3D打印技術在腦膜瘤術前定位中的初步應用

作者：韓新宇,，劉鵬飛,，李珍珠等


目的 ：探討30打印技術在腦膜瘤術前定位中的應用價值,。
方法 ：收集2016年12月至2017年6月手術治療的腦膜瘤10例,，其中大腦凸面腦膜瘤7例、大腦旗旁腦膜瘤3例,；將病人預腦CT或MRU薄層掃描所得二維影像資料以DICOM格式刻盤存檔,，作為腦限瘤原始數(shù)據(jù),，應用Mimics170軟件重建出三維圖像，最后通過3D打印出3D導板,。術前將3D打印導板置于術區(qū)進行種信定位,。
結果 ：10例均成功設計并打印出個體化3那打印導板，術可輔助準確定位,。腫均達到Si加pl1級切除,。術后未出現(xiàn)明顯血腫、腦水腫及神經(jīng)癥狀,。
結論 ：3D打印技術可用于腦膜留術前精準定位,，優(yōu)化手術方案，提高手術效果,。
個體化3D打印導板 10例腦膜瘤均成功設計并打印出3D打印導板,，其中7例經(jīng)鼻梁、眉弓,、外耳道固定,，3例經(jīng)頂結節(jié)、外耳道固定,。導板與病人頭部均可緊密貼合,。

手術定位 術前將3D打印導板緊密貼合于病人頭面部，通過重要體表解剖標志進一步固定腦膜瘤定位準確,，腫瘤均位于骨窗的中心位置,，進而避免無效開顱以及為尋找腫瘤而對腦組織進行過度牽拉,，減少術中出血及腦組織損傷，腫瘤均達到Simpson Ⅰ級切除,。術后未出現(xiàn)明顯血腫,、腦水腫及神經(jīng)癥狀。

圖1 大腦鐮旁腦膜瘤3D導板制作及術前定位結果（導板經(jīng)眉弓,、鼻梁,、耳廓固定）

A. 顱腦CT；B~D. 導板制作圖像,；E、F. 術前腫瘤的體表定位,；G.術中所見腫瘤情況

腦膜瘤來源于構成蛛網(wǎng)膜的外層蛛網(wǎng)膜帽細胞,，根據(jù) WHO 分級分為良性腦膜瘤（WHOⅠ級）、非典型腦膜瘤（WHOⅡ級）和間變性腦膜瘤（WHOⅢ級）其中大部分是良性腫瘤,，手術切除可以達到良好的遠期療效,，是目前主要的治療方式。

在腦膜瘤切除手術中,，術前腫瘤的準確定位具有至關重要的作用,。以往，主要依靠術前顱腦CT,、MRI,，結合既往手術經(jīng)驗進行術前定位。這對術者的顱腦解剖知識及空間想象能力要求較高,，而且對于一些體積較小的腦膜瘤往往無法準確定位,，結果導致手術過程中皮瓣及骨窗過大，造成過多腦組織暴露以及無效開顱,；因無法準確定位有時還會導致腫瘤偏離骨窗,，術中需要過多、過度牽拉腦組織以找尋病灶,，從而增加手術創(chuàng)傷,。

圖2 大腦凸面腦膜瘤3D導板制作及術前定位結果（導板經(jīng)頂結節(jié)、耳廓固定）

A. 顱腦MRI,；B,、C. 導板制作圖像；D,、E. 術前腫瘤的體表定位,；F. 術中所見腫瘤情況

近些年來，隨著神經(jīng)導航技術的逐漸應用,，腫瘤同定位的問題已得到初步解決,。神經(jīng)導航技術依賴強大的計算機工作站處理圖像數(shù)據(jù)和運用復雜的軟件算法,，為手術提供定位信息”。在腦膜瘤切除術中,，神經(jīng)導航有助于規(guī)劃術中骨瓣和硬腦膜開口,；可減少術中原發(fā)性創(chuàng)傷，縮短手術時間,，提高手術效率,。但神經(jīng)導航技術成本較高，在一些醫(yī)院開展較為困難,，而且在一定程度上會增加病人費用,。此外，術中的一些因素會影響神經(jīng)導航的準確性,。因此,，需要尋找一種簡單、低廉且準確的定位方法,，幫助制定更加合適的手術方案和簡化手術過程,，降低手術難度。

3D打印技術從20世紀80年代后期開始出現(xiàn),，近些年由于成本降低,、計算機工程和應用程序的擴展而在各行各業(yè)得到迅速發(fā)展。在神經(jīng)外科領域,，因顱內(nèi)剖結構精密復雜,，術前僅靠影像學檢查無法得到更加徹底的認知，利用3D打印技術可制作復雜血管及腫瘤的模型,，通過3D模型可以輔助規(guī)劃手術方案”,。有學者運用3D打印技術制作出鞍結節(jié)、鐮旁腦膜瘤及其周圍血管實體模型,，用于術前規(guī)劃手術方案,，輔助腦膜瘤切除，效果十分顯著吸,。

此外,，3D打印技術還應用于教學及復雜手術演練、顱骨缺損修補等方面”,。我們運用Mimics圖像處理軟件對腦膜瘤病人原始影像學資料進行處理,，構建并打印出個體化3D導板模型，對腦膜瘤術前定位幫助很大,，而且有諸多優(yōu)勢：①輔助術前精準定位,，制定更加優(yōu)化的手術方案，尤其是不易確定手術入口位置的體積較小的腦膜瘤，通過3D打印導板定位腫瘤的體表位置可使術中皮瓣及骨窗的選取更加適宜,，避免術中不必要的出血及腦組織的損傷,，縮短手術時間，減少手術創(chuàng)傷,。②不用通過顱腦CT或MRI二維影像推測腫瘤的位置,，在導板的設計過程中，可在軟件中設計出腫瘤模型,，旋轉視角在各個角度觀察腫瘤的大小,、形狀及其在顱內(nèi)的位置，可在術前對腫瘤有更加充分地認識,，增加手術信心,。③設計制作腦膜瘤定位導板的過程較為簡單，3D打印模型所需成本也較低,，每個模型需200-300元,，相對神經(jīng)導航系統(tǒng)價格低廉。④用于神經(jīng)外科教學,，有利于年輕的神經(jīng)外科醫(yī)生更好的掌握腦膜瘤手術的切口位置。

綜上所述,，運用3D打印技術設計并打印出個體化導板,，有助于腦膜瘤的術前精準定位，優(yōu)化手術方案,，特別是體積較小或位于主要功能區(qū)的腦膜瘤,，可有效避免手術切口的偏差，減少不必要的出血及損傷,。但本研究仍處于初步探索階段,，尚需大量的臨床病例來驗證并積累經(jīng)驗，找尋不足,；而且尚未制作出腫瘤及其周圍血管實體模型,，在腦膜瘤切除術中找到并有效控制供血動脈是至關重要的步驟之一。因此,，3D打印技術用于制作腦膜瘤及其周圍血管實體模型,，以及通過個性化導板對腦膜瘤的主要供血血管進行定位，以求進一步優(yōu)化腦膜瘤切除手術,，仍有待進一步研究,。

作者：韓新宇，劉鵬飛,，李珍珠等
來源：中國臨床神經(jīng)外科雜志2018年6月第23卷第6期