3D-slicer軟件輔助神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)治療高血壓腦出血的臨床觀察

藍歡 馬興才 趙冠焱 謝昌紀 李光 韋成聰 周志宇

【摘要】 目的 觀察3D-slicer軟件定位在高血壓腦出血神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)中的輔助價值。 方法 回顧性分析2017年1月至2019年6月神經(jīng)外科收治的80例高血壓腦出血手術(shù)患者，根據(jù)手術(shù)定位方式分組，40例采用3D-slicer軟件輔助定位的高血壓腦出血神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)患者作為A組，40例采用常規(guī)弦距體表定位的高血壓腦出血神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)患者作為B組，對比觀察兩組患者的手術(shù)時間、術(shù)中出血量、平均血腫清除率、住院天數(shù)，術(shù)前、術(shù)后1周GCS評分，術(shù)后6個月隨訪術(shù)后神經(jīng)功能評分（GOS）分級。結(jié)果 A組患者的手術(shù)時間短于B組，血腫清除率高于B組，術(shù)中出血量少于B組，住院時間短于B組（P<0.001）。兩組患者的術(shù)后1周GCS評分較術(shù)前均顯著升高（P<0.01），但A組術(shù)后1周GCS評分高于B組（P<0.01）。術(shù)后6個月GOS分級，A組患者優(yōu)于B組（P<0.01）。結(jié)論 使用3D-slice軟件輔助神經(jīng)內(nèi)鏡高血壓腦出血手術(shù)定位，是一種簡單安全、行之有效的治療方法，可提高患者的臨床預后，值得在基層醫(yī)院推廣應用。

【關(guān)鍵詞】 高血壓腦出血;3D-slicer軟件;神經(jīng)內(nèi)鏡

中圖分類號：R743.34 ? 文獻標志碼：A ? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2020.10.007

【Abstract】 Objective To observe the auxiliary value of 3D-slicer software localization in neuroendoscopic surgery for hypertensive intracerebral hemorrhage. Methods A retrospective analysis of 80 patients with hypertensive intracerebral hemorrhage who were admitted to department of neurosurgery from January 2017 to June 2019 was carried out. The patients were grouped according to surgical localization. 40 patients with hypertensive intracerebral hemorrhage underwent neuroendoscopic surgery assisted with 3D-slicer software localization were selected as group A， and 40 patients with hypertensive intracerebral hemorrhage underwent neuroendoscopic surgery with conventional chord distance localization were selected as group B. And then， operation time， intraoperative blood loss， mean hematoma clearance rate， length of hospital stay， GCS before and 1 week after operation were compared and observed， and postoperative neurological function score （GOS） grading were followed up 6 months after operation. Results The operation time of the group A was shorter than that of the group B， the clearance rate of hematoma was higher than that of the group B， the amount of intraoperative bleeding was less than that of the group B， and the hospitalization time was shorter than that of the group B （P < 0.001）. 1 week after operation， the GCS scores of the two groups were significantly higher than those before operation （P < 0.01）， but the GCS score of the group A was higher than that of the group B （P < 0.01）. 6 months after operation， the GOS grading in the group A was better than that in the group B （P < 0.01）. Conclusion It is a simple， safe and effective treatment method to use 3D-slice software to assist the surgical localization of hypertensive intracerebral hemorrhage under neuroendoscope， which can improve the clinical prognosis of patients， and is worthy of promotion and application in primary hospitals.

【Key words】 hypertensive intracerebral hemorrhage; 3D-slice software; neuroendoscopy

高血壓腦出血（hypertensive intracerebral hemorrhage，HIGH）是高血壓患者因顱內(nèi)的血管病變、壞死、破裂而引起出血的一種腦血管病[1]，往往需要手術(shù)干預。近年來，神經(jīng)內(nèi)鏡輔助清除腦內(nèi)血腫以其良好的效果正逐漸得到重視[2]。目前國內(nèi)高血壓腦出血神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)多運用傳統(tǒng)的體表投影法定位，但往往難以精準把握血腫的寬度和深度，從而影響手術(shù)的效果。3D-slicer是一款開源軟件，近年來在外科手術(shù)輔助應用方面?zhèn)涫荜P(guān)注[3]，該軟件通過虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)，術(shù)前能進行血腫的三維重建，計算血腫體積，并設(shè)計手術(shù)穿刺路徑，起到較好的輔助定位價值。我科運用3D-slicer軟件輔助高血壓腦出血神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)定位取得良好治療效果，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法1.1 一般資料 選擇2017 年1月至2019年6月我院神經(jīng)外科收治的 80 例高血壓腦出血手術(shù)患者，所有患者均符合高血壓腦出血診斷標準[3]，根據(jù)手術(shù)定位方式分組，A組40例，男性29例，女性11例;年齡33～78歲，平均（59.06±16.13）歲;術(shù)前GCS評分（6.5±3.6）分;出血部位：基底節(jié)血腫36例，皮層血腫4例，平均血腫量（45.02±24.11）mL。B組40例，男性28例，女性12例;年齡32～75歲，平均（57.02±17.22）歲;術(shù)前GCS評分（6.5±3.1）分;出血部位：基底節(jié)血腫33例，皮層血腫7例，平均血腫量（43.12±25.23）mL。兩組患者的性別、年齡、術(shù)前GCS評分、出血部位、血腫量等比較差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），具有可比性。

1.2 病例入選和排除標準 所有患者均為急性起病入院，入選標準：發(fā)病后12小時內(nèi)入院，經(jīng)過頭顱CT檢查證實高血壓腦出血。排除腦疝、腦干出血、小腦出血、中樞性循環(huán)衰竭、動脈瘤或動靜脈畸形出血，伴有腫瘤或重要器官衰竭的患者。本研究經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會同意。

1.3 手術(shù)方法

1.3.1 A組 采用3D-slicer軟件輔助定位的高血壓腦出血神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)，術(shù)前給予頭顱CT薄層掃描，利用3D-slicer軟件計算血腫體積，虛擬現(xiàn)實（三維可視化血腫及頭顱外形輪廓）：利用3D-slicer三維重建血腫、頭顱外形輪廓，將兩者配準，在計算機上實現(xiàn)血腫精準定位。增強現(xiàn)實：將重建的虛擬現(xiàn)實圖像導入智能手機，通過手機自帶的LVL CAM、Fused應用軟件，將虛擬現(xiàn)實圖像與患者頭部表面標記（也可選用外耳）匹配良好，精準定位血腫的位置，設(shè)計最佳的穿刺路徑（圖1、圖2）。 穿刺路徑的設(shè)計：基底節(jié)出血采用經(jīng)額平行于矢狀面穿刺路徑?；谳S位顱腦CT測定血腫中心和中線之間的距離，即為穿刺點旁開中線的距離。冠狀縫前1 cm 為進入點，路線平行于矢狀面，目標是血腫的中心。腦葉出血患者則根據(jù)血腫的部位以及避開腦功能結(jié)構(gòu)的位置選取個體化的就近路徑。定位后給予常規(guī)消毒鋪巾，切開頭皮4 cm，乳突撐開器牽開，顯露顱骨，十字切開硬腦膜（圖3）。使用特制的血腫穿刺套件（包括針芯、穿刺器、工作鞘），基于虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實精確置入穿刺器到血腫中心。拔除內(nèi)導芯后，用注射器抽吸血腫降低顱內(nèi)壓，透明工作鞘沿穿刺器引入至預設(shè)的深度，抽出穿刺器。通過透明工作鞘，引入內(nèi)鏡清除血腫，透明的工作鞘有利于觀察殘余血腫的位置。術(shù)中小出血點可用金屬吸引器頭抵住出血部位，然后用單極電凝金屬吸引器止血。血腫清除止血滿意后，骨瓣復位，逐層縫合切口。

1.3.2 B組 采用常規(guī)弦距體表定位的高血壓腦出血神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)，選取血腫最大層面CT片，測得擬行穿刺點至前或后正中點的直線距離，即弦距，并轉(zhuǎn)換至頭顱體表確定穿刺點。同時結(jié)合斷層、冠狀、矢狀位片測量穿刺深度。術(shù)中垂直于假象血腫投影中心點穿刺，到達估計深度后抽出穿刺器。通過透明工作鞘，引入內(nèi)鏡清除血腫。

1.4 術(shù)后處理 兩組患者術(shù)后均以丙泊酚鎮(zhèn)靜，血壓維持在130/70 mmHg左右。常規(guī)予脫水、護胃及營養(yǎng)神經(jīng)治療。術(shù)后12小時復查頭顱CT了解顱內(nèi)情況。

1.5 觀察指標 ①手術(shù)時間、術(shù)中出血量;②平均血腫清除率;③住院天數(shù);④兩組患者術(shù)前、術(shù)后1周后GCS評分變化;⑤術(shù)后6個月隨訪術(shù)后神經(jīng)功能評分（GOS）分級，GOS 評分在出院后6 個月后進行，包含 Ⅴ級（恢復良好）、Ⅳ級（輕度殘疾）、Ⅲ級（中度殘疾）、Ⅱ級（植物生存，長期昏迷）、Ⅰ級（死亡）。 Ⅲ級、Ⅱ級、Ⅰ級為預后不良;Ⅳ級、Ⅴ級為預后良好。

1.6 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 21.0統(tǒng)計學軟件進行分析，正態(tài)分布且方差齊的計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，等級分組資料的比較采用成組設(shè)計兩樣本比較的秩和檢驗（Wilcoxon兩樣本比較法），檢驗水準：α=0.05，雙側(cè)檢驗。

2 結(jié) ?果2.1 兩組手術(shù)時間、血腫清除率、術(shù)中出血量、住院天數(shù)的比較 A組患者的手術(shù)時間短于B組，血腫清除率高于B組，術(shù)中出血量少于B組，住院時間短于B組，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.001）。見表1。

2.2 兩組患者手術(shù)前后的GCS評分的比較 兩組患者的術(shù)后1周GCS評分較術(shù)前均顯著升高（P<0.01），但A組術(shù)后1周GCS評分高于B組（P<0.01）。見表2。

2.3 術(shù)后6個月GOS分級的比較 A組有1例患者因合并嚴重心臟疾病在術(shù)后第4天死亡，余下39例患者存活。B組有1例患者肺部感染于術(shù)后第13天死亡。隨訪6個月，術(shù)后GOS分級，A組患者優(yōu)于B組（P<0.01）。見表3。

3 討 ?論 ?高血壓腦出血是高血壓病的嚴重并發(fā)癥，致死致殘率很高[4]，目前的觀點認為若能及時采取恰當?shù)姆椒ń獬驕p輕血腫壓迫，減少繼發(fā)腦損害，有可能改善患者的預后[5]。神經(jīng)內(nèi)鏡輔助清除高血壓腦出血近年來逐漸受到重視，優(yōu)點在于微創(chuàng)手術(shù)時間短、出血不多、內(nèi)鏡直視下清除血腫徹底[6]。但在實際運用中也發(fā)現(xiàn)一些問題，如血腫清除率、術(shù)后再出血等指標與術(shù)者經(jīng)驗有較大關(guān)系[7]。術(shù)前缺乏血腫的準確定位和立體估算、術(shù)中缺乏精準方向把握會對神經(jīng)內(nèi)鏡輔助腦血腫清除術(shù)造成一定的困擾。目前，絕大部分內(nèi)鏡清除血腫的方法是根據(jù)醫(yī)生的臨床經(jīng)驗來定位血腫和設(shè)計手術(shù)路徑，缺陷如下：①常用的CT估算體表投影方法完全依賴術(shù)者經(jīng)驗，缺乏穩(wěn)定性，難以達到滿意的血腫定位和容積估算，會對穿刺路徑的設(shè)計造成相當大的影響，往往會導致穿刺偏差比如角度不理想、深度過深等，影響清除效率，同時術(shù)者往往會增大保護鞘的擺動范圍去清除血腫，從而給穿刺道周圍腦組織帶來損傷[8]。②從額部穿刺貫穿血腫長軸清除血腫最為理想，但穿刺路徑長，如果缺乏精確的輔助定位和血腫建模，穿刺往往存在偏差，術(shù)中也缺乏立體的血腫容積感觀，可導致血腫清除范圍不滿意，也無法順利找到責任動脈并電凝，這是術(shù)后再出血的原因之一。神經(jīng)導航系統(tǒng)能精準定位血腫，但是導航系統(tǒng)較為昂貴，且準備時間較長，不利于急診手術(shù)。

本研究采用的3D-slicer軟件，是哈佛大學的開源軟件，安裝和使用簡易，可將重建的虛擬現(xiàn)實圖像導入智能手機，通過手機自帶的LVL CAM、Fused應用軟件，可實現(xiàn)滿意的血腫定位和穿刺路徑設(shè)計[9]。大多數(shù)醫(yī)院均有CT薄層掃描，相關(guān)的圖像融合等應用軟件可在手機應用商店獲得，可以在10分鐘之內(nèi)就能完成電腦3D-slicer導入數(shù)據(jù)建模并精確獲取血腫的各種數(shù)據(jù)，5分鐘內(nèi)就能與智能手機的圖像融合應用軟件結(jié)合，并通過簡易投影在患者體表精準畫出血腫范圍，這在術(shù)前麻醉時有充足時間完成。通過虛擬成像設(shè)備結(jié)合手機陀螺儀定位可精準引導工作鞘穿刺[10]，確保工作通道位于血腫中心，角度適宜，從而實現(xiàn)工作鞘擺動角度最小化，對周圍腦組織騷擾輕微。同時精準的手術(shù)路徑確保工作通道的末端最初置于血腫的最深處，有利于清除血腫后找到深部的責任動脈并電凝，從而縮短手術(shù)時間，減少手術(shù)副損傷和降低手術(shù)出血量。兩組患者術(shù)后GCS評分均有明顯改善，但A組患者1周后GCS評分優(yōu)于B組，我們考慮與A組3D-slicer增強現(xiàn)實輔助內(nèi)鏡手術(shù)清除血腫徹底，減少繼發(fā)腦損害有關(guān)。從術(shù)后6個月GOS評分分級來看，A組病人預后明顯優(yōu)于B組，與3D-slicer增強現(xiàn)實輔助內(nèi)鏡手術(shù)的精準、騷擾小、微創(chuàng)、恢復快有關(guān)。

本研究顯示，使用3D-slicer虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)輔助，提高了高血壓腦出血神經(jīng)內(nèi)鏡的精準性，進一步提高了手術(shù)效率，安全可靠。在手術(shù)時間、術(shù)中出血量、平均血腫清除率、住院天數(shù)、術(shù)后GCS評分及預后方面明顯優(yōu)于常規(guī)定位的高血壓腦出血神經(jīng)內(nèi)鏡治療。

綜上所述，基于3D-slicer虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)輔助的高血壓腦出血手術(shù)能明顯改善患者預后，療效顯著，并發(fā)癥少，經(jīng)濟便捷，值得在基層醫(yī)院進一步推廣使用。

參 考 文 獻

[1] ?彭遠強，陳善固，曾勝田.高血壓腦出血的手術(shù)治療[J].中華神經(jīng)醫(yī)學雜志，2005，4（6）：622-623.

[2] ?葉建忠，張宏偉，王守利，等.神經(jīng)內(nèi)鏡下與開顱血腫清除術(shù)對老年高血壓性腦出血療效的對比研究[J].中華老年心腦血管病雜志，2019，21（7）：733-736.

[3] ?CHEN X J，XU L，WANG H X，et al.Development of a surgical navigation system based on 3D Slicer for intraoperative implant placement surgery[J].Med Eng Phys，2017，41：81-89.

[4] ?張帆，游潮.高血壓腦出血手術(shù)治療的研究進展[J].中國腦血管病雜志，2010，7（4）：210-214.

[5] ?王小林，降建新，魯峻.高血壓腦出血手術(shù)治療近期預后的療效觀察[J].臨床醫(yī)藥文獻電子雜志，2019，6（60）：54-55.

[6] ?周少鵬，鄭少濤.神經(jīng)內(nèi)鏡下血腫清除術(shù)聯(lián)合DC治療對腦出血患者的生活質(zhì)量、神經(jīng)功能及細胞免疫功能的影響[J].齊齊哈爾醫(yī)學院學報，2019，40（14）：1729-1731.

[7] ?萬力源，秦曉雅，趙曉平，等.神經(jīng)內(nèi)鏡術(shù)與小骨窗血腫清除術(shù)治療高血壓腦出血療效的Meta分析[J].國際神經(jīng)病學神經(jīng)外科學雜志，2019，46（3）：240-245.

[8] ?孫國臣，陳曉雷，侯遠征，等.基于簡易虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實定位的內(nèi)鏡輔助下清除幕上自發(fā)性腦內(nèi)血腫[J].中華神經(jīng)外科雜志，2017，33（1）：15-18.

[9] ?XU X H，CHEN X L，LI F Y，et al.Effectiveness of endoscopic surgery for supratentorial hypertensive intracerebral hemorrhage：a comparison with craniotomy[J].J Neurosurg，2018，128（2）：553-559.

[10] ?謝國強，郭振宇，師蔚，等.低成本增強現(xiàn)實技術(shù)在高血壓腦出血神經(jīng)內(nèi)鏡治療中的應用[J].中華神經(jīng)外科疾病研究雜志，2017，16（3）：221-224.

（收稿日期：2020-04-16 修回日期：2020-07-29）

（編輯：梁明佩）