計算機(jī)輔助設(shè)計個體化塑形鈦網(wǎng)在顱骨修補(bǔ)中的臨床應(yīng)用

馬旭東 孫鄭春(通訊作者) 曹新亮 周 興

鄭州市第一人民醫(yī)院神經(jīng)外科 鄭州 450004

計算機(jī)輔助設(shè)計個體化塑形鈦網(wǎng)在顱骨修補(bǔ)中的臨床應(yīng)用

馬旭東 孫鄭春(通訊作者) 曹新亮 周 興

鄭州市第一人民醫(yī)院神經(jīng)外科 鄭州 450004

目的 探討計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)個體化塑形鈦網(wǎng)在顱骨修補(bǔ)中的應(yīng)用價值。方法 2005—2014年收治的顱骨缺損病人143例，分成2組，手工塑形組68例，計算機(jī)塑形組75例。以手術(shù)時間、鈦釘使用數(shù)量、外觀滿意度及手術(shù)并發(fā)癥率四個指標(biāo)對兩種塑形方法進(jìn)行評價。結(jié)果 均以平均數(shù)計算，手工塑形組手術(shù)時間、鈦釘使用量、外觀滿意率、手術(shù)并發(fā)癥率分別為198.3 min、14.7枚、87.4%、10.3%；計算機(jī)塑形組分別為134.4 min、8.8枚、98.6%、1.3%。結(jié)論 計算機(jī)輔助設(shè)計個體化塑形技術(shù)使顱骨修補(bǔ)簡單快捷，節(jié)約手術(shù)時間及費(fèi)用，并發(fā)癥少，外觀滿意。

計算機(jī)輔助設(shè)計；顱骨修補(bǔ)；個體化

顱骨缺損是顱腦外傷及腦出血術(shù)后常見的并發(fā)癥，以保護(hù)腦組織、穩(wěn)定顱內(nèi)壓、預(yù)防粘連產(chǎn)生癲癇及改善外形美觀為目的，一般在術(shù)后3～6 個月對直徑>3 cm的顱骨缺損進(jìn)行修補(bǔ)。近年來計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)廣泛用于顱骨修補(bǔ)中的鈦網(wǎng)塑形環(huán)節(jié)。我院自2005—2014年收治顱骨缺損143例，以2010年為界限，前期使用手工塑形68例，后期使用計算機(jī)塑形75例，本文將2組臨床療效進(jìn)行對比，探討應(yīng)用前景。

1 資料與方法

1．1 一般資料 本組143例，男80例，女63例；年齡7～68歲，平均 41.2歲；顱骨缺損原因：高血壓腦出血術(shù)后54例，重度顱腦外傷術(shù)后89例；缺損部位：額顳部77例，顳頂部30 例，枕部23例，雙側(cè)額顳部顱骨缺損者13例。缺損面積：4.4 cm×6.2 cm～10.0 cm×15.6 cm(平均7.5 cm×11.2 cm)；開顱術(shù)后 3～6個月行顱骨修補(bǔ)術(shù)。將全部病例按就診時間階段分為2組，手工塑形68例，計算機(jī)塑形75例。

1．2 方法 術(shù)前均以我院GE公司16排CT進(jìn)行頭顱CT薄層掃描(層厚2 mm)，獲得dicom格式二維圖像，然后應(yīng)用mimics軟件進(jìn)行顱骨三維重建，利用健側(cè)顱骨的三維模型進(jìn)行鏡像復(fù)制，重建出患側(cè)修復(fù)體的三維模型數(shù)據(jù)，而雙側(cè)顱骨缺損者的修復(fù)體參照標(biāo)準(zhǔn)人體三維模型庫制作，然后利用無模多點成形技術(shù)制成符合需要的鈦網(wǎng)。由Materialise公司出品的Mimics軟件可直接生成CAD文件，傳輸至數(shù)控機(jī)床，直接對三維鈦網(wǎng)進(jìn)行壓制成形，裁剪尺寸超出骨緣1 cm，邊緣打磨光整，塑形后的鈦網(wǎng)固定于按1：1比例制作的顱骨模型進(jìn)行吻合度裝配試驗[1]，塑形過程約2 d完成。成型的鈦網(wǎng)術(shù)前進(jìn)行高溫高壓消毒。全身麻醉，分離肌肉與硬膜之間的界限，對于粘連嚴(yán)重或骨窗凹陷明顯無法清晰分離的，保留深層筋膜及薄層肌肉[2]，顯露缺損骨窗及邊緣約1 cm，將鈦網(wǎng)吻合固定在缺損骨窗上，邊緣用鈦釘固定，術(shù)中無需對鈦網(wǎng)裁剪修整，缺損中心區(qū)域硬膜用絲線與鈦網(wǎng)懸吊固定，以防術(shù)后皮下積液。同時在皮下置負(fù)壓引流管1根，術(shù)后常規(guī)抗感染治療，48 h內(nèi)拔除引流管，術(shù)后常規(guī)預(yù)防性應(yīng)用抗生素。

1．3 觀察指標(biāo) 手術(shù)時間(min)、鈦釘使用數(shù)量(枚)、外觀滿意度(根據(jù)患者滿意程度，量化為0～100，0為最不滿意，100為最滿意，術(shù)后1個月隨訪獲得數(shù)據(jù))及手術(shù)并發(fā)癥率(局部皮下積液、感染及鈦網(wǎng)浮動)。

2 結(jié)果

根據(jù)觀察指標(biāo)，2組結(jié)果取人均平均值，結(jié)果見表1。手工塑形組中7例出現(xiàn)術(shù)后并發(fā)癥，其中皮下積液4例，鈦網(wǎng)浮動1例，感染2例；計算機(jī)塑形組中1例術(shù)后發(fā)生切口感染。結(jié)果提示，從手術(shù)時間、鈦釘使用數(shù)量、外觀滿意度及術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生例數(shù)四個指標(biāo)上進(jìn)行比較，計算機(jī)塑型組均明顯優(yōu)于手工塑形組。

表1 2組觀察指標(biāo)對比

3 討論

各種原因造成的顱骨缺損在神經(jīng)外科十分常見，最常見原因是顱腦損傷及高血壓腦出血去骨瓣減壓術(shù)后，尤以基層醫(yī)院最為多見。長期的顱骨缺損可給患者帶來一系列神經(jīng)癥狀，如嚴(yán)重的記憶力下降、抑郁、頭痛、眩暈、易疲勞、易激惹等，Isago等[3]將這一系列神經(jīng)癥狀命名為顱骨缺損綜合征。

患者需行顱骨修補(bǔ)以恢復(fù)外觀和保護(hù)腦組織，減少顱骨缺損帶來的并發(fā)癥。近年來多項研究表明顱骨缺損可導(dǎo)致腦脊液循環(huán)障礙、腦組織機(jī)械性損傷等慢性腦損害，盡早實施對顱骨缺損的修補(bǔ)對意識障礙病人的促醒治療有很大的幫助。自體顱骨瓣和周圍組織的相容性最好，排斥反應(yīng)最小，對原有顱骨外形和結(jié)構(gòu)最大程度保留，患者不易產(chǎn)生心理上的不適感，曾一度是基層醫(yī)院最常用的修補(bǔ)方案[4]；但顱骨瓣的長期保存成為臨床難題，部分病人顱腦外傷可產(chǎn)生粉碎性顱骨骨折，且由于骨瓣保持了原有顱骨的厚度，因此在顱骨修補(bǔ)時，剝離皮肌瓣需要緊貼顱骨緣及硬腦膜，易造成硬腦膜破裂，出現(xiàn)醫(yī)源性腦脊液漏，甚至腦組織損傷，顱骨修補(bǔ)后因骨小梁組織吸收，骨瓣會相對縮小，造成骨瓣面積小于骨窗面積，易導(dǎo)致骨瓣松動凹陷；且在首次去骨瓣減壓手術(shù)中，骨瓣經(jīng)銑刀去除后，由于中顱凹底需要更徹底的減壓，往往對蝶骨脊方向的顱骨做更大范圍咬除，自體骨瓣已明顯小于骨窗，無法吻合；由于種種缺點，所以目前自體顱骨修補(bǔ)逐漸被臨床醫(yī)生淘汰；而骨水泥、有機(jī)玻璃等修補(bǔ)材料則因材料韌度低、組織相容性差、材料強(qiáng)韌度低、定型后無法矯正、術(shù)后并發(fā)癥多、難以獲得滿意形狀等不足，臨床上目前也逐漸被淘汰。

本文所述的鈦合金板自20世紀(jì)60年代初被應(yīng)用于臨床，鈦金屬以其質(zhì)輕而硬、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、排異性小、無抗原反應(yīng)、無磁性等優(yōu)點受到醫(yī)生及患者的歡迎，可安全接受CT及MRI檢查[5]。尤其是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計，植入人體后成纖維細(xì)胞可以穿過孔隙生長，使鈦網(wǎng)內(nèi)外的組織融為一體，對鈦網(wǎng)有固定作用，大大增加了牢固性和減少了皮下積液的發(fā)生[6]。

經(jīng)過材料科學(xué)的發(fā)展及臨床試驗的不斷驗證，作為修補(bǔ)材料，目前臨床上鈦網(wǎng)已得到廣泛認(rèn)可，但鈦網(wǎng)剛進(jìn)入臨床起始階段，其塑形方法采用人工塑形，顱骨是不規(guī)則曲面，特別是前顱底、眶周、中顱凹底的表面輪廓曲折復(fù)雜，且去骨瓣減壓術(shù)后，顱骨缺損的形狀、面積各不相同。曲度大且不規(guī)則，對于手工塑形而言，術(shù)中需要力度較大方可改變形狀，且無精確參照物，精確匹配的難度較大，且術(shù)中用于塑形的時間遠(yuǎn)多于固定顱骨的時間，且多數(shù)不能達(dá)到緊密貼合；與骨窗匹配度不佳，當(dāng)局部彎曲度大且復(fù)雜時，而手工塑形卻由于手工塑形鈦網(wǎng)難以滿足骨窗和鈦網(wǎng)的吻合，此時為了使其兩者匹配吻合，往往需犧牲性地將鈦網(wǎng)邊緣剪成鍥形，這樣鈦網(wǎng)的完整性就被破壞，鈦網(wǎng)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性勢可能降低；手工塑形僅僅符合解剖學(xué)要求，而不能達(dá)到正畸之目的，也不能滿足患者內(nèi)心正常的外觀需求。同時延長了手術(shù)及麻醉時間，無形中增加了手術(shù)創(chuàng)傷及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。術(shù)中若對鈦網(wǎng)邊緣進(jìn)行裁剪，常常造成邊緣毛刺、上翹現(xiàn)象，術(shù)中易發(fā)生無菌手套破損導(dǎo)致術(shù)區(qū)污染，術(shù)后易產(chǎn)生局部疼痛、組織壓迫壞死、鈦板外露等并發(fā)癥[7]。

近年，隨著我院CT機(jī)器的更新，可輕松獲取顱骨的薄層掃描數(shù)據(jù)，為顱骨三維重建提供了可能性及準(zhǔn)確性。我科逐漸放棄手工鈦網(wǎng)塑形，轉(zhuǎn)而采用計算機(jī)輔助設(shè)計個體化塑形鈦網(wǎng)進(jìn)行顱骨修補(bǔ)，從我科臨床數(shù)據(jù)分析，計算機(jī)塑形鈦網(wǎng)在多個指標(biāo)上均優(yōu)于手工塑形。修補(bǔ)材料最大程度地符合了生理解剖形態(tài)，和顱骨結(jié)合嚴(yán)密，特別是額眶部、顳窩處顱骨缺損，鈦網(wǎng)固定可靠，術(shù)后頭形恢復(fù)對稱，達(dá)到滿意的美觀效果。應(yīng)用鈦網(wǎng)顱骨修補(bǔ)仍需注意幾個細(xì)節(jié)：(1)CT掃描層距越薄越理想，盡量不超過3 mm，過厚的層距導(dǎo)致三維重建失真，與實際偏差較大；(2)分離肌肉筋膜與硬膜時避免腦脊液漏，若粘連緊密，可不勉強(qiáng)做到精確分離，可在硬膜上留下筋膜或薄層肌肉，這樣鈦網(wǎng)上下均有肌肉組織，肌肉愈合時可牢固抓緊鈦網(wǎng)，增加穩(wěn)定性；(3)鈦網(wǎng)固定時，要在缺損區(qū)域中心部位置懸吊線，穿鈦網(wǎng)孔隙而出，待鈦網(wǎng)固定后，在鈦網(wǎng)上打結(jié)懸吊[8]，防止發(fā)生硬膜外血腫或積液。

綜上所述，我們認(rèn)為計算機(jī)輔助設(shè)計個體化塑形鈦網(wǎng)能使顱骨缺損的修復(fù)外觀形態(tài)滿意，手術(shù)時間縮短，極大地減小了手術(shù)風(fēng)險和手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生率，解除了患者由于顱骨外觀不佳而造成的心理負(fù)擔(dān)，提高了生活質(zhì)量。

[1] 沈建，濮宏健，方黎明．?dāng)?shù)字化無模多點成型鈦網(wǎng)修補(bǔ)額顳區(qū)顱骨缺損[J]．中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志，2010，9(11)：1 167-1 169．

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(收稿2016-06-04 修回2017-03-10)

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1673-5110(2017)09-0065-03