3D打印技術(shù)在高血壓腦出血軟通道穿刺引流中的應(yīng)用

胡鉅強，馮建航，林球潤

（鶴山市人民醫(yī)院神經(jīng)外科，廣東 江門 529700）

非外傷性腦出血是指腦實質(zhì)出血卻并未發(fā)生即時創(chuàng)傷，此類型腦出血包括原發(fā)和繼發(fā)兩種，原發(fā)性非外傷性腦出血發(fā)生于腦結(jié)構(gòu)的病理改變，而繼發(fā)性非外傷性腦出血與先天或后天的損傷密切相關(guān)。非外傷性腦出血即高血壓腦出血。長期以來，藥物和手術(shù)治療的優(yōu)缺點始終存在意見分歧[1]。多項研究[2-4]結(jié)果顯示，高血壓腦出血與腦部小血管壁的結(jié)構(gòu)發(fā)生病理改變及腦血管的血流動力學(xué)發(fā)生改變相關(guān)。高血壓腦出血最易發(fā)生于基底節(jié)，此病的責(zé)任血管多為從Willis環(huán)及大腦前、中、后動脈的根部發(fā)出的中央支。上述血管存在相似的特點，其來源血管垂直，受到的壓力大于顱內(nèi)其他類型的血管，尤其是從頸內(nèi)動脈發(fā)出的豆紋動脈。該病無典型的臨床癥狀表現(xiàn)，且病情進展無顯著的征兆，會發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的惡化。隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念的發(fā)展，微創(chuàng)血腫穿刺引流術(shù)因具有簡便易操作、微創(chuàng)等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于臨床。精準(zhǔn)的穿刺技術(shù)可確保治療效果和防止并發(fā)癥的發(fā)生，但CT定位、外科醫(yī)生操作和患者個體差異等因素會引起穿刺通道與預(yù)置通道間存在偏差，導(dǎo)致穿刺失敗[5-6]?；诖?，本研究旨在探討3D打印技術(shù)在高血壓腦出血軟通道穿刺引流中的應(yīng)用效果，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2019年3月至2021年2月60例高血壓腦出血患者，隨機分為實驗組與對照組，各30例。實驗組男12例，女18例；年齡40～72歲，平均年齡（51.13±7.13）歲。對照組男13例，女17例；年齡41～70歲，平均年齡（50.09±7.08）歲。患者或家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法 兩組均進行微創(chuàng)軟通道穿刺引流，實驗組利用3D打印技術(shù)制作個體化導(dǎo)板。CT三維重建：采用多排螺旋CT對高血壓腦出血患者進行顱腦CT掃描。將原始的CT掃描圖像導(dǎo)入3D打印專用軟件，對患者頭部和顱內(nèi)血腫區(qū)域進行圖像分割，對血腫行三維重建。精確測量穿刺深度和穿刺角度。設(shè)計具有顱外穿刺孔的三維面部模型。對顱內(nèi)血腫、頭部皮膚、鼻梁、顴弓、耳朵等重要血管和神經(jīng)進行三維重建。3D打印三維面部模型：以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物為原材料，采用3D打印機進行打印。此方法也被稱之為3D打印熔絲制造技術(shù)，其原理是融化熱塑流會從噴嘴中擠壓出，形成一層層材料；每一層均會與前一層相連接。3D打印三維面部模型指導(dǎo)軟通道穿刺引流以治療高血壓腦出血?；颊弑３盅雠P位，將3D打印的三維面部模型置于患者的面部，沿穿刺孔道于患者的左顳部進行標(biāo)記，此點即為穿刺點。在手術(shù)區(qū)域進行消毒和鋪巾，局部麻醉成功后在穿刺點做一長為0.5 cm的橫切口，逐層切開頭部皮膚各層，之后使用無菌袋裝入打印好的三維面部模型，放置在患者的面部并盡可能緊貼皮膚，沿三維面部模型的穿刺孔道使用開顱鉆鉆骨孔，取引流管沿三維面部模型上的穿刺孔道緩緩刺入60 mm左右，穿刺孔道總長為70 mm，穿刺孔道即為穿刺孔道顱外部分到穿刺孔道末尾處的距離，觀察到暗紅色液體流出，即可拔出導(dǎo)絲，使用注射器緩緩抽取5 mL左右，觀察到引流順暢后固定引流管，同時逐層縫合頭部皮膚，連接引流管與引流袋。

1.3 觀察指標(biāo) 圍術(shù)期情況：比較兩組手術(shù)時間、術(shù)中出血情況、術(shù)前和術(shù)后7 d血腫殘留量、住院時間。血腫清除量：術(shù)后復(fù)查CT，計算血腫清除量。血腫清除量=術(shù)前血腫量-術(shù)后殘余血腫量。術(shù)后并發(fā)癥：比較顱內(nèi)再出血、顱內(nèi)感染和肺部感染發(fā)生率。預(yù)后：采用格拉斯哥預(yù)后量表（GOS）評價患者術(shù)后3個月的預(yù)后，Ⅰ級，死亡；Ⅱ級，植物存活；Ⅲ級，重度殘疾；Ⅳ級，輕度殘疾；Ⅴ級，恢復(fù)良好。其中，Ⅳ～Ⅴ級表示預(yù)后良好，Ⅰ～Ⅲ級表示預(yù)后不良，預(yù)后良好率=預(yù)后良好/總例數(shù)×100%。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0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，計數(shù)資料以[n（%）]表示，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 兩組圍術(shù)期情況比較 術(shù)前，兩組血腫量比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。實驗組手術(shù)時間、住院時間均短于對照組，術(shù)中出血量、殘余血腫量均少于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組圍術(shù)期情況比較（±s）Table 1 Comparison of perioperative conditions between the two groups(±s)

表1 兩組圍術(shù)期情況比較（±s）Table 1 Comparison of perioperative conditions between the two groups(±s)

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2.2 兩組血腫清除量比較 術(shù)后1、3 d，實驗組血腫清除量明顯高于對照組（P＜0.05）；術(shù)后7 d，兩組血腫清除量比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見表2。

表2 兩組血腫清除量比較（±s，mL）Table 2 Comparison of hematoma clearance between the two groups(±s,mL)

表2 兩組血腫清除量比較（±s，mL）Table 2 Comparison of hematoma clearance between the two groups(±s,mL)

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2.3 兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率比較 實驗組顱內(nèi)再出血、顱內(nèi)感染、肺部感染發(fā)生率均明顯低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率比較[n（%）]Table 3 Comparison of postoperative complications between the two groups[n(%)]

2.4 兩組預(yù)后情況比較 術(shù)后3個月，實驗組預(yù)后良好率高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表4。

表4 兩組預(yù)后情況比較Table 4 Comparison of prognosis between the two groups

3 討論

以往高血壓腦出血患者主要采用開顱血腫清除術(shù)進行治療，該術(shù)式較直觀，可徹底清除血腫，但存在術(shù)前準(zhǔn)備時間較長、創(chuàng)傷較大、出血過多等缺點，會破壞腦部結(jié)構(gòu)，同時，也嚴(yán)重影響顱頸交界部位的穩(wěn)定性，且術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率較高[7]。隨著神經(jīng)影像學(xué)的不斷進步和發(fā)展，高血壓腦出血的治療方法越來越先進，研究者不斷探索高效、微創(chuàng)且并發(fā)癥發(fā)生率較低的治療方法。在影像學(xué)的指導(dǎo)下進行微創(chuàng)軟通道穿刺引流術(shù)效果顯著。初期的相關(guān)研究[8]認(rèn)為手術(shù)清除血腫可減少繼發(fā)性損傷，同時還能減少顱內(nèi)壓力。但是，與傳統(tǒng)的保守治療比較，開顱手術(shù)的治療效果無明顯優(yōu)勢[9]。近年來，微創(chuàng)手術(shù)獲得很大進步，其中微創(chuàng)穿刺引流術(shù)是將直徑較小的通道置于血腫腔，采用抽取液體、注射溶解血腫藥物及引流的方式清除血腫。國外臨床研究[10-12]表明，微創(chuàng)軟通道穿刺引流術(shù)與保守治療比較存在較大的優(yōu)勢。美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）對3D打印技術(shù)的定義：3D打印技術(shù)是在三維CAD在線模型數(shù)據(jù)資源庫的基礎(chǔ)上，通過逐層添加材料進行制作，與傳統(tǒng)制作方式比較，其可逆向制作出與對應(yīng)數(shù)學(xué)模型完全相同的三維實體模型，包括原型模型制作及實體模型制作的全部工藝技術(shù)、制作設(shè)備等，其是多學(xué)科集成的新型技術(shù)。3D打印技術(shù)最早來源于20世紀(jì)70年代末期和80年代初期，是由美國的3M公司的Alan Hebert（1978）、日本的小玉秀男（1980）、美國UVP公司的Charles Hull（1982）和日本的丸谷洋二（1983），分別提出的理論。直到20世紀(jì)80年代末期光固化技術(shù)（SLA）率先由查爾斯·赫爾（Charles Hull）提出，同時創(chuàng)建全球首個3D打印公司[13-16]。不同的3D打印技術(shù)由于存在性能和打印方式的差異，且在打印原材料及使用方面存在局限性，因此，不同的行業(yè)需選擇不同的打印機和打印方法。我國最早對3D打印機的研究是由華中科技大學(xué)研發(fā)的分層實體制造技術(shù)（LOM）、激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)（SLS）設(shè)備，西安交大的光固化成型法（SL或SLA）設(shè)備，清華大學(xué)的工藝熔融沉積制造（FDM）設(shè)備。3D打印技術(shù)存在數(shù)字化、分層、快速、堆積制作等優(yōu)勢，且制作的模型較精準(zhǔn)，從技術(shù)方面而言，可彌補傳統(tǒng)原材料無法實現(xiàn)原材料、模型功能及層次復(fù)雜化的缺點，且可大量生產(chǎn)，可為臨床診斷和治療提供新的發(fā)展方向。只需解決打印方式和材料局限性的問題，3D打印技術(shù)便可實現(xiàn)人體組織的再生，解決器官移植的倫理問題，且因醫(yī)用數(shù)據(jù)處理軟件技術(shù)的不斷進步，可將患者的臨床病歷信息轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體模型，更直觀[17-19]。3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用可劃分為兩個階段：非生物和生物階段。非生物階段以研究醫(yī)學(xué)模型、種植體、假肢、生物制藥等為主，生物階段以研究生物支架材料、打印血管、關(guān)節(jié)、皮膚等為主。

3D打印技術(shù)被廣泛應(yīng)用于臨床，在器官移植、腫瘤、整形、肝膽、神經(jīng)外科等方面進步較快[20-21]。國外研究者利用3D打印技術(shù)制作大腦模型應(yīng)用于神經(jīng)外科手術(shù)教學(xué)及術(shù)前術(shù)式的選擇。將患者的檢查病歷資料進行三維重建，選擇與患者腦組織物理特性類似的原材料進行打印，制作出的三維立體模型可應(yīng)用于臨床教學(xué)和手術(shù)模擬操作，且對模型的尺寸、手術(shù)模擬操作進行評價，最終獲得模型生理及結(jié)構(gòu)特點逼真的效果，對臨床教學(xué)及術(shù)前手術(shù)模擬操作等具有推動作用[20]。國外研究者利用3D打印技術(shù)制作小鼠神經(jīng)損傷修復(fù)支架，與傳統(tǒng)手術(shù)修復(fù)比較，3D打印的生物支架在修復(fù)時間方面顯著短于傳統(tǒng)手術(shù)，且3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)設(shè)備等領(lǐng)域存在顯著的發(fā)展優(yōu)勢。對3D打印技術(shù)應(yīng)用于神經(jīng)外科的效果進行剖析，此技術(shù)較新穎，涉及的領(lǐng)域面積廣，備受生物研究領(lǐng)域關(guān)注[22-23]。

軟通道穿刺引流在臨床上應(yīng)用十分廣泛，是治療高血壓腦出血的重要方法，可隨著腦組織擺動，最大程度防止引流管對腦組織的損傷，且入顱腦后穿刺的方向不佳，軟通道可進行調(diào)整，以提升引流效果，與國內(nèi)報道的軟通道引流研究結(jié)果一致[24]。本研究結(jié)果顯示，實驗組手術(shù)時間、住院時間均短于對照組，術(shù)中出血量、殘余血腫量均少于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），提示3D打印技術(shù)應(yīng)用于軟通道穿刺引流，患者恢復(fù)較快。將三維打印技術(shù)應(yīng)用于軟通道穿刺引流，使外科醫(yī)生在術(shù)前能準(zhǔn)確定位腦出血的位置，個體化的穿刺路徑可縮短手術(shù)時間，防止腦組織受損，因此，實驗組手術(shù)時間短于對照組，術(shù)后患者的身體恢復(fù)更加迅速。國內(nèi)學(xué)者[25]剖析3D打印技術(shù)應(yīng)用于軟通道穿刺引流的價值，準(zhǔn)確的穿刺位置能加快血腫溶解，促進引流。因此，實驗組血腫清除量明顯高于對照組（P＜0.05）。

軟通道穿刺引流術(shù)后易發(fā)生顱內(nèi)再出血、顱內(nèi)感染、肺部感染等并發(fā)癥。本研究結(jié)果顯示，實驗組顱內(nèi)再出血、顱內(nèi)感染和肺部感染發(fā)生率均低于對照組（P＜0.05）。相關(guān)研究[26-27]表明，導(dǎo)致術(shù)后顱內(nèi)再出血的因素非常復(fù)雜。術(shù)中反復(fù)牽引導(dǎo)致血管破裂，術(shù)后顱內(nèi)壓下降，使患者顱內(nèi)出現(xiàn)新發(fā)出血；術(shù)中出血消耗大量凝血物質(zhì)，導(dǎo)致術(shù)后凝血功能障礙和顱內(nèi)再出血。實驗組基于軟通道穿刺引流，應(yīng)用3D打印技術(shù)三維重建血腫的形態(tài)和位置，防止血腫穿刺引流時血腫周圍的小動脈二次受損，不但減少術(shù)中出血量，也防止因血管受損發(fā)生顱內(nèi)再出血，因此，術(shù)后實驗組顱內(nèi)再出血的發(fā)生率低于對照組。在高血壓性腦出血引流的相關(guān)研究中，可見引流管可將血腫排出大腦，同時，也建立顱內(nèi)與外界的通道，因此，引流管越長，顱內(nèi)感染發(fā)生率越高；術(shù)后注射尿激酶目的在于溶解腫塊，在注射過程中，腦脊液的滲漏可能會導(dǎo)致其被推回顱內(nèi)，引起感染。因此，尿激酶注射頻次越低，術(shù)后顱內(nèi)感染的發(fā)生率越低。

綜上所述，3D打印技術(shù)在高血壓腦出血軟通道穿刺引流中的應(yīng)用效果顯著，采用3D打印技術(shù)個體化制造導(dǎo)板應(yīng)用于軟通道穿刺引流有效防止盲穿對腦組織的大面積損傷，且3D打印技術(shù)操作簡便，可在基層醫(yī)院進行推廣和應(yīng)用，有助于指導(dǎo)臨床經(jīng)驗不足的醫(yī)生學(xué)習(xí)穿刺技術(shù)。