3D打印技術在慢性硬膜下血腫鉆孔引流術中的應用

趙樹林，李澤福，杜國然，胡秀玉，張秀和，王鎮(zhèn)，劉金強

1 濱州醫(yī)學院，山東煙臺264003； 2 慶云縣人民醫(yī)院

慢性硬膜下血腫作為顱內血腫的常見類型之一，以中老年人群為好發(fā)群體[1]。臨床通常選擇顱骨鉆孔引流術治療本病，雖然手術操作簡單，但因常規(guī)影像定位不夠精準，不能實現(xiàn)個體化治療，術后并發(fā)癥、血腫復發(fā)仍不可避免。隨著3D打印技術在神經(jīng)外科領域的應用，已成為顱內動脈瘤介入栓塞術、基底節(jié)腦出血、腦膜瘤等疾病的重要輔助治療手段[2～4]。然而，關于3D打印技術輔助慢性硬膜下血腫手術的研究鮮見報道。從2018年1月起至今，我們采用3D打印技術輔助治療慢性硬膜下血腫取得了良好效果。現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 經(jīng)慶云縣人民醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，選取本院2018年1月～2019年12月收治的慢性硬膜下血腫患者。納入標準：①符合《中國顱腦創(chuàng)傷外科手術指南(2015年)》中慢性硬膜下血腫的診斷標準；②經(jīng)影像學檢查(MRI、顱腦CT等)確診，有手術指征；③病歷資料齊全；④患者家屬知曉研究的內容及目的，自愿簽署知情同意書。排除標準：①既往顱腦手術史；②伴其他顱內病變，如腦腫瘤、腦積水、蛛網(wǎng)膜囊腫等；③伴有精神障礙、嚴重內科疾病如心力衰竭、肝腎功能不全等。共收集符合標準患者60例，按手術方法將患者分為兩組各30例。常規(guī)硬膜下引流組男23例、女7例，年齡(57.29±14.13)歲，額顳頂部血腫位于左側16例、右側14例，血腫量(215.15±50.25)mL，合并高血壓12例、糖尿病8例。3D打印輔助組男24例、女6例，年齡(58.47±13.25)歲，額顳頂部血腫位于左側13例、右側17例，血腫量(215.15±50.25)mL，合并高血壓15例、糖尿病12例。兩組性別、年齡、血腫側別、血腫量、合并內科疾病等基線資料具有可比性。

1.2 手術方法

1.2.1 術前準備 入院后，按醫(yī)囑進行常規(guī)檢查，包括心電圖、生化檢驗、凝血四項、顱腦CT檢查等；結合檢查結果，適當選擇降壓、降糖、調脂、補液等對癥治療，排除其他疾病。

1.2.2 手術操作 常規(guī)手術引流組手術方法：取手術體位，常規(guī)消毒，麻醉。確定麻醉起效后，根據(jù)術前CT影像畫出的血腫最大層面，于血腫厚度最大處,取直徑1.2～1.5 mm骨孔；切開硬腦膜，在硬膜下常規(guī)留置長度適宜且兩端修整完好的14 F常規(guī)引流管，留置方向以平行血腫長軸為宜。結合血腫腔大小，調整引流管前端位置，以距骨孔邊緣3～6 cm為宜；使用溫度適宜的0.9%氯化鈉注射液對血腫腔進行反復、緩慢沖洗血腫腔，直至沖洗液顏色變淡；術畢，常規(guī)留置引流管。3D打印輔助組手術方法：①先將患者的薄層CT掃描數(shù)據(jù)導入Mimics17.0軟件并進行格式轉換，區(qū)分硬膜下血腫，通過三維運算重建硬膜下血腫的三維立體模型。②確定構建硬膜下血腫模型完成后，先在Thresholding鍵設置頭面部全部的組織閾值，重建頭面部所有組織的三維模型；然后擴張出一層“大面具”模型，保持此模型與頭面部組織之間的緊密貼合度為3 mm。③在Mimics17.0軟件中顯現(xiàn)重建的硬膜下血腫三維模型、頭面部“大面具”三維模型，先對其進行屬性設置(顏色、測量等)，標記、染色三維模型的各部位，適當修剪后剪除硬膜下血腫投影到“大面具”上的范圍；修剪時注意保留特定的解剖標志點(眉弓、鼻根、耳根等)、血腫投影范圍，將其當做術中最終要用的3D打印模型，最后取得血腫定位模具。④將血腫定位模具模型另存為Stl格式文件，并轉化為層片模型；將其導入Repetier host中，經(jīng)調整擺放角度、加線狀打印支撐、切片等操作處理后傳至3D打印機，最終得到3D實體模具，整個過程2～3 h。⑤將3D打印的手術定位模具準確覆蓋在患者頭面部，確保解剖標志點的精確重合，以協(xié)助其他部位準確定位；在3D打印的血腫模具投影“空心”部分指導下，順著邊緣方向在患者頭皮上做好標記，明確血腫在頭皮上的投射范圍，移除模具；結合投射范圍，根據(jù)3D打印模具預先設計的鉆孔位置，在患者頭皮上做好標記，并劃出切口線，剩余操作同常規(guī)手術引流組。

1.2.3 術后處理 術后按醫(yī)囑行常規(guī)對癥治療(吸氧、營養(yǎng)神經(jīng)、補液、降顱壓等)，重點監(jiān)測病情、生命體征、意識狀況等變化；一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即展開救治。

1.3 療效評價方法 記錄兩組手術時間(從畫手術切口線到引流管固定完畢)、住院時間；分別于術前、術后3個月行GCS，評價神經(jīng)功能恢復情況；觀察術后并發(fā)癥發(fā)生情況(感染、癲癇、顱內積氣等)，判斷血腫是否復發(fā)。血腫復發(fā)評定標準：術后3個月內，患者復查頭部CT檢查，可見原手術部位硬膜下液體量較術后1～3 d時增多，且伴發(fā)一系列相關癥狀表現(xiàn)，如意識改變、遲發(fā)性頭痛、局部神經(jīng)功能障礙等。

2 結果

2.1 兩組手術時間、住院時間比較 與常規(guī)手術引流組比較，3D打印輔助組的手術時間、住院時間縮短，但差異無統(tǒng)計學意義。見表1。

表1 兩組手術時間、住院時間比較

2.2 兩組術前、術后3個月神經(jīng)功能比較 與常規(guī)手術引流組比較，3D打印輔助組術后3個月GCS增加，但差異無統(tǒng)計學意義。見表2。

表2 兩組術前、術后3個月神經(jīng)功能比較

2.3 兩組術后總并發(fā)癥、血腫復發(fā)情況比較 3D打印輔助組術后并發(fā)顱內積氣3例(10.00%)、癲癇1例(3.33%)，復發(fā)1例(3.33%)；常規(guī)手術引流組術后并發(fā)顱內積氣9例(30.00%)、癲癇2(6.67%)，復發(fā)7例(23.33%)；與常規(guī)手術引流組比較，3D打印輔助組術后并發(fā)癥總發(fā)生率、血腫復發(fā)率均降低(P均<0.05)。

3 討論

慢性硬膜下血腫因發(fā)病原因復雜，治療方案包括保守治療和手術鉆孔引流[5～7]。然而，常規(guī)鉆孔引流術定位模糊，手術醫(yī)生多根據(jù)CT二維影像并憑借一定時間的手術經(jīng)驗選取穿刺點，可能存在一定偏差，導致置管位置不佳甚至引流管刺入腦組織。因此，精準醫(yī)療、個性化治療逐漸成為治療慢性硬膜下血腫的重要發(fā)展方向。此外，術前醫(yī)患溝通是建立良好醫(yī)患關系的重要環(huán)節(jié)，也是提升醫(yī)療質量水平、減少醫(yī)療糾紛的重要保障[8，9]。由于在醫(yī)學知識的認知方面醫(yī)患存在一定差距，導致醫(yī)生在工作中通過影像學資料、掛圖、畫示意圖等形式向患者及其家屬介紹疾病、手術相關內容存在一定的困難，患者及其家屬無法想象出顱內血腫及其與周圍組織之間的情況，使醫(yī)患溝通不暢甚至直接影響治療計劃[10～12]。所以，如何幫助患者進一步明確自身病情及治療，已成為提高其治療依從性的關鍵問題。

3D打印技術，首次提出于20世紀90年代，因個體化、精確性、快速成型等特點而被廣泛用于醫(yī)學領域。目前，已逐漸成為實現(xiàn)個體化、精準化醫(yī)療目標的必要手段。3D打印技術利用Mimics17.0軟件對血腫形態(tài)予以精準計算，即可獲取準確的血腫穿刺角度、深度，不僅有效提高穿刺成功率，還能保護血腫鄰近組織；通過設計與患者面部特征相符的3D模型，可以達到精準到達穿刺部位的目的。

3D打印技術的應用，能夠很好地解決醫(yī)患溝通問題。3D打印模型可以向患者及其家屬直觀地呈現(xiàn)出血腫及周圍組織的關系，醫(yī)生再利用自身專業(yè)知識向患者進行詳細解析，可以促使疾病、手術的評估及溝通變得更加清晰易懂，可使患者了解自身病情狀況，并建立良好心理狀態(tài)配合治療[13，14]；另外，3D打印技術能夠進一步增強患者對醫(yī)生的信任，尤其是年輕醫(yī)生，從而促進良好醫(yī)患關系的建立，減少醫(yī)療糾紛[1]。近年來多項研究結果顯示，3D打印人體器官全真模型可以提高醫(yī)患溝通效率4～6倍[15,16]。

為了探討3D打印技術輔助慢性硬膜下血腫手術的臨床效果，我們回顧性分析我院慢性硬膜下血腫手術的臨床資料；結果表明，與常規(guī)手術引流組比較，3D打印輔助組手術時間、住院時間縮短，術后3個月GCS增加，但無統(tǒng)計學差異。這是因為在3D打印技術的輔助作用下，可通過術前模型的構建、術前精準定位、手術方案的設計等一系列處理后，優(yōu)化了手術流程，進而減少不必要的手術操作，節(jié)省手術時間，促進術后恢復，結果無差異可能與樣本量較少、模具與調試需要時間及隨訪時間短等有關。此外，3D打印輔助組術后并發(fā)癥總發(fā)生率較常規(guī)手術引流組低，差異有統(tǒng)計學意義，與許興軍等[17]的研究結果相一致。其原因在于3D打印技術的輔助作用，可確保模型標記點與患者面部特征相吻合，進而保證手術操作的精準性，以保護血管、神經(jīng)等重要組織；同時還可以妥善固定引流管，避免留置過深/過淺所致術后感染、癲癇等并發(fā)癥的發(fā)生。術后隨訪3個月發(fā)現(xiàn)，3D打印輔助組血腫復發(fā)率較常規(guī)手術引流組低，差異有統(tǒng)計學意義。血腫復發(fā)是接受手術鉆孔引流術治療慢性硬膜下血腫的常見問題，據(jù)統(tǒng)計其發(fā)生率為33%，可能與外傷血腫、硬腦膜內層炎性出血、滲透壓及半透膜學說等有關。術前使用3D打印技術，可通過加深醫(yī)生對病變實際狀況的了解，提高手術成功率，減少組織創(chuàng)傷，預防術后復發(fā)。

綜上所述，3D打印輔助慢性硬膜下血腫引流術有助于醫(yī)患溝通，精準定位，利于患者預后，減少手術并發(fā)癥；而且能充分體現(xiàn)出“精準醫(yī)學、個性化治療”理念，值得在低年資神經(jīng)外科醫(yī)生培訓及基層醫(yī)院推廣使用。