3D打印技術(shù)輔助手術(shù)治療顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者的效果及對(duì)預(yù)后的影響

陳俊伊，崔濤，武宏杰

(1.嵩縣人民醫(yī)院 神經(jīng)外科，河南 洛陽(yáng) 471400；2.河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科，河南 洛陽(yáng) 471000)

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤(intracranial aneurysm，IA)屬臨床常見(jiàn)病癥，多是由于動(dòng)脈壁薄弱、動(dòng)脈硬化、高低壁面剪應(yīng)力、局部血管膨脹或擴(kuò)張所致，具有高致殘、致死率，若病情未獲得及時(shí)有效控制，可引發(fā)IA破裂，危及患者生命安全[1-3]。IA夾閉術(shù)為臨床針對(duì)IA患者常用治療術(shù)式，可有效阻斷動(dòng)脈瘤血供，促進(jìn)病情恢復(fù)，但視角單一，術(shù)中壓迫、牽拉等操作易對(duì)腦組織造成較大損傷，致使術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率高，不利于患者預(yù)后[4]。3D打印技術(shù)作為新型醫(yī)學(xué)技術(shù)，其能從多角度、多方位仿真醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)，對(duì)指導(dǎo)手術(shù)方案制定及操作具有重大應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)已在神經(jīng)外科、植物繁殖生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域廣泛開(kāi)展，并取得滿意效果[5]。但應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助手術(shù)治療IA患者效果如何，臨床報(bào)道較少?；诖?，本研究收集嵩縣人民醫(yī)院82例IA患者，旨在探究3D打印技術(shù)輔助手術(shù)治療應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2019年2月至2021年11月嵩縣人民醫(yī)院82例IA患者，按治療方案分成A組(n=41)、B組(n=41)。其中A組男24例，女17例，年齡44～72歲，平均(58.26±5.02)歲；IA位置為5例頸內(nèi)動(dòng)脈，11例大腦中動(dòng)脈，10例前交通動(dòng)脈，8例后循環(huán)動(dòng)脈，7例后交通動(dòng)脈；Hunt-Hess分級(jí)為4例Ⅴ級(jí)，10例Ⅳ級(jí)，11例Ⅲ級(jí)，12例Ⅱ級(jí)，4例Ⅰ級(jí)；IA直徑2.5～21.3 mm，平均(11.86±2.64)mm。B組男22例，女19例，年齡36～63歲，平均(49.18±6.86)歲；IA位置為5例頸內(nèi)動(dòng)脈，11例大腦中動(dòng)脈，10例前交通動(dòng)脈，8例后循環(huán)動(dòng)脈，7例后交通動(dòng)脈；Hunt-Hess分級(jí)為3例Ⅴ級(jí)，11例Ⅳ級(jí)，12例Ⅲ級(jí)，10例Ⅱ級(jí)，5例Ⅰ級(jí)；IA直徑2.4～21.7 mm，平均(11.53±2.47)mm。兩組一般資料均衡可比(P>0.05)。

1.2 選例標(biāo)準(zhǔn)(1)納入：符合IA診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]；臨床資料完整；凝血功能正常；單發(fā)IA。(2)排除：夾層動(dòng)脈瘤及煙霧??；腦血管畸形；嚴(yán)重器質(zhì)性疾??；蛛網(wǎng)膜下腔出血；自身免疫性疾??；既往手術(shù)治療史；認(rèn)知功能不全；顱腦損傷史；精神病癥史。

1.3 手術(shù)方法兩組術(shù)前均行常規(guī)CT、數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)、血、尿常規(guī)檢查，囑禁飲禁食8 h。

1.3.1B組 接受IA夾閉術(shù)治療，翼點(diǎn)入路，定位IA(以DSA進(jìn)行)并作馬蹄形切口(7～8 cm)，分離皮瓣，自冠狀縫、顳上線交會(huì)位置上緣開(kāi)孔，去除骨瓣后剪開(kāi)硬腦膜，并分離至動(dòng)脈瘤，血管夾阻斷瘤動(dòng)脈，取適宜瘤夾夾閉，常規(guī)引流、止血，關(guān)閉創(chuàng)口。

1.3.2A組 于B組基礎(chǔ)上聯(lián)合3D打印技術(shù)輔助治療。(1)3D-CTA方法、數(shù)據(jù)采集：以64排CT行峰值法容積掃描，設(shè)置參數(shù)：厚層0.625 mm，間距0.625 mm，200 mAs，120 kV，矩陣512×512，視野220 mm，自足朝頭掃描顱底至顱頂，取15 mL非離子對(duì)比劑溶于10 mL生理鹽水以CT專(zhuān)用高壓注射器、20G套管針自左肘正中靜脈注射，速度4.5 mL·s-1，監(jiān)測(cè)C3～4時(shí)間點(diǎn)，2 s經(jīng)驗(yàn)值增強(qiáng)掃描時(shí)間，再于右肘正中靜脈注射20 mL生理鹽水+65 mL對(duì)比劑，增強(qiáng)掃描影像數(shù)據(jù)，并上傳原始影像學(xué)數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)工作站。(2)高分辨MRI檢查方法、數(shù)據(jù)采集：矢狀位、冠狀位、橫狀位掃描頭部，行Siemens MAGNETON Skyra 3.0 T核磁共振掃描，環(huán)形激化圓形頭線圈，SE-T1加權(quán)掃描系列，直徑40 cm，層厚3 mm，回波時(shí)間20 ms，重復(fù)時(shí)間1 500 ms連續(xù)無(wú)間隔掃描。(3)轉(zhuǎn)換影像數(shù)據(jù)、模型打印技術(shù)：將影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至Mimics軟件，融合MRI、CTA數(shù)據(jù)，以Calculate 3D工具構(gòu)建IA三維模型，選取相應(yīng)血管閾值(以閾值法進(jìn)行)，以Mimics Cut with polyplane工具處理三維模型，保存為STL格式，三維計(jì)算影像圖像，輸出顱腦整體3D打印模型。另請(qǐng)2名專(zhuān)家評(píng)價(jià)3D打印模型，以多角度觀察并對(duì)手術(shù)入路進(jìn)行設(shè)計(jì)，依照3D模型實(shí)施IA夾閉術(shù)治療。

1.4 觀察指標(biāo)(1)兩組圍手術(shù)期指標(biāo)，包括術(shù)中暴露時(shí)長(zhǎng)、住院時(shí)長(zhǎng)。(2)兩組術(shù)前、術(shù)后3 d腦損傷指標(biāo)[中樞神經(jīng)特異性蛋白S-100β、髓磷脂堿性蛋白(myelin basic protein，MBP)、神經(jīng)元烯醇化酶(neuron specific enolase，NSE)]水平，取靜脈血4 mL，離心(時(shí)間15 min，轉(zhuǎn)速3 500 r·min-1，半徑8 cm)，分離血清，酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定。(3)兩組術(shù)前、術(shù)后3 d氧化應(yīng)激指標(biāo)[谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、丙二醛(malonaldehyde，MDA)]水平，比色法測(cè)定。(4)兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率，包括嗜睡、認(rèn)知障礙、運(yùn)動(dòng)性失語(yǔ)、右側(cè)偏癱、右眼無(wú)光感等。(5)術(shù)后隨訪3個(gè)月，以Rankin修訂量表評(píng)分(modified Rankin scale，mRS)評(píng)估兩組預(yù)后，共6分，預(yù)后良好為0～3分為，預(yù)后不良為4～6分。

2 結(jié)果

2.1 圍手術(shù)期指標(biāo)A組術(shù)中暴露時(shí)長(zhǎng)、住院時(shí)長(zhǎng)較B組短(P<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 兩組圍手術(shù)期指標(biāo)對(duì)比

2.2 腦損傷指標(biāo)術(shù)后3 d 兩組血清S-100β、MBP、NSE水平均較術(shù)前升高，但A組較B組低(P<0.05)，見(jiàn)表2。

表2 兩組術(shù)前、術(shù)后3 d腦損傷指標(biāo)水平變化

2.3 氧化應(yīng)激指標(biāo)術(shù)后3 d 兩組血清SOD、GSH-Px水平均較術(shù)前降低，血清MDA水平均較術(shù)前升高，但A組血清SOD、GSH-Px水平較B組高，血清MDA水平較B組低(P<0.05)，見(jiàn)表3。

表3 兩組術(shù)前、術(shù)后3 d氧化應(yīng)激指標(biāo)水平對(duì)比

2.4 并發(fā)癥發(fā)生率A組并發(fā)癥總發(fā)生率較B組低(P<0.05)，見(jiàn)表4。

表4 兩組并發(fā)癥發(fā)生率對(duì)比[n(%)]

2.5 預(yù)后情況隨訪3個(gè)月，A組預(yù)后良好率較B組高(P<0.05)，見(jiàn)表5。

表5 兩組預(yù)后情況對(duì)比[n(%)]

3 討論

IA為神經(jīng)外科常見(jiàn)病癥，人群發(fā)病率約0.8%～10%，臨床以意識(shí)障礙、劇烈頭疼為主要表現(xiàn)，嚴(yán)重影響患者生存質(zhì)量[7-9]。

臨床針對(duì)IA患者多采用常規(guī)IA夾閉術(shù)治療，主要利用腦組織間隙分離顯露病灶，阻斷病灶血供，從而達(dá)到治療目的，維持腦功能正常運(yùn)行，具有可操作性強(qiáng)、視野良好等優(yōu)點(diǎn)，但其主要自翼點(diǎn)入路，視角單一，術(shù)中完全暴露困難[10]。研究指出，IA關(guān)鍵在于：(1)充分了解動(dòng)脈瘤解剖特點(diǎn)及正常血管解剖結(jié)構(gòu)；(2)觀察腦血管三維空間關(guān)系變化；(3)明確瘤體、瘤頸形態(tài)特征、與周?chē)┲а?、周?chē)Y(jié)構(gòu)及載瘤動(dòng)脈關(guān)系；(4)鑒別瘤囊有無(wú)鈣化或栓子形成[11]。故影像學(xué)資料信息是否詳細(xì)、完整至關(guān)重要。而且IA夾閉術(shù)實(shí)施時(shí)，術(shù)者是通過(guò)傳統(tǒng)DSA技術(shù)了解病灶三維立體圖像信息，操作時(shí)是參考打印二維影像，對(duì)術(shù)者空間想象力及記憶力要求較高。近年來(lái)，隨醫(yī)療水平及影像學(xué)技術(shù)進(jìn)步，3D打印技術(shù)憑借其適用范圍更廣、可參考患者個(gè)體情況、有助于術(shù)中精準(zhǔn)定位等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于臨床治療當(dāng)中。本研究統(tǒng)計(jì)結(jié)果中，A組術(shù)中暴露時(shí)長(zhǎng)、住院時(shí)長(zhǎng)較B組短，并發(fā)癥總發(fā)生率較B組低，預(yù)后良好率較B組高，可見(jiàn)，3D打印技術(shù)輔助手術(shù)治療IA患者更利于縮短術(shù)中顯露時(shí)長(zhǎng)及住院時(shí)長(zhǎng)，減少并發(fā)癥，提升預(yù)后。分析原因在于，3D打印技術(shù)是依照CTA影像數(shù)據(jù)，重建三維模型，可讓術(shù)者從多方位詳細(xì)了解IA形態(tài)、朝向、大小、位置、瘤頸情況及背側(cè)、穿支動(dòng)脈解剖關(guān)系，為完善手術(shù)方案提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)有助于醫(yī)生快速、精準(zhǔn)定位病灶，選擇最佳手術(shù)路徑，減少手術(shù)空間需求，縮短術(shù)中暴露時(shí)長(zhǎng)，避免誤傷瘤頸周?chē)┲а?，減少操作風(fēng)險(xiǎn)，降低并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，提升預(yù)后。

研究指出，手術(shù)創(chuàng)傷可對(duì)機(jī)體造成一定程度影響，表現(xiàn)出機(jī)體短期內(nèi)過(guò)度氧化應(yīng)激反應(yīng)、腦神經(jīng)損傷[12-13]。SOD為自由基清除酶，檢測(cè)其水平可反映機(jī)體抗氧化能力；MDA可氧化膜脂質(zhì)，損傷細(xì)胞膜，其表達(dá)可反映機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)程度；GSH-Px為過(guò)氧化物分解酶，可使有害的過(guò)氧化物轉(zhuǎn)換為羥基化合物，減輕機(jī)體氧化損傷[14]。NSE、MBP、S-100β是反映神經(jīng)損傷的標(biāo)志物，在腦組織受損后可大量釋放至血液中，通過(guò)測(cè)定其水平可反映神經(jīng)系統(tǒng)損傷程度[15]。本研究數(shù)據(jù)中，A組術(shù)后血清S-100β、MBP、NSE、MDA水平較B組低，SOD、GSH-Px水平較B組高，提示3D打印技術(shù)輔助治療IA患者對(duì)機(jī)體腦損傷及氧化應(yīng)激反應(yīng)影響更小。這可能與其有助于醫(yī)生更直觀了解病灶詳情、精準(zhǔn)定位病灶、減少手術(shù)空間需求、縮短術(shù)中暴露時(shí)長(zhǎng)、避免誤傷瘤頸周?chē)┲а苡嘘P(guān)。

綜上，3D打印技術(shù)輔助治療IA患者有助于縮短術(shù)中顯露時(shí)長(zhǎng)及住院時(shí)長(zhǎng)，減少并發(fā)癥，提升預(yù)后，且對(duì)機(jī)體腦損傷及氧化應(yīng)激反應(yīng)影響更小。