李文華 師忠杰 王占祥 高 鑫

顱內(nèi)動脈瘤破裂是自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血的最 常見病因，具有較高的致殘率及病死率[1]。開顱動脈瘤夾閉術(shù)是處理顱內(nèi)動脈瘤較為常用的方法，其中最嚴(yán)重的并發(fā)癥是術(shù)中動脈瘤破裂出血，原因之一就是分離動脈瘤過程中操作不當(dāng)，一旦在分離過程中出現(xiàn)動脈瘤破裂，很可能引起致死性的嚴(yán)重后果[2]。因此，除了要求術(shù)者精細(xì)操作以外，周全的術(shù)前規(guī)劃顯得尤為重要。2020年7～9月經(jīng)翼點入路開顱夾閉術(shù)治療顱內(nèi)動脈瘤12 例，根據(jù)術(shù)前CTA 數(shù)據(jù)，運用3D Slicer軟件進(jìn)行個體化三維重建輔助術(shù)前手術(shù)規(guī)劃，取得良好的效果，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象12 例中，男6 例，女6 例；年齡34～85歲，平均（60±13）歲。突發(fā)頭痛頭暈或惡心嘔吐并急診入院8 例，突發(fā)頭痛伴視物模糊1 例，突發(fā)昏迷1例，反復(fù)頭暈2 例。動脈瘤破裂10 例，未破裂2 例；動脈瘤直徑1.9～22 mm，平均（9.1±5.7）mm。大腦中動脈動脈瘤5 例，前交通動脈動脈瘤4 例，后交通動脈動脈瘤1 例，頸內(nèi)動脈動脈瘤1 例，左側(cè)大腦前動脈動脈瘤1例。

1.2 3D Slicer 影像重建 術(shù)前均行顱腦CTA 薄層掃描，層厚1.0 mm。將顱腦CTA 原始以DICOM 格式[3]通過光盤拷貝到電腦并導(dǎo)入到3D Slicer 軟件，軟件會自動根據(jù)軸位數(shù)據(jù)，生成矢狀位及冠狀位數(shù)據(jù)。利用volume rendering 板塊重建3D-CTA并進(jìn)行判閱和測量，包括動脈瘤的位置、個數(shù)和容積再現(xiàn)圖中所測量瘤體最大長徑和瘤口半徑。每條數(shù)據(jù)的最終結(jié)果取自兩位不同操作者所測數(shù)據(jù)的平均值。本文將動脈瘤按照長徑≥5 mm 和＜5 mm，瘤口半徑≥5 mm和＜5mm進(jìn)行分類。選擇Segment Editor 模塊里面的閾值（Thresthold）自動分割工具聯(lián)合筆刷（Paint）工具進(jìn)行三維重建，根據(jù)需要選擇性重建出顱骨、動脈瘤、載瘤動脈、視交叉等，并使用不同顏色標(biāo)記，重建完成以后將模型分別導(dǎo)出備用。

1.3 手術(shù)方法12 例均采用翼點入路開顱手術(shù)夾閉動脈瘤，手術(shù)均由同一位副主任醫(yī)師主刀完成。在標(biāo)準(zhǔn)前后位三維圖像基礎(chǔ)上，先左右旋轉(zhuǎn)180°，將圖像調(diào)整成標(biāo)準(zhǔn)后前位，然后再上下旋轉(zhuǎn)180°將其調(diào)整成頭下足上的倒置圖像。若從右側(cè)翼點入路開顱，則在上述圖像基礎(chǔ)上右前斜300°，然后向足側(cè)（瓦氏位）旋轉(zhuǎn)20°；反之，若是左側(cè)翼點入路開顱，則在上述圖像基礎(chǔ)上左前斜300°，后向足側(cè)（瓦氏位）旋轉(zhuǎn)20°。術(shù)中逐步分離外側(cè)裂，并釋放腦脊液，降低顱內(nèi)壓。仔細(xì)分離、尋找載瘤動脈及動脈瘤。暴露載瘤動脈和瘤頸以后，將三維模型與術(shù)中所見進(jìn)行對比，確定動脈瘤周圍結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步確認(rèn)結(jié)構(gòu)識別無誤，臨時阻斷載瘤動脈近端，選擇合適的角度夾閉動脈瘤。對于中小動脈瘤（直徑＜15 mm），通過術(shù)中解剖標(biāo)志，如頸內(nèi)動脈分叉部、視交叉、前床突等，結(jié)合三維模型尋找動脈瘤相對位置；對于大腦中動脈遠(yuǎn)端的小動脈瘤，通過對比三維模型，模擬手術(shù)入路視角，確定瘤體位置。

1.4 術(shù)后隨訪 隨訪方式以門診復(fù)診為主，術(shù)后3 個月復(fù)查顱腦CTA，應(yīng)用GOS評分評價預(yù)后。

2 結(jié)果

2.1 動脈瘤三維模型的重建12 例均順利完成三維影像重建，將三維模型與術(shù)中所見進(jìn)行對比，9例正確反映術(shù)中真實解剖情況，3例術(shù)中對比效果欠佳，小動脈瘤（直徑＜5 mm）以及小血管重建效果相對較差，但是動脈瘤周圍主要血管結(jié)構(gòu)對比一致。

2.2 手術(shù)結(jié)果12例動脈瘤均順利實施開顱夾閉術(shù)，術(shù)中沒有出現(xiàn)動脈瘤破裂。術(shù)后次日復(fù)查顱腦CTA示顱內(nèi)血管通暢，未見新增出血，動脈瘤夾閉良好。術(shù)后3 個月，復(fù)查CTA 未見動脈瘤復(fù)發(fā)；GOS 評分5分8例，4分3例，3分1例。

2.3 典型病例76 歲女性，因反復(fù)頭暈4 個月入院。體格檢查：神志清楚，未發(fā)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)陽性體征。顱腦CTA 示右側(cè)大腦中M1 段動脈瘤，直徑約12 mm；左側(cè)大腦中動脈M2 段起始部動脈瘤，直徑約3 mm。術(shù)前通過3D Slicer完成三維模型重建，模擬翼點入路，評估單側(cè)入路夾閉雙側(cè)動脈瘤具有可行性，按照手術(shù)規(guī)劃，選擇右側(cè)翼點入路，術(shù)中夾閉右側(cè)動脈瘤后，按照三維模型的模擬角度，準(zhǔn)確分離出對側(cè)大腦中動脈M2段動脈瘤，并順利夾閉（圖1）。術(shù)后復(fù)查CTA 示雙側(cè)動脈瘤夾閉良好，術(shù)區(qū)未見新增出血。術(shù)后隨訪3 個月，GOS 評分5 分，復(fù)查CTA 未見動脈瘤復(fù)發(fā)。

圖1 3D Slicer軟件三維重建輔助右側(cè)翼點入路手術(shù)夾閉雙側(cè)大腦中動脈動脈瘤

3 討論

3.1 3D Slicer軟件功能優(yōu)勢3D Slicer軟件是一個用于醫(yī)學(xué)圖像處理和三維可視化的開源軟件，由美國國立衛(wèi)生研究院和全球開發(fā)者社區(qū)贊助，是一款備受醫(yī)生青睞的強(qiáng)大的跨平臺處理工具。20 多年來，3D Slicer 軟件的各種擴(kuò)展模塊被開發(fā)出來，功能愈發(fā)豐富，可以在多種操作系統(tǒng)上安裝運行，具有強(qiáng)大的三維重建、影像配準(zhǔn)、多模態(tài)融合、分割、內(nèi)鏡模擬等功能[4]。

3.2 顱內(nèi)動脈瘤夾閉術(shù)前規(guī)劃的重要性 顱內(nèi)動脈瘤破裂出血是引起蛛網(wǎng)膜下腔出血最常見的原因。目前，顱內(nèi)動脈瘤常用的治療手段包括介入栓塞術(shù)和開顱夾閉術(shù)，其中開顱夾閉術(shù)，要求操作細(xì)致，能夠準(zhǔn)確識別和分離載瘤動脈和瘤頸，稍有不慎便會引起動脈瘤破裂，所以，術(shù)中精確定位顯得尤為重要[5]。這就要求術(shù)者必須要解剖知識扎實，并且要有豐富的空間想象力，而周全的術(shù)前規(guī)劃是手術(shù)成功的關(guān)鍵。

3.3 運用3D Slicer 軟件影像重建的優(yōu)勢 目前，顱內(nèi)動脈瘤影像檢查包括CTA、DSA、MRA 等，MRA 檢查時間久，不適合急診病人；DSA為診斷顱內(nèi)動脈瘤的金標(biāo)準(zhǔn)，但是無法顯示血管周圍組織結(jié)構(gòu)情況，而且是有創(chuàng)的，短時間內(nèi)，不適合多次檢查。相比之下，顱腦CTA更加快捷、方便，常作為顱內(nèi)動脈瘤病人的首選檢查。通過CTA影像的三維重建可以幫助術(shù)者對局部解剖深入認(rèn)識，實現(xiàn)術(shù)中情況的真實模擬。盡管術(shù)中超聲可以實時定位，但是操作步驟及器械準(zhǔn)備復(fù)雜，會延長手術(shù)時間[6]。目前，使用3D Slicer進(jìn)行影像后處理的報道越來越多，證實其三維重建結(jié)果的準(zhǔn)確性[7，8]。本文12 例顱內(nèi)動脈瘤成功實現(xiàn)模擬手術(shù)視角及預(yù)測目標(biāo)結(jié)構(gòu)位置，使術(shù)者可以快速準(zhǔn)確的找到動脈瘤位置，從而避免損傷周圍血管及降低因操作不當(dāng)引起動脈瘤術(shù)中破裂的風(fēng)險。利用3D Slicer 軟件重建動脈瘤模型輔助術(shù)中定位，擺脫了特殊定位設(shè)備，直接使用CTA掃描序列，無需其它特殊影像的檢查。利用3D Slicer軟件有針對性地進(jìn)行病變及毗鄰結(jié)構(gòu)重建，能輔助術(shù)中快速定位，可以作為術(shù)前計劃的一項補(bǔ)充[9]。另外，與病人及其家屬進(jìn)行病情告知、術(shù)前談話時，應(yīng)用三維動脈瘤模型，會起到事半功倍的效果。

3.4 研究的局限性 樣本量少，缺少大宗數(shù)據(jù)的支持，因此3D Slicer 影像重建能否縮短動脈瘤夾閉手術(shù)時間，有待進(jìn)一步研究。重建數(shù)據(jù)使用的是DICOM 格式，重建效果很大程度受限于所使用的數(shù)據(jù)質(zhì)量，因此使用3D Slicer 軟件必須和影像科室醫(yī)生相互溝通合作。本文病例在重建過程中，對于直徑大于5 mm 且未引起血腫的動脈瘤，重建效果較好；對于動脈瘤破裂出血，引起局部血腫的病人，重建效果較差。

3.5 影像三維建模技術(shù)展望 隨著醫(yī)院PACS系統(tǒng)的普及[10]，獲取影像原始數(shù)據(jù)已不再是難事，基于3D Slicer 的影像建?？梢赃M(jìn)一步拓展到整個神經(jīng)外科領(lǐng)域，同時實現(xiàn)解剖模型的3D 打印[11]。目前，國家將醫(yī)療3D打印納入重點發(fā)展技術(shù)，三維影像建模是打印的基礎(chǔ)。相信未來三維影像、多模態(tài)融合技術(shù)等會成為神經(jīng)外科中的一個亮點，希望能有更多的同道加入到三維影像建模隊伍中，一起努力，為我國神經(jīng)外科事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

綜上所述，3D Slicer 三維影像重建制作的顱內(nèi)動脈瘤三維立體模型，可獲得更多的立體解剖信息，加深對病變局部解剖的認(rèn)識，指導(dǎo)制定手術(shù)計劃，減少術(shù)中動脈瘤破裂的風(fēng)險，提高手術(shù)效果。