3D打印技术在三叉神经痛微血管减压术中的应用 通过 枕下乙状窦后颅骨切开术

摘要

本方案评估3D打印技术在三叉神经痛颅内微血管减压术中的应用 通过 乙状窦后颅骨切开术，重点关注个体化影像数据导入、图像处理、三维模型制作、术中手术引导及术后效果。

摘要

乙状窦后颅骨切开术是治疗小脑脑桥角（CPA）病变的首选手术入路，尤其适用于原发性三叉神经痛的微血管减压术。然而，横窦-乙状窦交界处（TSSJ）定位不准确常导致术后并发症。为解决这一问题，本研究采用E-3D数字医学建模与设计系统对TSSJ进行术前可视化与精确定位，从而实现精准的手术规划。E-3D软件可确定关键钻孔的最佳位置，清晰显示其与乙状窦和横窦的空间关系，并辅助制作三维打印手术导板，以指导术中操作。该方案可最大限度减少对乙状窦和横窦的损伤，降低颅骨缺损过大的风险，有助于预防术后脑脊液（CSF）漏出及感染等并发症。总体而言，三维打印技术与手术导板的结合显著提高了乙状窦后颅骨切开术的安全性与精确性。

引言

乙状窦后颅骨切开术（RCS）是进入桥小脑角区（CPA）最常用的手术入路之一。该技术具有多项优势，包括操作简便、对桥小脑角区结构暴露清晰，以及可根据需要开放内听道，同时保护面神经、听神经及周围血管结构。因此，RCS已成为治疗CPA区域病变的首选手术入路¹然而，在微血管减压术期间 通过 乙状窦后入路治疗三叉神经痛时，必须充分暴露乙状窦与横窦的交界处、横窦的下缘以及乙状窦的内侧缘。这通常需要广泛去除颅骨，从而增加静脉窦损伤、术后脑脊液漏及其他并发症的风险^2,3,4传统上，“战略钻孔位点”通过“星点”进行定位，星点定义为顶骨、枕骨和颞骨在乳突根部后上方的交汇处。该点对应于横窦-乙状窦连接处的颅外投影。⁵然而，由于个体间存在解剖学差异，仅依赖“星点”进行定位常导致不准确，增加窦道损伤的风险，并可能引发严重并发症^6,7.

随着现代医学影像技术的快速发展，颅脑计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）能够获取精确且个体化的患者解剖数据。基于CT的三维重建可将二维图像转化为三维模型，有助于术前定位“战略骨窗”⁸。然而，该方法无法在手术过程中直接显示“战略骨窗”与颅骨侧部解剖标志之间的关系，限制了其在术中实时引导中的应用。基于MRI的术中神经导航系统可将横窦和乙状窦的位置与形态直接投射至头皮和颅骨表面，从而更准确地定位“战略骨窗”⁹。然而，此类系统操作复杂、成本高昂，并会延长麻醉和手术时间。此外，大多数医院对该技术尚不熟练¹⁰。因此，寻找一种经济、便捷、安全且可靠的“战略骨窗”定位方法具有重要的临床意义。

近年来，3D打印技术在医疗领域得到了快速发展和日益广泛的应用¹¹该技术在临床应用中具有显著优势，可将个体化的CT和MRI影像数据转化为直观、可触的实体模型，用于手术导航。此外，该技术成本低廉、精度高，且易于制作¹²本研究报道了一例65岁女性三叉神经痛患者接受微血管减压术的病例 通过 经乙状窦后入路开颅术，以术前及术中3D打印技术引导作为代表性病例。

方案

宁夏医科大学总医院批准使用3D打印技术指导一名65岁三叉神经痛患者的手术治疗（批准编号：KYLL-2025-1006）。已获得患者的书面知情同意。3D打印材料为商业采购。本研究中使用的试剂和设备列于材料表中。

1. 患者病史的采集与记录

1. 与患者沟通，评估三叉神经痛的部位、发作频率、疼痛特征、伴随症状及既往治疗史。
   注：三叉神经痛的主要临床特征包括：（1）疼痛——在三叉神经分布区域内反复发作、短暂的电击样、刺痛样或撕裂样疼痛，具有突然起病和突然终止的特点。（2）发作频率——疼痛常由特定动作诱发，持续数秒至数分钟，发作间期无症状。严重病例可伴有同侧面肌痉挛。（3）伴随症状——同侧面部潮红、出汗、皮肤温度升高、瞳孔散大、流泪、黏膜充血及唾液分泌增多。

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，包括三叉神经眼支、上颌支和下颌支的感觉分布区域。（2）反射检查——通过用棉絮轻扫角膜外侧来评估角膜反射。（3）运动检查——检查内侧翼状肌、外侧翼状肌、咬肌和颞肌的功能。观察张口和闭口时的对称性与肌力。
2. 磁共振成像
   1. 进行磁共振成像（MRI）以鉴别原发性和继发性三叉神经痛（如图1所示）。
      注意：原发性三叉神经痛可清晰显示三叉神经与周围血管的关系，以及责任血管的走行与位置。
3. 计算机断层扫描（CT）检查
   1. 进行CT扫描以重建颅骨图像，显示后颅窝形态、乙状窦与横窦结构，以及颅骨侧面的“星点”（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）——提供对伤害性传导通路的客观评估，被认为是临床神经电生理评估疼痛的金标准。（2）电流感知阈值（CPT）——指在特定频率和测试部位持续引发感觉反应所需的最小刺激强度。（3）定量感觉检测（QST）——量化引发特定感觉所需的刺激强度，从而实现对粗有髓、细有髓及无髓神经纤维功能的评估。（4）瞬目反射（BR）——由眶上神经刺激、眼周叩击、角膜刺激或声/光刺激诱发的一种防御性反射。（5）咬肌抑制反射（MIR）——也称为外感受性抑制，MIR是一种保护机制，在咬合和咀嚼过程中保护牙齿和下颌。

3. 3D打印手术导板的制备

1. 导入影像数据并导出手术导板
   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数字医学建模与设计系统执行以下操作：通过"数据管理 - 导入CT/MRI"模块导入DICOM数据。
   3. 完成3D打印导板设计后，使用"导出STL模型"功能将STL模型导出至3D打印机。
2. 颅脑解剖结构的三维重建
   1. 使用配套软件中的三维重建模块，对患者颅面解剖结构进行1:1比例的多组织重建，包括皮肤、乙状窦、横窦及颅骨结构的精确分割（如图3所示）。
      注：完成乙状窦与横窦的三维重建后，采用数字修整技术清晰显示静脉窦形态以及乙状窦与横窦连接处的三维空间结构。通过沿正中矢状面切割重建颅骨模型，以显示同侧乙状窦沟和横窦沟，验证重建静脉窦与相应骨沟之间的空间关系。
3. “策略性骨孔”定位与手术路径规划
   1. 使用软件的路径规划模块进行精确手术规划，将“策略性骨孔”定位在重建后的乙状窦与横窦交汇处。
   2. 同时显示轴位、冠状位和矢状位CT图像，并实时调整螺钉路径轨迹（如图4所示）。
      注：重建的三维图像显示螺钉路径，螺钉路径与颅骨的交点即为“策略性骨孔”，该点也作为亚甲蓝在颅骨外板上的视觉标记点。
4. 个性化手术导板的制备
   1. 使用软件中的通用导板设计功能，选取颅面解剖标志点（颧弓、鼻根及“策略性骨孔”），并与螺钉轨迹合并，形成手术导板。
   2. 实施路径提取 → 基底面生成 → 导板融合算法，创建具有集成导航通道的患者特异性导板模型。
   3. 按照步骤3.1导出最终导板模型，并采用3D打印技术进行制造（图5）。
      注：E-3D软件可自动将标记的解剖区域与预设螺钉路径组合，生成带通道的导板模型（图6）。

4. 手术步骤

1. 使用3D打印的手术导板精确定位“战略性骨孔”。在患者体位安置并固定头架后，根据解剖标志将无菌手术导板放置于头部和面部，以精确确定“战略性骨孔”的位置（图7）。
   注意：使用5 mL注射器沿导板预设的钉道轨迹穿刺头皮，到达颅骨外表面后，注入0.05 mL的1%亚甲蓝溶液。亚甲蓝在骨面形成的标记点即对应术前规划的“战略性骨孔”位置。
2. 手术导板准确性的确认
   1. 切开皮肤及皮下组织，识别颅骨外表面由亚甲蓝标记的区域。在此处进行钻孔，随后验证其外缘是否对应于静脉窦（图7）。

5. 术后护理

1. 密切监测意识状态、意识水平及生命体征。实施液体管理以预防低颅内压。术后2小时行颅脑CT扫描（如图8所示）。
   注意：术后症状完全缓解，叩击诱发的触发点疼痛未再复发。

结果

所有患者均被诊断为原发性三叉神经痛，且已排除多发性硬化。临床检查显示同侧三叉神经的上颌支受累，下颌支受累程度较轻。疼痛呈电击样特征，可由刷牙或触碰触发点等活动诱发。疼痛发作持续时间不一，未观察到角膜反射或面部运动功能异常。术前磁共振成像排除了继发性三叉神经痛，三叉神经血管扫描（图1）显示责任血管为小脑上动脉和小脑前下动脉（Table 1）。上述发现得到了术前电生理检查的证实，后者确认了受累的三叉神经分支。颅脑CT成像（图2）显示后颅窝发育良好，无畸形或颅内出血，提示无手术禁忌证。综合以上结果，明确诊断为原发性三叉神经痛，并确定该患者适合接受经乙状窦后入路的3D打印引导显微血管减压术 via a retrosigmoid craniotomy approach。

基于患者的术前检查数据，对“策略性颅骨钻孔”位置进行可视化设计，并制作了3D打印手术导板（如图6

讨论

乙状窦后颅骨切开术是三叉神经痛行微血管减压术（MVD）的首选手术入路，需充分暴露乙状窦与横窦交界处¹³。脑脊液引流后，利用小脑蚓部与岩骨之间的角度牵开小脑，以显露桥小脑角（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、三叉神经鞘瘤及面肌痉挛¹⁴。关键钻孔的位置取决于病变部位。例如，治疗面肌异常收缩的乙状窦后颅骨切开术需充分暴露乳突切迹下方的手术区域，以乙状窦后缘作为基底。在此类情况下，关键钻孔应位于乙状窦与横窦交界处稍下方¹⁵。准确放置关键钻孔可减少后颅窝过度去骨，缩短手术时间，并降低术后并发症发生率。传统上，术中采用的颅骨标记、立体定向方法及神经导航技术在精确定位关键钻孔方面存在局限，或在实际应用和广泛推广中面临挑战¹⁶。

自20世纪90年代以来，3D打印技术在航空航天、医学和建筑等领域中的应用日益广泛¹⁷。在医学领域...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
3D打印耗材	中山大健科技有限公司	UTR8360X
颅骨固定 &和脑回缩	Mayfield Ltd.	A2000
计算机断层扫描	西门子医疗系统有限公司	SOMATOM Force
E-3Ddigital 医学建模与设计系统	湖南六维精航数字科技有限公司	(x64 V19.12 版本)
纱布	Yixin Medical Equipment Co.
碘伏	山东利康医疗科技有限公司
美敦力 IPCTM	美敦力医疗设备有限公司
亚甲蓝注射液	Jumpcan PhaJumpcan 制药集团有限公司
磁共振成像	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 oasis huikang 发展有限公司
卫生棉条	河南中建医疗器械有限公司
UnionTech 3D 打印机	上海伦泰科学 & 技术有限公司	Lite 600