3D 打印技术在乙状结肠后开颅手术治疗三叉神经痛微血管减压中的应用

Summary

该协议评估了 3D 打印技术 在通过 乙状结肠后开颅手术治疗三叉神经痛颅骨微血管减压中的应用，重点是个性化图像数据导入、图像处理、3D 模型制作、术中手术指导和术后结果。

Abstract

乙状结肠开颅术后是治疗桥小脑角 （CPA） 病变的首选手术方法，特别是对于原发性三叉神经痛的微血管减压。然而，横乙状结肠窦junction （TSSJ） 的定位不准确通常会导致术后并发症。为了解决这个问题，采用了 E-3D 数字医疗建模和设计系统进行 TSSJ 的术前可视化和定位，从而实现精确的手术计划。E-3D 软件确定了战略钻孔的最佳位置，可视化了它与乙状结肠和横窦的空间关系，并促进了 3D 打印手术导板的创建，以协助术中导航。该方案最大限度地减少了对乙状结肠和横窦的损伤，降低了过度颅骨缺损的风险，并有助于预防术后并发症，如脑脊液 （CSF） 渗漏和感染。总体而言，3D 打印技术和手术导板的集成提高了乙状结肠开颅术后的安全性和精度。

Introduction

乙状结肠后开颅手术 （RCS） 是访问 CPA 的最广泛使用的手术方法之一。该技术具有多种优点，包括易于作、桥小脑角结构清晰暴露，以及能够根据需要打开内耳道，同时保留面神经、听觉神经和周围脉管系统。因此，RCS 已成为治疗 CPA 区域¹ 病变的首选手术方法。然而，在通过乙状结肠后开颅手术对三叉神经痛进行微血管减压时，必须完全暴露乙状结肠和横窦的交界处、横窦的下缘和乙状结肠窦的内侧缘。这通常需要大面积的骨切除，这会增加静脉窦损伤、术后脑脊液渗漏和其他并发症的风险 ^2,3,4。传统上，“战略钻孔”是使用“星点”定位的，星点定义为顶骨、枕骨和颞骨在乳突根后部和上方的交点。该点对应于横乙状结肠窦交界处⁵ 的颅外投影。然而，由于个体的解剖学差异，仅依靠“星点”进行定位通常会导致不准确，增加鼻窦损伤的风险，并可能导致严重的并发症 ^6,7。

随着现代医学成像的快速发展，颅脑计算机断层扫描 （CT） 和磁共振成像 （MRI） 能够获取精确和个性化的患者解剖数据。基于 CT 的 3D 重建可以将二维图像转换为 3D 模型，促进术前定位“战略钻孔”⁸。然而，它未能在手术过程中直接可视化“战略钻孔”和颅骨侧面标志之间的关系，从而限制了其在实时手术指导中的实用性。基于 MRI 的术中神经导航系统可以直接将横窦和乙状窦的位置和形态映射到头皮和颅骨表面，从而更准确地定位“战略钻孔”⁹。然而，这些系统作复杂、成本高昂，并且会延长麻醉和手术时间。此外，大多数医院缺乏这项技术的熟练程度¹⁰。因此，确定一种经济、方便、安全和可靠的方法来指定“战略钻孔”具有重要的临床意义。

近年来，3D 打印技术在医疗领域的发展迅速，应用越来越多¹¹.这项技术为临床应用提供了显着优势，因为它可以将个性化的 CT 和 MRI 成像数据转换为直观、有形的手术指导模型。此外，它具有成本效益、高精度且易于生产¹².在这项研究中，我们介绍了一名 65 岁女性三叉神经痛患者的病例，她在术前和术中 3D 打印技术的引导下 ，通过 乙状结肠后开颅手术接受了微血管减压，作为代表性病例。

Protocol

宁夏医科大学总医院批准使用 3D 打印指导治疗一名 65 岁三叉神经痛患者的外科手术 （KYLL-2025-1006）。已获得患者的书面知情同意书。3D 打印用品是商业获得的。研究中使用的试剂和设备列在 材料表中。

1. 收集和记录患者的病史

1. 与患者沟通以评估三叉神经痛的位置、发作频率、疼痛特征、相关症状和既往治疗史。
   注意：三叉神经痛的主要临床特征包括：（1） 疼痛 - 三叉神经分布区内反复、短暂的电击样、刺痛或撕裂样疼痛，其特征是突然发作和突然停止。（2） 频率 - 疼痛通常由特定动作引发，持续几秒钟到几分钟，发作之间没有症状间隔。严重病例可能伴有同侧面部肌肉痉挛。（3） 相关症状 - 同侧面部潮红、出汗、皮肤温度升高、瞳孔放大、流泪、粘膜充血和流涎增加。

2. 术前检查

1. 进行体格检查。
   注意：体格检查包括： （1） 感觉检查 - 评估面部皮肤感觉，包括三叉神经的眼支、上颌支和下颌支的感觉分布。（2） 反射检查 - 通过轻轻扫过角膜的外侧来评估角膜反射。（3） 运动检查 - 检查翼内侧肌、翼外侧肌、咬肌和颞肌的功能。观察张口和闭口时的对称性和强度。
2. 磁共振成像
   1. 进行 MRI 以识别原发性和继发性三叉神经痛（如 图1 所示）。
      注意：原发性三叉神经痛清楚地显示了三叉神经与外周血管的关系，以及负责血管的排列情况。
3. 计算机断层扫描 （CT） 检查
   1. 进行 CT 重建颅骨图像，显示后颅窝、乙状结肠和横窦以及颅骨外侧的“星点”的形态（如图 2 所示）。
4. 电生理检查
   1. 进行术前电生理检查以确定三叉神经痛的类型。
      注意：术前电生理检查包括以下指标： （1） 疼痛相关诱发电位 （PREP） - 提供伤害性传导通路的客观评估，被认为是临床神经生理学评估疼痛的金标准。（2） 电流感知阈值 （CPT） - 表示在特定频率和测试部位持续引发感官反应所需的最小刺激强度。（3） 定量感觉测试 （QST） - 量化唤起特定感觉所需的刺激强度，能够对厚髓神经纤维、细髓鞘神经纤维和无髓神经纤维进行功能评估。（4） 眨眼反射 （BR） - 由刺激眶上神经、眶周叩诊、角膜激发或声/视刺激触发的防御性反射。（5） 咬肌抑制反射 （MIR） - 也称为外感受抑制，MIR 是一种保护机制，在咬合和咀嚼过程中保护牙齿和颌骨。

3. 3D 打印手术导板制作

1. 导入成像数据和导出手术导板
   1. 从医院 PACS 系统下载患者颅脑 CTA 扫描的原始 DICOM 数据。
   2. 使用 E-3D 数字医疗建模和设计系统执行以下作：通过“数据管理 - 导入 CT/MRI”模块导入 DICOM 数据。
   3. 完成 3D 打印导引设计后，使用“导出 STL 模型”功能将 STL 模型导出到 3D 打印机。
2. 颅骨解剖结构的三维重建
   1. 使用兼容软件使用 3D 重建模块对患者的颅面解剖结构进行 1：1 比例的多组织重建，包括皮肤、乙状窦、横窦和颅骨结构的精确分割（如图 3 所示）。
      注：完成乙状窦和横窦的三维重建后，采用数字修整清晰显示血管窦的形态以及乙状窦和横窦交界处的三维空间结构。沿矢状面中部切割重建颅骨模型，显示同侧乙状窦沟和横窦沟，验证重建的血管窦与相应沟的空间关系。
3. “战略性钻孔”定位和手术路径规划
   1. 使用软件的轨迹规划模块执行精确的手术规划，在重建的乙状窦和横窦的交界处指定“战略钻孔”。
   2. 同时显示轴向、冠状面和矢状面 CT 图像，并实时调整指甲路径轨迹（如图 4 所示）。
      注意：重建的 3D 图像显示了指甲路径，指甲路径与颅骨的交点是“战略钻孔”，它也作为颅骨外板上亚甲蓝的视觉标记点。
4. 准备个性化的手术导板
   1. 利用 3 个软件中的通用导板设计功能。选择颅面解剖标志（颧弓、鼻根和“战略钻孔”），并将它们与甲轨轨迹合并，形成手术导板。
   2. →导板融合算法实现路径提取→基面生成，以创建具有集成导航通道的患者特定导板模型。
   3. 按照步骤 3.1 导出最终的导板模型，并使用 3D 打印技术制造（图 5）。
      注意：E-3D 软件可以自动将标记的解剖区域与预设的指甲路径相结合，形成带有通道的导板模型（图 6）。

4. 外科手术

1. 使用 3D 打印的手术导板准确定位“战略钻孔”。定位患者并固定头架后，根据解剖标志将无菌手术导板放在头部和面部，以精确定位“战略钻孔”（图7）。
   注：使用 5 mL 注射器，沿导流板预设的甲轨轨迹穿透头皮，到达颅骨外表面，注入 0.05 mL 1% 亚甲蓝。亚甲蓝形成的骨面标记点对应于预先规划的“战略钻孔”。
2. 确认手术导板的准确性
   1. 切开皮肤和皮下组织。识别颅骨外表面的亚甲蓝色标记区域。在这个位置钻孔，然后验证其外边缘是否对应于血管窦（图 7）。

5. 术后护理

1. 密切监测精神状态、意识水平和生命体征。实施液体管理以防止颅内压低。术后 2 小时进行颅脑 CT 扫描（如 图8 所示）。
   注意：术后，症状完全消退，叩诊引起的触发点疼痛没有复发。

Results

所有患者均诊断为原发性三叉神经痛，排除多发性硬化。临床检查显示同侧三叉神经的上颌支受累，在较小程度上，下颌支受累。这种疼痛的特点是类似电击的性质，可能由刷牙或敲击触发点等活动触发。疼痛发作的持续时间各不相同，未观察到角膜反射或面部运动功能异常。术前 MRI 排除了继发性三叉神经痛，三叉神经血管扫描 （图1） 确定小脑上动脉和小脑前下动脉是致病血管 （表1）。这些发现得到了术前电生理学研究的证实，证实了受影响的三叉神经支。颅脑 CT 成像（图 2）显示后颅窝发育良好，无畸形或颅内出血，表明没有手术禁忌症。总的来说，这些发现证实了原发性三叉神经痛的明确诊断，并将患者确定为 通过 乙状结肠后开颅手术进行 3D 打印引导微血管减压的合适人选。

根据患者的术前检查数据，将“战略钻孔”的位置可视化和设计，并制作 3D 打印手术导板（如图 6 所示）。进行术前患者定位...

Discussion

乙状结肠开颅术后是三叉神经痛微血管减压 （MVD） 的首选手术方法，需要充分暴露乙状结肠窦和横窦交界处¹³。脑脊液引流后，利用小脑蚓部和岩骨之间的夹角将小脑缩回，以暴露 CPA 区域。CPA 区域的病变包括但不限于三叉神经痛、听神经瘤、胆脂瘤、三叉神经鞘瘤和面部痉挛¹⁴。策略性钻孔的位置因病变而异。例如，治疗面部肌张力障碍的乙状结肠后开颅手术需要充分暴露乳突切迹以下的手术区域，以乙状结肠窦的后缘为基底。在这种情况下，战略钻孔位于乙状结肠和横窦交界处的正下方¹⁵。战略钻孔的准确放置可最大限度地减少从后颅窝过度去除骨头，减少手术时间，并减少术后并发症。从历史上看，颅骨标记、立体定向方法和神经导航等术中技术在精确定位战略钻孔的能力方面受到限制，或者在实际应用和广泛采用方面面临挑战¹⁶。

自 1990 年代以来，3D 打印技术在航空航...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D打印用品	中山市大健科技有限公司	UTR8360X
颅骨稳定和脑回缩	梅菲尔德有限公司	A2000
CT	西门子医疗系统有限公司	SOMATOM Force
E-3D数字医学建模设计系统	六威京航数字科技有限公司	（x64 V19.12版本）
纱布	奕鑫医疗器械有限公司
碘多福山	东力康医疗科技有限公司
美敦力 IPCTM	美敦力医疗器械有限公司
亚甲蓝注射液	Jumpcan PhaJumpcan Pharmaceutical Group Co.， Ltd
	西门子医疗系统有限公司	MAGNETOM Vida
手术刀片	上海浦东金环医疗用品有限公司
注射器	湖南绿洲惠康发展有限公司
卫生棉条	河南中健医疗器械有限公司
UnionTech 3D打印机	联泰科技科技股份有限公司	精简版 600