【解析】3D打印在腦出血治療中的應(yīng)用

腦出血是神經(jīng)外科的急危重癥,。隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念的發(fā)展，微創(chuàng)血腫穿刺引流術(shù)因其簡單,、安全,、快速,、損傷小的優(yōu)勢應(yīng)用越來越多,。準(zhǔn)確而安全的穿刺是保證療效和預(yù)防并發(fā)癥的關(guān)鍵,，但是臨床上因為CT定位誤差、術(shù)者操作偏差,、患者個體差異等因素均可引起穿刺方向,、距離等出現(xiàn)偏移，導(dǎo)致穿刺失敗,。準(zhǔn)確而安全的穿刺是保證腦出血手術(shù)治療效果和預(yù)防并發(fā)癥的關(guān)鍵,。

3D打印技術(shù)是當(dāng)今最熱門的生物醫(yī)學(xué)研究方向之一，通過影像技術(shù)(CT﹑MRI等)資料的輔助,，應(yīng)用計算機輔助設(shè)計技術(shù)虛擬出待構(gòu)建體的三維結(jié)構(gòu),，然后用相應(yīng)的材料逐層創(chuàng)建出實體，具有高精度,、構(gòu)建速度快的優(yōu)點,。

濱醫(yī)附院神經(jīng)外科應(yīng)用3D導(dǎo)板導(dǎo)航下微創(chuàng)血腫穿刺具有三個特點：
（1）精準(zhǔn)、安全,。
（2）無需全麻,、頭架固定。
（3）3D打印材料費僅僅50元,。

1. 影像資料的獲�,。�
患者行顱腦CT檢查，采集高分辨率薄層CT掃描數(shù)據(jù),。一般采用64排螺旋CT,，掃描層厚lmm，重建層厚0.5mm,，層間距0.1mm,。將原始CT圖像以DICOM格式保存以后，再刻錄導(dǎo)出至DVD光盤中,。

2. 術(shù)前準(zhǔn)備：
（1）高配置臺式機電腦,、3D打印機、3D打印耗材,、3D打印設(shè)計軟件等。
（2）醫(yī)用顱腦外科電鉆及鉆頭,，無菌手術(shù)器械包,，2%利多卡因，5ml注射器,，無菌敷料包及洞巾,，無菌手術(shù)衣及手套,、縫線，一次性腦室外引流器,， 記號筆等,。
（3）患者準(zhǔn)備：監(jiān)測并控制血壓，行血常規(guī),、血型,、凝血功能、肝腎心功能,、電解質(zhì),、血糖等化驗，心電圖,，術(shù)前禁食,，剃頭等。

3. 顱腦CT數(shù)據(jù)的自動導(dǎo)入：
利用Mimics 16.0軟件的自動導(dǎo)入DICOM格式的二維圖像資料的模塊,，對資料的完整性檢測完畢之后,，將DICOM格式的顱腦CT掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機系統(tǒng)中的Mimics 16.0軟件中，進行無損壓縮及序列檢測,，并設(shè)定好顱腦的前,、后、左,、右,、上、下的各個方向,，確定顱腦圖像的冠狀面,、矢狀面和橫斷面，進而完成顱腦數(shù)據(jù)的自動導(dǎo)入,。

頭部及顱內(nèi)血腫的三維模型


“整個面具”的三維模型

4. 設(shè)計顱內(nèi)血腫的穿刺通道：
顱內(nèi)血腫的穿刺通道的設(shè)計,，首先根據(jù)之前三維重建的頭部模型確定好穿刺點，然后根據(jù)之前三維重建的顱內(nèi)血腫模型,，精確計算穿刺通道的長度和方向,，穿刺通道注意避開外側(cè)裂及周圍重要的血管、神經(jīng),。顳部穿刺點應(yīng)避開顳部重要血管及功能區(qū),，穿刺通道應(yīng)避開外側(cè)裂、大腦中動脈等重要結(jié)構(gòu),。


圓柱體的三維重建效果圖


穿刺通道的三維重建效果圖






5. 3D打印引導(dǎo)下微創(chuàng)穿刺術(shù)


濱醫(yī)附院神經(jīng)外科在2015年9月成立3D打印醫(yī)學(xué)研究所,，在李澤福主任帶領(lǐng)下成功將3D技術(shù)應(yīng)用到神經(jīng)外科臨床治療中，并取得了驕人的成績,。

自3D導(dǎo)板下微創(chuàng)血腫穿刺術(shù)開始應(yīng)用至今,，經(jīng)過無數(shù)次的改良創(chuàng)新,，進行了近100例手術(shù)，手術(shù)效果滿意,，隨機選取幾例與大家分享：

病例一
患者李某某,，女，46歲,，因“突發(fā)言語障礙及右側(cè)肢體活動不利1天”入院,。

入院查體：嗜睡狀態(tài)，言語不清,。雙瞳孔直徑約2mm,，對光反應(yīng)靈敏，右上肢肌力1級,，右下肢肌力2級,，左側(cè)肢體肌力5級。顱腦CT示左側(cè)基底節(jié)區(qū)腦出血,。入院后排除手術(shù)禁忌癥,，行3D導(dǎo)板下經(jīng)顳部微創(chuàng)血腫穿刺，術(shù)后復(fù)查CT如圖,，引流管位置滿意,。12天后復(fù)查顱腦CT血腫完全吸收，患者右側(cè)肢體肌力恢復(fù)到4級,，生活自理,。


患者一影像資料

病例二
患者高某某，女,，72歲,，因“突發(fā)意識不清1小時”入院。

入院查體：昏迷狀態(tài),，刺痛睜眼,，無言語。雙側(cè)瞳孔直徑約2mm,，對光反應(yīng)遲鈍,。右側(cè)肢體刺痛無反應(yīng)，左側(cè)肢體刺痛屈曲,。顱腦CT示左側(cè)基底節(jié)區(qū)腦出血,。入院后排除手術(shù)禁忌，行3D導(dǎo)板下經(jīng)額部血腫腔穿刺術(shù),，術(shù)后復(fù)查顱腦CT如圖,，引流管位于血腫腔中心，穿刺位置滿意,。術(shù)后半月復(fù)查顱腦CT示血腫完全吸收,，右下肢肌力3+，右上肢肌力3級,。3月后患者門診復(fù)查右側(cè)肢體肌力恢復(fù)到4級,，生活自理。


患者二影像資料

病例三
患者張某某,，男,，50歲，因“突發(fā)言語不清伴右側(cè)肢體活動不利6小時”入院,。

入院查體：嗜睡狀態(tài),，呼喊睜眼，言語不清,。雙側(cè)瞳孔直徑約2mm,，對光反應(yīng)遲鈍。右側(cè)肢體肌力2級 ,，左側(cè)肢體5級,。顱腦CT示左側(cè)基底節(jié)區(qū)腦出血。入院后排除手術(shù)禁忌,，行3D導(dǎo)板下經(jīng)額部血腫腔穿刺術(shù),，術(shù)后復(fù)查顱腦CT如圖，引流管位于血腫腔中心,，穿刺位置滿意,。術(shù)后17天復(fù)查顱腦CT示血腫完全吸收，右下肢肌力4+,，右上肢肌力4級,。生活自理。


患者三影像資料

病例四
患者王某某,，男,，46歲，因“頭痛伴左側(cè)肢體活動不靈3天”入院,。

入院查體：嗜睡狀態(tài),，呼叫睜眼，言語尚可,。雙側(cè)瞳孔直徑約2mm,，對光反應(yīng)存在。左側(cè)肢體肌力2級 ,，右側(cè)肢體肌力5級。顱腦CT示右側(cè)基底節(jié)區(qū)腦出血,。入院后排除手術(shù)禁忌,，行3D導(dǎo)板下經(jīng)額部血腫腔穿刺術(shù),，術(shù)后復(fù)查顱腦CT如圖，引流管位于血腫腔中心,，穿刺位置滿意,。輔以尿激酶血腫腔注入術(shù)后3天復(fù)查血腫已基本沒有。


患者四影像資料

準(zhǔn)確而安全的穿刺是保證腦出血手術(shù)治療效果和預(yù)防并發(fā)癥的關(guān)鍵,。目前術(shù)中CT定位,、計算機輔助引導(dǎo)、手術(shù)機器人輔助等是臨床上較常見的手術(shù)定位系統(tǒng),，但它們各有利弊,。

術(shù)中CT定位在多數(shù)醫(yī)院比較普及，設(shè)備價格便宜,，但術(shù)中操作不靈活,，需要反復(fù)調(diào)整穿刺，并且有射線輻射危害,；計算機輔助引導(dǎo)雖然定位精確,，術(shù)中可提供實時的圖像支持，但價格昂貴,，還需要安裝定位裝置,；手術(shù)機器人是最新的術(shù)中定位手段，它克服了人手抖動缺點,，定位精確,，但價格極其昂貴,尚未普及。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,，數(shù)字化手術(shù)輔助定位系統(tǒng)被越來越多的應(yīng)用于手術(shù),，術(shù)前在計算機上可以精確設(shè)計并模擬手術(shù)方案，術(shù)中輔助指導(dǎo)醫(yī)生將設(shè)計方案完整,、準(zhǔn)確地實現(xiàn),。

3D打印技術(shù)是當(dāng)今最熱門的生物醫(yī)學(xué)研究方向之一，通過影像技術(shù)(CT,、MRI等)資料的輔助,，應(yīng)用計算機輔助設(shè)計技術(shù)虛擬出待構(gòu)建體的三維結(jié)構(gòu)，然后用相應(yīng)的材料逐層創(chuàng)建出實體,，具有高精度、構(gòu)建速度快,，可實現(xiàn)按需制造等優(yōu)勢及個性化,、精準(zhǔn)化、遠(yuǎn)程化等優(yōu)點，特別適合于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,。應(yīng)用3D導(dǎo)板輔助微創(chuàng)血腫穿刺不僅精準(zhǔn),、安全，而且局麻下就可以進行手術(shù),，降低了全麻手術(shù)風(fēng)險,，大大節(jié)省了手術(shù)費用,。

作者： 李澤福