的康复治疗，可提高高血压脑出血患者术后神经功能的恢复及临床疗效。

目前脑出血手术方式主要包括传统骨瓣开颅血肿清除术、小骨窗开颅血肿清除术、钻孔血肿引流术和神经内镜微创血肿清除术[11-13]。传统骨瓣开颅显微镜下血肿清除手术创伤重，手术时间长，手术切口大，术中清除血肿的同时也对正常脑组织损伤较重，手术过程中失血量多，术后术区周围脑组织水肿反应重，术后患者神经功能缺失加重[14]。小骨窗开颅显微镜下血肿清除手术术野狭小，操作空间小，术中止血困难，术后容易残留血肿。钻孔引流术血肿清除率低，术后需通过引流管反复注射尿激酶溶解血肿，增加了颅内感染风险，术后注射尿激酶发生再出血风险较大[15]。1989年Auer等[16]开创了内镜直视下清除颅内血肿的先河，随着神经内镜技术和微创手术治疗理念的发展，临床上神经外科医师更多使用神经内镜直视下手术治疗高血压脑出血[17-18]。内镜手术切口仅需4～5 cm，铣出的骨瓣直径仅需2.5～3.0 cm，对比其他几种手术方式，内镜手术创伤小，手术时间短，术中失血量较少，对正常脑组织的损伤小，体现出微创神经外科理念。采用神经内镜直视下术中可彻底清除血肿，找出血肿的责任血管并进行严密的止血操作，为避免过多损伤周围正常脑组织的神经功能，所有操作均在血肿腔内进行。对于脑室内铸型血肿的患者，神经内镜更能发挥其独特的优势，在内镜直视下清除脑室內血肿，减少患者脑积水发生。

近年来，3D slicer软件被应用推广，利用其软件的三维重建特性应用于临床指导神经内镜手术治疗高血压脑出血[19-20]。术前应用3D slicer软件描绘血肿并精确计算血肿体积、应用软件的GyroGuide扩展模块，根据术前定位的穿刺点自动计算穿刺血肿中心的角度和距离，指导神经内镜工作通道的置入，因此，术前利用3D slicer软件重建血肿使血肿三维可视化及模拟手术入路，指导术中神经内镜工作通道精准置入血肿腔中心与脑穿针试探性穿刺血肿相比更加精准无创。当然神经内镜手术治疗高血压脑出血也有局限性，如脑出血患者术前已发生脑疝、颅内动脉瘤破裂及动静脉畸形导致的出血，不适宜采取内镜手术，因此根据脑出血患者的病因及具体情况选择合适的手术方式极为重要。

随着目前神经内镜技术和手术显微器械的不断发展，神经内镜微创手术治疗高血压脑出血的优势逐渐显现，3D slicer软件三维重建血肿及模拟手术入路辅助神经内镜下清除血肿技术在临床应用中也将越来越成熟和普及。

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