3D打印技術(shù)在前交通動脈瘤治療中的應(yīng)用

王金鵬

（九江市第一人民醫(yī)院，江西 九江332000）

前交通動脈瘤是顱內(nèi)所有動脈瘤中最常見的一種類型，其病因與動脈硬化、腦動脈閉塞與顱內(nèi)血管發(fā)育不良等相關(guān)[1]，因致殘率和致死率較高，患者需盡快行手術(shù)治療，避免動脈瘤破裂出血威脅患者生命安全。雖然，國內(nèi)外已首選開顱動脈瘤夾閉術(shù)治療前交通動脈瘤患者，但前交通動脈解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，治療難度較大，無法保證療效。3D打印技術(shù)是一種迅速成型技術(shù)，操作原理是在數(shù)字模型文件基礎(chǔ)上，通過計算機軟件構(gòu)建出3D模型，以便醫(yī)護人員對患者的顱內(nèi)組織結(jié)構(gòu)與病變情況進行觀察，從而開展下一步的手術(shù)治療[2]。本研究旨在探究3D打印技術(shù)在前交通動脈瘤治療中的應(yīng)用效果，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選取2017年7月至2018年7月本院收治的前交通動脈瘤患者30例作為對照組，并選取2018年8月至2019年8月本院收治的前交通動脈瘤患者30例作為觀察組。對照組男16例，女14例；年齡50～76歲，平均年齡（65.21±1.58）歲；動脈瘤大小：微小型（≤3 mm）15例，小型（3～9 mm）13例，大型（10～25 mm）2例；Hunt-Hess分級：Ⅰ級11例，Ⅱ級12例，Ⅲ級4例，Ⅳ級3例。觀察組男18例，女12例；年齡51～75歲，平均年齡（66.05±1.50）歲；動脈瘤大小：微小型（≤3 mm）14例；小型（3～9 mm）12例；大型（10～25 mm）4例；Hunt-Hess分級：Ⅰ級13例，Ⅱ級10例，Ⅲ級5例，Ⅳ級2例。兩組患者臨床資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，具有可比性。本研究已通過醫(yī)院倫理委員會審核批準。

納入標準：經(jīng)影像學(xué)檢查確定為前交通動脈瘤；行雙側(cè)頸動脈造影檢查過程中，前交通動脈顯影不完整；患者家屬均對本研究知情同意，并自愿簽署知情同意書。排除標準：合并重度頸動脈狹窄患者；合并血液系統(tǒng)疾病者；合并肝腎功能障礙者。

1.2 方法兩組均接受開顱動脈瘤夾閉術(shù)治療，治療過程中，對照組不使用3D打印技術(shù)。觀察組應(yīng)用3D打印技術(shù)構(gòu)建出模型后再開展治療：使用膠帶與頭托固定患者頭部，并通過CT做峰值法容積掃描處理，參數(shù)設(shè)置：間距與層厚各為0.625 mm，矩陣512×512，電壓120 kV，視野220 mm，電流200 mAs。由患者顱底依次掃描至顱頂，采集數(shù)據(jù)后測定峰值；同時，應(yīng)用CT專用高壓注射器，經(jīng)外周左肘正中靜脈使用20G套管針注入10 mL 0.9%氯化鈉溶液與15 mL碘海醇非離子造影劑，注射速度控制在4.5 m/s，在獲取達峰時間后將2 s經(jīng)驗值設(shè)置為正式增強掃描時間，并以相同的速度將20 mL 0.9%氯化鈉溶液、65 mL對比劑注入患者右肘正中靜脈，在增強掃描后上傳原始數(shù)據(jù)至電子計算工作站。在Mimics軟件中導(dǎo)入圖像數(shù)據(jù)，通過閥值法提取患者動脈瘤血管閾值，以結(jié)合3D計算工具構(gòu)建出動脈瘤模型；同時，借助Mimics Cut with Polyplane工具干預(yù)處理動脈瘤模型，在立體光刻格式導(dǎo)出后取出動脈細小分支，對圖像做3D計算處理，以生成動脈瘤面網(wǎng)優(yōu)化模型，最后使用3D打印機構(gòu)建出動脈瘤血管固定模型。

1.3 觀察指標比較兩組術(shù)前準備時間與術(shù)中操作時間；比較兩組術(shù)前、術(shù)后GCS評分，該量表包括睜眼、言語與運動3個項目，以患者評分劃分昏迷程度，輕度：13～14分，中度：9～12分，重度：3～8分[3]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料以“±s”表示，比較采用t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組術(shù)前準備時間與術(shù)中操作時間比較觀察組術(shù)前準備時間與術(shù)中操作時間均短于對照組（P＜0.05），見表1。

表1 兩組術(shù)前準備時間與術(shù)中操作時間比較（±s）

表1 兩組術(shù)前準備時間與術(shù)中操作時間比較（±s）

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2.2 兩組術(shù)前與術(shù)后GCS評分比較術(shù)前，兩組GCS評分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義；術(shù)后，兩組GCS評分均高于治療前，且觀察組高于對照組（P＜0.05），見表2

表2 兩組術(shù)前與術(shù)后GCS評分比較（±s，分）

表2 兩組術(shù)前與術(shù)后GCS評分比較（±s，分）

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3 討論

由于患者顱內(nèi)動脈瘤形狀、大小等存在差異，且前交通動脈復(fù)合體解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在單側(cè)頸內(nèi)動脈造影過程中，諸多因素均可限制開顱動脈瘤夾閉術(shù)的順利開展，如部分患者的交通動脈無法顯影或顯影效果不佳等[4]。因此，需要采取相應(yīng)的技術(shù)以減少其中存在的誤差，改善患者預(yù)后。

3D打印技術(shù)因具有迅速成型、直觀立體等特點在醫(yī)學(xué)模擬領(lǐng)域（生物組織材料與人工血管等）中已得到廣泛應(yīng)用，其優(yōu)勢為術(shù)前應(yīng)用構(gòu)建出3D模型，以便臨床醫(yī)護人員了解患者組織器官的解剖特點、變異情況，并分析動脈瘤整體與血管間的解剖關(guān)系，在此基礎(chǔ)上模擬手術(shù)操作，對手術(shù)治療方案進行設(shè)計與調(diào)整，從而縮短術(shù)前準備時間，提升手術(shù)操作精準性與療效[5]。本研究結(jié)果顯示，觀察組術(shù)前準備時間與術(shù)中操作時間均短于對照組（P＜0.05）。提示，3D打印技術(shù)有利于醫(yī)護人員進行術(shù)前準備，并縮短手術(shù)操作時間。分析原因為術(shù)前應(yīng)用3D打印技術(shù)可構(gòu)建患者的動脈瘤3D模型，可全面分析與評估動脈瘤組織關(guān)系，并以此為依據(jù)模擬選擇動脈瘤夾與分離瘤頸等手術(shù)操作，在此過程中，醫(yī)師間可針對手術(shù)操作展開深入的分析與討論，以明確手術(shù)治療方向，并縮短術(shù)前準備時間。此外，術(shù)前談話會使患者與家屬情緒過度緊張，再加上抽象的醫(yī)學(xué)名詞，患者與家屬難以認識到手術(shù)治療的迫切性。而3D模型能直接反映出患者的實際病情與病變程度，一方面有利于醫(yī)患間進行高效溝通，以便醫(yī)師為患者家屬詳細講解病情與手術(shù)治療方法，獲得患者的支持與配合；另一方面可幫助患者完善術(shù)前準備，讓患者以最佳狀態(tài)進行手術(shù)治療，為良好預(yù)后提供保障；同時，手術(shù)治療過程中，3D模型經(jīng)消毒處理后能放置于手術(shù)臺，可使手術(shù)醫(yī)師多角度、全方位旋轉(zhuǎn)，對術(shù)中觀察動脈瘤瘤體的朝向與評估顱骨的解剖關(guān)系均可提供指導(dǎo)[6]，有利于手術(shù)醫(yī)師展開各項操作，從而縮短手術(shù)時間，并減少術(shù)中組織解剖的暴露。本研究結(jié)果顯示，術(shù)前，兩組GCS評分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義；術(shù)后，兩組GCS評分均高于治療前，且觀察組高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），提示，雖然應(yīng)用開顱動脈瘤夾閉術(shù)治療后，前交通動脈瘤患者的意識障礙已得到改善，但觀察組改善效果更佳。分析原因為3D模型具有直觀、逼真的視覺效果，對手術(shù)方案的設(shè)計具有積極作用，可保證手術(shù)方案符合患者的病情，減少方案設(shè)計上存在的誤差，為患者術(shù)后恢復(fù)提供幫助[7]。此外，在治療過程中，3D模型可發(fā)揮輔助參考作用，即手術(shù)醫(yī)師可參照3D模型對患者動脈瘤進行準確定位，并以此為依據(jù)選擇最佳的路徑開展治療操作，從而保護患者的重要血管，避免手術(shù)操作損傷血管，確保患者治療后意識狀態(tài)恢復(fù)，提升預(yù)后質(zhì)量[8-9]。此外，3D打印技術(shù)有利于臨床醫(yī)師進行手術(shù)回顧，并結(jié)合手術(shù)錄像與3D模型總結(jié)經(jīng)驗，針對其中的不足做出相應(yīng)的改進，確保3D打印技術(shù)今后可更好的應(yīng)用于臨床手術(shù)治療中。

綜上所述，在前交通動脈瘤患者治療中應(yīng)用3D打印技術(shù)，有利于臨床醫(yī)師通過構(gòu)建的3D模型全面觀察患者動脈瘤組織結(jié)構(gòu)，進而完善術(shù)前準備，在模型的指導(dǎo)下順利開展治療，保障患者預(yù)后。