3D打印技术在前交通动脉瘤治疗中的应用

王金鹏

（九江市第一人民医院，江西 九江332000）

前交通动脉瘤是颅内所有动脉瘤中最常见的一种类型，其病因与动脉硬化、脑动脉闭塞与颅内血管发育不良等相关[1]，因致残率和致死率较高，患者需尽快行手术治疗，避免动脉瘤破裂出血威胁患者生命安全。虽然，国内外已首选开颅动脉瘤夹闭术治疗前交通动脉瘤患者，但前交通动脉解剖结构复杂，治疗难度较大，无法保证疗效。3D打印技术是一种迅速成型技术，操作原理是在数字模型文件基础上，通过计算机软件构建出3D模型，以便医护人员对患者的颅内组织结构与病变情况进行观察，从而开展下一步的手术治疗[2]。本研究旨在探究3D打印技术在前交通动脉瘤治疗中的应用效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料选取2017年7月至2018年7月本院收治的前交通动脉瘤患者30例作为对照组，并选取2018年8月至2019年8月本院收治的前交通动脉瘤患者30例作为观察组。对照组男16例，女14例；年龄50～76岁，平均年龄（65.21±1.58）岁；动脉瘤大小：微小型（≤3 mm）15例，小型（3～9 mm）13例，大型（10～25 mm）2例；Hunt-Hess分级：Ⅰ级11例，Ⅱ级12例，Ⅲ级4例，Ⅳ级3例。观察组男18例，女12例；年龄51～75岁，平均年龄（66.05±1.50）岁；动脉瘤大小：微小型（≤3 mm）14例；小型（3～9 mm）12例；大型（10～25 mm）4例；Hunt-Hess分级：Ⅰ级13例，Ⅱ级10例，Ⅲ级5例，Ⅳ级2例。两组患者临床资料比较差异无统计学意义，具有可比性。本研究已通过医院伦理委员会审核批准。

纳入标准：经影像学检查确定为前交通动脉瘤；行双侧颈动脉造影检查过程中，前交通动脉显影不完整；患者家属均对本研究知情同意，并自愿签署知情同意书。排除标准：合并重度颈动脉狭窄患者；合并血液系统疾病者；合并肝肾功能障碍者。

1.2 方法两组均接受开颅动脉瘤夹闭术治疗，治疗过程中，对照组不使用3D打印技术。观察组应用3D打印技术构建出模型后再开展治疗：使用胶带与头托固定患者头部，并通过CT做峰值法容积扫描处理，参数设置：间距与层厚各为0.625 mm，矩阵512×512，电压120 kV，视野220 mm，电流200 mAs。由患者颅底依次扫描至颅顶，采集数据后测定峰值；同时，应用CT专用高压注射器，经外周左肘正中静脉使用20G套管针注入10 mL 0.9%氯化钠溶液与15 mL碘海醇非离子造影剂，注射速度控制在4.5 m/s，在获取达峰时间后将2 s经验值设置为正式增强扫描时间，并以相同的速度将20 mL 0.9%氯化钠溶液、65 mL对比剂注入患者右肘正中静脉，在增强扫描后上传原始数据至电子计算工作站。在Mimics软件中导入图像数据，通过阀值法提取患者动脉瘤血管阈值，以结合3D计算工具构建出动脉瘤模型；同时，借助Mimics Cut with Polyplane工具干预处理动脉瘤模型，在立体光刻格式导出后取出动脉细小分支，对图像做3D计算处理，以生成动脉瘤面网优化模型，最后使用3D打印机构建出动脉瘤血管固定模型。

1.3 观察指标比较两组术前准备时间与术中操作时间；比较两组术前、术后GCS评分，该量表包括睁眼、言语与运动3个项目，以患者评分划分昏迷程度，轻度：13～14分，中度：9～12分，重度：3～8分[3]。

1.4 统计学方法采用SPSS 20.0统计软件进行数据分析，计量资料以“±s”表示，比较采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组术前准备时间与术中操作时间比较观察组术前准备时间与术中操作时间均短于对照组（P＜0.05），见表1。

表1 两组术前准备时间与术中操作时间比较（±s）

表1 两组术前准备时间与术中操作时间比较（±s）

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2.2 两组术前与术后GCS评分比较术前，两组GCS评分比较差异无统计学意义；术后，两组GCS评分均高于治疗前，且观察组高于对照组（P＜0.05），见表2

表2 两组术前与术后GCS评分比较（±s，分）

表2 两组术前与术后GCS评分比较（±s，分）

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3 讨论

由于患者颅内动脉瘤形状、大小等存在差异，且前交通动脉复合体解剖结构复杂，在单侧颈内动脉造影过程中，诸多因素均可限制开颅动脉瘤夹闭术的顺利开展，如部分患者的交通动脉无法显影或显影效果不佳等[4]。因此，需要采取相应的技术以减少其中存在的误差，改善患者预后。

3D打印技术因具有迅速成型、直观立体等特点在医学模拟领域（生物组织材料与人工血管等）中已得到广泛应用，其优势为术前应用构建出3D模型，以便临床医护人员了解患者组织器官的解剖特点、变异情况，并分析动脉瘤整体与血管间的解剖关系，在此基础上模拟手术操作，对手术治疗方案进行设计与调整，从而缩短术前准备时间，提升手术操作精准性与疗效[5]。本研究结果显示，观察组术前准备时间与术中操作时间均短于对照组（P＜0.05）。提示，3D打印技术有利于医护人员进行术前准备，并缩短手术操作时间。分析原因为术前应用3D打印技术可构建患者的动脉瘤3D模型，可全面分析与评估动脉瘤组织关系，并以此为依据模拟选择动脉瘤夹与分离瘤颈等手术操作，在此过程中，医师间可针对手术操作展开深入的分析与讨论，以明确手术治疗方向，并缩短术前准备时间。此外，术前谈话会使患者与家属情绪过度紧张，再加上抽象的医学名词，患者与家属难以认识到手术治疗的迫切性。而3D模型能直接反映出患者的实际病情与病变程度，一方面有利于医患间进行高效沟通，以便医师为患者家属详细讲解病情与手术治疗方法，获得患者的支持与配合；另一方面可帮助患者完善术前准备，让患者以最佳状态进行手术治疗，为良好预后提供保障；同时，手术治疗过程中，3D模型经消毒处理后能放置于手术台，可使手术医师多角度、全方位旋转，对术中观察动脉瘤瘤体的朝向与评估颅骨的解剖关系均可提供指导[6]，有利于手术医师展开各项操作，从而缩短手术时间，并减少术中组织解剖的暴露。本研究结果显示，术前，两组GCS评分比较差异无统计学意义；术后，两组GCS评分均高于治疗前，且观察组高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），提示，虽然应用开颅动脉瘤夹闭术治疗后，前交通动脉瘤患者的意识障碍已得到改善，但观察组改善效果更佳。分析原因为3D模型具有直观、逼真的视觉效果，对手术方案的设计具有积极作用，可保证手术方案符合患者的病情，减少方案设计上存在的误差，为患者术后恢复提供帮助[7]。此外，在治疗过程中，3D模型可发挥辅助参考作用，即手术医师可参照3D模型对患者动脉瘤进行准确定位，并以此为依据选择最佳的路径开展治疗操作，从而保护患者的重要血管，避免手术操作损伤血管，确保患者治疗后意识状态恢复，提升预后质量[8-9]。此外，3D打印技术有利于临床医师进行手术回顾，并结合手术录像与3D模型总结经验，针对其中的不足做出相应的改进，确保3D打印技术今后可更好的应用于临床手术治疗中。

综上所述，在前交通动脉瘤患者治疗中应用3D打印技术，有利于临床医师通过构建的3D模型全面观察患者动脉瘤组织结构，进而完善术前准备，在模型的指导下顺利开展治疗，保障患者预后。