秦庚 牛光明 劉展 陶勝忠 婁金峰 王在斌 葛爽

1鄭州大學(xué)研究生學(xué)院（鄭州 450001）；2鄭州大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科（鄭州 450014）

原發(fā)性腦干出血（primary brain stem hemorrhage，PBSH）是一種兇險(xiǎn)的神經(jīng)外科疾病，約占所有顱內(nèi)出血的5% ～10%，病死率高達(dá)70% ～80%，其致死率及致殘率均高于其他類型的腦出血［1-2］。腦干局部解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜決定其手術(shù)難度大、風(fēng)險(xiǎn)高、療效差［3］。PBSH 的立體定向穿刺術(shù)具有創(chuàng)傷小、操作精準(zhǔn)、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)勢(shì)，已成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。神經(jīng)導(dǎo)航下無框架立體定向穿刺是基于精準(zhǔn)理念下的立體定向技術(shù)和神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，相較于有框架立體定向技術(shù)，術(shù)前無需安裝立體定向框架，簡(jiǎn)化了術(shù)前準(zhǔn)備工作，但穿刺精度及可靠性受到質(zhì)疑［4］。3D-Slicer軟件具有強(qiáng)大的影像三維重建及術(shù)前規(guī)劃功能［5］，本研究通過術(shù)前3D-Slicer 軟件設(shè)計(jì)穿刺路徑結(jié)合神經(jīng)導(dǎo)航下無框架立體定向穿刺治療PBSH，在提升穿刺精度及手術(shù)預(yù)后方面做出新的探索，探討3D-Slicer 軟件在無框架立體定向穿刺治療PBSH 手術(shù)中的應(yīng)用價(jià)值并分析手術(shù)預(yù)后的影響因素。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2019年1月至2021年6月我院采用3D-Slicer 軟件結(jié)合導(dǎo)航無框架立體定向穿刺治療的31 例PBSH 患者作為研究對(duì)象。該研究得到鄭州大學(xué)第二附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)（審批號(hào)：2021350）。患者家屬均知曉研究?jī)?nèi)容并簽署知情同意書?；颊咧校?3例，女8例；年齡32 ～71 歲，平均（51.4 ± 10.6）歲；31 例患者均有高血壓病史，術(shù)前GCS 評(píng)分3 ～6 分，平均（4.13 ±0.92）分。影像資料：術(shù)前6 h 內(nèi)對(duì)所有患者行頭顱雙源CT（GE 公司）1.0 mm 薄層掃描，根據(jù)患者CT數(shù)據(jù)經(jīng)3D-Slicer軟件三維重建計(jì)算血腫量，31例患者血腫量3.6 ～21.2 mL，平均（9.93 ± 4.43）mL。根據(jù)HUANG 等［1］報(bào)道的新型的原發(fā)腦橋出血（primary pontine hemorrhage，PPH）評(píng)分系統(tǒng)評(píng)估31 例患者，4 分9 例，3 分12 例，2 分9 例，1 分1 例。根據(jù)CHUNG 等［6］報(bào)道的原發(fā)性腦橋出血CT 分型分為：?jiǎn)蝹?cè)被蓋型（5 例）、雙側(cè)被蓋型（4 例）、基地被蓋型（8 例）、巨大型（14 例）。

1.2 3D-Slicer 軟件術(shù)前規(guī)劃 31 例患者術(shù)前均將頭顱CT 圖像以原始DICOM 格式導(dǎo)入到3D-Slicer軟件4.10.1中（軟件下載地址：https：//download.slicer.org/），應(yīng)用Segment Editor 模塊及Volume Rendering模塊體繪制重建出血腫、顱骨、皮膚三維模型，使用Markups 模塊設(shè)計(jì)穿刺路徑，原則遵循：（1）腦橋上部合并中腦出血選用幕上穿刺路徑（經(jīng)額中回中部-放射冠-丘腦外側(cè)部-中腦），腦橋中部及合并延髓出血選用幕下穿刺路徑（經(jīng)小腦半球外下部-小腦中腳-腦橋途徑）；（2）穿刺路徑順應(yīng)血腫長(zhǎng)軸，穿刺靶點(diǎn)選取血腫腔幾何中心；（3）幕上穿刺路徑避開功能區(qū)，幕下穿刺路徑避開靜脈竇及小腦幕（圖1）。將生成的帶有穿刺路徑的CT 數(shù)據(jù)導(dǎo)入進(jìn)美敦力S7 導(dǎo)航工作站中，根據(jù)設(shè)計(jì)好的穿刺路徑設(shè)置入路點(diǎn)及靶點(diǎn)，最后完成注冊(cè)（圖2）。

圖1 應(yīng)用3D-Slicer 軟件術(shù)前設(shè)計(jì)穿刺路徑Fig.1 Preoperative puncture path design

圖2 實(shí)際術(shù)中導(dǎo)航穿刺路徑Fig.2 Actual intraoperative navigation by 3D-Slicer of puncture path

1.3 手術(shù)流程 患者全麻達(dá)成后固定體位，采取仰臥位經(jīng)幕上穿刺路徑患者15 例，采取仰臥頭偏位幕下穿刺路徑患者16 例，Mayfield 頭架固定，光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)完成注冊(cè)，神經(jīng)導(dǎo)航定位確定穿刺點(diǎn)，取3 ～4 cm 頭皮直切口，磨鉆或電鉆鉆孔，安裝精確對(duì)準(zhǔn)設(shè)備并插入Vertek 探針，調(diào)整、校對(duì)穿刺路徑，控制導(dǎo)航靶點(diǎn)校準(zhǔn)誤差在1.0 mm 以內(nèi)，并獲得穿刺深度參數(shù)，達(dá)成后鎖定路線并固定萬象臂及精確對(duì)準(zhǔn)設(shè)備，更換Vertek 探針為活檢穿刺針，雙極電凝十字剪開硬膜并充分止血，活檢穿刺針通過導(dǎo)向裝置緩慢輕柔旋轉(zhuǎn)進(jìn)入腦組織，根據(jù)設(shè)置穿刺深度進(jìn)入靶點(diǎn)，固定穿刺路徑拔出活檢針后放置引流管（法國索菲薩DE-306 160 cm），注射器緩慢抽吸2 mL 陳舊性出血后妥善固定。對(duì)于合并急性梗阻性腦積水的患者同時(shí)行腦室外引流術(shù)。

1.4 術(shù)后處理 手術(shù)患者術(shù)后均進(jìn)入重癥ICU病房行高級(jí)生命支持。術(shù)后第1 天復(fù)查頭顱CT 后即應(yīng)用尿激酶（1 ～1.5 萬U）腔內(nèi)注射輔助溶血，每日1 次，注入尿激酶后夾閉引流管2 h 再次打開，應(yīng)用時(shí)間不超過3 d，3 d 后復(fù)查頭顱CT，當(dāng)殘余血腫量＜3 mL 或放置引流管天數(shù)＞5 d 時(shí)拔除引流管。

1.5 術(shù)后隨訪與評(píng)估 應(yīng)用3D-Slicer 軟件根據(jù)拔管前CT 影像數(shù)據(jù)計(jì)算殘余血腫量。術(shù)后對(duì)所有患者進(jìn)行電話隨訪，詢問患者術(shù)后3 個(gè)月預(yù)后情況，對(duì)于存活患者進(jìn)行ADL 分級(jí)［7］評(píng)定：Ⅰ級(jí)：完全恢復(fù)正常生活；Ⅱ級(jí)：部分恢復(fù)可獨(dú)立生活；Ⅲ級(jí)：需人幫助，扶拐可走；Ⅳ級(jí)：臥床，但意識(shí)清醒；Ⅴ級(jí)：植物人狀態(tài)生存。定義ADLⅠ-Ⅳ級(jí)為預(yù)后較好，Ⅴ級(jí)及死亡為預(yù)后不良。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料表示為均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差，比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料表示為例（%），比較行χ2檢驗(yàn)；等級(jí)資料比較行Mann-WhitneyU檢驗(yàn)；對(duì)單因素分析差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素進(jìn)一步納入logistic 回歸多因素分析影響術(shù)后療效的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，并繪制ROC 曲線判斷危險(xiǎn)因素對(duì)患者預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)及隨訪結(jié)果 31 例患者手術(shù)過程均順利，術(shù)后復(fù)查頭顱CT 提示引流管均位于血腫腔內(nèi)（圖3）。拔管前復(fù)查頭顱CT 提示殘余血腫量0～13.5 mL，平均（4.7±2.7）mL，血腫清除率（58.1±24.1）%。術(shù)后3 個(gè)月隨訪，31 例患者中死亡15 例，病死率為48.4%。對(duì)16 例生存患者進(jìn)行ADL 評(píng)級(jí)：Ⅲ級(jí)3 例、Ⅳ級(jí)9 例、Ⅴ級(jí)4 例；預(yù)后良好12 例、預(yù)后不良19 例。

圖3 頭顱CT 影像Fig.3 CT images of the head

2.2 手術(shù)預(yù)后影響因素的單因素及多因素分析單因素分析結(jié)果提示性別、年齡、合并中樞性高熱、合并去大腦強(qiáng)直、腦干出血部位、血腫破入腦室、出血距離手術(shù)時(shí)間、穿刺入路對(duì)患者預(yù)后無明顯影響（P＞0.05），出血量、血腫分型、PPH 評(píng)分、合并腦積水、拔管前血腫量是預(yù)后的影響因素（P＜0.05），見表1。進(jìn)一步納入logistic 回歸多因素分析提示出血量（OR= 1.297，95%CI：0.988 ～1.701，P= 0.043）、PPH 評(píng)分（OR= 6.134，95%CI：1.413 ～11.804，P= 0.015）、拔管前血腫量（OR=1.561，95%CI：1.075 ～2.269，P= 0.019）是影響患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。見表2。

表1 PBSH 患者手術(shù)預(yù)后影響因素的單因素分析Tab.1 Univariate analysis on postoperative prognosis of patients with PBSH 例（%）

表2 原發(fā)性腦干出血患者術(shù)后預(yù)后的logistic 回歸多因素分析Tab.2 Multivariate analysis oflogistic regression affecting postoperative prognosis of patients with primary brainstem hemorrhage

2.3 出血量及拔管前血腫量對(duì)預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值對(duì)出血量及拔管前血腫量對(duì)手術(shù)預(yù)后情況的預(yù)測(cè)價(jià)值進(jìn)行性ROC 曲線分析見圖4。出血量及拔管前血腫量的曲線下面積（AUC）分別為0.917、0.906，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見表3。

表3 各預(yù)后因素評(píng)價(jià)預(yù)后的ROC 分析Tab.3 ROC analysis results for prognostic factors

3 討論

3.1 3D-Slicer 軟件結(jié)合無框架立體定向技術(shù)在PBSH 治療的應(yīng)用價(jià)值 無框架立體定向技術(shù)作為治療PBSH 的新型微創(chuàng)手段，是經(jīng)典框架立體定向技術(shù)的一種發(fā)展形式。其借助神經(jīng)導(dǎo)航代替?zhèn)鹘y(tǒng)框架實(shí)現(xiàn)血腫定位及穿刺，縮短了術(shù)前準(zhǔn)備時(shí)間，術(shù)中操作過程便捷。但相較于經(jīng)典框架立體定向，其劣勢(shì)在于穿刺精度較差［4］。部分原因在于神經(jīng)導(dǎo)航依據(jù)“Brown 二點(diǎn)法則”［8］選擇二維平面下血腫最大層面中心點(diǎn)作為穿刺靶點(diǎn)，目的使靶點(diǎn)接近血腫的幾何中心，但腦干出血大多數(shù)呈不規(guī)則型［9］，血腫最大層面中心點(diǎn)并不意味著血腫的幾何中心；同時(shí)二維平面下設(shè)計(jì)的穿刺路徑難以保證引流管平行血腫最大長(zhǎng)軸，容易造成引流管位置偏斜、貼壁，導(dǎo)致血腫引流效果不佳。另外神經(jīng)導(dǎo)航并不具備二維圖像自動(dòng)矯正功能［10］，原始影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入后不同方位的影像均存在一定程度的角度偏差，從而影響入路設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

近年來，3D-Slicer 軟件在外科手術(shù)輔助中的應(yīng)用備受關(guān)注［11-13］。本研究通過3D-Slicer 軟件輔助下進(jìn)行術(shù)前穿刺入路設(shè)計(jì)有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）三維直視下選擇穿刺靶點(diǎn)位置更加合理，設(shè)計(jì)穿刺路徑也能盡可能平行于血腫長(zhǎng)軸，有利于提高穿刺精度及血腫引流效果；（2）穿刺路徑能夠避開功能區(qū)、小腦幕、靜脈竇等重要部位，提高了手術(shù)的安全性；（3）穿刺入路設(shè)計(jì)均在術(shù)前完成，減少術(shù)中導(dǎo)航操作流程進(jìn)而縮短手術(shù)時(shí)間。本研究手術(shù)患者血腫引流效果良好，血腫清除率達(dá)到（58.1±24.1）%，術(shù)后3 個(gè)月預(yù)后良好率為35.5%，高于諸多文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果［1，14-16］。

3.2 PBSH 手術(shù)預(yù)后因素分析 PBSH 預(yù)后因素研究眾多，相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)研究普遍承認(rèn)血腫量及GCS 評(píng)分是內(nèi)科保守治療預(yù)后因素的有力證據(jù)［17-19］。腦干位置深且體積較小，但卻是調(diào)控體溫、心率、血壓、呼吸的生命中樞，小劑量出血即刻引發(fā)嚴(yán)重不良后果［20］。而意識(shí)障礙往往意味著網(wǎng)狀上行系統(tǒng)受損，因此大血腫及嚴(yán)重意識(shí)障礙預(yù)后較差。近年來探討PBSH 手術(shù)預(yù)后的研究頗多。TAO 等［21］采取開顱手術(shù)治療原發(fā)性腦橋出血的45 例患者行預(yù)后因素分析顯示除出血量及GCS評(píng)分以外，年齡、血腫類型及血腫頭尾延伸也與預(yù)后相關(guān)；劉鳳強(qiáng)等［22］采取立體定向穿刺抽吸腦干血腫多因素分析顯示血腫分型是影響預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。由此可見，在不同手術(shù)方式干預(yù)下影響PBSH 預(yù)后的相關(guān)因素有所差異。本研究對(duì)患者90 d 后功能預(yù)后情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，提示功能預(yù)后與出血量、新型腦橋出血評(píng)分及拔管前血腫量相關(guān)。

血腫體積被普遍認(rèn)為是評(píng)價(jià)腦干出血預(yù)后的一項(xiàng)重要指標(biāo)。JANG 等［16］研究表明血腫量＜5 mL是90 d 良好功能預(yù)后的預(yù)測(cè)因子。本研究中血腫量及拔管前血腫量均為手術(shù)患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，術(shù)前血腫量＞9.00 mL 的患者手術(shù)預(yù)后不良。本研究中31 名患者均行穿刺引流手術(shù)治療，及時(shí)引流血腫能夠緩解血腫腔內(nèi)壓力，減少血腫占位效應(yīng)引起的原發(fā)性損傷，同時(shí)減輕炎癥反應(yīng)以及血腫降解產(chǎn)物引起的繼發(fā)性損傷，有效改善腦干功能預(yù)后。而殘余血腫量＞2.85 mL 的手術(shù)患者預(yù)后較差，則表明手術(shù)引流效果良好的患者更易從手術(shù)獲益。

目前ICH 評(píng)分已被廣泛用來評(píng)價(jià)以及預(yù)測(cè)腦出血患者的死亡率及預(yù)后情況［23］，但該評(píng)分對(duì)于血腫量及年齡的分段臨界值并不適用于PBSH。新PPH 評(píng)分根據(jù)血腫量及GCS 評(píng)分共同制定，研究發(fā)現(xiàn)新PPH 評(píng)分的30 d 死亡率及90 d 功能預(yù)后的預(yù)測(cè)效能上均高于ICH 評(píng)分［1］。目前國內(nèi)外文獻(xiàn)在評(píng)估腦干出血預(yù)后因素時(shí)仍應(yīng)用GCS 評(píng)分作為預(yù)后指標(biāo)［20，22，24-25］，本研究采用新PPH 評(píng)分作為手術(shù)預(yù)后因素指標(biāo)，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析進(jìn)一步驗(yàn)證了新PPH 評(píng)分的預(yù)測(cè)價(jià)值，提示對(duì)于術(shù)前新PPH評(píng)分較低的患者更易通過手術(shù)改善功能預(yù)后。

本研究納入樣本量較少，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析易產(chǎn)生隨機(jī)誤差，下一步研究可通過增加樣本量及隨訪時(shí)長(zhǎng)而進(jìn)一步驗(yàn)證危險(xiǎn)因素的預(yù)測(cè)價(jià)值。本研究為單中心回顧性研究，需要大樣本量的多中心隨機(jī)對(duì)照前瞻性研究作為證據(jù)支持。

綜上所述，應(yīng)用3D-Slicer 軟件術(shù)前設(shè)計(jì)穿刺入路能夠有效改善神經(jīng)導(dǎo)航下無框架立體定向穿刺治療PBSH 的穿刺精度，提高血腫引流效果，手術(shù)預(yù)后情況滿意；出血量、新型腦橋出血評(píng)分、拔管前血腫量可能是影響患者手術(shù)預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，出血量小、PPH 評(píng)分低以及拔管前血腫量少的患者更易從手術(shù)中獲益。