CTA結合3D-Slicer軟件對前交通破裂動脈瘤夾閉術前規劃的應用

白雅林，齊高洋，劉帶林，王軍成，馬毅哲,馬東明

顱內動脈瘤 (IA) 為顱內正常血管的局部異常突起，患病率為3%～5%，一旦破裂出血，50%～60%的患者直接死亡，20%～25%的患者終身嚴重殘疾，所以顱內動脈瘤早期發現及治療對提高患者預后至關重要[1-2]。全腦血管造影(DSA)目前是顱內動脈瘤診斷的金標準，但其屬于有創操作，存在一定風險，鑒于此原因，利用無創影像學技術診斷顱內動脈瘤將成為治療該病的趨勢[3]。本研究通過利用三維可視(3D-Slicer)軟件將顱腦CT血管成像(CTA)重建并融合，回顧分析26例經翼點入路開顱行動脈瘤夾閉術的未破裂前交通動脈瘤患者，分析前交通動脈走行以及動脈瘤與載瘤動脈、腦組織、視神經的三維解剖關系，為術前制定手術計劃并模擬手術過程，最終經術者實際操作評價3D-Slicer軟件對前交通動脈瘤患者術前制定手術計劃的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料：納入標準，即①急性自發性蛛網膜下腔出血；②經顱腦CTA、DSA確診為前交通動脈瘤；③不適合做前交通動脈瘤介入栓塞術；④適合行翼點入路開顱動脈瘤夾閉術者；⑤患者及其家屬對手術風險知情并簽署知情同意書。排除標準：①患者及其家屬不同意行開顱手術者；②全身多發疾病，不適合開顱手術者。

1.2 研究方法：采用飛利浦Briliance CT(128排256層)，經高壓注射器從右肘前動脈注射碘造影劑，從顱底開始掃描獲取原始數據。CTA原始數據經PACS傳輸至傳統后處理工作站，將CTA原始數據經PACS拷貝至安裝3D-Slicer軟件電腦，快速重建并融合前交通動脈走行以及動脈瘤與載瘤動脈、腦組織、視神經的三維解剖關系，獲得完整清晰的重建腦組織、動脈瘤、視神經和頸內動脈模型，尤其是動脈瘤的位置，瘤體指向，最大長徑和瘤口半徑以及雙側大腦前動脈A1、A2段，前交通動脈，前交通動脈重要穿支與動脈瘤的精細關系，制定手術計劃并模擬手術過程。

2 結果

納入病例為2016-2021年因急性自發性蛛網膜下腔出血入院確診為前交通破裂動脈瘤，共26例，其中男性14例，女性12例；年齡32～70歲，平均56.2歲；術前Hunt-Hess分級為：Ⅰ級2例，Ⅱ級13例，Ⅲ級8例，Ⅳ級3例。26例患者動脈瘤大小、瘤頂指向均與術前規劃一致。術前規劃提示其中22例需切除部分直回，4例無須切除；20例單側大腦前動脈A1段優勢或雙側A1段等優勢，6例A1段未顯影；19例存在動脈與動脈瘤體粘連，7例無粘連。術中經術者確認，21例需切除部分直回，5例僅需牽開直回即可較好顯露動脈瘤；19例單側A1 段優勢或雙側A1段等優勢，5例A1段未發育或發育不良；19例存在動脈與動脈瘤體粘連,7例無粘連。三維重建融合模型評估直回切除、A1段優勢、動脈與動脈瘤體粘連的靈敏度分別為95.5%、95.0%、100.0%，表明三維重建融合模型對直回切除、大腦前動脈A1 段優勢側、動脈與動脈瘤體粘連評估的準確性較高。本文涉及26例研究對象，經翼點入路開顱行動脈瘤夾閉術均獲成功，大腦前動脈A1段和A2段均正常顯影。術后2天內有3例患者出現發熱，經腰穿腦脊液化驗證實系顱內感染，經正規抗感染治療后感染痊愈；1例因高齡，術前分級高，術后并發肺部感染，昏迷，家屬放棄治療；1例術后偏癱；其余22例患者術后無發熱、嚴重認知障礙、偏癱等并發癥，術后第2天復查頭顱CT未見明顯顱內出血。出院前及術后3個月復查DSA檢查未見動脈瘤復發。

3 討論

自發性蛛網膜下腔出血是神經外科常見急危重癥之一，顱內動脈瘤(IAN)破裂是其最常見的病因，死亡率高。前交通動脈瘤占顱內未破裂動脈瘤10%，占顱內破裂動脈瘤45%[4]。對于破裂動脈瘤，應在急性期行手術治療，且無論選擇開顱夾閉或是介入栓塞，術前都必須對動脈瘤的大小、位置、形態以及載瘤動脈等有明確認識[5]。前交通動脈瘤位置及形態多變，導致瘤體夾閉面臨諸多困難，術前應對動脈瘤及其周圍解剖結構詳細評估，明確易顯露及隱藏在額葉解剖結構當中的血管[6]。復雜的前交通動脈復合體，術中難以準確辨認大腦前動脈A1段、A2段和回返動脈，需采用開窗動脈瘤夾進行盲夾，危險性極高[7]。

DSA目前作為診斷IAN的金標準，存在諸多局限，主要為手術創傷面大、檢測時間長、花費高[8-9]。隨著無創影像學技術的發展，顱腦CTA技術被廣泛應用于IAN的檢查，以無創、檢查迅速為特點。但在實際臨床工作中，顱腦CTA重建需借助影像科影像工作站，并且由專科醫師處理完成，但很多情況下影像科醫師和臨床醫師在對疾病的診斷和治療方面存在一定的信息不對稱性。影像科醫師著重關注疾病的診斷，無法從手術治療角度提供神經外科醫師所需信息，無法提供不同手術體位時術者視野下動脈瘤的形態特征、載瘤動脈形態/位置、與周邊組織結構的關系等。因此，尋求一種新的對顱內動脈影像進行重建的方法，對直觀地閱讀影像資料具有重要意義。

3D-Slicer軟件是由哈佛大學布里格姆婦女醫院和麻省理工學院聯合開發的一種醫學影像處理分析與視覺化的軟件系統[10]。目前3D-Slicer 軟件在神經外科領域應用廣泛，其特點是免費開源且操作簡單，對計算機的配置要求不高，并能同時進行功能擴展及優化升級。神經外科醫師通過3D-Slicer軟件可將患者的CT或MRI影像資料進行整合，從而獲取顱內病變的3D模型，將3D模型與患者體表標志進行匹配，進而在人體描繪病灶輪廓，實現術前病灶精準定位，最終做到病灶精準切除。

既往顱內動脈瘤手術多以獨立的CTA或DSA為指導，本研究將顱腦CTA和3D-Slicer軟件進行融合，重建腦組織、視神經和頸內動脈模型，模擬前交通動脈瘤夾閉術手術入路中動脈和動脈瘤的顯露方法和順序，制定手術規劃并模擬手術過程。該方法在大腦前動脈A1段、直回及動脈瘤體方面的評估具有重要意義，有助于提高手術安全性。本研究尚存在一定的局限性：①DSA對一些細小動脈無法顯影，術前手術規劃忽略微小血管走行，導致術中微動脈損傷形成腦梗；②樣本量較小，不能充分反映3D-Slicer技術在前交通動脈瘤夾閉術中的臨床應用價值；③單側頸內動脈造影檢查通常不能全面顯示對側大腦前動脈A1段形態，對制備重建融合模型有一定的影響，要求術者在術中操作時著重注意。