3D-slicer辅导3D-打印导板技术在脑出血穿刺引流术中的应用

周翔，吴俊，黎琴，周于凡，龙新泉

（1.江西省抚州市第一人民医院神经外科，江西 抚州 344000；2.江西省抚州市第一人民医院老年内科，江西 抚州 344000）

脑出血是神经外科中常见急危重症。随着精准医学理念的发展，微创血肿穿刺引流术因具有快速、损伤小、简单、安全等优势应用逐渐增多[1]。临床上因术者操作偏差、CT定位误差、患者个体差异等，造成穿刺失败，及距离、方向等出现偏移，因此，安全和准确的穿刺是预防并发症和保证疗效的关键。随着3D 生物打印技术和数字化医学的快速发展，个体化的微创血肿穿刺手术逐渐应用于临床。本研究对实施脑出血穿刺引流术患者采用3D-slicer辅导3D-打印导板技术治疗，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2018年9月至2019年9月于本院实施脑出血穿刺引流术患者50 例，按照接诊顺序奇偶性分为观察组与对照组，各25例。观察组男15例，女10例；年龄40～85 岁，平均（66.2±1.1）岁；血肿量20～70 mL，平均（42.1±0.1）mL。对照组男 16 例 ，女 9 例 ；年龄 41～84 岁 ，平均（65.8±1.4）岁；血肿量20～70 mL，平均（41.8±0.4）mL。两组临床资料比较差异无统计学意义，具有可比性。患者均自愿参与本研究，签署知情同意书。纳入标准：符合实施脑出血穿刺引流术诊断标准；无严重器质性障碍疾病者；丘脑血肿≥20 mL，幕上出血量≥30 mL；凝血功能正常；入院头颅CT 确诊为脑出血，有明确高血压病史；非脑疝。排除标准：有精神疾病；无淀粉样变性和瘤卒中；血管畸形；颅内动脉瘤者。

1.2 方法

1.2.1 对照组 对照组采用常规简易定位法治疗。置管靶点选择血肿最大层面中后1/3处，按照术前头部CT影像为定位依据，以听眦线为基线，结合经验，选择血肿长轴距离置管靶点最近额部或颞部投射点为穿刺点，在预设穿刺点粘贴多枚或1 枚一次性心电电极[2]。之后再次实施标准头部CT检查，提供佩戴marker（一次性心电电极）实现，必要时调整其位置实施多次扫描。确认穿刺点并进行标记，在计算机上阅片分析，对置管靶点距穿刺点处颅骨距离进行测量[3]。

1.2.2 观察组 观察组实施3D-slicer 辅导3D-打印导板技术治疗。工作室电脑应用3D-slicer软件，按照术前头部CT，对原始DICOM 格式数据进行检查，导入DICOM 数据后，实施 Save Island Effect、Editor、Threshold Effect 等操作，并选取3D-slicer软件测定血肿量，建立头皮、血肿三维模型，实现血肿、头皮外形轮廓三维可视，调整头皮透明度，对穿刺点和穿刺路径进行个体化设定，靶点为血肿中后2/3，运用“Curve Maker”“Models”“Segmentations”及“Logical operators”减法运算，获得空的穿刺针通道；通过“Erase”“Scissors”功能留取所需的局部头颅面具，其中患者特征部位均应包含其中，如Marker、鼻部、外耳道等；通过“Logical operators”加法运算，将颅外穿刺通道与术区局部面具相结合成为一体，最后以“.STL”格式文件保存[4]，3D打印机打印实体模型，并消毒备用。

1.2.3 经皮锥颅软通道置管引流术 在进行局麻后，对两组患者实施直径4 mm 或5 mm 的一次性颅锥，穿透头皮、颅骨、硬脑膜，并依据穿刺路径，从穿刺点置入对应10 号或12 号的带针芯软通道引流管，当获得预定深度，去除针芯，缝合固定引流管，流出暗红色陈旧性血液，接无菌引流袋。

1.2.4 术后治疗 术后复查两组患者的头颅CT，制作术后三维模型，选择3D-slicer 软件制作完成，评价患者穿刺的准确性，测量理想和穿刺靶点间的距离。同时，需在次日引流管内，在确认穿刺成功之后注射每次3～5 万单位，每天2次尿激酶，术后对患者开展常规治疗，引流3 d时间后测定残余血肿量，复查头颅CT的情况[5]。

1.3 观察指标 比较两组临床疗效、穿刺成功率及平均住院时间、住院费用、靶点偏差距离、血肿清除率等情况。穿刺成功标准：按照术后CT 影像，引流管在轴面、冠状面、矢状面上距离理想靶点1 cm 内，位于血肿腔内[6]。临床疗效判定标准：无效，患者的血肿清除＜1/3，或临床症状并未改善或加重；有效，患者的血肿清除率≥1/3，临床症状稍有改善；显效，患者的血肿清除率为100.00%，临床症状完全消失。总有效率=（有效+显效）/本组总例数×100.00%。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0 统计学软件进行数据分析，计数资料以[n（%）]表示，行χ2检验，计量资料以“”表示，组间比较采用独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组临床疗效比较 观察组临床治疗总有效率为96.00%，明显高于对照组的68.00%，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组临床疗效比较[n（%）]Table 1 Comparison of clinical efficacy between the two groups[n(%)]

2.2 两组穿刺成功率和血肿清除率比较 观察组穿刺成功率、血肿清除率均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组穿刺成功率和血肿清除率比较Table 2 Comparison of puncture success rate and hematoma clearance rate between the two groups

2.3 两组靶点偏差距离、住院时间、住院费用比较 观察组靶点偏差距离、住院时间短于对照组，住院费用少于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

3 讨论

高血压脑出血是神经外科中常见疾病，近年来，微创引流术在临床上获得极高重视度。高血压脑出血的穿刺靶点需个体化设置，脑内血肿形态、血肿量、部位差异较大，且操作空间有限，对患者脑内血肿的定位要求更高[7-8]。3D-slicer软件是由哈佛大学和麻省理工学院联合开发的一个免费开源的图像分析处理平台，操作简单，并扩展和改进了支持功能，利用头颅CT扫描原始DICOM格式数据即可对头颅和深部脑内血肿进行三维重建，可较准确测量脑内血肿体积，使用量尺、角度等模块多参数测量血肿相对位置，结果真实、可靠。在3D-slicer软件的辅助下脑出血手术治疗更加直观、简单，成功率更高。表明3D-slicer 软件辅助3D 打印导板技术在高血压脑出血微创手术治疗中应用是可行的。本研究结果表明，观察组临床治疗总有效率为96.00%，高于对照组的68.00%（P＜0.05）；观察组穿刺成功率、血肿清除率高于对照组（P＜0.05）；观察组靶点偏差距离、住院时间短于对照组，住院费用少于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。说明，在准确性方面，通过3D 打印导板定位省时省力，优于常规定位方法。按照术前三维重建脑内血肿具体形态，3D-slicer 组一次性成功穿刺脑内血肿，个体化设定穿刺路径，同时，通过术后头颅CT复查证实，穿刺达靶点位置。另外在血肿清除率方面，因准确的引流管位置能促进血肿溶解引流，具有较多优势。

表3 两组靶点偏差距离、平均住院时间、住院费用比较（）Table 3 Comparison of target deviation distance,length of stay and hospitalization expenses between the two groups()

表3 两组靶点偏差距离、平均住院时间、住院费用比较（）Table 3 Comparison of target deviation distance,length of stay and hospitalization expenses between the two groups()

组别观察组对照组t值P值住院费用（万元）1.45±0.48 1.82±0.71 2.158 6 0.030 9例数25 25靶点偏差距离（cm）0.31±0.06 0.47±0.05 10.243 0 0.000 0住院时间（d）12.7±2.6 15.3±3.4 3.037 3 0.002 4

3D-slicer 软件辅助3D 打印导板技术脑内血肿清除率高，能减轻神经毒性水肿反应，降低因崩解造成炎性细胞因子释放，改善患者预后。此外，还具有以下优势：①按照患者个体化差异，制定术前计划，通过3D-slicer设计面具导板，符合个体化原则，完成详尽术前计划；②对电脑硬件要求不高，软件完全免费，不存在版权问题，无需导航软件费用；③个体化导板设计，是基于患者颅脑CT数据的基础上，做到一人一导板；④在导板制作过程中能准群测量穿刺深度，做到穿刺精准，降低手术难度；⑤手术安全性高，避开重要功能区及血管，设计导板穿刺通道；⑥手术创伤小，恢复快，并发症少；⑦手术时间较短，降低感染风险。

综上所述，针对实施脑出血穿刺引流术患者，采用3D-slicer辅导3D-打印导板技术治疗，可显著改善患者的生活质量，治疗效果显著，且路径简单易行，可提高血肿清除率，为穿刺引流术提供便捷、准确的定位指导，降低患者的住院费用，缩短住院时间，加快患者康复速度，具有临床应用价值。