3D技術(shù)打印個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)治療原發(fā)性三叉神經(jīng)痛

顧鐵保，張澤鋒，王彭

江蘇舟可醫(yī)療器械科技有限公司，江蘇 南通 226500

3D技術(shù)打印個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)治療原發(fā)性三叉神經(jīng)痛

顧鐵保，張澤鋒，王彭

江蘇舟可醫(yī)療器械科技有限公司，江蘇 南通 226500

目的 探討3D技術(shù)打印個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)，輔助經(jīng)皮卵圓孔穿刺半月神經(jīng)節(jié)射頻溫控?zé)崮g(shù)治療原發(fā)性三叉神經(jīng)痛的臨床價(jià)值。方法 回顧分析2014年4月～2015年2月接受3D技術(shù)打印個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)輔助經(jīng)皮卵圓孔穿刺半月神經(jīng)節(jié)射頻溫控?zé)崮g(shù)治療原發(fā)性三叉神經(jīng)痛治療的18例原發(fā)性三叉神經(jīng)痛患者，其中男性6例，女性12例，平均年齡（56.4±15.3）歲。記錄穿刺時(shí)間、穿刺成功率、疼痛緩解程度以及術(shù)中不適情況和術(shù)后并發(fā)癥的情況。所記錄結(jié)果與2013年在C臂機(jī)透視下行同樣操作的24例病患進(jìn)行比較。結(jié)果 所有患者穿刺均獲得成功，術(shù)后即刻感覺疼痛明顯緩解，與C臂機(jī)透視引導(dǎo)穿刺的無顯著性差異。借助個(gè)體化的手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)的平均穿刺時(shí)間（2.37±0.64）min顯著少于C臂機(jī)透視引導(dǎo)穿刺時(shí)間（24.2±6.55）m in（P＜0.001），術(shù)中患者無明顯不適。術(shù)后患者未發(fā)生面部腫脹及青紫、視力模糊及眼結(jié)膜充血紅腫或角膜潰瘍、張口困難或咀嚼無力、流涎，腦脊液漏或者死亡等并發(fā)癥。結(jié)論 3D技術(shù)打印個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)，輔助經(jīng)皮卵圓孔穿刺半月神經(jīng)節(jié)射頻溫控?zé)崮g(shù)操作簡(jiǎn)便，穿刺精準(zhǔn)到位，可以明顯縮短手術(shù)操作時(shí)間，減少術(shù)中透視次數(shù)，提高穿刺成功率，減少患者痛苦，具有一定的臨床推廣價(jià)值。

原發(fā)性三叉神經(jīng)痛；經(jīng)皮卵圓孔穿刺半月神經(jīng)節(jié)射頻溫控?zé)崮g(shù)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；3D打印；個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)

三叉神經(jīng)痛系指局限在三叉神經(jīng)支配區(qū)內(nèi)的一種反復(fù)發(fā)作的短暫性陣發(fā)性劇痛。三叉神經(jīng)痛可分為原發(fā)性、繼發(fā)性兩種，臨床上以原發(fā)性為多見。三叉神經(jīng)痛如果不能及時(shí)獲得治療，將嚴(yán)重影響患者的精神狀態(tài)，甚至危及生命。因其確切發(fā)病機(jī)制及病因至今尚不清楚，治療上缺乏有效的病因療法。因此，臨床上開展了各種療法研究，常見的主要有口服藥物、藥物注射、微血管減壓術(shù)、伽馬刀、射頻溫控?zé)崮g(shù)等。但每種方法均有利弊，其中射頻溫控?zé)崮g(shù)因具有操作簡(jiǎn)單、創(chuàng)口小、效果好、風(fēng)險(xiǎn)小等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為三叉神經(jīng)痛的主要療法之一[1-3]。

雖然經(jīng)皮卵圓孔穿刺半月神經(jīng)節(jié)射頻溫控?zé)崮g(shù)治療三叉神經(jīng)痛的療效已得到普遍認(rèn)可，但是由于卵圓孔周圍解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反復(fù)的穿刺往往增加了對(duì)周圍組織損傷的風(fēng)險(xiǎn)，也增加了術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生[4]。為了提高穿刺的準(zhǔn)確性，有學(xué)者開始研究借助透視、數(shù)字血管造影、CT等方法來提高穿刺的成功率[5-6]，但是由于C臂機(jī)X線定位模糊，操作過程中可能需要反復(fù)穿刺，增加了輻射危險(xiǎn)以及出現(xiàn)局部組織損傷的可能。有研究通過三維CT重建或借助神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)輔助穿刺明顯提高了穿刺準(zhǔn)確度并縮短了手術(shù)時(shí)間[7-8]，但是大劑量的射線輻射以及昂貴的費(fèi)用限制了這些技術(shù)的發(fā)展。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三維數(shù)字化人體技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物工程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造等多個(gè)領(lǐng)域并取得顯著的成果[9-13]。但在疼痛領(lǐng)域的應(yīng)用卻很少。因此，本文應(yīng)用3D技術(shù)打印個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)，輔助經(jīng)皮卵圓孔穿刺半月神經(jīng)節(jié)射頻溫控?zé)崮g(shù)治療原發(fā)性三叉神經(jīng)痛，明顯縮短手術(shù)操作時(shí)間，提高穿刺成功率，減少穿刺次數(shù)以及輻射劑量，減少患者痛苦以及并發(fā)癥的發(fā)生。

1 資料和方法

1.1 臨床資料

入選標(biāo)準(zhǔn)：明確原發(fā)性三叉神經(jīng)痛患者，排除繼發(fā)性三叉神經(jīng)痛。從2014年4月～2015年2月共有18名患者入選。其中男6例，女12例，平均年齡56.4（36-87）歲。右側(cè)第3支3例，第2支2例，右側(cè)第2+3支5例；左側(cè)第3支3例，第2支2例，第2+3支3例。本課題通過醫(yī)院倫理委員會(huì)的評(píng)審，并且入選患者簽署了知情同意書。

1.2 設(shè)備及軟件

（1）設(shè)備：CT 德國Siemens 64層螺旋CT；射頻治療儀（ET-20s；美國施樂輝）；22號(hào)射頻穿刺針（美國施樂輝）；快速成型機(jī)（中瑞SLA300）；無菌穿刺包，2％利多卡因，0.9％氯化鈉。

（2）軟件：Mimics15.0（Materialise；比利時(shí)）；3-MATIC 8.0（Materialise；比利時(shí)）；SPSS 19.0（美國）。

1.3 操作方法

（1）數(shù)據(jù)采集：操作前均進(jìn)行頭顱CT薄層掃描，層厚0.625 mm，像素512*512。掃描范圍從頭部到上頸部。采集的數(shù)據(jù)均以DICOM格式保存。

（2）建模以及導(dǎo)航模板的設(shè)計(jì)見圖1。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics軟件，進(jìn)行對(duì)頭顱以及皮膚三維建模，觀察卵圓孔的形態(tài)并測(cè)量其大小。設(shè)計(jì)出最佳的穿刺釘?shù)溃?-MATIC中提取特征點(diǎn)，并與釘?shù)罃M合成數(shù)字化導(dǎo)航模板，測(cè)量穿刺深度，并以stl保存數(shù)據(jù)。

（3）個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)的生成。將stl數(shù)字化導(dǎo)航模板導(dǎo)入快速成型機(jī)，生成個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航模板（圖2）。最后封裝用低溫等離子消毒備用。

圖1 建模以及導(dǎo)航模板的設(shè)計(jì)

圖2 導(dǎo)航模板實(shí)物

1.4 臨床應(yīng)用

患者取仰臥位，碘伏消毒鋪無菌洞巾，取出滅菌的手術(shù)導(dǎo)板，輕輕蓋在患側(cè)的頜面部，保證導(dǎo)板與頜面部緊密貼合。經(jīng)導(dǎo)孔處予1％利多卡因行局部侵潤麻醉，射頻穿刺針沿導(dǎo)孔刺入預(yù)設(shè)深度，C臂機(jī)X線正側(cè)位透視下證實(shí)穿刺到位后，插入射頻電極進(jìn)行電阻抗及高、低頻感覺和運(yùn)動(dòng)電生理測(cè)試。若感覺測(cè)試（高頻電流：100 Hz，500 μs，0.2～0.5 mA）能誘發(fā)復(fù)制出原疼痛區(qū)疼痛癥狀，則注入2％鹽酸利多卡因0.2 mL，3 min后測(cè)試面部皮膚麻木范圍，與原疼痛區(qū)吻合，則執(zhí)行72℃、90 S，并重復(fù)射頻熱凝2～3個(gè)周期的射頻熱凝治療。操作期間連續(xù)監(jiān)測(cè)血壓、心率、指脈氧飽和度。治療后測(cè)試并標(biāo)示出其感覺減退范圍。記錄穿刺操作時(shí)間（從穿刺開始至0.5 mA電刺能誘發(fā)出三叉神經(jīng)支配區(qū)異樣感的時(shí)間）、穿刺成功時(shí)的進(jìn)針深度（從導(dǎo)孔外口開始計(jì)算），穿刺成功率、疼痛緩解程度以及術(shù)中不適情況和術(shù)后并發(fā)癥的情況。所記錄結(jié)果與2013年間接受C臂機(jī)X線透視下經(jīng)皮穿刺的24例病患結(jié)果進(jìn)行比較分析。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

所有患者均獲得成功穿刺，穿刺操作時(shí)間平均（2.37± 0.64）min，明顯短于單純C臂機(jī)引導(dǎo)穿刺時(shí)間（24.2± 6.55）min（P＜0.001），見圖3，穿刺深度平均約（9.05±0.58）cm，與模擬手術(shù)中測(cè)量的結(jié)果（9.33±0.87）cm無顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。術(shù)中患者在清醒狀態(tài)下無任何不適表現(xiàn)。術(shù)后患者疼痛得到即刻緩解，術(shù)后亦無腫脹、眩暈、腦脊液漏、顱內(nèi)出血、死亡等。所有患者均獲得隨訪，平均（8.3±3.2）月，無一例復(fù)發(fā)。2013年度單純?cè)贑臂機(jī)X線透視引導(dǎo)下穿刺治療組中有6例術(shù)后出現(xiàn)面部腫脹、青紫；1例出現(xiàn)腦脊液漏。

圖3 導(dǎo)板組與常規(guī)組的穿刺時(shí)間與穿刺深度比較

3 討論

經(jīng)皮穿刺三叉神經(jīng)切斷術(shù)治療三叉神經(jīng)痛首先由Hartel于1914年提出，其后由Sweet等[14]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)皮卵圓孔穿刺半月神經(jīng)節(jié)射頻溫控?zé)崮g(shù)來治療三叉神經(jīng)痛，可顯著緩解患者疼痛[14]。但是，卵圓孔周圍的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果穿刺出現(xiàn)偏差，很容易導(dǎo)致并發(fā)癥的發(fā)生。因此，國內(nèi)外學(xué)者開始研究通過皮膚標(biāo)志點(diǎn)或者影像學(xué)方法來定位卵圓孔，提高穿刺的準(zhǔn)確性。然而，即使有影像學(xué)手段的幫助，術(shù)中穿刺失敗率有時(shí)仍高達(dá)4％[15-16]。近年來，有學(xué)者借助CT或者各種神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行穿刺手術(shù)操作，提高了手術(shù)穿刺的成功率，降低了手術(shù)的并發(fā)癥的發(fā)生[17-19]。術(shù)中實(shí)時(shí)三維成像輔助治療不僅提高了穿刺準(zhǔn)確度，還大大縮短了穿刺時(shí)間，但是由于其穿刺路徑仍沿襲Hartel法，需要有一定經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師才能實(shí)施此手術(shù)操作。

穿刺的準(zhǔn)確性主要取決于醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)病患顱腦尤其是卵圓孔周圍的解剖結(jié)構(gòu)的了解程度。諸多文獻(xiàn)表明雙側(cè)的卵圓孔不論是長寬還是面積等均無明顯差異[20-22]，而在操作過程中，筆者也觀察到卵圓孔在不同患者之間存在很大的差異，有部分患者的卵圓孔非常狹窄，也有部分患者在骨巖部存在增生，如果按照常規(guī)的穿刺方法幾乎很難成功。通過計(jì)算機(jī)模擬，設(shè)計(jì)出最佳釘?shù)?，不僅能夠避開關(guān)鍵解剖結(jié)構(gòu)，還能直接到達(dá)病灶部位。從治療效果來看，穿刺時(shí)間明顯短于單純C臂機(jī)X線透視下引導(dǎo)的穿刺治療，減少射線輻射，提高治療效率，而且術(shù)后無一例出現(xiàn)并發(fā)癥。同時(shí)，由于有了計(jì)算機(jī)的輔助，醫(yī)師可以充分了解卵圓孔周圍的解剖結(jié)構(gòu)，并且3D技術(shù)打印個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)可以讓臨床經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少的醫(yī)師也能成功實(shí)施手術(shù)，縮短了臨床醫(yī)師的學(xué)習(xí)時(shí)間。

因?yàn)楸炯夹g(shù)是基于CT影像學(xué)資料，由于血管組織的CT值偏低，在圖像上無法得到明顯顯現(xiàn)，所以無法通過CT資料對(duì)血管進(jìn)行建模，這也增加了對(duì)血管損傷的風(fēng)險(xiǎn)。因此，建議臨床醫(yī)生在術(shù)前給患者行增強(qiáng)CT檢查。另外，對(duì)于三叉神經(jīng)第一支病變的治療途徑仍需要進(jìn)一步的研究探討?？傊?，運(yùn)用3D技術(shù)打印的個(gè)體化手術(shù)導(dǎo)航計(jì)劃系統(tǒng)，輔助經(jīng)皮穿刺卵圓孔半月神經(jīng)節(jié)射頻溫控?zé)崮g(shù)治療原發(fā)性三叉神經(jīng)痛操作簡(jiǎn)便，穿刺精準(zhǔn)到位，可以明顯縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中透視次數(shù)，提高穿刺成功率，減少患者痛苦，具有很高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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A Custom ized Navigated Template System by 3D Printing for Treatment of Primary Trigem inal Neuralgia

GU Tie-bao, ZHANG Ze-feng, WANG Peng
Jiangsu Zhouke M edical Instrument Technology Co., Ltd. , Nantong Jiangsu 226500, China

Objective To explore a novel method for treatment of primary Trigeminal neuralgia（TN）w ith percutaneous radiofrequency thermocoagulation by virtue of custom ized navigated template by 3D printing. Methods A ltogether 18 patients w ith primary trigem inal neuralgia who had underwent the custom ized navigated template system combined w ith C-arm guided percutaneous radiofrequency trigem inal rhizotomy were reviewed. Among all the patients, there were 6 men and 12 women, w ith their average age 56.4±15.3 years. Time and efficacy of puncture, relief of pain and complications were recorded. These results were compared to results of 24 cases who accepted single C-arm guided operation in 2013. Results None of intra-operative failures were occurred. A ll surgeries were made successfully, and pain was released immediately post-operatively. The outcomes did not differ from those of single C-arm guided procedures. However, the average time of puncture by navigated template was significantly reduced compared w ith that in single C-arm guided procedure（2.37±0.64 m in vs 24.2±6.55 min, respectively, P＜ 0.001）and the intra-operative dis-com fort of the patients was also decreased. The depth of puncture（9.45±0.58 cm）was mostly close to the results of simulation（9.33±0.87 cm, P＞0.05）. No complications were accompanied. Conclusion The customized navigated template combined with C arm guided treatment was a simply and convenient novel method, which deserved w ider promotion for its reduced operation time, decreasing times and improved efficacy of puncture, as well as com fort of patients.

primary trigem inal neuralgia；percutaneous radiofrequency thermocoagulation；computeraided design；3D printing；customized navigated template systems

R745.11

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.007

1674-1633（2015）11-0022-04

2015-03-12

2015-04-23

作者郵箱：wangpeng1981-cool@163．com