程傳東

顱底解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，位置深在，有較多且不規(guī)則的孔、裂、管和道，其內(nèi)有血管神經(jīng)穿行。正常情況下顱神經(jīng)和血管的位置恒定，但顱底腫瘤常致解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，甚至重要神經(jīng)血管被腫瘤包繞，如何實(shí)現(xiàn)術(shù)前對(duì)毗鄰重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行可視化觀察與評(píng)估，是神經(jīng)外科亟待解決的難題。隨著組織工程學(xué)的發(fā)展，三維（three dimensional，3D） 打印技術(shù)已逐漸用于神經(jīng)外科，如個(gè)性化植入物、組織工程支架、修復(fù)材料等[1]。3D打印技術(shù)在顱底手術(shù)中的應(yīng)用，有助于術(shù)前了解腫瘤與顱底重要解剖結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系，制定個(gè)體化手術(shù)方案，甚至術(shù)前模擬手術(shù)過(guò)程，可以提升臨床醫(yī)生直觀認(rèn)識(shí)，在臨床和教學(xué)中均有重要意義。

1 顱底手術(shù)教學(xué)中的難點(diǎn)

顱底腫瘤是指發(fā)生于顱底及其相鄰近結(jié)構(gòu)的腫瘤。顱底主要有額骨、篩骨、蝶骨、顳骨和枕骨的顱底部分組成。前、中、后顱底分別由蝶骨翼、顳骨巖部分界。在顱底骨質(zhì)厚薄不一，有較多的孔、裂、管，是神經(jīng)血管走行通道，主要有篩孔、視神經(jīng)管、眶上裂、圓孔、卵圓孔、棘孔、頸動(dòng)脈管、頸靜脈孔、舌下神經(jīng)管和枕骨大孔等，這也是顱底腫瘤向顱內(nèi)外溝通的驛道。腫瘤既可向顱內(nèi)發(fā)展，也可向顱外擴(kuò)延，甚至涉及多部位、多學(xué)科領(lǐng)域。

顱底手術(shù)需要根據(jù)腫瘤的位置、性質(zhì)以及與周邊重要神經(jīng)血管的空間位置關(guān)系選擇最佳入路，手術(shù)中可能需行較多骨質(zhì)的磨出、自然解剖間隙的顯露。顱底顯微解剖的研究集中在鞍區(qū)、基底池、橋小腦角區(qū)（CPA)、蝶—巖—斜坡區(qū)和頸靜脈孔區(qū)等，相關(guān)手術(shù)入路有眶上入路、顳下入路、鼻-蝶竇入路、翼點(diǎn)入路、乙狀竇前/后入路、幕上下聯(lián)合入路以及遠(yuǎn)外側(cè)入路等，甚至多學(xué)科協(xié)作，手術(shù)難度大，并發(fā)癥多。一般需由高年資經(jīng)驗(yàn)豐富的顱底外科醫(yī)師手術(shù)完成。而神經(jīng)外科作為三級(jí)學(xué)科，低年級(jí)研究生或低年資?？漆t(yī)師參加顱底手術(shù)機(jī)會(huì)較少，對(duì)顱底解剖和手術(shù)相關(guān)入路的認(rèn)識(shí)僅限于理論層面，他們通過(guò)傳統(tǒng)的解剖圖譜以及臨床實(shí)踐去學(xué)習(xí)并體會(huì)，即便是參與手術(shù)過(guò)程，由于視角及經(jīng)驗(yàn)問題也可能無(wú)法精準(zhǔn)識(shí)別一些解剖結(jié)構(gòu)，一般很難在短時(shí)間內(nèi)掌握理解[2]。即便是通過(guò)標(biāo)本教學(xué)，一方面因尸頭標(biāo)本珍貴，價(jià)格不菲；另外一方面則是因?yàn)榻馄蕵?biāo)本也無(wú)法實(shí)時(shí)直觀反映腫瘤、血管、神經(jīng)以及顱骨的個(gè)體化空間位置關(guān)系，在學(xué)習(xí)體會(huì)上可能造成困擾。

2 3D打印技術(shù)在神經(jīng)外科的應(yīng)用進(jìn)展

3D打印技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)的數(shù)字化三維成像結(jié)合現(xiàn)代高新技術(shù)連續(xù)打印的一項(xiàng)新的應(yīng)用技術(shù)，目前已初步應(yīng)用于工業(yè)、軍事、航空以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域[2]。3D打印技術(shù)通過(guò)分層加工、疊加成型以及逐層增加來(lái)塑化模擬實(shí)體的特性，使其在高精度、高難度以及高度復(fù)雜的個(gè)體化過(guò)程中顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。在神經(jīng)外科應(yīng)用方面，由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、功能的抽象性，在臨床診治過(guò)程中僅依據(jù)二維圖像亦或者三維圖像往往也難以理解掌握，此時(shí)如果能夠?qū)⑷S數(shù)據(jù)通過(guò)3D技術(shù)打印出來(lái)，用于患者宣教與溝通、術(shù)前診斷、手術(shù)模擬及術(shù)中參考，將有效提高手術(shù)的精確度、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及減少并發(fā)癥的發(fā)生[2]。

血管病是3D打印技術(shù)在神經(jīng)外科臨床工作中應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一。利用3D打印技術(shù)可以將動(dòng)脈瘤、血管畸形精確地模擬重建出來(lái)，直觀反映動(dòng)脈瘤、血管畸形的動(dòng)脈、靜脈關(guān)系以及相對(duì)空間位置，為臨床醫(yī)生在術(shù)前提供理想的可視化模型，從而進(jìn)行手術(shù)策略的選擇、手術(shù)過(guò)程的模擬和術(shù)中操作的訓(xùn)練。

對(duì)于顱內(nèi)動(dòng)脈瘤血管內(nèi)介入治療，3D打印顱內(nèi)動(dòng)脈瘤模型可指導(dǎo)術(shù)者根據(jù)血管走形在術(shù)前進(jìn)行微導(dǎo)管預(yù)塑形，從而使手術(shù)中微導(dǎo)管能夠準(zhǔn)確超選入動(dòng)脈瘤腔，提高微導(dǎo)管到位率，加強(qiáng)栓塞穩(wěn)定性，增加栓塞致密程度，縮短手術(shù)時(shí)間，能夠高效完成手術(shù)，降低病人手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。Katsunari N等[3]報(bào)道10例動(dòng)脈瘤患者術(shù)前應(yīng)用3D打印技術(shù)將動(dòng)脈瘤以及載瘤動(dòng)脈打印出來(lái)，對(duì)微導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)塑形，取得了良好的手術(shù)效果，縮短了手術(shù)時(shí)間。

顱內(nèi)動(dòng)靜脈畸形（AVM），由于供血?jiǎng)用}、畸形團(tuán)以及引流靜脈等的異常重疊，且時(shí)常合并動(dòng)脈瘤，通過(guò)術(shù)前血管造影很難精準(zhǔn)識(shí)別精細(xì)結(jié)構(gòu)。3D打印模型可直觀觀察，并能分析AVM及其與周圍組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系，全面真實(shí)地了解畸形團(tuán)結(jié)構(gòu)，確定最佳的手術(shù)方案。陳光忠等[4]應(yīng)用3D打印AVM模型指導(dǎo)手術(shù)方案設(shè)計(jì)及術(shù)前溝通談話，并與對(duì)照組結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，顯示3D打印模型可以幫助術(shù)者更加直觀地了解畸形團(tuán)空間結(jié)構(gòu)特征，指導(dǎo)術(shù)者進(jìn)行手術(shù)方案的制定，同時(shí)應(yīng)用3D打印實(shí)體模型可提高與AVM患者術(shù)前談話效率及患者滿意度。

3D打印技術(shù)在神經(jīng)外科領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用的另一項(xiàng)研究就是3D打印顱骨成型技術(shù)。社會(huì)文明程度高度發(fā)展，人體缺損后的重建、修復(fù)與美容需求越來(lái)越高。對(duì)于大面積顱骨缺損以及前額、眉弓和顴弓等特殊部位缺損的患者，采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行手術(shù)修補(bǔ)后極易造成外觀不對(duì)稱，嚴(yán)重影響患者的人際社會(huì)交往，而3D打印技術(shù)可在修復(fù)的同時(shí)增加美觀。紀(jì)玉桂等[5]對(duì)23例顱骨纖維結(jié)構(gòu)不良患者利用3D打印技術(shù)，根據(jù)術(shù)前影像數(shù)據(jù)打印鈦板模型，用于病灶切除后的顱骨修補(bǔ)，術(shù)中無(wú)需再次修剪塑型，具有良好的適配性，手術(shù)效果滿意。

3 3D打印技術(shù)在神經(jīng)外科顱底手術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用前景及臨床實(shí)踐

目前來(lái)看，3D打印技術(shù)在神經(jīng)外科領(lǐng)域中應(yīng)用最多的還是疾病模型的打印，主要用于教學(xué)和個(gè)體化精準(zhǔn)治療，以及打印出精細(xì)的顱骨缺損修補(bǔ)組織，用于顱骨的修補(bǔ)。而3D打印技術(shù)應(yīng)用于顱底手術(shù)報(bào)道較少，林繼業(yè)等[6]人利用3D打印技術(shù)對(duì)9例顱底腫瘤手術(shù)制作3D實(shí)體模型，根據(jù)顱底腫瘤的組織來(lái)源或侵犯范圍，從不同的角度觀察3D打印模型，并對(duì)其進(jìn)行切割、測(cè)量，指導(dǎo)手術(shù)入路及預(yù)判術(shù)中處理要點(diǎn)，均取得良好效果。王振等[7]人通過(guò)3D打印技術(shù)對(duì)3例腦干腫瘤進(jìn)行術(shù)前模擬手術(shù)，優(yōu)化手術(shù)方式、體位等取得良好臨床療效。但3D打印技術(shù)存在一定局限性，3D打印是基于顱腦CT、MRI、CTA、及MRV等解剖影像進(jìn)行融合重建，對(duì)于神經(jīng)傳導(dǎo)束、功能區(qū)以及神經(jīng)核團(tuán)等無(wú)法進(jìn)行重建顯示，對(duì)于聽神經(jīng)瘤患者面神經(jīng)受壓菲薄移位等情況無(wú)法示蹤顯示，且對(duì)于腫瘤周邊的細(xì)小血管亦無(wú)法顯示。膠質(zhì)瘤等浸潤(rùn)性生長(zhǎng)的惡性腫瘤，3D打印技術(shù)只能提供腫瘤相對(duì)腦組織及血管的位置關(guān)系，無(wú)法顯示腫瘤大小及其對(duì)腦組織和血管的浸潤(rùn)關(guān)系，存在一定局限性。因此3D打印技術(shù)需進(jìn)一步優(yōu)化影像數(shù)據(jù)，改良打印材料，盡可能還原實(shí)際情況。

而對(duì)于顱底手術(shù)來(lái)說(shuō)，更多的是涉及手術(shù)入路的選擇、骨質(zhì)磨出的范圍以及病灶與周邊重要血管神經(jīng)的空間位置關(guān)系，利用3D打印可以將平面影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為立體模型，在此基礎(chǔ)上神經(jīng)外科醫(yī)師可以進(jìn)行手術(shù)入路設(shè)計(jì)、模擬手術(shù)過(guò)程以及臨床教學(xué)等。在我們的日常教學(xué)中，根據(jù)患者影像資料，利用3D打印技術(shù)高度模擬顱底形態(tài)，以盡可能貼近臨床的真實(shí)環(huán)境和更符合倫理關(guān)懷的方式開展教學(xué)，既保護(hù)了患者的利益，符合醫(yī)學(xué)倫理要求，又有效緩解了臨床資源不足的困境，拓寬了醫(yī)學(xué)生的技能培訓(xùn)空間。對(duì)于低年資及規(guī)范化?？粕窠?jīng)外科醫(yī)生來(lái)說(shuō)，顱底模型上反復(fù)演練并結(jié)合術(shù)前影像資料、術(shù)中實(shí)際情況，逐步認(rèn)識(shí)與掌握相關(guān)顱底知識(shí)并進(jìn)而熟能生巧，在實(shí)際手術(shù)和操作時(shí)能夠胸有成竹、有的放矢，對(duì)提高手術(shù)和操作效率、降低風(fēng)險(xiǎn)、保障患者安全具有重要價(jià)值，通過(guò)近兩屆學(xué)員培訓(xùn)得知通過(guò)3D模型臨床教學(xué)可以提高學(xué)員的興趣、提升學(xué)員的感性認(rèn)識(shí)以及實(shí)際操作能力。3D打印模型具有重復(fù)使用、易于保存，基本還原實(shí)際結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于神經(jīng)外科醫(yī)生的成長(zhǎng)及推動(dòng)專科醫(yī)師培訓(xùn)有著重要意義。

綜上所述，3D打印技術(shù)是一項(xiàng)新興的技術(shù)手段，對(duì)于復(fù)雜的神經(jīng)外科顱底手術(shù)3D打印模型不僅可以指導(dǎo)臨床醫(yī)師術(shù)前個(gè)體化手術(shù)設(shè)計(jì)，同時(shí)將理論知識(shí)、二維圖像結(jié)合3D模型應(yīng)用于臨床教學(xué)中，對(duì)神經(jīng)外科醫(yī)生成長(zhǎng)有著重要幫助，使得傳統(tǒng)解剖圖譜既能“看得見”又能“摸得著”。