3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型的構(gòu)建和應(yīng)用☆

江常震 丁陳禹 顏小榮 張?jiān)?林元相 康德智 林章雅○☆

隨著神經(jīng)內(nèi)鏡技術(shù)的發(fā)展，越來越多的神經(jīng)外科醫(yī)師關(guān)注并試圖開展神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)。而在開展神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)的準(zhǔn)備過程中，內(nèi)鏡下手術(shù)技巧訓(xùn)練是必要的環(huán)節(jié)，但目前對(duì)神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型構(gòu)建和應(yīng)用的報(bào)道還很少。本文回顧了福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科為神經(jīng)外科專科醫(yī)師培訓(xùn)課程所準(zhǔn)備的神經(jīng)內(nèi)鏡下手術(shù)訓(xùn)練模型的構(gòu)建方法和初步應(yīng)用結(jié)果，旨在為經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型的構(gòu)建和應(yīng)用提供新的思路。

1 對(duì)象與方法

1.1 3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型的制作由邁普再生醫(yī)學(xué)科技有限公司（廣州，中國）參照正常人體的解剖學(xué)數(shù)據(jù)，使用PolyJet StudioTM3D打印軟件（Stratasys上海有限公司，上海，中國）對(duì)3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型進(jìn)行建模（圖1），構(gòu)建的結(jié)構(gòu)包括面部皮膚、骨質(zhì)、頸內(nèi)動(dòng)脈、鼻甲、視交叉和用于固定訓(xùn)練用雞蛋的固定環(huán)。不同結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求選擇不同材質(zhì)進(jìn)行3D打印。將建模結(jié)果保存為STL格式文件，導(dǎo)入Stratasys J750 3D打印機(jī)（Stratasys上海有限公司）進(jìn)行模型制作。制作出的3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型如圖2所示。隨后由2位具有3年以上神經(jīng)內(nèi)鏡下手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的高年資醫(yī)師借助3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型進(jìn)行內(nèi)鏡下操作嘗試，并進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖1 3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型的構(gòu)建。使用PolyJet StudioTM 3D打印軟件進(jìn)行模型的構(gòu)建：圖示模型的正面觀（A）、上面觀（B）、后面觀（C）和側(cè)面觀（D）。 其中淺灰色部分代表面部皮膚、深灰色部分代表骨質(zhì)、紅色部分代表頸內(nèi)動(dòng)脈、紫色部分代表鼻甲、黃色部分代表視交叉、藍(lán)色部分代表固定環(huán)，用于固定雞蛋

圖2 3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型。A-C：3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型的正視圖(A)、后視圖(B)與俯視圖(C)。D-F：將雞蛋固定于3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型后的仰視圖(D)、后視圖(E)和俯視圖(F)

1.2 培訓(xùn)對(duì)象為準(zhǔn)備開展神經(jīng)外科?？漆t(yī)師培訓(xùn)的神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練，我科神經(jīng)內(nèi)鏡組借助3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型，先期對(duì)8名從事神經(jīng)外科工作10年以上、沒有神經(jīng)內(nèi)鏡操作經(jīng)驗(yàn)、已完成理論學(xué)習(xí)且觀摩過神經(jīng)內(nèi)鏡下經(jīng)鼻蝶垂體腺瘤切除術(shù)手術(shù)示教的，來自基層醫(yī)院的進(jìn)修醫(yī)生和我科年輕醫(yī)生，進(jìn)行了操作培訓(xùn)。

1.3 訓(xùn)練器械使用STORZ內(nèi)鏡系統(tǒng)、HOPKINS II 0°直視式內(nèi)鏡和神外動(dòng)力主機(jī)。神經(jīng)內(nèi)鏡下操作器械包括：高速金剛鉆、剪刀、神經(jīng)剝離子、圓刀、黏膜咬切鉗、咬骨鉗、抓鉗、環(huán)形刮匙和吸引器。

1.4 模型訓(xùn)練將雞蛋固定在3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型上，隨后學(xué)員使用相應(yīng)器械按順序進(jìn)行以下操作：①使用磨鉆磨除雞蛋殼超過2 cm×2 cm，要求盡量保持殼膜不破損；②用神經(jīng)剝離子松動(dòng)雞蛋殼與殼膜，剔除細(xì)小殘留的雞蛋殼；③使用黏膜咬切鉗、咬骨鉗和抓鉗擴(kuò)大雞蛋殼破損范圍；④圓刀切開殼膜；⑤使用吸引器依次吸出蛋清、蛋黃（圖3）。操作完畢后，學(xué)員更換雞蛋，總共重復(fù)以上訓(xùn)練過程3次。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 19.0進(jìn)行。對(duì)比學(xué)員首次操作和末次操作的差異時(shí)，計(jì)量資料的對(duì)比選擇配對(duì)t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料的對(duì)比選擇Fisher確切概率法，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型評(píng)價(jià)由2位具有3年以上神經(jīng)內(nèi)鏡下手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的高年資醫(yī)師借助3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型進(jìn)行內(nèi)鏡下操作嘗試。結(jié)果一致認(rèn)為：3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型具有前鼻孔、鼻甲和鼻中隔，可利用的操作空間與實(shí)際的神經(jīng)內(nèi)鏡下經(jīng)鼻蝶手術(shù)相似，可以在狹小空間內(nèi)模擬神經(jīng)內(nèi)鏡操作以及多種器械配合使用的過程。固定在模型上的雞蛋，蛋殼類似鞍底，殼膜類似鞍底硬膜，雞蛋清與鞍區(qū)囊腫的囊液相似，是良好的訓(xùn)練對(duì)象。且雞蛋成本低，一次操作過程結(jié)束后，可更換雞蛋重復(fù)訓(xùn)練。

圖3 借助3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型進(jìn)行鏡下訓(xùn)練。

2.2 訓(xùn)練效果通過上述模型和操作訓(xùn)練步驟，重點(diǎn)培訓(xùn)了學(xué)員的神經(jīng)內(nèi)鏡下的器械操作能力。培訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)員均表示能從培訓(xùn)中獲益；在末次重復(fù)練習(xí)時(shí)，學(xué)員的磨除蛋殼效率（t=-8.273，P＜0.001）以及殼膜破裂概率（P=0.007）均較初次練習(xí)時(shí)有明顯提高，見表1。

表1 培訓(xùn)學(xué)員首次和末次模擬操作的對(duì)比

3 討論

隨著神經(jīng)內(nèi)鏡技術(shù)的迅速發(fā)展，神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)已逐漸涵蓋了神經(jīng)內(nèi)科的各個(gè)領(lǐng)域，具有很高的安全性和有效性[1-3]。越來越多的神經(jīng)外科醫(yī)師關(guān)注并試圖開展神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)。而在開展神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)的準(zhǔn)備過程中，內(nèi)鏡下手術(shù)技巧訓(xùn)練是必不可少的環(huán)節(jié)。

當(dāng)前國內(nèi)外開展的神經(jīng)內(nèi)鏡訓(xùn)練多直接在尸顱標(biāo)本上進(jìn)行操作[4-5]，尸顱標(biāo)本的組織結(jié)構(gòu)與活體高度類似，但讓缺乏神經(jīng)內(nèi)鏡操作基礎(chǔ)的學(xué)員直接進(jìn)行操作，一方面當(dāng)前尸體標(biāo)本來源稀缺，并非所有學(xué)員都能得到充分的訓(xùn)練機(jī)會(huì)[6]；另一方面，沒有操作基礎(chǔ)的學(xué)員可能還更關(guān)注于如何在神經(jīng)內(nèi)鏡下使用各種器械，忽略了對(duì)標(biāo)本組織結(jié)構(gòu)的辨認(rèn)，待到對(duì)神經(jīng)內(nèi)鏡下器械操作有所熟悉之后，尸體標(biāo)本的組織結(jié)構(gòu)往往也已被破壞得辨識(shí)不清，沒能充分利用稀缺的尸體標(biāo)本。另外，正常的尸顱標(biāo)本不具有垂體瘤等病理狀態(tài)，無法針對(duì)“手術(shù)病灶”進(jìn)行詳細(xì)的手術(shù)要領(lǐng)講解，也可能對(duì)手術(shù)教學(xué)的效果產(chǎn)生一定影響[7]。

3D打印模型為解決上述教學(xué)問題提供了額外的思路。當(dāng)前3D打印模型的使用已貫穿了整個(gè)臨床過程，包括醫(yī)患溝通、術(shù)前宣教、輔助診斷、術(shù)前規(guī)劃和手術(shù)訓(xùn)練[8-12]。而神經(jīng)內(nèi)鏡下經(jīng)鼻蝶手術(shù)的手術(shù)訓(xùn)練，作為我科在神經(jīng)外科?？漆t(yī)師培訓(xùn)過程中所設(shè)置的課程，是神經(jīng)外科教學(xué)的難點(diǎn)。此時(shí)3D打印模型在該手術(shù)教學(xué)中具有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以通過3D打印技術(shù)制作與人體組織器官呈1∶1大小的手術(shù)訓(xùn)練模型。

本研究所采用的3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型具有前鼻孔、鼻甲和鼻中隔，可利用的操作空間與實(shí)際的神經(jīng)內(nèi)鏡下經(jīng)鼻蝶手術(shù)相似，學(xué)員可以在狹小空間內(nèi)模擬神經(jīng)內(nèi)鏡操作以及多種器械配合使用的過程。為了讓學(xué)員能夠在該模型上模擬神經(jīng)內(nèi)鏡下操作以及多種器械配合使用的過程，該3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型在鞍區(qū)預(yù)留了一個(gè)位置，可以容納并固定雞蛋。利用雞蛋菲薄的蛋殼和內(nèi)部的殼膜、蛋清蛋黃作為訓(xùn)練對(duì)象，在手術(shù)訓(xùn)練過程中，學(xué)員可以使用相應(yīng)器械進(jìn)行磨除雞蛋殼、剝離和鉗取雞蛋殼與殼膜、切開殼膜、吸出蛋清和蛋黃等操作，重點(diǎn)練習(xí)了神經(jīng)內(nèi)鏡下手術(shù)器械的使用方法和內(nèi)鏡下手術(shù)技巧。訓(xùn)練步驟按照神經(jīng)內(nèi)鏡下打開鞍底切除垂體腺瘤的過程來制定，突出了訓(xùn)練的真實(shí)性和實(shí)用性，在實(shí)際應(yīng)用中取得了滿意的效果。本研究中，學(xué)員在末次操作時(shí) “磨除雞蛋殼時(shí)發(fā)生殼膜破裂的概率”以及“從置入內(nèi)鏡至磨除蛋殼結(jié)束的單位時(shí)間內(nèi)蛋殼磨除面積”均較首次操作時(shí)有了明顯改善。

雖然本研究中采用的3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型在真實(shí)性方面與尸體標(biāo)本還存在很大的距離，但在尸體標(biāo)本操作之前，借助3D打印經(jīng)鼻蝶神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)訓(xùn)練模型進(jìn)行初步訓(xùn)練，有助于提高基本操作能力和手術(shù)技巧。也能夠讓學(xué)員在后續(xù)的尸顱標(biāo)本操作中，已具備基本的內(nèi)鏡下操作技巧，進(jìn)而更好地專注于手術(shù)入路和解剖結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，從而提升整體教學(xué)效果。

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