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3D打印技術(shù)在腦膜瘤術(shù)前定位中的初步應(yīng)用

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責(zé)任編輯:傳說(shuō)的落葉
時(shí)間:2019-05-15 08:30

[導(dǎo)讀]個(gè)體化3D打印導(dǎo)板 10例腦膜瘤均成功設(shè)計(jì)并打印出3D打印導(dǎo)板,其中7例經(jīng)鼻梁、眉弓、外耳道固定,3例經(jīng)頂結(jié)節(jié)、外耳道固定。

作者:韓新宇,劉鵬飛,李珍珠等


目的 :探討30打印技術(shù)在腦膜瘤術(shù)前定位中的應(yīng)用價(jià)值。
方法 :收集2016年12月至2017年6月手術(shù)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(yù)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(yīng)用Mimics170軟件重建出三維圖像,最后通過3D打印出3D導(dǎo)板。術(shù)前將3D打印導(dǎo)板置于術(shù)區(qū)進(jìn)行種信定位。
結(jié)果 :10例均成功設(shè)計(jì)并打印出個(gè)體化3那打印導(dǎo)板,術(shù)可輔助準(zhǔn)確定位。腫均達(dá)到Si加pl1級(jí)切除。術(shù)后未出現(xiàn)明顯血腫、腦水腫及神經(jīng)癥狀。
結(jié)論 :3D打印技術(shù)可用于腦膜留術(shù)前精準(zhǔn)定位,優(yōu)化手術(shù)方案,提高手術(shù)效果。
個(gè)體化3D打印導(dǎo)板 10例腦膜瘤均成功設(shè)計(jì)并打印出3D打印導(dǎo)板,其中7例經(jīng)鼻梁、眉弓、外耳道固定,3例經(jīng)頂結(jié)節(jié)、外耳道固定。導(dǎo)板與病人頭部均可緊密貼合。

手術(shù)定位 術(shù)前將3D打印導(dǎo)板緊密貼合于病人頭面部,通過重要體表解剖標(biāo)志進(jìn)一步固定腦膜瘤定位準(zhǔn)確,腫瘤均位于骨窗的中心位置,進(jìn)而避免無(wú)效開顱以及為尋找腫瘤而對(duì)腦組織進(jìn)行過度牽拉,減少術(shù)中出血及腦組織損傷,腫瘤均達(dá)到Simpson Ⅰ級(jí)切除。術(shù)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(dǎo)板制作及術(shù)前定位結(jié)果(導(dǎo)板經(jīng)眉弓、鼻梁、耳廓固定)
A. 顱腦CT;B~D. 導(dǎo)板制作圖像;E、F. 術(shù)前腫瘤的體表定位;G.術(shù)中所見腫瘤情況
腦膜瘤來(lái)源于構(gòu)成蛛網(wǎng)膜的外層蛛網(wǎng)膜帽細(xì)胞,根據(jù) WHO 分級(jí)分為良性腦膜瘤(WHOⅠ級(jí))、非典型腦膜瘤(WHOⅡ級(jí))和間變性腦膜瘤(WHOⅢ級(jí))其中大部分是良性腫瘤,手術(shù)切除可以達(dá)到良好的遠(yuǎn)期療效,是目前主要的治療方式。

在腦膜瘤切除手術(shù)中,術(shù)前腫瘤的準(zhǔn)確定位具有至關(guān)重要的作用。以往,主要依靠術(shù)前顱腦CT、MRI,結(jié)合既往手術(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行術(shù)前定位。這對(duì)術(shù)者的顱腦解剖知識(shí)及空間想象能力要求較高,而且對(duì)于一些體積較小的腦膜瘤往往無(wú)法準(zhǔn)確定位,結(jié)果導(dǎo)致手術(shù)過程中皮瓣及骨窗過大,造成過多腦組織暴露以及無(wú)效開顱;因無(wú)法準(zhǔn)確定位有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致腫瘤偏離骨窗,術(shù)中需要過多、過度牽拉腦組織以找尋病灶,從而增加手術(shù)創(chuàng)傷。
 
圖2 大腦凸面腦膜瘤3D導(dǎo)板制作及術(shù)前定位結(jié)果(導(dǎo)板經(jīng)頂結(jié)節(jié)、耳廓固定)
A. 顱腦MRI;B、C. 導(dǎo)板制作圖像;D、E. 術(shù)前腫瘤的體表定位;F. 術(shù)中所見腫瘤情況

近些年來(lái),隨著神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)的逐漸應(yīng)用,腫瘤同定位的問題已得到初步解決。神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)依賴強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)工作站處理圖像數(shù)據(jù)和運(yùn)用復(fù)雜的軟件算法,為手術(shù)提供定位信息”。在腦膜瘤切除術(shù)中,神經(jīng)導(dǎo)航有助于規(guī)劃術(shù)中骨瓣和硬腦膜開口;可減少術(shù)中原發(fā)性創(chuàng)傷,縮短手術(shù)時(shí)間,提高手術(shù)效率。但神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)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(huì)增加病人費(fèi)用。此外,術(shù)中的一些因素會(huì)影響神經(jīng)導(dǎo)航的準(zhǔn)確性。因此,需要尋找一種簡(jiǎn)單、低廉且準(zhǔn)確的定位方法,幫助制定更加合適的手術(shù)方案和簡(jiǎn)化手術(shù)過程,降低手術(shù)難度。

3D打印技術(shù)從20世紀(jì)80年代后期開始出現(xiàn),近些年由于成本降低、計(jì)算機(jī)工程和應(yīng)用程序的擴(kuò)展而在各行各業(yè)得到迅速發(fā)展。在神經(jīng)外科領(lǐng)域,因顱內(nèi)剖結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜,術(shù)前僅靠影像學(xué)檢查無(wú)法得到更加徹底的認(rèn)知,利用3D打印技術(shù)可制作復(fù)雜血管及腫瘤的模型,通過3D模型可以輔助規(guī)劃手術(shù)方案”。有學(xué)者運(yùn)用3D打印技術(shù)制作出鞍結(jié)節(jié)、鐮旁腦膜瘤及其周圍血管實(shí)體模型,用于術(shù)前規(guī)劃手術(shù)方案,輔助腦膜瘤切除,效果十分顯著吸。

此外,3D打印技術(shù)還應(yīng)用于教學(xué)及復(fù)雜手術(shù)演練、顱骨缺損修補(bǔ)等方面”。我們運(yùn)用Mimics圖像處理軟件對(duì)腦膜瘤病人原始影像學(xué)資料進(jìn)行處理,構(gòu)建并打印出個(gè)體化3D導(dǎo)板模型,對(duì)腦膜瘤術(shù)前定位幫助很大,而且有諸多優(yōu)勢(shì):①輔助術(shù)前精準(zhǔn)定位,制定更加優(yōu)化的手術(shù)方案,尤其是不易確定手術(shù)入口位置的體積較小的腦膜瘤,通過3D打印導(dǎo)板定位腫瘤的體表位置可使術(shù)中皮瓣及骨窗的選取更加適宜,避免術(shù)中不必要的出血及腦組織的損傷,縮短手術(shù)時(shí)間,減少手術(shù)創(chuàng)傷。②不用通過顱腦CT或MRI二維影像推測(cè)腫瘤的位置,在導(dǎo)板的設(shè)計(jì)過程中,可在軟件中設(shè)計(jì)出腫瘤模型,旋轉(zhuǎn)視角在各個(gè)角度觀察腫瘤的大小、形狀及其在顱內(nèi)的位置,可在術(shù)前對(duì)腫瘤有更加充分地認(rèn)識(shí),增加手術(shù)信心。③設(shè)計(jì)制作腦膜瘤定位導(dǎo)板的過程較為簡(jiǎn)單,3D打印模型所需成本也較低,每個(gè)模型需200-300元,相對(duì)神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)價(jià)格低廉。④用于神經(jīng)外科教學(xué),有利于年輕的神經(jīng)外科醫(yī)生更好的掌握腦膜瘤手術(shù)的切口位置。

綜上所述,運(yùn)用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)并打印出個(gè)體化導(dǎo)板,有助于腦膜瘤的術(shù)前精準(zhǔn)定位,優(yōu)化手術(shù)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(shù)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(lái)驗(yàn)證并積累經(jīng)驗(yàn),找尋不足;而且尚未制作出腫瘤及其周圍血管實(shí)體模型,在腦膜瘤切除術(shù)中找到并有效控制供血?jiǎng)用}是至關(guān)重要的步驟之一。因此,3D打印技術(shù)用于制作腦膜瘤及其周圍血管實(shí)體模型,以及通過個(gè)性化導(dǎo)板對(duì)腦膜瘤的主要供血血管進(jìn)行定位,以求進(jìn)一步優(yōu)化腦膜瘤切除手術(shù),仍有待進(jìn)一步研究。

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