打印技术在神经外科的应用优势(4)

硬脑膜窦是指硬脑膜内外层之间分离而形成的含血的腔隙，可导致颅压增高、脑出血、缺血和各种神经功能障碍，晚期可导致各种并发症，死亡率在20%左右。GOVSA等[30]打印硬脑膜静脉窦网络的三维模型，暴露硬脑膜静脉窦的解剖变异，包括高度倾斜、不对称视图、管腔狭窄、发育不良和闭锁结构，可以使神经外科医师更好地理解脑部解剖结构，预见手术期间可能出现的解剖学问题，更好地进行术前规划。

(4)颅底外科：颅底解剖结构复杂，骨质具有多裂孔、管道，凹凸不平，有重要神经血管穿行且位置深在，当颅底发生占位性病变时，推压正常组织，破坏正常解剖结构。而3D打印模型能更直观、全面地显示肿瘤大小、边界及其重要血管神经位置，有助于评估手术难度和风险，使得术前讨论与制定手术方案更有针对性，辅助术者选择最佳手术路径，模拟手术进行，减少术中损伤，提高手术准确性。LAN等[20]收集颅内肿瘤患者的影像学数据，建立颅底、脑动脉、脑肿瘤的3D打印模型，在显微镜下对模型进行模拟手术，设计手术路径，模拟锁孔入路肿瘤分段切除，验证肿瘤切除范围后实施手术。术后MRI复查显示84%患者肿瘤全切除，16%患者次全切除，具有良好的手术效果。ROMERO-GARCIA等[31]创建了一种包含可视化、3D打印与神经导航的方法，对低级别神经胶质瘤进行手术切除，可以充分显示周围功能神经负责的解剖结构，较单一影像学数据更准确具体，并进行术前模拟规划，评估手术安全性与有效性，提高手术效果。KOSTERHON等[32]将3D打印技术应用于复杂颅内肿瘤，如岩尖软骨肉瘤的诊治过程，不仅可以打印颅骨、脑血管、脑肿瘤等结构，还可打印肿瘤表面及内部血管，并应用不同颜色标记不同结构，高精度展示患者特有的解剖结构，创建的模型还可以进行切割和钻孔，模拟手术进行。ZHANG等[33]结合3D打印技术，将三维视觉符合虚拟模型实体化，重建7例复杂颅底肿瘤患者的实体模型，展示了颅骨、肿瘤与邻近血管间的关系，用于术前手术策略的制定与术中参考，指导医务人员制定和完善手术方案。ZHAO等[34]打印个性化数字导板辅助射频治疗三叉神经痛，可缩短手术时间，降低复发率，提高患者满意度，对于射频治疗三叉神经痛具有很高的应用价值。

(5)脊柱脊髓疾病：常规CT、MRI等影像对于神经外科脊柱脊髓疾病的显示具有一定局限性，因此寰枢椎骨折、肿瘤生长破坏正常解剖结构、脊柱复杂畸形等复杂病例的术前评估仍面临巨大挑战。脊柱脊髓手术治疗过程中，会发生脊柱固定不准，从而损伤脊髓、血管及神经。而3D打印技术可以准确地显示骨折椎体、肿瘤及与周围组织的解剖联系，为术者制定手术方案提高更为精细的参考依据，并且可以进行手术模拟，从而避免对重要血管、神经功能的损伤。MOBBS等[35]应用3D打印技术辅助1例C1/C2脊索瘤患者进行术前手术计划，并设计个体化植入物，降低手术难度，术后放射性随访显示在9个月成功融合。ZHANG等[36]应用三维打印为1例颈椎结核患者，进行颈椎前路双侧椎弓根螺钉人工椎体内固定治疗，术后患者颈部疼痛和僵硬得以缓解，且手术节段固定良好，术后随访未见不适与复发。同时3D打印技术可以设计手术模板，减少术中不必要操作，提高手术准确性。SUGAWARA等[37]应用3D打印模板对12例寰枢椎不稳患者进行螺钉置入，螺钉置入成功，未损伤静脉丛及神经根，且没有螺钉穿透皮质骨。LI等[38]应用3D打印技术建立下颈椎前路椎弓根螺钉置入导航模板，在这种导板的辅助下，可以实现高精度的螺钉插入，提前设计好最佳的进钉点与进钉方向，降低手术风险，缩短手术时间。说明应用3D打印技术可清晰显示颈部解剖结构，辅助术者精确、直观地了解术区情况，选择最佳手术入路，提高准确度，降低手术风险，更好地指导手术。

2.2.2 3D打印模型用于神经外科教育 神经系统解剖结构复杂，对空间想象能力要求较高。神经外科疾病临床及影像学表现各异，手术难度较大，低年资神经外科医师手术经验较少，不易建立头颅及脊柱的三维立体结构，因而神经外科手术对于低年资医师、规范化培训医师而言具有极大挑战。将3D打印技术应用于神经外科医师教学中，可以提高神经外科医师学习兴趣，加深解剖结构理解，培养空间思维能力，快速掌握常规神经外科手术操作。翼腭窝是最复杂的解剖学区域之一，在身体解剖中可视性很差，而BANNON等[39]建立翼腭窝负空间模型(图3C)，提供了复现整个解剖部位的方法，为神经外科及耳鼻喉科、眼科专业的低年资医师及研究生了解翼腭窝复杂的解剖关系提供有力帮助。TAI等[40]利用3D打印技术开发颅骨模型，构建脑室外引流模拟器，模型可显示颅内压力，可视化液体可以显示导管轨迹，获得逼真的触觉反馈，为神经外科受教育者提供新学习手段，提高脑室外引流、神经内镜脑室内肿瘤切除术等重要外科技能。相建等[41]通过3D打印带有孔道的穿刺模型，用于术前定位、术中引导穿刺，简化创伤性脑内血肿微创穿刺引流术，可提高穿刺准确性，降低手术难度。GHIZONI等[42]以聚酰胺为材料制作3例颅缝早闭模型，可以充分显示颅缝早闭的病理结构变异，同时模型可用于外科教育中额眶推进及后方牵张等手术过程的训练。这种新的聚酰胺颅缝早闭模型，允许外科医生进行重要手术步骤，提供真实的触觉反馈，是外科培训的重要辅助手段。CLIFTON等[43]使用特定的三维打印技术复植皮质松质细胞表面，创造了一种独特的C2椎板螺钉徒手放置三维打印模拟器，准确模拟活体内手术情况，从而显著提高受试者手术技能，提高住院医师、实习生徒手放置C2椎板螺钉的准确性。NAGASSA等[44]利用硅胶和弹道明胶浇铸颅骨，水溶性蜡和硅胶建立脑血管，成功构建了逼真的多组件脑动脉瘤手术模拟器，将该模拟器应用于神经外科住院医师的教育培训中，训练其对动脉瘤夹选取、动脉瘤手术方案制定、开颅手术和夹闭动脉瘤等手术技能，可显著提高对大脑中动脉动脉瘤手术的理解。LIN等[45]应用三维蝶鞍脑膜瘤模型辅助神经外科教育者进行教学培训，可使受训者深入理解肿瘤边界和周围正常组织间的毗邻关系，有助于其对脑蝶鞍部脑膜瘤的空间理解及记忆，增加对手术区域的认识，并引发学习兴趣。YI等[46]打印了三维脑室系统模型，可提高学生对复杂脑室系统解剖学的认识，提高学习兴趣与积极性，降低学习难度，提高教学效果。CLEARY等[47]建立了重复使用的开颅手术3D打印模型，应用于神经外科研究生一年级课程中，仿真模拟术中上矢状窦损伤合并空气栓塞等情况，使住院医师在动手培训方法中重现手术的压力，有效模拟手术，而不会使患者面临风险。通过3D打印神经外科常见疾病模型，作为外科手术计划的替代方案，既可提高培训学员的学习积极性，帮助其巩固解剖知识，还可以帮助他们提高阅片及手术技能，为神经外科教育教学提供新思路及新方法。

文章来源：《北京印刷学院学报》 网址: http://www.bjysxyxb.cn/qikandaodu/2021/0316/663.html