3D-Slicer三維重建技術(shù)輔助神經(jīng)內(nèi)鏡下血腫清除術(shù)與顯微鏡下小骨窗開顱血腫清除術(shù)治療高血壓基底核區(qū)出血的療效比較研究

張山，武一平，祁紅輝，申向竹，董雨，李憶蒙，韓亞非，徐偉，楊德真，唐會昌，馬可

高血壓腦出血（hypertensive intracerebral hemorrhage，HICH）是神經(jīng)科常見疾病，10%～30%的腦卒中患者源于HICH，主要是因大腦中動脈豆紋動脈破裂所致，其中基底核區(qū)出血者約占60%［1］。動脈硬化、小動脈損傷可致使血管失去收縮與增大阻力的保護作用，而當血壓升高時血管薄弱處則會發(fā)生出血［2-3］。1888年臨床開始采用外科手術(shù)治療腦出血，隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，20世紀80年代末手術(shù)技術(shù)有了長足發(fā)展，小骨窗開顱血腫清除術(shù)、腦通道技術(shù)、大骨瓣開顱手術(shù)等被廣泛應(yīng)用于臨床。針對30～60 ml的中等出血量患者主要采取手術(shù)治療，其中基底核區(qū)中等出血量常采用小骨窗開顱血腫清除術(shù)治療，該術(shù)式可在直視下完成，且創(chuàng)傷小，但術(shù)野相對有限［4-6］。3D-Slicer軟件可利用CT原始影像數(shù)據(jù)在短時間內(nèi)對人體顱骨、頭皮、血腫位置進行模擬、重建，進而得出三維的血腫位置完整圖像，無需借助投影儀即可在體表定位血腫的中心靶點，該軟件自開發(fā)之日起即應(yīng)用于臨床，并在實踐中不斷得到肯定［7-9］。鑒于此，本研究旨在比較3D-Slicer三維重建技術(shù)輔助神經(jīng)內(nèi)鏡下血腫清除術(shù)與顯微鏡下小骨窗開顱血腫清除術(shù)治療高血壓基底核區(qū)出血的臨床效果，以期為該技術(shù)在臨床中應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取邯鄲市中心醫(yī)院神經(jīng)外4科2018年3月—2019年10月收治的高血壓基底核區(qū)出血患者109例，按照隨機數(shù)字表法分為對照組50例和治療組59例。對照組中男35例，女15例；年齡39～64歲，平均（59.1±11.1）歲；高血壓病程4～18年，平均（10.1±2.4）年；術(shù)前收縮壓159～249 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），平均（190±19）mm Hg；術(shù)前舒張壓91～140 mm Hg，平均（120±12）mm Hg；出血量31～60 ml，平均（37.9±3.1）ml；吸煙14例（28.0%）；飲酒12例（24.0%）；合并癥：糖尿病10例（20.0%），冠心病29例（58.0%）。治療組中男38例，女21例；年齡40～65歲，平均（60.3±9.1）歲；高血壓病程3～17年，平均（8.9±1.0）年；術(shù)前收縮壓156～243 mm Hg，平均（193±20）mm Hg； 術(shù) 前 舒 張 壓 90～139 mm Hg，平 均（118±10）mm Hg；出血量30～58 ml，平均（38.1±2.8）ml；吸煙20例（33.9%）；飲酒17例（28.8%）；合并癥：糖尿病12例（20.3%），冠心病34例（57.6%）。兩組患者性別（χ2=0.383）、年齡（t=0.261）、高血壓病程（t=0.849）、術(shù)前收縮壓（t=0.149）、術(shù)前舒張壓（t=0.244）、出血量（t=0.307）、吸煙率（χ2=0.439）、飲酒率（χ2=0.321）、糖尿病發(fā)生率（χ2=0.002）、冠心病發(fā)生率（χ2=0.002）比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。本研究經(jīng)過邯鄲市中心醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準，患者及家屬對本研究內(nèi)容知曉并簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標準 納入標準：（1）經(jīng)顱腦CT或磁共振成像檢查確診為基底核區(qū)出血，出血量為30～60 ml；（2）有明確高血壓病史，均符合《2018年歐洲心臟病學(xué)會和歐洲高血壓學(xué)會高血壓管理指南》中的高血壓診斷標準［10］。排除標準：（1）因腫瘤、腦卒中、顱內(nèi)動脈瘤、煙霧病、動脈畸形等疾病所致腦出血者；（2）術(shù)前發(fā)生腦疝、梗阻性腦積水者；（3）合并血液系統(tǒng)疾病、有出血傾向或長期服用影響凝血功能藥物者；（4）因其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病而導(dǎo)致神經(jīng)功能損傷者；（5）因合并多器官或單器官嚴重疾病而影響手術(shù)預(yù)后者；（6）出院后失訪或中途放棄治療者。

1.3 治療方法

1.3.1 術(shù)前準備 術(shù)前患者均進行常規(guī)檢查，并進行備皮，留置胃管、導(dǎo)尿管，并于患者額顳部粘貼3個電極片或采用神經(jīng)外科專用Mark確定平面，再進行顱腦CT檢查，薄層掃描厚度≤2.0 mm。

1.3.2 術(shù)中麻醉 患者均于術(shù)前30 min肌肉注射阿托品0.5 g，并靜脈注射丙泊酚1～2 mg/kg、維庫溴銨0.1 mg/kg、芬太尼2～4 μg/kg進行麻醉誘導(dǎo)，在麻醉誘導(dǎo)下進行氣管插管，再給予異氟醚0.5%～2.0%氣管插管吸入，丙泊酚4～6 mg?kg-1?h-1靜脈持續(xù)給藥，芬太尼2 μg/kg、維庫溴銨0.05 mg/kg間斷靜脈推注，以維持麻醉。

1.3.3 手術(shù)方法

1.3.3.1 對照組 對照組患者采用顯微鏡下小骨窗開顱血腫清除術(shù)治療。血腫定位：患者于術(shù)前進行顱腦CT檢查，依據(jù)CT結(jié)果選擇血腫最大層面為中心靶點，在體表進行標記。手術(shù)過程：在距離血腫最近點做一問號切口，長度約5 cm，使用乳突撐開器撐開切口，再用電鉆鉆孔后借助銑刀擴大骨孔直徑為3～4 cm的小骨窗，注意需避開主要功能區(qū)、大血管等，使用骨蠟止血，電凝器電凝硬膜后做一“十”字形切口，在顯微鏡下分離直至島葉，過程中可見血腫，若仍未見血腫則在島葉上做一1 cm的切口進行血腫清除，再采用0.9%氯化鈉溶液反復(fù)沖洗直至無活動性出血，使用細吸引器自血腫中心部位輕柔吸除血腫，血腫清除后顱內(nèi)壓會明顯降低，再對血腫腔進行沖洗，直至血壓恢復(fù)至基線水平；最后，使用明膠海綿止血并在血腫腔內(nèi)放置引流管，進行骨瓣復(fù)位、分層關(guān)顱。

1.3.3.2 治療組 治療組患者采用3D-Slicer三維重建技術(shù)輔助神經(jīng)內(nèi)鏡下血腫清除術(shù)治療。血腫定位：將患者顱腦CT掃描所得到的DICOM格式的原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D-Slicer軟件中，進入“Editor”界面，依次運行“Paint effect”“Threshold range”“Threshold effect”，調(diào)整“Threshold range”使顱內(nèi)血腫與顱骨獨立顯影，再運行拓展功能模塊中的“Apply”“Save island effect”“Make model effect”等對顱內(nèi)血腫體積進行 計 算，并 運 行“Volume rendering”“Maximum intensity projection”“Multi-planner reformation”對顱內(nèi)血腫及相關(guān)顱骨建立三維影像模型，在患者血腫所在側(cè)的耳郭、耳屏、眼外眥、鼻根建立多點校準并重新建立圖像，對圖像進行調(diào)整，使顱內(nèi)血腫更加清晰、顱骨透明度更高，進而獲得完整的三維立體圖像。其中血腫體積計算是應(yīng)用“Segment editor”模塊進行布爾運算，首先對顱內(nèi)血腫的數(shù)據(jù)影像與單純血腫數(shù)據(jù)影像進行差值計算，獲取血腫清除后的顱腦數(shù)據(jù)影像，建立柱狀體的穿刺導(dǎo)引桿，將血腫中心與中線距離設(shè)為參照、血腫遠端作為靶點。注意根據(jù)患者病情調(diào)整穿刺導(dǎo)引桿的空間位置及半徑，使其到達最佳位置與方向，然后再進一步進行布爾運算。通過布爾運算計算清除顱內(nèi)血腫后顱腦數(shù)據(jù)影像與穿刺導(dǎo)引桿的差值，得到神經(jīng)內(nèi)鏡的入路數(shù)據(jù)影像，建立神經(jīng)內(nèi)鏡虛擬路徑（即血腫處與神經(jīng)內(nèi)鏡通道的皮膚處，兩點線路）。通過系統(tǒng)中的“Ruler”“Gyroguide”模塊建立虛擬手術(shù)入路，測量顱內(nèi)血腫遠端至顱骨外板的穿刺通道的精確距離及穿刺管道的冠狀面、矢狀面、橫斷面的精確夾角，以及血腫范圍。手術(shù)過程：采用0～30°硬質(zhì)內(nèi)鏡及具有錄像功能的神經(jīng)內(nèi)鏡裝置（STORZ公司，德國），根據(jù)3D-Slicer軟件的血腫定位及手術(shù)入路，于患者冠狀縫前旁開中線3 cm處做一3～5 cm的頭皮切口，待暴露顱骨后鉆骨孔，注意需避開皮質(zhì)的重要功能區(qū)，使用銑刀擴大骨孔，隨后以“十”字形剪開硬腦膜，使用電凝器切開局部皮質(zhì)腦組織，以血腫中心為靶點，將腦穿刺套管緩慢置入血腫腔并使用注射器抽吸閉孔器，注射器抽吸數(shù)毫升血腫后可初步降低顱內(nèi)壓，確定穿刺成功后置入透明工作鞘，到達理想穿刺深度后拔出內(nèi)芯，再在神經(jīng)內(nèi)鏡下觀察血腫與周圍腦組織的關(guān)系，在直視下用注射器緩慢吸除血腫，注意控制血腫抽吸速度，并使用0.9%氯化鈉溶液沖洗血腫腔，出血量小者使用金屬吸引器吸住出血處，再用單極電刀進行電凝器止血，止血完成后，收縮壓提高20%后觀察血腫腔是否有活動性出血，若再無出血則使用可吸收紗布覆蓋血腫腔，將神經(jīng)內(nèi)鏡退出工作通道，根據(jù)止血情況留置引流管?？p合硬腦膜，還納、固定骨瓣，縫合切口。

1.3.4 術(shù)后治療 患者術(shù)后均由?？谱o士負責監(jiān)護、管理，進行相關(guān)病情記錄，保持患者呼吸道通暢，維持出入量平衡。給予患者20%甘露醇脫水、降顱壓，常規(guī)使用抗生素預(yù)防感染，對應(yīng)激性高血糖、應(yīng)激性潰瘍者應(yīng)積極治療，控制血壓＜140/90 mm Hg，維持水電解質(zhì)平衡，并給予營養(yǎng)支持、神經(jīng)功能康復(fù)治療，術(shù)后24 h復(fù)查顱腦CT，而后定期或根據(jù)患者病情復(fù)查顱腦CT。

1.4 觀察指標 （1）比較兩組患者手術(shù)時長、術(shù)前血腫量、術(shù)后殘留血腫量及血腫清除率。其中，血腫清除率=術(shù)前血腫量-術(shù)后殘留血腫量）/術(shù)前血腫量×100%。（2）比較兩組患者術(shù)后再出血及并發(fā)癥發(fā)生情況（包括腦水腫、腦梗死、顱內(nèi)感染、肺部感染、泌尿系統(tǒng)感染、消化道應(yīng)激性出血）。以原發(fā)部位或手術(shù)鄰近部位新發(fā)血腫量＞5 ml為術(shù)后再出血。（3）術(shù)后隨訪3個月，采用日常生活活動能力量表（Activity of Daily Living Scale，ADL）、格拉斯哥預(yù)后量表（Glasgow Outcome Scale，GOS）評估兩組患者術(shù)后日常生活能力及預(yù)后情況。ADL評分范圍為14～56分［11］，將ADL評分＞75分者視為生活能力恢復(fù)良好。GOS評分范圍為1～5分［12］，將GOS評分＞3分者視為神經(jīng)功能恢復(fù)良好。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)處理。符合正態(tài)分布的計量資料以（±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料以相對數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)情況 兩組患者術(shù)前血腫量比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；治療組患者手術(shù)時長短于對照組，術(shù)后殘留血腫量少于對照組，血腫清除率大于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組患者手術(shù)情況比較（±s）Table 1 Comparison of operation condition between the two groups

表1 兩組患者手術(shù)情況比較（±s）Table 1 Comparison of operation condition between the two groups

組別 例數(shù) 手術(shù)時長（min）術(shù)前血腫量（ml）術(shù)后殘留血腫量（ml）血腫清除率（%）對照組 50 192.33±15.07 37.88±3.09 10.61±0.23 71.99±0.93治療組 59 153.06±12.11 38.09±2.80 3.81±0.17 89.98±0.94 t值 15.081 0.374 12.052 9.205 P值 ＜0.001 0.711 ＜0.001 0.002

2.2 術(shù)后再出血情況 治療組患者術(shù)后再出血1例（發(fā)生率為1.7%），采用神經(jīng)內(nèi)鏡下血腫清除術(shù)治療。對照組患者術(shù)后再出血3例（發(fā)生率為6.0%），其中2例經(jīng)引流管注入尿激酶對血腫進行纖溶、引流；1例因出血量較大且并發(fā)腦疝，故進行大骨瓣開顱血腫清除減壓術(shù)治療。治療組患者術(shù)后再出血發(fā)生率低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=4.017，P=0.039）。

2.3 并發(fā)癥發(fā)生情況 治療組患者并發(fā)癥發(fā)生率為25.4%（15/59），低于對照組的46.0%（23/50），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=5.046，P=0.025），見表2。針對腦水腫、腦梗死患者給予降顱內(nèi)壓、改善微循環(huán)等治療；感染患者及時給予抗感染治療，消化道應(yīng)激性出血患者給予抑酸、護胃等對癥治療。

表2 兩組患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況〔n（%）〕Table 2 Incidence of complications of the two groups

2.4 ADL評分和GOS評分 術(shù)后3個月，治療組患者ADL評分、GOS評分高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組患者術(shù)后3個月ADL評分和GOS評分比較（±s，分）Table 3 Comparison of scores of ADL，GOS at 3 months after treatment between the two groups

表3 兩組患者術(shù)后3個月ADL評分和GOS評分比較（±s，分）Table 3 Comparison of scores of ADL，GOS at 3 months after treatment between the two groups

注：ADL=日常生活活動能力量表，GOS=格拉斯哥預(yù)后量表

組別 例數(shù) ADL評分 GOS評分對照組 50 45.16±8.06 2.78±0.31治療組 59 51.26±13.09 3.06±0.21 t值 2.87 5.59 P值 0.005 ＜0.001

2.5 預(yù)后情況 治療組患者生活能力恢復(fù)良好率為49.2%（29/59）、神經(jīng)功能恢復(fù)良好率為69.5%（41/59），分別高于對照組的30.0%（15/50）、52.0%（26/50），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2值分別為4.124、3.496，P值分別為0.042、0.046）。

3 討論

基底核區(qū)出血因處于傳導(dǎo)束密集區(qū)域，因此患者致殘率較高，預(yù)后多不良，而早期治療對于提高該類患者生存率及生存質(zhì)量具有重要作用。20世紀初，我國開始應(yīng)用神經(jīng)內(nèi)鏡技術(shù)治療腦出血，且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)內(nèi)鏡技術(shù)在神經(jīng)外科中的應(yīng)用不斷擴展，臨床相關(guān)報道層出不窮。然而，傳統(tǒng)的內(nèi)鏡圖像是平面二維，缺少立體感，可能造成“魚眼效應(yīng)”而導(dǎo)致術(shù)者產(chǎn)生錯覺，因此術(shù)者需要長時間反復(fù)訓(xùn)練才能掌握，其學(xué)習(xí)過程較長，并且患者術(shù)中若發(fā)生大出血，其處理較顯微鏡操作更加困難［13-14］。由此可見顯微鏡下小骨窗開顱手術(shù)具有一定優(yōu)勢，便于術(shù)中突發(fā)狀況的處理，這也是該方案在臨床應(yīng)用廣泛的原因之一。

神經(jīng)內(nèi)鏡下血腫清除術(shù)、小骨窗開顱血腫清除術(shù)是目前臨床治療基底核區(qū)出血的常用手術(shù)方式，但鑒于傳統(tǒng)神經(jīng)內(nèi)鏡參考的圖像為二維畫面，易產(chǎn)生視野錯覺，故本研究在其術(shù)式中引入3D-Slicer軟件對病變部位進行定位。3D-Slicer軟件是一款影像三維重建軟件，由麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)聯(lián)合開發(fā)，該平臺自開發(fā)以來快速應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，其可通過虛擬現(xiàn)實重建，增強現(xiàn)實技術(shù)，將患者顱內(nèi)血腫以直觀、可視化的方式在體表進行顯影［15-18］。根據(jù)3D-Slicer軟件信息模擬平行于矢狀面的血腫腔引流管路徑，并根據(jù)患者顱內(nèi)血腫的形態(tài)、大小、深度、部位等設(shè)計個性化、損傷程度最小的手術(shù)路徑。從本次臨床實踐來看，通過3D-Slicer軟件對患者顱內(nèi)血腫的體表定位時間基本控制在10 min之內(nèi)，且定位較準確，為患者贏得了搶救時間。

本研究結(jié)果顯示，治療組患者手術(shù)時長短于對照組，術(shù)后殘留血腫量少于對照組，血腫清除率大于對照組，與楊鐵牛等［19］、張義彪等［20］研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果還顯示，治療組患者再出血發(fā)生率及并發(fā)癥發(fā)生率低于對照組，ADL評分和GOS評分高于對照組，表明與顯微鏡下小骨窗開顱血腫清除術(shù)相比，3D-Slicer三維重建技術(shù)輔助神經(jīng)內(nèi)鏡下血腫清除術(shù)可更有效地降低高血壓基底核區(qū)出血患者再出血及并發(fā)癥發(fā)生率，提高患者術(shù)后日常生活能力，改善患者預(yù)后，與張茂彬等［21］研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果還顯示，治療組患者生活能力恢復(fù)良好率、神經(jīng)功能恢復(fù)良好率均高于對照組，分析原因為3D-Slicer三維重建技術(shù)輔助神經(jīng)內(nèi)鏡下血腫清除術(shù)治療高血壓基底核區(qū)出血可避免重要血管結(jié)構(gòu)及腦功能區(qū)的再次損傷，并可精準清除血腫，減少周圍腦組織損傷，進而有利于患者術(shù)后日常生活能力及神經(jīng)功能的恢復(fù)［17］。

綜上所述，與顯微鏡下小骨窗開顱血腫清除術(shù)相比，3D-Slicer三維重建技術(shù)輔助神經(jīng)內(nèi)鏡下血腫清除術(shù)治療高血壓基底核區(qū)出血患者可更有效地縮短手術(shù)時長，提高血腫清除率，降低再出血發(fā)生率，提高患者日常生活能力，改善患者預(yù)后，且安全性高。但本研究納入樣本量有限、觀察指標較少，導(dǎo)致結(jié)論可能存在選擇偏倚，且3D-Slicer軟件的擴展空間較大，因此未來研究中可擴大樣本量、增加觀察指標、延長隨訪時間進一步證實本結(jié)論，還可進一步拓展3D-Slicer軟件的應(yīng)用范圍。

作者貢獻：張山進行文章的構(gòu)思與設(shè)計；祁紅輝進行研究的實施與可行性分析；董雨、楊德真進行數(shù)據(jù)收集、整理、分析；李憶蒙、唐會昌進行結(jié)果分析與解釋；張山、韓亞非撰寫論文；徐偉、馬可進行論文的修訂；申向竹負責文章的質(zhì)量控制及審校；武一平對文章整體負責，監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。