3D打印輔助微創(chuàng)精準(zhǔn)穿刺治療腦干出血的臨床研究

夏 磊 尚 進(jìn) 朱曉峰 王成云 肖 峰 陳 冰 陳 泉 韓 秋

南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院，江蘇 淮安 223000

腦干出血起病快，預(yù)后差，病死率高，是一種急性、致命的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。腦干出血量大于5 mL時(shí)病死率約為90%，大于10 mL 時(shí)病死率接近100%［1-2］。腦出血的風(fēng)險(xiǎn)隨著年齡的增長(zhǎng)而不斷增加，但腦干出血常發(fā)生在中年患者，40～60歲的患者發(fā)病率最高［3-4］。腦干體積較小，位置比較特殊，位于小腦后方，大腦下方，具有調(diào)節(jié)循環(huán)、呼吸和消化等重要功能，是生命中樞。由于其特殊的解剖位置和生理功能，外科手術(shù)治療難度極大。目前臨床上治療腦干出血的主要治療方法是開顱血腫清除、微創(chuàng)血腫穿刺引流和內(nèi)鏡下微創(chuàng)引流術(shù)［5-6］。但開顱血腫清除術(shù)因其風(fēng)險(xiǎn)大、損傷大、難度大，臨床較不推薦。而微創(chuàng)血腫穿刺引流手術(shù)的時(shí)間短、手術(shù)創(chuàng)傷小，目前已廣泛應(yīng)用于基底節(jié)區(qū)腦出血治療中，但其精準(zhǔn)定位比較困難，在腦干出血治療中受到一定限制。近年來(lái)，3D 打印技術(shù)微創(chuàng)穿刺治療高血壓腦出血術(shù)具有定位準(zhǔn)確，手術(shù)創(chuàng)傷小，且引流系統(tǒng)密閉、引流速度可控等優(yōu)點(diǎn)，并且最適合按需個(gè)性化治療，可為患者“量身定制”高精度的手術(shù)方案，提高復(fù)雜手術(shù)成功率，使手術(shù)更精準(zhǔn)、安全［7-8］。本研究采用3D打印技術(shù)構(gòu)建導(dǎo)航模具，實(shí)現(xiàn)腦干血腫穿刺引流的個(gè)體化、精準(zhǔn)化。旨在評(píng)價(jià)3D 打印導(dǎo)航模具在腦干出血微創(chuàng)治療中是否取得良好效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2018-05—2021-06 南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院神經(jīng)重癥監(jiān)護(hù)病房收治的腦干出血患者60 例作為研究對(duì)象，根據(jù)治療方法不同分為治療組和對(duì)照組，每組30 例。2 組年齡、性別、NIHSS 評(píng)分、血腫體積、腦水腫體積、基礎(chǔ)疾病基本資料之間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究已通過淮安市第一人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（YX-2020-234-01），治療前患者本人或授權(quán)委托人簽訂治療同意書。

2組患者入院時(shí)年齡、性別、NIHSS評(píng)分、血腫體積、腦水腫體積、基礎(chǔ)疾病等基線資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 2組患者基線資料比較Table 1 Comparison of baseline data between the two groups of patients

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡18～80歲；（2）頭顱CT 檢查符合腦干出血的診斷標(biāo)準(zhǔn)；（3）發(fā)病24h 內(nèi)就診；（4）出血部位在腦干，經(jīng)頭顱CT 確認(rèn)出血量5～20 mL；（5）首次發(fā)病，或者既往有腦卒中病史未遺留下明顯神經(jīng)功能缺損的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）顱內(nèi)血管瘤、血管畸形破裂所致腦出血，或血液、腫瘤疾病所致腦出血；（2）凝血功能障礙者；（3）入院時(shí)已經(jīng)腦疝或深度昏迷的腦干出血；（4）心肺功能嚴(yán)重不全。

1.3 方法對(duì)照組采用內(nèi)科保守治療：患者入院后立即予以絕對(duì)臥床、脫水降顱壓、止血護(hù)胃、腦保護(hù)、鎮(zhèn)靜支持、鼻飼營(yíng)養(yǎng)、氣道管理等內(nèi)科治療方法。治療組在內(nèi)科保守治療的基礎(chǔ)性上，采用3D打印輔助微創(chuàng)穿刺治療。3D 手術(shù)導(dǎo)板的構(gòu)建及打?。簽榱藙?chuàng)建3D 打印導(dǎo)板，將CT 掃描獲得的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的Mimics 17.0軟件中，通過閾值選擇，以1：1的比例構(gòu)建顱骨、腦組織、血腫。重建鼻根、雙側(cè)眉弓等骨標(biāo)記將其固定在患者面部。手術(shù)導(dǎo)板采用布爾邏輯操作設(shè)計(jì)，3D 打印機(jī)打印。微創(chuàng)手術(shù)過程：在正確定位患者后，3D個(gè)性化模型放置在靠近患者面部的位置，以確保鼻梁和顴弓的準(zhǔn)確定位。接下來(lái)，沿著穿刺通道，在患者的額部穿刺點(diǎn)放置了一個(gè)標(biāo)記。然后對(duì)手術(shù)部位進(jìn)行常規(guī)消毒。局部浸潤(rùn)麻醉采用2%利多卡因。確認(rèn)麻醉成功后，在枕部穿刺點(diǎn)中心行0.5 cm 橫切切口。然后將模型放置在患者的臉上，并盡可能地靠近患者的皮膚。然后將顱骨鉆插入骨孔以穿透硬腦膜，并沿穿刺通道方向移動(dòng)。沿相同方向緩慢插入引流管，直至達(dá)到所需深度（引導(dǎo)管長(zhǎng)度+顱內(nèi)長(zhǎng)度），當(dāng)暗紅色液體開始流動(dòng)時(shí)，停止引流管的推進(jìn)。在入院6～24 h 內(nèi)用軟通道顱內(nèi)血腫微創(chuàng)穿刺引流套裝（山東大正醫(yī)療器械有限公司）行微創(chuàng)穿刺引流術(shù)（minimally invasive puncture and drainage，MIPD）治療，術(shù)后定期復(fù)查頭顱CT，根據(jù)頭顱CT，及時(shí)調(diào)整引流管位置，同時(shí)定期給予尿激酶行血腫液化引流治療，待頭顱CT 提示腦干出血基本吸收，水腫好轉(zhuǎn)，中線居中時(shí)，考慮拔出引流管。

1.4 臨床觀察比較2 組治療后血腫體積、并發(fā)癥發(fā)生情況、住院時(shí)間、出院30 d 時(shí)mRS 評(píng)分。于（入院時(shí)）、治療后第3 天，據(jù)頭顱CT，計(jì)算出血腫體積，同時(shí)據(jù)多田公式計(jì)算出相應(yīng)體積；比較2組患者醫(yī)院獲得性肺炎（hospital acquired pneumonia，HAP）、再出血的發(fā)生率、血腫體積、病死率、住院時(shí)間、出院30 d時(shí)mRS評(píng)分等指標(biāo)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用統(tǒng)計(jì)軟件R 4.05（http：//www.r-project.org/）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，正態(tài)性檢驗(yàn)使用夏皮羅-威爾克檢驗(yàn)法，組間比較使用F檢驗(yàn)進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，并進(jìn)行獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)；組內(nèi)比較用Levene 檢驗(yàn)方差齊性，使用單因素方差分析，兩兩比較采用Tukey 多重比較。計(jì)數(shù)資料以百分率（%）表示，組間比較采用Pearson 卡方檢驗(yàn)或連續(xù)性校正的卡方進(jìn)行檢驗(yàn)，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組血腫體積比較術(shù)后第3天，治療組血腫體積低于對(duì)照組和治療前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見表2、圖1。

圖1 腦干出血術(shù)前（A）和術(shù)后（B）的比較Figure Comparison of preoperative（A）and postopera?tive（B）brainstem hemorrhage

表2 2組患者血腫體積比較 （mL，±s）Table 2 Comparison of hematoma volume between the two groups （mL，±s）

表2 2組患者血腫體積比較 （mL，±s）Table 2 Comparison of hematoma volume between the two groups （mL，±s）

組別治療組對(duì)照組統(tǒng)計(jì)值P值治療前血腫體積（mL）12.51±4.40 13.67±5.08 t=1.16 0.27治療后3 d血腫體積（mL）8.29±2.47 13.67±5.08 t=5.42<0.001統(tǒng)計(jì)值t=4.58 t=0 P值<0.001 1

2.2 2 組并發(fā)癥發(fā)生情況、院內(nèi)病死率及住院時(shí)間比較治療組HAP發(fā)生率、院內(nèi)病死率、住院時(shí)間均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；2組再出血發(fā)生率比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表3。

表3 2組并發(fā)癥發(fā)生率、住院時(shí)間、院內(nèi)病死率比較Table 3 Comparison of the incidence of complications，length of stay and in-hospital mortality between the two groups

2.3 2組患者治療30 d時(shí)mRS評(píng)分比較出院30 d時(shí)治療組mRS評(píng)分1、2分14例，對(duì)照組mRS評(píng)分1、2 分5 例，治療組明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.037）。

3 討論

腦干出血后迅速形成血腫，血腫的壓迫會(huì)使腦干組織和腦室形態(tài)變形并移位。此外，出血性反應(yīng)通過產(chǎn)生炎癥介質(zhì)不斷刺激腦干組織，涉及呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及循環(huán)系統(tǒng)的等重要臟器，可導(dǎo)致早期昏迷、發(fā)熱甚至呼吸衰竭［9-10］。早期盡快解除血腫壓迫和減輕出血后炎癥反應(yīng)是治療腦干出血的關(guān)鍵，是減輕腦出血后繼發(fā)性腦損傷的重要環(huán)節(jié)［11-12］。目前對(duì)于腦干出血治療方法仍有爭(zhēng)議，尚無(wú)明確的有效的治療方法，大部分采取內(nèi)科保守治療。隨著醫(yī)療技術(shù)水平的不斷提高，手術(shù)干預(yù)開始應(yīng)用于腦干出血的治療中，讓部分腦干出血患者獲得受益［13-19］。

中國(guó)腦出血治療指南指出對(duì)于大多數(shù)原發(fā)性腦出血患者，外科開顱手術(shù)治療的有效性尚不能充分確定，不主張無(wú)選擇地常規(guī)使用外科開顱手術(shù)（Ⅱ級(jí)推薦，B 級(jí)證據(jù)），微創(chuàng)治療是安全的、有助于降低病死率（I 級(jí)推薦，A 級(jí)證據(jù)）［20］。我們團(tuán)隊(duì)在幕上腦出血微創(chuàng)治療中已經(jīng)積累了豐富的治療經(jīng)驗(yàn)［21］，開始嘗試對(duì)于幕下腦出血進(jìn)行微創(chuàng)治療，其中首先需要解決的就是微創(chuàng)的定位。隨著3D 打印技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，3D 打印技術(shù)在外科手術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，給微創(chuàng)定位帶來(lái)了希望，是目前研究的熱點(diǎn)［22-28］。首先設(shè)計(jì)一個(gè)導(dǎo)航模具，該模具有一個(gè)穿刺通道，并針對(duì)每個(gè)患者的頜面區(qū)域的骨性標(biāo)志進(jìn)行定制。這確保了面具與患者的頜面區(qū)域緊密貼合，從而減少了偏移距離。在3D 打印導(dǎo)航模具輔助下只需局部麻醉便可進(jìn)行血腫穿刺引流，并且不需要嚴(yán)格的姿勢(shì)協(xié)調(diào)。3D打印輔助微創(chuàng)治療腦出血的優(yōu)勢(shì)主要有：（1）更微創(chuàng)：顱骨鉆一5 mm 直徑的孔，置入引流管，對(duì)腦干及周圍腦組織基本沒有損傷，有利于保護(hù)腦干功能，為術(shù)后功能恢復(fù)提供了解剖學(xué)基礎(chǔ)；（2）更精準(zhǔn)：手術(shù)誤差可控制在1 mm 內(nèi)，其他手術(shù)方式無(wú)法比擬；（3）時(shí)間更短：手術(shù)時(shí)間在1.5 h 以內(nèi)，開顱清血腫時(shí)間則在5 h 以上；（4）效果好：減少了對(duì)腦干及周圍腦組織的損傷，同時(shí)手術(shù)時(shí)間短、創(chuàng)傷小，術(shù)后有利于恢復(fù)。

手術(shù)治療的主要目的是及早解除血腫壓迫和出血性炎癥刺激，以減少繼發(fā)性腦損傷［29-35］。在3D 打印導(dǎo)航模具的輔助下，腦干出血的微創(chuàng)穿刺引流術(shù)可在早期減少血腫壓迫和出血性炎癥的刺激［36-41］。此外，3D 打印輔助技術(shù)的優(yōu)勢(shì)包括個(gè)性化和精確性和最小的手術(shù)創(chuàng)傷、時(shí)間和成本；這些優(yōu)點(diǎn)使其在嚴(yán)重腦干出血治療中的具有良好的應(yīng)用價(jià)值。本研究發(fā)現(xiàn)，3D 打印導(dǎo)板引導(dǎo)下微創(chuàng)精準(zhǔn)穿刺引流治療腦干出血效果優(yōu)于保守治療，病死率、致殘率、醫(yī)院活動(dòng)性肺炎發(fā)生率及住院時(shí)間明顯低于保守治療組，血腫明顯減少，mRS評(píng)分顯著降低。表明3D打印導(dǎo)板引導(dǎo)下微創(chuàng)血腫引流術(shù)能明顯改善腦干出血患者的預(yù)后，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。其可能原因是在3D打印導(dǎo)板引導(dǎo)下微創(chuàng)穿刺具有極高的準(zhǔn)確性，而較小的損傷，及早解除腦干及其周圍組織的血腫壓迫，因此減輕了繼發(fā)性的腦損傷。

本研究尚存在一定的缺陷：（1）研究樣本量較小缺乏足夠的統(tǒng)計(jì)效力；（2）非雙盲實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可能導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生偏倚；（3）隨訪時(shí)間較短不能反映長(zhǎng)期的預(yù)后情況。