3D打印技術在前交通動脈瘤治療中的應用

王金鵬

（九江市第一人民醫(yī)院，江西 九江332000）

前交通動脈瘤是顱內(nèi)所有動脈瘤中最常見的一種類型，其病因與動脈硬化、腦動脈閉塞與顱內(nèi)血管發(fā)育不良等相關[1]，因致殘率和致死率較高，患者需盡快行手術治療，避免動脈瘤破裂出血威脅患者生命安全。雖然，國內(nèi)外已首選開顱動脈瘤夾閉術治療前交通動脈瘤患者，但前交通動脈解剖結構復雜，治療難度較大，無法保證療效。3D打印技術是一種迅速成型技術，操作原理是在數(shù)字模型文件基礎上，通過計算機軟件構建出3D模型，以便醫(yī)護人員對患者的顱內(nèi)組織結構與病變情況進行觀察，從而開展下一步的手術治療[2]。本研究旨在探究3D打印技術在前交通動脈瘤治療中的應用效果，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選取2017年7月至2018年7月本院收治的前交通動脈瘤患者30例作為對照組，并選取2018年8月至2019年8月本院收治的前交通動脈瘤患者30例作為觀察組。對照組男16例，女14例；年齡50～76歲，平均年齡（65.21±1.58）歲；動脈瘤大小：微小型（≤3 mm）15例，小型（3～9 mm）13例，大型（10～25 mm）2例；Hunt-Hess分級：Ⅰ級11例，Ⅱ級12例，Ⅲ級4例，Ⅳ級3例。觀察組男18例，女12例；年齡51～75歲，平均年齡（66.05±1.50）歲；動脈瘤大小：微小型（≤3 mm）14例；小型（3～9 mm）12例；大型（10～25 mm）4例；Hunt-Hess分級：Ⅰ級13例，Ⅱ級10例，Ⅲ級5例，Ⅳ級2例。兩組患者臨床資料比較差異無統(tǒng)計學意義，具有可比性。本研究已通過醫(yī)院倫理委員會審核批準。

納入標準：經(jīng)影像學檢查確定為前交通動脈瘤；行雙側頸動脈造影檢查過程中，前交通動脈顯影不完整；患者家屬均對本研究知情同意，并自愿簽署知情同意書。排除標準：合并重度頸動脈狹窄患者；合并血液系統(tǒng)疾病者；合并肝腎功能障礙者。

1.2 方法兩組均接受開顱動脈瘤夾閉術治療，治療過程中，對照組不使用3D打印技術。觀察組應用3D打印技術構建出模型后再開展治療：使用膠帶與頭托固定患者頭部，并通過CT做峰值法容積掃描處理，參數(shù)設置：間距與層厚各為0.625 mm，矩陣512×512，電壓120 kV，視野220 mm，電流200 mAs。由患者顱底依次掃描至顱頂，采集數(shù)據(jù)后測定峰值；同時，應用CT專用高壓注射器，經(jīng)外周左肘正中靜脈使用20G套管針注入10 mL 0.9%氯化鈉溶液與15 mL碘海醇非離子造影劑，注射速度控制在4.5 m/s，在獲取達峰時間后將2 s經(jīng)驗值設置為正式增強掃描時間，并以相同的速度將20 mL 0.9%氯化鈉溶液、65 mL對比劑注入患者右肘正中靜脈，在增強掃描后上傳原始數(shù)據(jù)至電子計算工作站。在Mimics軟件中導入圖像數(shù)據(jù)，通過閥值法提取患者動脈瘤血管閾值，以結合3D計算工具構建出動脈瘤模型；同時，借助Mimics Cut with Polyplane工具干預處理動脈瘤模型，在立體光刻格式導出后取出動脈細小分支，對圖像做3D計算處理，以生成動脈瘤面網(wǎng)優(yōu)化模型，最后使用3D打印機構建出動脈瘤血管固定模型。

1.3 觀察指標比較兩組術前準備時間與術中操作時間；比較兩組術前、術后GCS評分，該量表包括睜眼、言語與運動3個項目，以患者評分劃分昏迷程度，輕度：13～14分，中度：9～12分，重度：3～8分[3]。

1.4 統(tǒng)計學方法采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料以“±s”表示，比較采用t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組術前準備時間與術中操作時間比較觀察組術前準備時間與術中操作時間均短于對照組（P＜0.05），見表1。

表1 兩組術前準備時間與術中操作時間比較（±s）

表1 兩組術前準備時間與術中操作時間比較（±s）

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2.2 兩組術前與術后GCS評分比較術前，兩組GCS評分比較差異無統(tǒng)計學意義；術后，兩組GCS評分均高于治療前，且觀察組高于對照組（P＜0.05），見表2

表2 兩組術前與術后GCS評分比較（±s，分）

表2 兩組術前與術后GCS評分比較（±s，分）

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3 討論

由于患者顱內(nèi)動脈瘤形狀、大小等存在差異，且前交通動脈復合體解剖結構復雜，在單側頸內(nèi)動脈造影過程中，諸多因素均可限制開顱動脈瘤夾閉術的順利開展，如部分患者的交通動脈無法顯影或顯影效果不佳等[4]。因此，需要采取相應的技術以減少其中存在的誤差，改善患者預后。

3D打印技術因具有迅速成型、直觀立體等特點在醫(yī)學模擬領域（生物組織材料與人工血管等）中已得到廣泛應用，其優(yōu)勢為術前應用構建出3D模型，以便臨床醫(yī)護人員了解患者組織器官的解剖特點、變異情況，并分析動脈瘤整體與血管間的解剖關系，在此基礎上模擬手術操作，對手術治療方案進行設計與調(diào)整，從而縮短術前準備時間，提升手術操作精準性與療效[5]。本研究結果顯示，觀察組術前準備時間與術中操作時間均短于對照組（P＜0.05）。提示，3D打印技術有利于醫(yī)護人員進行術前準備，并縮短手術操作時間。分析原因為術前應用3D打印技術可構建患者的動脈瘤3D模型，可全面分析與評估動脈瘤組織關系，并以此為依據(jù)模擬選擇動脈瘤夾與分離瘤頸等手術操作，在此過程中，醫(yī)師間可針對手術操作展開深入的分析與討論，以明確手術治療方向，并縮短術前準備時間。此外，術前談話會使患者與家屬情緒過度緊張，再加上抽象的醫(yī)學名詞，患者與家屬難以認識到手術治療的迫切性。而3D模型能直接反映出患者的實際病情與病變程度，一方面有利于醫(yī)患間進行高效溝通，以便醫(yī)師為患者家屬詳細講解病情與手術治療方法，獲得患者的支持與配合；另一方面可幫助患者完善術前準備，讓患者以最佳狀態(tài)進行手術治療，為良好預后提供保障；同時，手術治療過程中，3D模型經(jīng)消毒處理后能放置于手術臺，可使手術醫(yī)師多角度、全方位旋轉，對術中觀察動脈瘤瘤體的朝向與評估顱骨的解剖關系均可提供指導[6]，有利于手術醫(yī)師展開各項操作，從而縮短手術時間，并減少術中組織解剖的暴露。本研究結果顯示，術前，兩組GCS評分比較差異無統(tǒng)計學意義；術后，兩組GCS評分均高于治療前，且觀察組高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），提示，雖然應用開顱動脈瘤夾閉術治療后，前交通動脈瘤患者的意識障礙已得到改善，但觀察組改善效果更佳。分析原因為3D模型具有直觀、逼真的視覺效果，對手術方案的設計具有積極作用，可保證手術方案符合患者的病情，減少方案設計上存在的誤差，為患者術后恢復提供幫助[7]。此外，在治療過程中，3D模型可發(fā)揮輔助參考作用，即手術醫(yī)師可參照3D模型對患者動脈瘤進行準確定位，并以此為依據(jù)選擇最佳的路徑開展治療操作，從而保護患者的重要血管，避免手術操作損傷血管，確?；颊咧委熀笠庾R狀態(tài)恢復，提升預后質(zhì)量[8-9]。此外，3D打印技術有利于臨床醫(yī)師進行手術回顧，并結合手術錄像與3D模型總結經(jīng)驗，針對其中的不足做出相應的改進，確保3D打印技術今后可更好的應用于臨床手術治療中。

綜上所述，在前交通動脈瘤患者治療中應用3D打印技術，有利于臨床醫(yī)師通過構建的3D模型全面觀察患者動脈瘤組織結構，進而完善術前準備，在模型的指導下順利開展治療，保障患者預后。