計算機輔助設計個體化塑形鈦網在顱骨修補中的臨床應用

馬旭東 孫鄭春(通訊作者) 曹新亮 周 興

鄭州市第一人民醫院神經外科 鄭州 450004

計算機輔助設計個體化塑形鈦網在顱骨修補中的臨床應用

馬旭東 孫鄭春(通訊作者) 曹新亮 周 興

鄭州市第一人民醫院神經外科 鄭州 450004

目的 探討計算機輔助設計(CAD)個體化塑形鈦網在顱骨修補中的應用價值。方法 2005—2014年收治的顱骨缺損病人143例，分成2組，手工塑形組68例，計算機塑形組75例。以手術時間、鈦釘使用數量、外觀滿意度及手術并發癥率四個指標對兩種塑形方法進行評價。結果 均以平均數計算，手工塑形組手術時間、鈦釘使用量、外觀滿意率、手術并發癥率分別為198.3 min、14.7枚、87.4%、10.3%；計算機塑形組分別為134.4 min、8.8枚、98.6%、1.3%。結論 計算機輔助設計個體化塑形技術使顱骨修補簡單快捷，節約手術時間及費用，并發癥少，外觀滿意。

計算機輔助設計；顱骨修補；個體化

顱骨缺損是顱腦外傷及腦出血術后常見的并發癥，以保護腦組織、穩定顱內壓、預防粘連產生癲癇及改善外形美觀為目的，一般在術后3～6 個月對直徑>3 cm的顱骨缺損進行修補。近年來計算機輔助設計(CAD)技術廣泛用于顱骨修補中的鈦網塑形環節。我院自2005—2014年收治顱骨缺損143例，以2010年為界限，前期使用手工塑形68例，后期使用計算機塑形75例，本文將2組臨床療效進行對比，探討應用前景。

1 資料與方法

1．1 一般資料 本組143例，男80例，女63例；年齡7～68歲，平均 41.2歲；顱骨缺損原因：高血壓腦出血術后54例，重度顱腦外傷術后89例；缺損部位：額顳部77例，顳頂部30 例，枕部23例，雙側額顳部顱骨缺損者13例。缺損面積：4.4 cm×6.2 cm～10.0 cm×15.6 cm(平均7.5 cm×11.2 cm)；開顱術后 3～6個月行顱骨修補術。將全部病例按就診時間階段分為2組，手工塑形68例，計算機塑形75例。

1．2 方法 術前均以我院GE公司16排CT進行頭顱CT薄層掃描(層厚2 mm)，獲得dicom格式二維圖像，然后應用mimics軟件進行顱骨三維重建，利用健側顱骨的三維模型進行鏡像復制，重建出患側修復體的三維模型數據，而雙側顱骨缺損者的修復體參照標準人體三維模型庫制作，然后利用無模多點成形技術制成符合需要的鈦網。由Materialise公司出品的Mimics軟件可直接生成CAD文件，傳輸至數控機床，直接對三維鈦網進行壓制成形，裁剪尺寸超出骨緣1 cm，邊緣打磨光整，塑形后的鈦網固定于按1：1比例制作的顱骨模型進行吻合度裝配試驗[1]，塑形過程約2 d完成。成型的鈦網術前進行高溫高壓消毒。全身麻醉，分離肌肉與硬膜之間的界限，對于粘連嚴重或骨窗凹陷明顯無法清晰分離的，保留深層筋膜及薄層肌肉[2]，顯露缺損骨窗及邊緣約1 cm，將鈦網吻合固定在缺損骨窗上，邊緣用鈦釘固定，術中無需對鈦網裁剪修整，缺損中心區域硬膜用絲線與鈦網懸吊固定，以防術后皮下積液。同時在皮下置負壓引流管1根，術后常規抗感染治療，48 h內拔除引流管，術后常規預防性應用抗生素。

1．3 觀察指標 手術時間(min)、鈦釘使用數量(枚)、外觀滿意度(根據患者滿意程度，量化為0～100，0為最不滿意，100為最滿意，術后1個月隨訪獲得數據)及手術并發癥率(局部皮下積液、感染及鈦網浮動)。

2 結果

根據觀察指標，2組結果取人均平均值，結果見表1。手工塑形組中7例出現術后并發癥，其中皮下積液4例，鈦網浮動1例，感染2例；計算機塑形組中1例術后發生切口感染。結果提示，從手術時間、鈦釘使用數量、外觀滿意度及術后并發癥發生例數四個指標上進行比較，計算機塑型組均明顯優于手工塑形組。

表1 2組觀察指標對比

3 討論

各種原因造成的顱骨缺損在神經外科十分常見，最常見原因是顱腦損傷及高血壓腦出血去骨瓣減壓術后，尤以基層醫院最為多見。長期的顱骨缺損可給患者帶來一系列神經癥狀，如嚴重的記憶力下降、抑郁、頭痛、眩暈、易疲勞、易激惹等，Isago等[3]將這一系列神經癥狀命名為顱骨缺損綜合征。

患者需行顱骨修補以恢復外觀和保護腦組織，減少顱骨缺損帶來的并發癥。近年來多項研究表明顱骨缺損可導致腦脊液循環障礙、腦組織機械性損傷等慢性腦損害，盡早實施對顱骨缺損的修補對意識障礙病人的促醒治療有很大的幫助。自體顱骨瓣和周圍組織的相容性最好，排斥反應最小，對原有顱骨外形和結構最大程度保留，患者不易產生心理上的不適感，曾一度是基層醫院最常用的修補方案[4]；但顱骨瓣的長期保存成為臨床難題，部分病人顱腦外傷可產生粉碎性顱骨骨折，且由于骨瓣保持了原有顱骨的厚度，因此在顱骨修補時，剝離皮肌瓣需要緊貼顱骨緣及硬腦膜，易造成硬腦膜破裂，出現醫源性腦脊液漏，甚至腦組織損傷，顱骨修補后因骨小梁組織吸收，骨瓣會相對縮小，造成骨瓣面積小于骨窗面積，易導致骨瓣松動凹陷；且在首次去骨瓣減壓手術中，骨瓣經銑刀去除后，由于中顱凹底需要更徹底的減壓，往往對蝶骨脊方向的顱骨做更大范圍咬除，自體骨瓣已明顯小于骨窗，無法吻合；由于種種缺點，所以目前自體顱骨修補逐漸被臨床醫生淘汰；而骨水泥、有機玻璃等修補材料則因材料韌度低、組織相容性差、材料強韌度低、定型后無法矯正、術后并發癥多、難以獲得滿意形狀等不足，臨床上目前也逐漸被淘汰。

本文所述的鈦合金板自20世紀60年代初被應用于臨床，鈦金屬以其質輕而硬、化學性質穩定、排異性小、無抗原反應、無磁性等優點受到醫生及患者的歡迎，可安全接受CT及MRI檢查[5]。尤其是網狀結構的設計，植入人體后成纖維細胞可以穿過孔隙生長，使鈦網內外的組織融為一體，對鈦網有固定作用，大大增加了牢固性和減少了皮下積液的發生[6]。

經過材料科學的發展及臨床試驗的不斷驗證，作為修補材料，目前臨床上鈦網已得到廣泛認可，但鈦網剛進入臨床起始階段，其塑形方法采用人工塑形，顱骨是不規則曲面，特別是前顱底、眶周、中顱凹底的表面輪廓曲折復雜，且去骨瓣減壓術后，顱骨缺損的形狀、面積各不相同。曲度大且不規則，對于手工塑形而言，術中需要力度較大方可改變形狀，且無精確參照物，精確匹配的難度較大，且術中用于塑形的時間遠多于固定顱骨的時間，且多數不能達到緊密貼合；與骨窗匹配度不佳，當局部彎曲度大且復雜時，而手工塑形卻由于手工塑形鈦網難以滿足骨窗和鈦網的吻合，此時為了使其兩者匹配吻合，往往需犧牲性地將鈦網邊緣剪成鍥形，這樣鈦網的完整性就被破壞，鈦網的強度及穩定性勢可能降低；手工塑形僅僅符合解剖學要求，而不能達到正畸之目的，也不能滿足患者內心正常的外觀需求。同時延長了手術及麻醉時間，無形中增加了手術創傷及經濟負擔。術中若對鈦網邊緣進行裁剪，常常造成邊緣毛刺、上翹現象，術中易發生無菌手套破損導致術區污染，術后易產生局部疼痛、組織壓迫壞死、鈦板外露等并發癥[7]。

近年，隨著我院CT機器的更新，可輕松獲取顱骨的薄層掃描數據，為顱骨三維重建提供了可能性及準確性。我科逐漸放棄手工鈦網塑形，轉而采用計算機輔助設計個體化塑形鈦網進行顱骨修補，從我科臨床數據分析，計算機塑形鈦網在多個指標上均優于手工塑形。修補材料最大程度地符合了生理解剖形態，和顱骨結合嚴密，特別是額眶部、顳窩處顱骨缺損，鈦網固定可靠，術后頭形恢復對稱，達到滿意的美觀效果。應用鈦網顱骨修補仍需注意幾個細節：(1)CT掃描層距越薄越理想，盡量不超過3 mm，過厚的層距導致三維重建失真，與實際偏差較大；(2)分離肌肉筋膜與硬膜時避免腦脊液漏，若粘連緊密，可不勉強做到精確分離，可在硬膜上留下筋膜或薄層肌肉，這樣鈦網上下均有肌肉組織，肌肉愈合時可牢固抓緊鈦網，增加穩定性；(3)鈦網固定時，要在缺損區域中心部位置懸吊線，穿鈦網孔隙而出，待鈦網固定后，在鈦網上打結懸吊[8]，防止發生硬膜外血腫或積液。

綜上所述，我們認為計算機輔助設計個體化塑形鈦網能使顱骨缺損的修復外觀形態滿意，手術時間縮短，極大地減小了手術風險和手術并發癥的發生率，解除了患者由于顱骨外觀不佳而造成的心理負擔，提高了生活質量。

[1] 沈建，濮宏健，方黎明．數字化無模多點成型鈦網修補額顳區顱骨缺損[J]．中華神經醫學雜志，2010，9(11)：1 167-1 169．

[2] 林琳，張永輝，咎向陽，等．顳肌外鈦網修補顱骨缺損37例[J].中華神經外科雜志，2010，26(5)：461-462．

[3] Isago T，Nozaki M，Kikuchi Y，et al．Sinking skin flag Syndrome：acase of improved cerebral blood flow after cranioplasty[J]．AnnPlast Surg，2004，53：288-289．

[4] 張合林，田愛民，齊再利．自體顱骨瓣加骨水泥鑲嵌修補顱骨缺損[J]．中華神經外科疾病研究雜志，2006，5(5)：464-465．

[5] Pou AM．Update on new biomatcrials and their use in reconstructive[J]．Surgery，2003，11(2)：240-244．

[6] 陳悅達，李增慧．三維成像無模多點鈦網成形人工顱骨修補的臨床價值[J]．透析與人工器官，2004，15(3)：24．

[7] 周敬安，趙亞群，研緒濤，等．顱骨成型術中的計算機輔助設計6例報告[J]．中國康復理論與實踐，2004， 10(5)：318-320．

[8] 趙繼宗．神經外科手術精要與并發癥[M]．北京：北京大學醫學出版社，2004：53-62．

(收稿2016-06-04 修回2017-03-10)

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1673-5110(2017)09-0065-03