3D打印辅助微创精准穿刺治疗脑干出血的临床研究

夏 磊 尚 进 朱晓峰 王成云 肖 峰 陈 冰 陈 泉 韩 秋

南京医科大学附属淮安第一医院，江苏 淮安 223000

脑干出血起病快，预后差，病死率高，是一种急性、致命的神经系统疾病。脑干出血量大于5 mL时病死率约为90%，大于10 mL 时病死率接近100%［1-2］。脑出血的风险随着年龄的增长而不断增加，但脑干出血常发生在中年患者，40～60岁的患者发病率最高［3-4］。脑干体积较小，位置比较特殊，位于小脑后方，大脑下方，具有调节循环、呼吸和消化等重要功能，是生命中枢。由于其特殊的解剖位置和生理功能，外科手术治疗难度极大。目前临床上治疗脑干出血的主要治疗方法是开颅血肿清除、微创血肿穿刺引流和内镜下微创引流术［5-6］。但开颅血肿清除术因其风险大、损伤大、难度大，临床较不推荐。而微创血肿穿刺引流手术的时间短、手术创伤小，目前已广泛应用于基底节区脑出血治疗中，但其精准定位比较困难，在脑干出血治疗中受到一定限制。近年来，3D 打印技术微创穿刺治疗高血压脑出血术具有定位准确，手术创伤小，且引流系统密闭、引流速度可控等优点，并且最适合按需个性化治疗，可为患者“量身定制”高精度的手术方案，提高复杂手术成功率，使手术更精准、安全［7-8］。本研究采用3D打印技术构建导航模具，实现脑干血肿穿刺引流的个体化、精准化。旨在评价3D 打印导航模具在脑干出血微创治疗中是否取得良好效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2018-05—2021-06 南京医科大学附属淮安第一医院神经重症监护病房收治的脑干出血患者60 例作为研究对象，根据治疗方法不同分为治疗组和对照组，每组30 例。2 组年龄、性别、NIHSS 评分、血肿体积、脑水肿体积、基础疾病基本资料之间比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究已通过淮安市第一人民医院医学伦理委员会批准（YX-2020-234-01），治疗前患者本人或授权委托人签订治疗同意书。

2组患者入院时年龄、性别、NIHSS评分、血肿体积、脑水肿体积、基础疾病等基线资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 2组患者基线资料比较Table 1 Comparison of baseline data between the two groups of patients

1.2 纳入及排除标准纳入标准：（1）年龄18～80岁；（2）头颅CT 检查符合脑干出血的诊断标准；（3）发病24h 内就诊；（4）出血部位在脑干，经头颅CT 确认出血量5～20 mL；（5）首次发病，或者既往有脑卒中病史未遗留下明显神经功能缺损的患者。排除标准：（1）颅内血管瘤、血管畸形破裂所致脑出血，或血液、肿瘤疾病所致脑出血；（2）凝血功能障碍者；（3）入院时已经脑疝或深度昏迷的脑干出血；（4）心肺功能严重不全。

1.3 方法对照组采用内科保守治疗：患者入院后立即予以绝对卧床、脱水降颅压、止血护胃、脑保护、镇静支持、鼻饲营养、气道管理等内科治疗方法。治疗组在内科保守治疗的基础性上，采用3D打印辅助微创穿刺治疗。3D 手术导板的构建及打印：为了创建3D 打印导板，将CT 扫描获得的医学数字成像与通信格式数据导入计算机系统内的Mimics 17.0软件中，通过阈值选择，以1：1的比例构建颅骨、脑组织、血肿。重建鼻根、双侧眉弓等骨标记将其固定在患者面部。手术导板采用布尔逻辑操作设计，3D 打印机打印。微创手术过程：在正确定位患者后，3D个性化模型放置在靠近患者面部的位置，以确保鼻梁和颧弓的准确定位。接下来，沿着穿刺通道，在患者的额部穿刺点放置了一个标记。然后对手术部位进行常规消毒。局部浸润麻醉采用2%利多卡因。确认麻醉成功后，在枕部穿刺点中心行0.5 cm 横切切口。然后将模型放置在患者的脸上，并尽可能地靠近患者的皮肤。然后将颅骨钻插入骨孔以穿透硬脑膜，并沿穿刺通道方向移动。沿相同方向缓慢插入引流管，直至达到所需深度（引导管长度+颅内长度），当暗红色液体开始流动时，停止引流管的推进。在入院6～24 h 内用软通道颅内血肿微创穿刺引流套装（山东大正医疗器械有限公司）行微创穿刺引流术（minimally invasive puncture and drainage，MIPD）治疗，术后定期复查头颅CT，根据头颅CT，及时调整引流管位置，同时定期给予尿激酶行血肿液化引流治疗，待头颅CT 提示脑干出血基本吸收，水肿好转，中线居中时，考虑拔出引流管。

1.4 临床观察比较2 组治疗后血肿体积、并发症发生情况、住院时间、出院30 d 时mRS 评分。于（入院时）、治疗后第3 天，据头颅CT，计算出血肿体积，同时据多田公式计算出相应体积；比较2组患者医院获得性肺炎（hospital acquired pneumonia，HAP）、再出血的发生率、血肿体积、病死率、住院时间、出院30 d时mRS评分等指标。

1.5 统计学处理采用统计软件R 4.05（http：//www.r-project.org/）进行数据处理。计量资料以均数±标准差（±s）表示，正态性检验使用夏皮罗-威尔克检验法，组间比较使用F检验进行方差齐性检验，并进行独立样本t 检验；组内比较用Levene 检验方差齐性，使用单因素方差分析，两两比较采用Tukey 多重比较。计数资料以百分率（%）表示，组间比较采用Pearson 卡方检验或连续性校正的卡方进行检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组血肿体积比较术后第3天，治疗组血肿体积低于对照组和治疗前，差异有统计学意义（P＜0.01），见表2、图1。

图1 脑干出血术前（A）和术后（B）的比较Figure Comparison of preoperative（A）and postopera⁃tive（B）brainstem hemorrhage

表2 2组患者血肿体积比较 （mL，±s）Table 2 Comparison of hematoma volume between the two groups （mL，±s）

表2 2组患者血肿体积比较 （mL，±s）Table 2 Comparison of hematoma volume between the two groups （mL，±s）

组别治疗组对照组统计值P值治疗前血肿体积（mL）12.51±4.40 13.67±5.08 t=1.16 0.27治疗后3 d血肿体积（mL）8.29±2.47 13.67±5.08 t=5.42<0.001统计值t=4.58 t=0 P值<0.001 1

2.2 2 组并发症发生情况、院内病死率及住院时间比较治疗组HAP发生率、院内病死率、住院时间均低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；2组再出血发生率比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

表3 2组并发症发生率、住院时间、院内病死率比较Table 3 Comparison of the incidence of complications，length of stay and in-hospital mortality between the two groups

2.3 2组患者治疗30 d时mRS评分比较出院30 d时治疗组mRS评分1、2分14例，对照组mRS评分1、2 分5 例，治疗组明显高于对照组，差异有统计学意义（P=0.037）。

3 讨论

脑干出血后迅速形成血肿，血肿的压迫会使脑干组织和脑室形态变形并移位。此外，出血性反应通过产生炎症介质不断刺激脑干组织，涉及呼吸系统、消化系统及循环系统的等重要脏器，可导致早期昏迷、发热甚至呼吸衰竭［9-10］。早期尽快解除血肿压迫和减轻出血后炎症反应是治疗脑干出血的关键，是减轻脑出血后继发性脑损伤的重要环节［11-12］。目前对于脑干出血治疗方法仍有争议，尚无明确的有效的治疗方法，大部分采取内科保守治疗。随着医疗技术水平的不断提高，手术干预开始应用于脑干出血的治疗中，让部分脑干出血患者获得受益［13-19］。

中国脑出血治疗指南指出对于大多数原发性脑出血患者，外科开颅手术治疗的有效性尚不能充分确定，不主张无选择地常规使用外科开颅手术（Ⅱ级推荐，B 级证据），微创治疗是安全的、有助于降低病死率（I 级推荐，A 级证据）［20］。我们团队在幕上脑出血微创治疗中已经积累了丰富的治疗经验［21］，开始尝试对于幕下脑出血进行微创治疗，其中首先需要解决的就是微创的定位。随着3D 打印技术的不断发展与进步，3D 打印技术在外科手术领域的应用越来越广泛，给微创定位带来了希望，是目前研究的热点［22-28］。首先设计一个导航模具，该模具有一个穿刺通道，并针对每个患者的颌面区域的骨性标志进行定制。这确保了面具与患者的颌面区域紧密贴合，从而减少了偏移距离。在3D 打印导航模具辅助下只需局部麻醉便可进行血肿穿刺引流，并且不需要严格的姿势协调。3D打印辅助微创治疗脑出血的优势主要有：（1）更微创：颅骨钻一5 mm 直径的孔，置入引流管，对脑干及周围脑组织基本没有损伤，有利于保护脑干功能，为术后功能恢复提供了解剖学基础；（2）更精准：手术误差可控制在1 mm 内，其他手术方式无法比拟；（3）时间更短：手术时间在1.5 h 以内，开颅清血肿时间则在5 h 以上；（4）效果好：减少了对脑干及周围脑组织的损伤，同时手术时间短、创伤小，术后有利于恢复。

手术治疗的主要目的是及早解除血肿压迫和出血性炎症刺激，以减少继发性脑损伤［29-35］。在3D 打印导航模具的辅助下，脑干出血的微创穿刺引流术可在早期减少血肿压迫和出血性炎症的刺激［36-41］。此外，3D 打印辅助技术的优势包括个性化和精确性和最小的手术创伤、时间和成本；这些优点使其在严重脑干出血治疗中的具有良好的应用价值。本研究发现，3D 打印导板引导下微创精准穿刺引流治疗脑干出血效果优于保守治疗，病死率、致残率、医院活动性肺炎发生率及住院时间明显低于保守治疗组，血肿明显减少，mRS评分显著降低。表明3D打印导板引导下微创血肿引流术能明显改善脑干出血患者的预后，具有较高的临床应用价值。其可能原因是在3D打印导板引导下微创穿刺具有极高的准确性，而较小的损伤，及早解除脑干及其周围组织的血肿压迫，因此减轻了继发性的脑损伤。

本研究尚存在一定的缺陷：（1）研究样本量较小缺乏足够的统计效力；（2）非双盲实验设计，可能导致结果产生偏倚；（3）随访时间较短不能反映长期的预后情况。