3D打印技術在顱內動脈瘤介入栓塞術中的應用

劉子燕　王榮耀　李艷明　張櫻濤　張梅

【摘要】 目的：探討3D打印技術在顱內動脈瘤介入栓塞術中的應用價值。方法：選取2015年12月-2016年11月濱州醫學院附屬醫院介入手術室顱內動脈瘤介入栓塞患者60例，各30例。對照組應用傳統栓塞方法治療；試驗組采用3D-DSA旋轉成像，提取檢查結果的DICOM原始數據，輸入Mimics16軟件中進行動脈瘤復合體三維重建，在重建模型內設計出微導管塑形模型，將模型文件導入3D打印機（Nobel 1.0 3D Printer）按1∶1比例3D打印，獲得實體模型，根據實體模型將微導管塑形進行栓塞。對比對照組與試驗組手術結果。結果：3D打印模型試驗組微導管均到位精準，栓塞順利，術前談話時間（13.140±2.024）min，手術時間（27.913±2.810）min。而對照組30例患者中1例微導管未到位，栓塞失敗，2例栓塞時間超過1 h，術前談話時間（18.200±3.101）min，手術時間（47.483±11.217）min。兩組術前談話時間及術中操作時間差異有統計學意義（P<0.01）。結論：3D打印模型應用于顱內動脈瘤介入栓塞中可以減少微導管操作并發癥，縮短手術時間，提高手術成功率及患者滿意率。

【關鍵詞】 3D打?。?顱內動脈瘤； 微導管塑形； 動脈瘤栓塞

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2017.29.035 文獻標識碼 B 文章編號 1674-6805（2017）29-0071-03

Application of 3D Printing in Embolization of Intracranial Aneurysm Embolization/LIU Zi-yan，WANG Rong-yao，LI Yan-ming，et al.//Chinese and Foreign Medical Research，2017，15（29）：71-73

【Abstract】 Objective：To Research the application of 3D printing technology in intracranial aneurysm embolization.Method：A total of 60 intracranial aneurysm embolization patients in the interventional room of Binzhou Medical University Hospital from December 2015 to November 2016 was selected and divided into 2 groups.30 patients in the control group were treated in the traditional method of embolization.In the experimental group，through 3D-DSA rotational image，the DICOM raw data was obtained，and the later data was used to the 3D reconstruction of aneurysm complex.In the reconstructed model，micro-catheter remodeling was completed.After the model files were imported into 3D printer（Nobel 1.0 3D Printer），the model was printed out according to its original size.When the physical model was obtained，embolized the micro-catheter model，and then compared the results of 2 groups.Result：Micro-catheter in 3D printing model experimental group were accurately in position and the embolization was successful.The pre-operation communication time was （13.140±2.024）min，and the operation time was （27.913±2.810）min.While in the control group，1 micro-catheter was not in position and the embolization failed.2 of 30 embolizations costed too much time，each exceeding 1 hour.The pre-operation communication time was （18.200±3.101）min，and the operation time was （47.483±11.217）min.By comparison，both the pre-operation communication time and the operation time in the experimental group were shorter than those in the control group，the difference was statistically significant（P<0.01）.Conclusion：The application of 3D printing in embolization of intracranial aneurysm can reduce the complications caused by microcatheter operation.It can also shorten the operative time，improve the success rate of surgery and raise patientssatisfaction.endprint

【Key words】 3D printing； Intracranial aneurysm； Micro-catheter remodeling； Aneurysm embolization

First-authors address：Binzhou Medical University Hospital，Binzhou 256603，China

3D打印技術是一種以數字模型文件為基礎，利用計算機軟件將做好的3D模型按照某一坐標軸切片，再通過3D打印機用金屬粉末或者塑料等可粘合材料，逐層疊加的方式生產產品的技術，可以實現針對特定患者、特定需求的個性化生產，是傳統制造技術所不可企及的[1]。隨著醫學影像技術和材料工程的不斷發展，3D打印技術開始應用到醫學實踐中[2]。本中心通過建立并應用3D打印顱內動脈瘤的實體模型，初步探討其在微導管塑形，提高手術成功率中的臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年12月-2016年11月濱州醫學院附屬醫院介入手術室復雜顱內動脈瘤介入栓塞患者60例，其中30例未使用3D打印技術者為對照組，其中男13例，女17例，平均年齡60.2歲。30例為3D打印模型試驗組，其中男14例，女16例，平均年齡59.7歲。

1.2 方法

1.2.1 顱內動脈瘤三維圖像的建立 術前60例患者做腦血管造影檢查。將患者DSA三維重建影像的斷層數據（西門子，分辨率512×512 dicom格式）輸入Mimics16軟件中進行動脈瘤復合體三維重建。根據三維重建的圖像選擇最佳的角度及體位，協助進行介入栓塞。

1.2.2 3D打印微導管模型 選取試驗組患者DSA三維重建的圖像，在圖像內設計出適合微導管塑形的模型文件，將模型文件導入3D打印機（Nobel 1.0 3D Printer），按1∶1比例3D打印，獲得實體模型。

1.2.3 微導管模型輔助微導管塑形 對照組患者采取普通微導管塑形方法，術者根據造影圖像對微導管進行彎折預塑形，然后進行蒸汽熏蒸50 s，生理鹽水冷卻，完成微導管塑形，用于手術。試驗組患者采用微導管模型輔助微導管塑形，將塑形針芯按照微導管模型精準彎折塑形，然后塑形針芯插入微導管頭端，同樣將微導管蒸汽熏蒸50 s，生理鹽水冷卻，拔出塑形針，完成微導管塑形。

1.2.4 動脈瘤介入栓塞 微導管沿微導絲進入載瘤體內，選擇型號適合的栓塞系統栓塞，再次造影示填塞滿意，完成栓塞。

1.3 觀察指標

1.3.1 GOS評分 術后對患者進行GOS預后評分，5分是預后良好，4分是輕度殘疾，3分是重度殘疾，2分是植物生存，1分是死亡，觀察試驗組與對照組患者恢復情況。

1.3.2 患者滿意度調查 對試驗組與對照組患者和家屬對談話內容及手術過程、手術風險、3D實體模型給患者帶來的有利影響進行滿意度調查，總分為10分，≥7分界定為滿意。

1.3.3 其他指標 對試驗組與對照組患者術前談話時間、術中操作時間等指標進行對比。

1.4 統計學處理

采用SPSS 16.0統計分析軟件對數據進行分析，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗，計數資料以率（%）表示，采用字2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

試驗組患者采用3D打印輔助微導管塑形進行動脈瘤介入栓塞，微導管均順利到位，彈簧圈填塞致密，栓塞滿意。對照組患者有1例血管迂曲嚴重，多次嘗試未到位，未完成栓塞，與家屬溝通后返回病房，2例患者栓塞困難，手術時間過長，增加手術并發癥的可能性，其余患者順利完成栓塞。運用3D打印技術的試驗組患者術前談話時間及術中操作時間均明顯低于對照組，GOS評分和患者及家屬滿意度均高于對照組，差異有統計學意義（P<0.01），見表1。

3 討論

顱內動脈瘤手術有較高的致殘、致死風險[3]，介入栓塞手術對醫生的技術要求較高。目前顱內動脈瘤手術治療主要有顯微手術夾閉和血管內栓塞[4]。顱內動脈瘤要成功栓塞，微導管塑形貼合血管形狀十分重要[5]。因為顱底動脈分支較多，交通支又往往存在變異現象[6]，患者的血管先天發育各有差異，動脈瘤的位置、大小、形狀也各有差異，這就要求微導管的塑形形狀各異。目前微導管塑形主要是根據操作醫師的臨床經驗彎曲出大致的形狀，并不能確保動脈瘤的實際血管走向和微導管的穩定性，因此復雜的動脈瘤介入栓塞術微導管到位困難，手術時間長，風險高，成功率低，術后并發癥多。而3D打印應用以后可以準確設計出微導管在載瘤體內長度及在血管內的走形，同時可以設計出微導管在載瘤體內的彎曲，保證微導管順利進入瘤體并在瘤體內的穩定性，避免微導管脫出，縮短操作時間，確保手術的成功開展。

顱內動脈瘤為神經外科常見的腦血管疾病[7]。隨著材料和技術的發展，近年來介入方法在動脈瘤治療中的作用不可忽視[8]。介入栓塞術的手術風險高，對醫師的操作技術要求高，在手術過程中為避免長時間操作引起更多的手術并發癥，減少了年輕醫師的手術操作機會。3D打印技術應用到顱內動脈瘤介入栓塞的手術中可以在術前設計出微導管的走形及彎曲形狀，便于年輕醫師觀察，減少了操作的困難，保障手術的成功率，縮短了手術時間，不僅幫助了患者擺脫疾病的困擾，也可以使年輕的醫師縮短訓練時間，盡早掌握相關手術技巧[9-10]。由于3D-DSA能提供最好的觀察角度，幫助醫師準確地選擇微彈簧圈的直徑及操作路徑，避免誤傷靠近瘤頸的穿支血管，因而可增加術者的信心，減少患者和術者的曝光時間和造影劑的用量及栓塞治療的時間，這提示對手術安全性，減少醫師和患者的X線輻射劑量都是至關重要的[11]。

目前提倡早期甚至超早期治療動脈瘤[12]，縮短術前談話時間及術中治療時間對患者的病情及恢復都是至關重要的。而術前談話對患者及家屬來說是一項復雜難懂的程序，醫師抽象的談話使患者及家屬不能及時明白病情及手術的迫切性、危險性。3D打印技術的應用可以方便與患者及其家屬解釋病情、手術操作、手術治療目的及相關風險，獲得患者理解及支持，促進醫患溝通[13]，幫助患者及家屬更加直觀地了解患者的病情及手術方法，幫助患者及家屬盡快選擇手術方案，縮短患者接受治療的時間，促進患者病情的恢復。同時在患者及家屬了解手術風險及手術過程的前提下可以提高患者對醫護人員的滿意度。endprint

從本文對照組與試驗組患者手術過程中可以看出，3D打印技術用于顱內動脈瘤介入栓塞中，可以準確地將微導管塑形，保證微導管順利到達載瘤體內且穩定性好，縮短了手術時間，減少了微導管相關并發癥，提高了手術成功率及患者滿意率。

綜上所述，3D打印應用于顱內動脈瘤介入栓塞術中改變了傳統栓塞術中微導管塑形的問題，保證了手術的順利進行，縮短了術前談話及術中治療的時間，提高了患者及家屬的滿意程度，增加了年輕醫師的操作機會及手術經驗。

參考文獻

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（收稿日期：2017-06-24）endprint