3D打印在声带麻痹患者喉注射成形术中的应用价值

习洋 摘译 王燕 审校

1 武汉大学人民医院耳鼻咽喉头颈外科(武汉 430060)

20世纪80年代初，CharlesHull发明并制造了第一台三维(3D)打印机，当时他称之为“立体光刻设备，SLA”打印机。它是将数字信息转换成合适材料的融合或汇编，然后分层组合在一起，产生一个3D的有形物体。自那时起，3D打印技术的运用领域发生了巨大的变化，可运用于许多不同的学科，包括工程、工业制造、商业、时装和艺术等。许多外科学科，如颅面整形和头颈部重建外科，都受益于将影像学数据转换为量身定制的、解剖学上精确的模型，它可以用于术前规划，从而缩短手术时间，提高手术成功率。许多耳鼻喉科住院医师培训项目都引入了3D打印模型，作为一种低成本、低生物危害和高保真的模型，可用于住院医师开展一些外科手术前的培训和演练，如鼻整形术、耳廓和颞骨再造等。3D打印模型也可以帮助外科医生更好地显示某些检查过程中不太容易看到的器官，例如气管软化症中的病变气管。本文首次报告一例3D打印技术在单侧声带麻痹患者喉注射成形术中的应用。

1 病史简介

患者男性，60岁，自诉搏动性耳鸣、听力下降、耳闷胀感、声嘶三个月。患者最初被诊断为胃食管反流性疾病，用奥美拉唑(40 mg/d)治疗一个月，症状无明显改善。体检发现左侧鼓膜后方有红色肿物，纤维喉镜显示发声时左侧声带固定于旁正中位、声门闭合不全。头颈部CT和MRI示左侧鼓室副神经节瘤侵犯左侧下鼓室和面神经乳突部。遂行左侧颞叶肿块切除术和颈淋巴结清扫术，术后采用经口入路对左侧声带进行喉注射成形术，采用Restylane(交联透明质酸)作为填充材料。在注射前对发声和正常呼吸时的声门区进行3D打印，以加强术前规划。

2 3D打印

CT扫描层厚为0.67 mm，层距为0.335 mm，像素间距为0.578 mm。在每个正常呼吸和发声模式中使用了893个这样的层面，将这些文件导入到Mimics软件中，得到分段解剖的三个CT视图。然后在3-Matic(Materialize)上进行表面平滑和进一步的处理，以创建三维数字实体模型。分割之后将创建的STL格式数据导入3D打印机，x轴和y轴为125 μ，Z轴为5 μ，打印材料为聚乳酸长丝。利用3D打印模型，对左侧声带的声门形态和软组织缺损进行观察和触诊，以评估最佳的注射部位和注射量。发声时声门间隙4.96 mm，声门闭合不全面积为81.02 mm2。使用先前描述的体积测量值进一步评估左声带的软组织缺损，测量体积分别为右甲杓肌3.78 ml，左甲杓肌3.16 ml，两者之间的体积差为0.62 ml。

3 讨论

无论是对耳鼻喉科医生还是患者来说，单侧声带麻痹都是一个极具挑战性的疾病。根据声门间隙的宽度和形状以及临床表现的严重程度，目前主要有两种手术治疗方法，即甲状软骨内移成形术和喉注射成形术，其他外科手术包括杓状软骨内收术和喉神经重建术。随着技术的进步，喉注射成形术已成为患者和医生的首选治疗方法，主要适用于声门间隙不超过5 mm的患者，其主要困难是注射途径、注射材料、注射部位、注射剂量的选择等，而3D打印为这些问题的解决带来了一些新的思路：①使手术对象具有更好的可视性和可行性。由于3D打印可以根据成像的数据创建一个有形的、解剖学上精确的模型，医生可以更好地理解在发声和吸气过程中瘫痪声带与健侧声带之间复杂的解剖关系。通过3D打印，可以定位声带萎缩和组织缺损的前后径和头尾径，从而有助于确定注射时的进针部位和深度。该病例左侧声带中部和后部的萎缩更为明显，间距约为5 mm。注射针放置在声带突的前部和侧部，深度为2～3 mm。②3D打印和3D体积测量技术使手术医生能够更好地估计注射所需的量，这是喉注射成形术的主要挑战之一。虽然根据注射材料的不同，建议校正幅度超过30%，但事先了解双侧声带之间的体积差值是很有价值的。本病例测量的双侧声带体积差为0.62 ml。③声带麻痹后，与正常声带相比，声带位置、长度、高度和体积都会有所改变，3D打印可以让医生了解这些改变，还可以对打印对象的注射过程进行模拟，以指导住院医师明确注射部位以及注射深度。此外，3D打印模型可以对患者及家属进行健康教育，患者可以更好地理解自己病情的复杂性和需要进行的治疗。

4 结论

3D打印通过量身定制的方法，提供个性化的护理和治疗。在单侧声带麻痹患者中，3D打印可以辅助外科医生术前规划。实体模型的有形性可以改善决策过程和手术结果，对住院医师和患者也有教育价值。运用3D打印技术诊治的大量病例可能有助于制定治疗指南，通过指南可以指导注射部位和注射量，从而为患者提供更好的诊疗。

(摘译自Hamdan AI,Haddad G,Haydar A,et al.The 3D printing of the paralyzed vocal fold:added value in injection laryngoplasty[J].Journal of Voice,2017,32(4):499-501.)