3D打印技術(shù)在腦膜瘤術(shù)前定位中的初步應(yīng)用

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(guò)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(guò)程中皮瓣及骨窗過(guò)大，造成過(guò)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(guò)多、過(guò)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(jiàn)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(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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