Anwendung der 3D-Drucktechnologie bei der mikrovaskulären Dekompression bei Trigeminusneuralgie mittels retrosigmoidaler Kraniotomie

Summary

Dieses Protokoll evaluiert die Anwendung der 3D-Drucktechnologie bei der kranialen mikrovaskulären Dekompression bei Trigeminusneuralgie mittels retrosigmoidaler Kraniotomie, wobei der Schwerpunkt auf dem individualisierten Bilddatenimport, der Bildverarbeitung, der Herstellung von 3D-Modellen, der intraoperativen chirurgischen Führung und den postoperativen Ergebnissen liegt.

Abstract

Die retrosigmoide Kraniotomie ist der bevorzugte chirurgische Ansatz zur Behandlung von Läsionen des Kleinhirnbrückenwinkels (CPA), insbesondere bei der mikrovaskulären Dekompression bei primärer Trigeminusneuralgie. Eine ungenaue Lokalisation des transversalen Sinussinusübergangs (TSSJ) führt jedoch häufig zu postoperativen Komplikationen. Um dieses Problem zu lösen, wurde das digitale medizinische Modellierungs- und Designsystem E-3D für die präoperative Visualisierung und Lokalisierung des TSSJ eingesetzt, das eine präzise chirurgische Planung ermöglicht. Die E-3D-Software identifizierte die optimale Position für das strategische Bohrloch, visualisierte seine räumliche Beziehung zum Sigma und den Quersinus und erleichterte die Erstellung einer 3D-gedruckten chirurgischen Führungsplatte zur Unterstützung der intraoperativen Navigation. Dieses Protokoll minimiert Verletzungen des Sigmas und der Sinus transversal, reduziert das Risiko übermäßiger Schädeldefekte und hilft, postoperative Komplikationen wie das Austreten von Liquor cerebrospinalis (CSF) und Infektionen zu verhindern. Insgesamt erhöht die Integration von 3D-Drucktechnologie und chirurgischen Führungsplatten die Sicherheit und Präzision der retrosigmoiden Kraniotomie.

Introduction

Die retrosigmoide Kraniotomie (RCS) ist einer der am weitesten verbreiteten chirurgischen Ansätze für den Zugang zur CPA. Diese Technik bietet mehrere Vorteile, darunter eine einfache Bedienung, eine klare Freilegung der Kleinhirnbrückenwinkelstrukturen und die Möglichkeit, den inneren Gehörgang bei Bedarf zu öffnen, während der Gesichtsnerv, der Hörnerv und das umgebende Gefäßsystem erhalten bleiben. Infolgedessen hat sich die RCS zum bevorzugten chirurgischen Ansatz für die Behandlung von Pathologien in der CPA-Region¹ entwickelt. Bei der mikrovaskulären Dekompression mittels retrosigmoidaler Kraniotomie bei Trigeminusneuralgie ist es jedoch unerlässlich, den Übergang von Sinus sigmoideum und Sinus transversal, den unteren Rand des Sinus transversum und den medialen Rand des Sinus sigmoideus vollständig freizulegen. Dies erfordert häufig eine umfangreiche Knochenentfernung, was das Risiko einer Verletzung der venösen Nasennebenhöhlen, einer postoperativen Liquorleckage und anderer Komplikationen erhöht ^2,3,4. Traditionell wird das "strategische Bohrloch" anhand des "Sternpunkts" lokalisiert, der als Schnittpunkt des Scheitel-, Hinterhaupt- und Schläfenknochens posterior und oberhalb der Mastoidwurzel definiert ist. Dieser Punkt entspricht der äußeren kranialen Projektion des transversal-sigmoideden Sinusübergangs⁵. Aufgrund der anatomischen Unterschiede zwischen den Individuen führt die ausschließliche Lokalisierung jedoch häufig zu Ungenauigkeiten, die das Risiko einer Nasennebenhöhlenverletzung erhöhen und möglicherweise zu schweren Komplikationen führen ^6,7.

Mit der rasanten Weiterentwicklung der modernen medizinischen Bildgebung ermöglichen die kranielle Computertomographie (CT) und die Magnetresonanztomographie (MRT) die Erfassung präziser und individualisierter anatomischer Daten des Patienten. Die CT-basierte 3D-Rekonstruktion kann zweidimensionale Bilder in dreidimensionale Modelle umwandeln und so die präoperative Lokalisierung des "strategischen Bohrlochs" ^erleichtern8. Es gelingt jedoch nicht, die Beziehung zwischen dem "strategischen Bohrloch" und den seitlichen Schädelmarkierungen während der Operation direkt zu visualisieren, was seinen Nutzen für die chirurgische Führung in Echtzeit einschränkt. Intraoperative Neuronavigationssysteme, die auf MRT basieren, können die Position und Morphologie der Sinus transversum und des Sigmas direkt auf der Kopfhaut- und Schädeloberfläche abbilden, was eine genauere Lokalisierung des "strategischen Bohrlochs" ^ermöglicht9. Dennoch sind diese Systeme komplex zu bedienen, kostspielig und verlängern die Anästhesie und die Operationsdauer. Darüber hinaus mangelt es den meisten Krankenhäusern an Kenntnissen in dieser Technologie¹⁰. Daher ist die Identifizierung einer wirtschaftlichen, bequemen, sicheren und zuverlässigen Methode zur Identifizierung des "strategischen Gratlochs" von großer klinischer Bedeutung.

In den letzten Jahren hat sich die 3D-Drucktechnologie rasant entwickelt und zunehmend im medizinischen Bereich eingesetzt¹¹. Diese Technologie bietet erhebliche Vorteile für den klinischen Einsatz, da sie individualisierte CT- und MRT-Bildgebungsdaten in intuitive, greifbare Modelle für die chirurgische Führung umwandeln kann. Darüber hinaus ist es kostengünstig, hochgenau und einfach herzustellen¹². In dieser Studie stellen wir als repräsentativen Fall den Fall einer 65-jährigen Patientin mit Trigeminusneuralgie vor, die sich einer mikrovaskulären Dekompression mittels retrosigmoider Kraniotomie unterzogen hat, die durch präoperative und intraoperative 3D-Drucktechnologie geführt wurde.

Protocol

Das Allgemeine Krankenhaus der Medizinischen Universität Ningxia genehmigte den Einsatz des 3D-Drucks zur Steuerung chirurgischer Verfahren zur Behandlung eines 65-jährigen Patienten mit Trigeminusneuralgie (KYLL-2025-1006). Die schriftliche Einverständniserklärung des Patienten wurde eingeholt. Die 3D-Druckzubehör wurde kommerziell beschafft. Die in der Studie verwendeten Reagenzien und Geräte sind in der Materialtabelle aufgeführt.

1. Erhebung und Aufzeichnung der Krankengeschichte des Patienten

1. Kommunizieren Sie mit dem Patienten, um den Ort der Trigeminusneuralgie, die Häufigkeit der Anfälle, die Schmerzmerkmale, die damit verbundenen Symptome und die Vorgeschichte der Behandlung zu beurteilen.
   HINWEIS: Zu den primären klinischen Merkmalen der Trigeminusneuralgie gehören: (1) Schmerzen - wiederkehrende, vorübergehende Episoden von elektrisch schlagartigen, stechenden oder reißenden Schmerzen im Verteilungsbereich des Trigeminusnervs, gekennzeichnet durch plötzliches Einsetzen und abruptes Aufhören. (2) Häufigkeit - Schmerzen werden oft durch bestimmte Handlungen ausgelöst, die von Sekunden bis Minuten dauern, mit symptomfreien Intervallen zwischen den Episoden. Schwere Fälle können von ipsilateralen Gesichtsmuskelkrämpfen begleitet sein. (3) Assoziierte Symptome - ipsilaterale Gesichtsrötung, Schwitzen, erhöhte Hauttemperatur, Pupillenerweiterung, Tränenfluss, Schleimhautverstopfung und vermehrter Speichelfluss.

2. Voroperative Untersuchungen

1. Führen Sie die körperlichen Untersuchungen durch.
   HINWEIS: Die körperliche Untersuchung umfasst: (1) Sensorische Untersuchung - Beurteilung der Empfindung der Gesichtshaut, einschließlich der sensorischen Verteilung der Augen-, Ober- und Unterkieferäste des Trigeminusnervs. (2) Reflexuntersuchung - Bewerten Sie den Hornhautreflex, indem Sie vorsichtig mit einem Wattestäbchen über den lateralen Aspekt der Hornhaut streichen. (3) Motorische Untersuchung - untersuchen Sie die Funktion des medialen Pterygoideus, des lateralen Pterygoideus, des Kaumuskels und des Schläfenmuskels. Beobachten Sie Symmetrie und Festigkeit beim Öffnen und Schließen des Mundes.
2. Magnetresonanztomographie
   1. Führen Sie eine MRT durch, um primäre und sekundäre Trigeminusneuralgie zu identifizieren (wie in Abbildung 1 gezeigt).
      HINWEIS: Die primäre Trigeminusneuralgie zeigt deutlich die Beziehung des Nervus trigeminus zu den peripheren Gefäßen, sowie die Ausrichtung der verantwortlichen Gefäße.
3. Untersuchung der Computertomographie (CT)
   1. Führen Sie eine CT durch, um Schädelbilder zu rekonstruieren, die die Morphologie der hinteren Schädelgrube, des Sinus sigmoideus und der Sinus transversum sowie den "Sternpunkt" auf der lateralen Seite des Schädels zeigen (wie in Abbildung 2 gezeigt).
4. Elektrophysiologische Untersuchung
   1. Führen Sie eine präoperative elektrophysiologische Untersuchung durch, um die Art der Trigeminusneuralgie zu bestimmen.
      HINWEIS: Die präoperative elektrophysiologische Untersuchung umfasst die folgenden Indikatoren: (1) Schmerzbezogene evozierte Potentiale (PREP) - bietet eine objektive Beurteilung der nozizeptiven Leitungswege und gilt als Goldstandard in der klinischen neurophysiologischen Beurteilung von Schmerzen. (2) Aktuelle Wahrnehmungsschwelle (CPT) - stellt die minimale Stimulationsintensität dar, die erforderlich ist, um bei einer bestimmten Frequenz und einem bestimmten Testort konsistent eine sensorische Reaktion hervorzurufen. (3) Quantitative sensorische Tests (QST) - quantifiziert die Reizintensität, die erforderlich ist, um spezifische Empfindungen hervorzurufen, und ermöglicht so die funktionelle Beurteilung von dicken myelinisierten, dünnen myelinisierten und unmyelinisierten Nervenfasern. (4) Blinzelreflex (BR) - ein Abwehrreflex, der durch Stimulation des Nervus supraorbitalis, periorbitale Perkussion, Hornhautprovokation oder akustische/optische Reize ausgelöst wird. (5) Der Kaumuskel-Inhibitor-Reflex (MIR) - auch als exterozeptive Hemmung bezeichnet, ist ein Schutzmechanismus, der die Zähne und den Kiefer während der Okklusion und des Kauens schützt.

Herstellung von 3. 3D-gedruckten Bohrschablonen

1. Importieren von Bilddaten und Exportieren von Bohrschablonen
   1. Laden Sie die DICOM-Rohdaten des kranialen CTA-Scans des Patienten aus dem PACS-System des Krankenhauses herunter.
   2. Verwenden Sie das E-3D Digital Medical Modeling and Design System, um die folgenden Vorgänge durchzuführen: Importieren Sie die DICOM-Daten über das Modul "Datenverwaltung - CT/MRT importieren".
   3. Nachdem Sie das Design der 3D-Druckanleitung abgeschlossen haben, exportieren Sie das STL-Modell mit der Funktion "STL-Modell exportieren" auf den 3D-Drucker.
2. Dreidimensionale Rekonstruktion kranialer anatomischer Strukturen
   1. Führen Sie eine Multigeweberekonstruktion der kraniofazialen Anatomie des Patienten im Maßstab 1:1 mit dem 3D-Rekonstruktionsmodul unter Verwendung der kompatiblen Software durch, einschließlich einer präzisen Segmentierung der Haut, des Sinus sigmoidus, des Sinus transversum und der kranialen Knochenstrukturen (wie in Abbildung 3 gezeigt).
      HINWEIS: Nach Abschluss der dreidimensionalen Rekonstruktion des Sinus sigmoideus und des Sinus transversum wurde mittels digitalem Trimming die Morphologie der Gefäßhöhlen und die dreidimensionale räumliche Struktur des Übergangs zwischen Sinus sigmoideum und Sinus transversum deutlich dargestellt. Das kraniale Knochenmodell wurde rekonstruiert, indem entlang der mittleren Sagittalebene geschnitten wurde, um die ipsilaterale Sinusfurche sigmoideus und die Sinusfurche transversal darzustellen und die räumliche Beziehung zwischen den rekonstruierten Gefäßhöhlen und den entsprechenden Rillen zu verifizieren.
3. Positionierung des "strategischen Bohrlochs" und Planung des Operationspfads
   1. Führen Sie eine präzise chirurgische Planung mit dem Trajektorienplanungsmodul der Software durch, um das "strategische Bohrloch" an der Schnittstelle zwischen dem rekonstruierten Sinus sigmoideus und dem Sinus transversum zu bestimmen.
   2. Gleichzeitige Anzeige von axialen, koronalen und sagittalen CT-Bildern und Anpassung der Nagelbahnbahn in Echtzeit (wie in Abbildung 4 gezeigt).
      HINWEIS: Das rekonstruierte 3D-Bild zeigt den Nagelweg, und der Schnittpunkt des Nagelwegs und des Schädels ist das "Strategische Bohrloch", das auch als visueller Markierungspunkt für Methylenblau auf der Außenplatte des Schädels dient.
4. Erstellung von personalisierten Bohrschablonen
   1. Nutzen Sie die universelle Führungsplatten-Designfunktion in der Software. Wählen Sie kraniofaziale anatomische Orientierungspunkte (Jochbogen, Nasenwurzel und "Strategisches Bohrloch") aus und verschmelzen Sie sie mit der Nagelbahn, um eine chirurgische Führungsplatte zu bilden.
   2. Implementieren Sie die Pfadextraktion → die Generierung der Basisoberfläche → den Fusionsalgorithmus für Leitplatten , um ein patientenspezifisches Leitplattenmodell mit integrierten Navigationskanälen zu erstellen.
   3. Exportieren Sie das fertige Führungsplattenmodell gemäß Schritt 3.1 und fertigen Sie es mit 3D-Drucktechnologie (Abbildung 5).
      HINWEIS: Die E-3D-Software kann markierte anatomische Bereiche automatisch mit voreingestellten Nagelbahnen kombinieren, um ein Führungsplattenmodell mit Kanälen zu erstellen (Abbildung 6).

4. Chirurgischer Eingriff

1. Verwenden Sie die 3D-gedruckte chirurgische Führungsplatte, um das "strategische Bohrloch" genau zu positionieren. Nachdem Sie den Patienten positioniert und den Kopfrahmen fixiert haben, platzieren Sie die sterile Bohrschablone gemäß den anatomischen Orientierungspunkten auf dem Kopf und im Gesicht, um das "strategische Bohrloch" genau zu lokalisieren (Abbildung 7).
   HINWEIS: Dringen Sie mit einer 5-ml-Spritze entlang der voreingestellten Nagelbahnbahn der Führungsplatte in die Kopfhaut ein, um die äußere Oberfläche des Schädels zu erreichen, und injizieren Sie 0,05 ml 1 % Methylenblau. Die durch Methylenblau gebildeten Markierungspunkte der Knochenoberfläche entsprechen dem vorgeplanten "strategischen Bohrloch".
2. Bestätigung der Genauigkeit von Bohrschablonen
   1. Haut und Unterhautgewebe einschneiden. Identifiziere den Methylenblau markierten Bereich auf der Außenseite des Schädels. Bohren Sie an dieser Stelle und prüfen Sie, ob der äußere Rand einem Gefäßsinus entspricht (Abbildung 7).

5. Nachsorge

1. Überwachen Sie den mentalen Zustand, den Bewusstseinszustand und die Vitalfunktionen genau. Implementieren Sie ein Flüssigkeitsmanagement, um einen niedrigen intrakraniellen Druck zu verhindern. Führen Sie 2 Stunden postoperativ eine kraniale CT-Untersuchung durch (wie in Abbildung 8 gezeigt).
   HINWEIS: Postoperativ verschwanden die Symptome vollständig, ohne dass perkussionsinduzierte Triggerpunktschmerzen erneut auftraten.

Results

Bei allen Patienten wurde eine primäre Trigeminusneuralgie diagnostiziert, und Multiple Sklerose wurde ausgeschlossen. Die klinische Untersuchung ergab eine Beteiligung des Oberkieferastes des ipsilateralen Trigeminusnervs und in geringerem Maße des Unterkieferastes. Die Schmerzen zeichneten sich durch eine elektrisch schockartige Qualität aus und konnten durch Tätigkeiten wie Zähneputzen oder Klopfen auf die Triggerpunkte ausgelöst werden. Die Dauer der Schmerzepisoden variierte, und es wurden keine Anomalien der Hornha...

Discussion

Die retrosigmoide Kraniotomie ist der bevorzugte chirurgische Ansatz für die mikrovaskuläre Dekompression (MVD) bei Trigeminusneuralgie, die eine adäquate Freilegung des Sinus sigmoideus und des transversalen Sinusübergangs erfordert¹³. Nach der Liquordrainage wird das Kleinhirn unter Verwendung des Winkels zwischen dem Kleinhirnvermis und dem Felsenbein zurückgezogen, um die CPA-Region freizulegen. Zu den Läsionen in der CPA-Region gehören unter anderem Trigeminu...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D-Druck liefert	Zhongshan Dajian Technology Co.	UTR8360X
Schädel-Stabilisierung & Retraktion des Gehirns	Mayfield GmbH	A2000
CT	Siemens Medical Systems GmbH	SOMATOM Force
E-3Ddigitales medizinisches Modellierungs- und Designsystem	Hunan Liuwei Jinghang Digital Technology Co., Ltd.	(Version x64 V19.12)
Gauze	Yixin Medical Equipment Co.
Iodophor	Shandong Lilkang Medizintechnik Co.
Medtronic IPCTM	Medtronic Medizinprodukte GmbH
Methylenblau-Injektion	Jumpcan PhaJumpcan Pharmaceutical Group Co., Ltd
MRT	Siemens Medical Systems Ltd.	MAGNETOM Vida
Chirurgische Klingen	Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co.
Spritze	Hunan Oasis Huikang Development Co.
Tampon	Henan Zhongjian Medizinische Ausrüstung Co.
UnionTech 3D-Drucker	Shanghai Luen Thai Wissenschaft & Technologie Co.	Lite 600