林永雙 栗學(xué)玉 龔政源 黃海能

基金項目：廣西壯族自治區(qū)衛(wèi)生健康委員會自籌經(jīng)費科研課題（Z-L20220875）

第一作者簡介：林永雙，男，醫(yī)學(xué)學(xué)士，在讀碩士研究生，研究方向：腦血管病。E-mail：1109340420@qq.com

通信作者：黃海能。E-mail：bshuanghn@163.com

［本文引用格式］林永雙，栗學(xué)玉，龔政源，等.3D打印導(dǎo)板定位穿刺引流術(shù)治療高血壓性腦出血的研究進(jìn)展［J］.右江醫(yī)學(xué)，2024，52（3）：268-271.

【關(guān)鍵詞】? 3D打印導(dǎo)板；高血壓性腦出血；血腫穿刺引流

中圖分類號：R743.34??? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A??? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2024.03.014

高血壓性腦出血（hypertensive intracerebral hemorrhage，HICH）是神經(jīng)外科的急危重癥，其發(fā)病率、病死率、致殘率極高。我國HICH的發(fā)病率明顯高于西方國家，但目前對于HICH手術(shù)方式的選擇仍存在爭議。近年來，血腫穿刺引流術(shù)因創(chuàng)傷小且預(yù)后滿意在我國HICH治療中得到廣泛應(yīng)用。3D打印技術(shù)為穿刺引流術(shù)的精準(zhǔn)定位提供了新的方法，進(jìn)一步明確血腫穿刺引流在HICH治療中的優(yōu)勢以及3D導(dǎo)板個體化定位的優(yōu)勢，對于我國基層醫(yī)院開展HICH的救治、HICH手術(shù)方式的選擇及改善患者預(yù)后有著重要意義?，F(xiàn)就3D打印導(dǎo)板輔助穿刺引流術(shù)治療HICH的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1? HICH后腦損傷機制

HICH通常指有高血壓病史的患者在腦實質(zhì)或腦室內(nèi)突然出血［1］。我國HICH的發(fā)病率占腦卒中的21%至48%，同時其致殘率和致死率在我國腦卒中中名列前茅，患者預(yù)后差，很難恢復(fù)生活自理能力，僅有12%至39%的患者神經(jīng)功能恢復(fù)較好［2］。HICH引起的腦損傷可分為原發(fā)性腦損傷和繼發(fā)性腦損傷。原發(fā)性腦損傷是指血腫早期對局部神經(jīng)元造成的直接機械壓迫創(chuàng)傷。繼發(fā)性腦損傷是由凝血和血紅蛋白分解產(chǎn)物引起，特別是凝血酶，在損傷后4小時激活小膠質(zhì)細(xì)胞，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞導(dǎo)致血腦屏障分解、血管源性水腫以及神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞凋亡，進(jìn)一步加重神經(jīng)功能障礙［3］。

2? 穿刺引流術(shù)治療HICH

HICH治療的首要目的是盡早解除血腫對周圍組織的壓迫、降低顱內(nèi)高壓、避免繼發(fā)性腦損傷，最大限度地挽救患者生命并提高預(yù)后和生活質(zhì)量［4］。主要有內(nèi)科保守治療和手術(shù)治療兩種方法，常用的手術(shù)方式包括開顱血腫清除術(shù)、小骨窗顯微血腫清除術(shù)、神經(jīng)內(nèi)鏡血腫清除術(shù)和血腫穿刺引流術(shù)等［5］。

對于幕上大于30 mL、幕下大于10 mL的腦內(nèi)血腫，尤其是已經(jīng)昏迷，甚至腦疝的患者行手術(shù)治療已達(dá)成共識，但選擇何種手術(shù)方式仍有較大爭議。相關(guān)研究指出對于出血量超過60 mL、深度昏迷（格拉斯哥評分<6分）且病情持續(xù)惡化的自發(fā)性腦出血患者，仍需開顱手術(shù)挽救生命［6］，而對于出血量在30～60 mL、無腦疝形成或腦疝形成早期者，可選擇微創(chuàng)手術(shù)治療［7］。《中國腦出血診治指南2019》也提出微創(chuàng)手術(shù)是安全的，有助于降低病死率（Ⅰ級推薦，A級證據(jù)）［8］。目前報道較多的微創(chuàng)手術(shù)方式主要是神經(jīng)內(nèi)鏡下血腫清除和血腫穿刺引流。李元貴等通過分析110 例 HICH 患者分別接受內(nèi)鏡手術(shù)和血腫穿刺引流治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組出院預(yù)后比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），那么術(shù)式選擇要根據(jù)患者的個人情況及所就診醫(yī)療機構(gòu)的醫(yī)治水平、患者的經(jīng)濟(jì)條件等綜合考慮。但血腫穿刺引流較內(nèi)鏡手術(shù)操作更加簡便，穿刺引流組的手術(shù)時間（1.13 ± 0.41）h、術(shù)中出血量（10.83 ± 3.95）mL均小于內(nèi)鏡組的（1.78 ± 0.31）h、（70.62 ± 43.12）mL，穿刺引流組ICU住院時間及住院費用也低于內(nèi)鏡組（P<0.05）。并且穿刺引流一般采用局部麻醉的方式即可手術(shù)，更適用于高齡、身體狀況差、并發(fā)癥多等不能耐受全身麻醉的患者［9］。就我國而言，HICH患者眾多且大部分就診于基層醫(yī)院，神經(jīng)內(nèi)鏡等設(shè)備因操作復(fù)雜或價格昂貴而無法普及。血腫穿刺引流在創(chuàng)傷小的前提下可有效改善預(yù)后，還能降低繼發(fā)性腦損傷的發(fā)生率［10-11］，對于我國神經(jīng)內(nèi)鏡無法開展的基層醫(yī)院以及老年患者來講仍是優(yōu)先考慮的手術(shù)方式。

近年來，對幕上血腫<30 mL我國越來越多學(xué)者提出也可采取穿刺引流來改善患者預(yù)后［4，12］。HUANG等通過對幕上血腫<30 mL的患者進(jìn)行保守和立體定向穿刺引流治療的對比發(fā)現(xiàn)，手術(shù)組神經(jīng)功能缺損評分顯著低于保守治療組并且手術(shù)組下肢靜脈血栓和肺部感染等并發(fā)癥發(fā)生率也較低（P<0.05）［13］。HOU等發(fā)表的高質(zhì)量 Meta分析結(jié)果顯示與保守藥物相比手術(shù)似乎有益也表述了這一觀點［14］。保守治療血腫吸收一般需要3～4周，血腫長期存在產(chǎn)生的有毒物質(zhì)會引起腦血管壁彈性變化，導(dǎo)致細(xì)胞水腫和顱內(nèi)壓增高［15］。血腫的存在還會破壞正常的神經(jīng)功能，導(dǎo)致腦組織和神經(jīng)纖維束發(fā)生不可逆的損傷，患者的臨床癥狀可能會進(jìn)一步加重，從而延長住院時間使肺炎等并發(fā)癥的發(fā)生明顯增加。穿刺引流術(shù)可在創(chuàng)傷小的前提下短時間內(nèi)清除血腫，避免或減輕了繼發(fā)性損害，從而降低患者的致殘率，提高生存質(zhì)量。

3? 3D打印導(dǎo)板精準(zhǔn)定位

在探討微創(chuàng)手術(shù)治療腦出血的國際多中心隨機對照研究MISTIE Ⅲ的亞組分析中指出，只有微創(chuàng)治療后剩余血腫體積≤15 mL時，微創(chuàng)組患者預(yù)后好的比例較保守治療組增加10.5%（95%CI 1.0～20.0；P=0.03）［16］。因此要保證血腫穿刺引流可以改善患者預(yù)后就要提高血腫清除率。但穿刺引流術(shù)無法做到直視下清除血腫，要想提高血腫清除率就要求對血腫進(jìn)行精準(zhǔn)定位。這就需要一種低成本且易于操作的技術(shù)來實現(xiàn)精準(zhǔn)定位，從而避免繼發(fā)性腦損傷的發(fā)生［17］。

3.1? 神經(jīng)外科手術(shù)常用的定位方法

在神經(jīng)外科手術(shù)發(fā)展的過程中常用的定位方法主要有：①CT徒手定位。通過CT片測量后在患者頭皮劃線標(biāo)記血腫，對醫(yī)生解剖知識了解要求較高且定位主觀性較強。②體表金屬標(biāo)記。此方法需要患者多次CT掃描，增加患者遭受輻射傷害次數(shù)。③立體定向定位。此方法需要安裝頭部框架且患者術(shù)前準(zhǔn)備時間較長，易給清醒患者帶來恐懼感。④術(shù)中超聲定位。只有打開骨窗后才能使用超聲探頭確認(rèn)血腫位置，并不能在術(shù)前對顱內(nèi)血腫進(jìn)行定位。⑤神經(jīng)導(dǎo)航定位。通過將患者實際頭部位置和導(dǎo)航儀處理后得到三維立體圖像聯(lián)系起來。⑥手術(shù)機器人定位?？稍谛g(shù)中實時評估并且完全避免了人手穿刺時抖動帶來的誤差。導(dǎo)航定位、機器人定位因其操作繁瑣和系統(tǒng)昂貴限制了在各級醫(yī)院的廣泛使用［18］。

3.2? 3D打印導(dǎo)板定位下穿刺引流的優(yōu)勢

隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，3D打印導(dǎo)板定位克服了傳統(tǒng)CT定位停留在二維平面的不足，降低了設(shè)備成本，使得血腫穿刺引流精準(zhǔn)定位在我國各級醫(yī)院均可實現(xiàn)。張濤等人通過研究156例血腫穿刺引流中，78例使用3D手術(shù)導(dǎo)板定位相對于傳統(tǒng)CT定位，更有效地清除了血腫（P<0.05）［19］。利用3D導(dǎo)板定位優(yōu)點主要如下：①穿刺精準(zhǔn)性提高，術(shù)前導(dǎo)板設(shè)計建模時進(jìn)一步準(zhǔn)確地評估血腫的大?。?0］、位置、周圍毗鄰結(jié)構(gòu)等，還可以根據(jù)不同位置和形狀的血腫設(shè)計出不同的手術(shù)導(dǎo)板，提高了定位的精準(zhǔn)性和個體化［21］。②穿刺安全性提高，首先固定了穿刺深度及方向，其次導(dǎo)板輔助大多經(jīng)額部進(jìn)行穿刺，額葉血管較少，經(jīng)額穿刺后再出血較經(jīng)顳葉概率小，大大避免了因穿刺失誤引起的繼發(fā)性腦損傷。③3D打印導(dǎo)板操作簡單，打印機及打印材料花費較少，在各級醫(yī)院均可廣泛普及［22］。

4? 3D打印導(dǎo)板的建模及打印方式和耗材

4.1? 建模軟件

常用的3D導(dǎo)板建模軟件有Mimics、3D-slicer、E-3D等。E-3D（數(shù)字醫(yī)療建模與設(shè)計）是由我國中南大學(xué)自主研發(fā)的國產(chǎn)軟件，中文操作界面相對友好，王釗等人利用E-3D為23例顱底腫物患者進(jìn)行術(shù)前建模和手術(shù)。該研究還闡述了E-3D相對于3D-slicer等英文軟件的操作難度明顯降低，部分醫(yī)院利用E-3D已成功開展腦出血的精準(zhǔn)穿刺微創(chuàng)治療且效果滿意［23］。Mimics雖然擁有豐富的圖像分割工具，對心臟、肺組織、血管及骨骼等重建效果好，但因其是一款商業(yè)軟件，使用時需要購買版權(quán)，無法在各級醫(yī)院普及。3D-slicer重建精度雖然遜色于Mimics，但對于腦部的結(jié)構(gòu)而言重建效果要比其他組織更精準(zhǔn)，近年來已被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)外科疾病的建模中［24］。特別是在HICH幕上血腫的手術(shù)治療穿刺通道設(shè)計中，制作穿刺導(dǎo)板僅需要將患者的CTA圖像導(dǎo)入到3D-slicer中依次運行Segment Editor、Threshold等功能模塊，生成血腫的三維模型。再依次運行Margin、Logical operators、Draw tube、Curve Maker、Segmentation及Logical operators即可完成。3D-slicer可以做到完全免費、支持多種標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)圖像文件格式，程序源代碼全部開放，算法全部開放，并且還可添加功能擴(kuò)展。通過實現(xiàn)術(shù)中三維可視化，一定程度上代替了神經(jīng)導(dǎo)航功能，成為許多基層醫(yī)院HICH手術(shù)治療的有效輔助方法。因此，3D-slicer的操作簡單，設(shè)備要求低等優(yōu)勢無疑為各級醫(yī)院神經(jīng)外科建模提供了新的方法［25］。陳杰等人通過利用3D-slicer輔助穿刺引流發(fā)現(xiàn)較常規(guī)組的住院時間縮短，穿刺點距血腫中心的距離也更近（均P<0.05）［26］。近年來，研究表明還可通過DTI、移動設(shè)備的簡單實用的增強現(xiàn)實（AR）等技術(shù)與3D-slicer結(jié)合，進(jìn)一步提高穿刺的精準(zhǔn)性和個性化。黃毅等人通過3D-slicer聯(lián)合手機導(dǎo)航輔助來進(jìn)一步提高手術(shù)的個體化和血腫清除率［27］。QIU等就利用3D-slicer聯(lián)合DTI重建神經(jīng)纖維束，可以用來判斷患者偏癱及預(yù)后情況［28］。

4.2? 打印方式和打印耗材

常用的3D打印方式主要有積壓-熔融沉積式（FDM）、光敏樹脂選擇性固化（SLA）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）。SLS具有精細(xì)的分辨率，但目前還沒有消費級SLS打印機。與之相比，SLA打印機的分辨率更精細(xì)，且有一些打印機型號可供選擇，但其耗材較昂貴，并需要額外的固化步驟。相對而言，F(xiàn)DM打印機的分辨率較粗糙，但在價格方面具有明顯優(yōu)勢，因此在穿刺導(dǎo)板制備中已被廣泛應(yīng)用。適用于FDM打印的主要耗材是聚乳酸（PLA），盡管相比光敏樹脂材料，PLA的外觀和硬度稍遜，但其價格低廉且易獲取，具有良好的可降解性，因此在保證穿刺導(dǎo)板的強度和硬度的前提下，最大限度地降低了打印成本。通過對比光敏樹脂和PLA作為打印材料的優(yōu)劣，余成偉發(fā)現(xiàn)兩者均具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，但PLA的成本更低，這一觀點也得到了支持［29-30］。

5? 小結(jié)和展望

3D打印技術(shù)的推廣最大程度地填補了我國基層醫(yī)院在HICH手術(shù)治療精準(zhǔn)定位方面的空白。這符合我國的國情和“醫(yī)工結(jié)合、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”的新技術(shù)理念，不僅擴(kuò)大了手術(shù)適應(yīng)證的范圍，還可以在降低治療成本的同時迅速清除血腫，從而改善患者的預(yù)后，提高生活質(zhì)量。近年來，3D打印技術(shù)在腦干出血、顱底腫瘤、椎管內(nèi)腫瘤等高難度手術(shù)以及神經(jīng)外科醫(yī)患溝通和教學(xué)活動中得到廣泛應(yīng)用。然而，仍然存在一些不足，例如打印導(dǎo)板需要一定時間，且需要消毒、滅菌后才能在臨床上使用，這使其不適合于急診患者。期待未來能夠開發(fā)更多開源的建模軟件供臨床選擇，提高打印速度并降低成本，以實現(xiàn)3D打印技術(shù)在神經(jīng)外科應(yīng)用中的最大效益。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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（收稿日期：2023-06-13? 修回日期：2023-07-24）

（編輯：梁明佩）