3D 打印技术辅助下微创穿刺治疗自发性脑出血的疗效分析

2021-04-24高海东寿记新管海博王冰冰蒋文彬

中国实用神经疾病杂志 2021年3期

高海东寿记新程森管海博王冰冰蒋文彬

郑州大学第五附属医院，河南郑州450052

脑出血（intracerebral hemorrhage，ICH）指原发性脑实质内出血，作为临床神经外科常见的急危重症，具有较高的致死率、致残率。文献报道全球脑出血占脑卒中的10%～20%，我国脑出血发病率每年约为81/10万，病死率为38%～43%［1-5］。脑出血常见病因包括：高血压、脑血管畸形、脑动脉淀粉样变性、应用抗凝药物、肿瘤卒中、血液病等，其中急性血压升高是非创伤性颅内出血的最常见病因，其致残程度重，病死率高，给社会和家庭带来沉重负担，而慢性高血压可导致脑小穿支动脉变性、断裂和纤维素样坏死，最终导致自发性破裂，这种破裂常发生在直径100～600 μ m中小动脉的末端，且部分病人血管破裂部位发现小动脉的微动脉瘤（Charcot-Bouchard aneurysms）［6-9］。近期研究［10-12］也证实，持续的动脉管腔内压力增高可损伤小血管壁，引起动脉分支处的微动脉瘤，一旦微动脉瘤破裂便出现自发性脑出血。而在自发性脑出血中典型的高血压脑出血多发生在基底节（壳核、丘脑或尾状核）、桥脑、小脑或深层白质，临床不进行抗高血压治疗可能增加进一步出血的风险，而控制血压可明显降低脑出血的风险［13-15］，在血压控制良好的情况下，再出血的风险可低至每年2%。另有研究统计［16-17］，自发性脑出血患者自主神经功能异常多表现为中枢性高热、过度换气、血糖过高、心动过速或心动过缓，且不论是否存在高血压病史，90%的患者自发性脑出血急性期血压常＞160/100 mmHg。

目前，外科治疗在挽救血肿导致的严重颅内压升高甚至脑疝患者的效果显著，但是仍缺乏较为规范的救治手段。所以，进一步对自发性脑出血的治疗方法、手术适应证及手术方式等进行对照研究，为规范脑出血的救治策略提供一定的数据参考显得尤为必要，预防出血性脑卒中或减少出血性脑卒中的复发，延长病人生存期，提高其生活质量，降低医疗成本具有重要意义。

1 资料和方法

1.1 研究对象实验组纳入标准：初次发病的丘脑、脑室或基底节区脑出血，出血量30～60 mL，且在发病后24 h 内入院治疗，排除脑动脉瘤、血管畸形、脑疝且合并有较严重的其他基础疾病。筛选出2016-03—2019-06救治入院的70例颅内出血患者，男39例，女31例，年龄28～85（56.8±17.8）岁，依据穿刺方法分为实验组和对照组各35 例，2 组临床资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。见表1。

表1 2组临床资料比较Table 1 Comparison of clinical data of two groups

1.2 3D打印技术辅助下微创穿刺手术导板打印

1.2.1 CT原始数据导入：收集病人头部薄层螺旋CT影像，扫描参数设置为：矩阵512×512，FOV 26 cm，层薄1.5 mm，层间距1.5 mm，CT 机型为西门子双源螺旋CT，所扫数据通过Dicom 原始格式形式刻录光盘导出。

1.2.2 3D 打印软件参数环境：通过Dell T7600 图像工作平台，Windows 7 电脑操作系统，三维医学数据重建软件Mimics 20.0，3D 打印机（深圳极光尔沃A8S）。

1.2.3 手术穿刺导板的制作及打印：首先将筛选病例的CT原始数据导入Mimics 20.0软件，将数据进行三维重建后，选择相应的阈值对颅骨、血肿、脑实质进行三维重建。通过额叶进行穿刺的手术导板一般选取病人的前额部明显骨性标志作为定位标志，如两侧的眉弓或鼻根，避开额窦部分，通常选取眉弓上5 cm左右为穿刺部位，建立穿过血肿中央的穿刺管道，应用Select、Show Invert Grow Separate 及Deselect 等功能键，通过布尔加减逻辑运算法，创建出穿刺导管和手术导板三维模型；通过颞叶进行血肿穿刺的3D手术导板一般选取乳突根部或外耳道作为定位标志，避开侧裂静脉，以血肿在体表最大投影处为穿刺点，创建正中血肿中央的穿刺管道，通过布尔加减逻辑运算法，创建出穿刺导管和手术导板的三维模型。最后把模型以SLT格式进行保存后导入3D打印机，3D打印机通过内置软件将SLT格式文件转换后进行一层一层的叠加打印，直到最终完成手术穿刺导板的打印。

1.3 手术方式

1.3.1 实验组：通过3D打印技术制作的手术穿刺导板穿刺行血肿清除术，其中26例经额部穿刺，7例经颞部穿刺，2例经小脑穿刺，患者平卧位，首先利多卡因局部麻醉，同时将打印好的穿刺导板用无菌透明膜包裹后贴敷在患者的额或者颞部，确保眉弓、鼻根及外耳道等骨性定位标志贴合准确，标记出导板穿刺点，暂时移开导板后，沿穿刺点行直切口切开约0.5 cm 皮肤，分离骨膜，电钻钻开骨孔，划破脑表面硬膜，再次将移开的导板复位并确定骨性标志贴合完好，通过带穿刺针的引流管沿设计好的手术导板进行血肿穿刺，深度以计算机软件三维重建测量后引流管深度为准，穿刺完成后，引流管皮下潜行后外接引流装置，并给予皮肤缝合。经额穿刺见图1～3，经颞穿刺见图4～7，经小脑穿刺见图8～11。

1.3.2 对照组：通过CT 引导下进行血肿穿刺，26 例通过额部穿刺，9例通过颞叶穿刺。

1.4 术后处理措施手术后引流管高度位于双侧外耳道上5～10 cm 处持续外引流，术后24 h 内血肿腔内注入尿激酶给予融开血肿，一般5 mL生理盐水配2万U尿激酶，qd，连续3 d，术后约6 h复查头颅CT，意识变化明显者随时进行头颅CT 复查，约1 周内视病情及血肿引流量给予拔出引流管。

1.5 疗效评判穿刺准确率，术后头颅CT 复查，以引流管侧孔处于血肿腔内为准确，侧孔处在血肿边缘或外侧定为不准确。血肿清除率：血肿引流＞1/3判定引流有效，1/3以下判定引流无效。

1.6 统计学分析采用SPSS 17.0 软件统计进行数据分析，计数资料采用卡方检验，计量资料以均数±标准差（±s）表示，行t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组穿刺准确率比较实验组引流管侧孔在血肿内部32例，血肿边缘3例，准确率为91.4%；对照组引流管侧孔位于血肿内23例，血肿边缘7例，血肿外5例，准确率为65.7%。实验组准确率明显高于对照组（P＜0.05）。见表2。

2.2 2组血肿清除率比较 2组术后6 h血肿清除率差异无统计学意义（P＞0.05），实验组术后1周血肿清除有效率显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

3 讨论

脑内血肿微创穿刺引流术目前仍是治疗各类脑出血急危重症的有效手段之一［18-19］，且脑内血肿的精准定位是微创穿刺引流血肿或开颅清除血肿的关键所在，尤其是对于颅内大面积出血或合并脑疝形成时紧急情况下精确定位血肿位置，从而最小创伤下行精准血肿穿刺或脑室穿刺缓解高颅压状态，为开颅手术赢得准备时间具有重要意义，通过3D打印技术辅助下运用Mimics 20.0 软件，对患者的血肿及头颅各部分三维重建后设计并打印出精确的手术穿刺导板，可以明显提高穿刺的精度和准确性。

3D 打印是以患者的CT、MRI 等数字模型为基础，采用逐层累积原料进而打印出精确设计后的实体模型，以指导临床操作。近年来，3D打印在医学领域的应用越来越被重视，通过3D打印技术辅助下微创穿刺脑内血肿，疗效和预后满意［20-21］。采用3D 打印技术进行复杂颅底位置的肿瘤的三维模型重建进行术前规划，对于提高手术切除的准确性及降低术后并发症起到了重要的指导意义［24-30］。应用3D打印技术进行动脉瘤栓塞的微导管塑型，可更好降低弹簧圈栓塞时动脉瘤破裂的风险。本中心通过采用3D打印技术辅助下微创穿刺脑出血也取得一定的临床效果和经验，概括为以下主要几点：（1）穿刺的精准性：对于没有经验的年轻医师而言，依据二维的平面影像很难准确把握穿刺的角度方向及深度，很可能导致偏差进而引起新的副损伤，而借助3D打印导板进行穿刺则可以准确把握穿刺的角度及深度，比常规CT 引导下的血肿穿刺更加精准、安全，同时可以根据患者不同的出血部位设计制作个体化的手术导板，大多数情况下穿刺导板多沿额或者颞进行穿刺，尤其是额叶血管相对较少，往往为最短路径，创伤小，手术效果较好。（2）术前准备时间相对较短：脑出血多为急危重症，多数需要急诊手术，对软件熟练进行操作的医师会在20 min 内设计好最佳穿刺导板并通过3D 打印机约2 h 内打印出手术导板模型，以备手术应用。（3）手术切口小，并发症少：轻症患者恢复相对较快，减轻了患者痛苦及经济负担，降低了致死和致残率。当然也存在部分患者引流管放置不理想及引流不充分，认为可能有以下几点主要因素：（1）术中3D 打印手术导板与固定的骨性标志贴合不紧密，导致穿刺偏差；（2）部分患者的血肿出血部位较硬，引流管滑向血肿边缘，导致引流不佳；（3）引流过程中部分引流管失去血肿支撑而发生位移改变。