Retrosigmoid Craniotomy 를 통한 삼차 신경통의 미세 혈관 감압술에 3D 프린팅 기술 적용

Summary

이 프로토콜은 개별화된 이미지 데이터 가져오기, 이미지 처리, 3D 모델 제작, 수술 중 수술 안내 및 수술 후 결과에 중점을 두고 후회식 개두술을 통해 삼차신경통에 대한 두개골 미세혈관 감압술에 대한 3D 프린팅 기술의 적용을 평가합니다.

Abstract

후회식 개두술은 대뇌각(CPA) 병변, 특히 원발성 삼차신경통의 미세혈관 감압술을 치료하기 위해 선호되는 수술 방법입니다. 그러나 횡시그모이드 동접합부(TSSJ)의 부정확한 국소화는 종종 수술 후 합병증을 유발합니다. 이 문제를 해결하기 위해 E-3D 디지털 의료 모델링 및 설계 시스템을 사용하여 TSSJ의 수술 전 시각화 및 위치 파악을 통해 정확한 수술 계획을 세울 수 있었습니다. E-3D 소프트웨어는 전략적 버 구멍의 최적 위치를 식별하고, S자형 및 횡동 동과의 공간적 관계를 시각화하고, 수술 중 탐색을 지원하기 위해 3D 프린팅 수술 가이드 플레이트를 쉽게 만들 수 있도록 했습니다. 이 프로토콜은 S자형 및 횡동 부비동의 손상을 최소화하고, 과도한 두개골 결함의 위험을 줄이며, 뇌척수액(CSF) 누출 및 감염과 같은 수술 후 합병증을 예방하는 데 도움이 됩니다. 전반적으로 3D 프린팅 기술과 수술 가이드 플레이트의 통합은 후회식 개두술의 안전성과 정밀도를 향상시킵니다.

Introduction

후시그모이드 개두술(RCS)은 CPA에 접근하기 위해 가장 널리 사용되는 수술 방법 중 하나입니다. 이 기술은 작동 용이성, 대뇌 각도 구조의 명확한 노출, 안면 신경, 청각 신경 및 주변 혈관 구조를 보존하면서 필요에 따라 내부 이도를 열 수 있는 기능 등 여러 가지 이점을 제공합니다. 그 결과, RCS는 CPA 영역¹의 병리학을 치료하기 위해 선호되는 수술 방법이 되었습니다. 그러나 삼차신경통에 대한 후향 개두술을 통한 미세혈관 감압술에서는 S상 동과 횡동 동이 접합부, 횡동 가장자리 및 S상 동의 내측 경계를 완전히 노출시키는 것이 필수적입니다. 이 경우 광범위한 뼈 제거가 필요한 경우가 많으며, 이로 인해 정맥동 손상, 수술 후 CSF 누출 및 기타 합병증의 위험이 높아진다 ^2,3,4. 전통적으로 '전략적 버 홀(burr hole)'은 유양돌기근(mastoid root)보다 뒤쪽에 있고 위쪽에 있는 두정골(parietal), 후두골(occipital) 및 측두골(temporal bone)의 교차점으로 정의되는 '스타 포인트(star point)'를 사용하여 국소화됩니다. 이 점은 횡-S자 동접합⁵의 외부 두개골 돌출부에 해당합니다. 그러나 개인마다 해부학적 차이가 있기 때문에 국소화를 위해 '스타 포인트'에만 의존하는 것은 종종 부정확성을 초래하여 부비동 손상의 위험을 증가시키고 잠재적으로 심각한 합병증을 유발할 수 있습니다 ^6,7.

현대 의료 영상의 급속한 발전으로 두개골 컴퓨터 단층 촬영(CT) 및 자기 공명 영상(MRI)을 통해 정확하고 개별화된 환자 해부학적 데이터를 수집할 수 있습니다. CT 기반 3D 재구성은 2차원 이미지를 3차원 모델로 변환하여 '전략적 버 홀'의 수술 전 위치 파악을 용이하게 할 수 있습니다⁸. 그러나 수술 중 '전략적 버 홀'과 측면 두개골 랜드마크 사이의 관계를 직접 시각화하지 못하여 실시간 수술 안내에 대한 유용성이 제한됩니다. MRI를 기반으로 하는 수술 중 신경항법 시스템은 횡부비동과 S자형동의 위치와 형태를 두피와 두개골 표면에 직접 매핑할 수 있어 '전략적 버 구멍'의 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있습니다⁹. 그럼에도 불구하고 이러한 시스템은 운영이 복잡하고 비용이 많이 들며 마취 및 수술 기간이 길어집니다. 또한 대부분의 병원은 이 기술에 대한 숙련도가 부족합니다¹⁰. 따라서 '전략적 버 홀'을 지정하기 위한 경제적이고 편리하며 안전하고 신뢰할 수 있는 방법을 식별하는 것은 임상적으로 매우 중요합니다.

최근 몇 년 동안 3D 프린팅 기술은 의료 분야에서 급속한 발전과 응용이 증가하고 있습니다¹¹. 이 기술은 개별화된 CT 및 MRI 이미징 데이터를 수술 안내를 위한 직관적이고 만질 수 있는 모델로 변환할 수 있으므로 임상 사용에 상당한 이점을 제공합니다. 또한 비용 효율적이고 정확도가 높으며 생산하기 쉽습니다¹². 본 연구에서는 삼차신경통을 앓고 있는 65세 여성 환자가 수술 전 및 수술 중 3D 프린팅 기술에 따라 후퇴 개두술을 통해 미세혈관 감압술을 받은 사례를 대표적인 사례로 제시한다.

Protocol

닝샤 의과대학 종합병원은 삼차신경통을 앓고 있는 65세 환자의 치료를 위한 수술 절차를 안내하기 위해 3D 프린팅의 사용을 승인했습니다(KYLL-2025-1006). 환자로부터 서면 동의서를 받았습니다. 3D 프린팅 용품은 상업적으로 획득되었습니다. 연구에 사용된 시약 및 장비는 재료 표에 나열되어 있습니다.

1. 환자의 병력 수집 및 기록

1. 환자와 의사 소통하여 삼차신경통의 위치, 발작 빈도, 통증 특성, 관련 증상 및 이전 치료 이력을 평가합니다.
   참고: 삼차신경통의 주요 임상적 특징은 다음과 같습니다: (1) 통증 - 갑작스런 발병 및 갑작스러운 정지를 특징으로 하는 삼차신경 분포 부위 내에서 전기 충격과 같은 재발적이고 일시적인 통증, 찌르는 듯한 통증 또는 찢어지는 통증. (2) 빈도 - 통증은 종종 몇 초에서 몇 분까지 지속되는 특정 행동에 의해 유발되며, 에피소드 사이에 증상이 없는 간격이 있습니다. 심한 경우에는 동측 안면 근육 경련이 동반될 수 있습니다. (3) 관련 증상 - 동측 안면 홍조, 발한, 피부 온도 상승, 동공 확장, 찢어짐, 점막 막힘, 타액 분비 증가.

2. 수술 전 검사

1. 신체 검사를 수행합니다.
   참고: 신체 검사에는 다음이 포함됩니다: (1) 감각 검사 - 삼차 신경의 안과, 상악 및 하악 분지의 감각 분포를 포함하여 얼굴 피부 감각을 평가합니다. (2) 반사 검사 - 각막의 측면을 가로질러 면봉을 부드럽게 쓸어 각막 반사를 평가합니다. (3) 운동 검사 - 내측 익상근, 외측 익상근, 교근 및 측두근의 기능을 검사합니다. 입을 열고 닫는 동안 대칭과 강도를 관찰하십시오.
2. 자기공명영상(MRI)
   1. MRI를 수행하여 원발성 및 이차성 삼차신경통을 확인합니다( 그림 1 참조).
      참고: 원발성 삼차신경통은 삼차신경과 말초혈관의 관계, 그리고 담당 혈관의 정렬을 명확하게 보여줍니다.
3. 컴퓨터 단층 촬영(CT) 검사
   1. CT를 수행하여 후두부(posterior fossa), S자형 및 횡방향 부비동, 두개골 측면의 '별 점(star point)'의 형태를 보여주는 두개골 이미지를 재구성합니다( 그림 2 참조).
4. 전기생리학적 검사
   1. 삼차신경통의 유형을 확인하기 위해 수술 전 전기생리학적 검사를 수행합니다.
      참고: 수술 전 전기생리학적 검사에는 다음 지표가 포함됩니다: (1) 통증 관련 유발 전위(PREP) - 통각 전도 경로에 대한 객관적인 평가를 제공하며 통증의 임상 신경 생리학적 평가에서 황금 표준으로 간주됩니다. (2) 전류 인식 임계값(CPT) - 특정 주파수 및 테스트 사이트에서 지속적으로 감각 반응을 이끌어내는 데 필요한 최소 자극 강도를 나타냅니다. (3) 정량적 감각 검사(QST) - 특정 감각을 유발하는 데 필요한 자극 강도를 정량화하여 두꺼운 수초, 얇은 수초화 및 수초화되지 않은 신경 섬유의 기능적 평가를 가능하게 합니다. (4) 깜박임 반사(BR) - 안와상 신경의 자극, 안와주위 충격, 각막 자극 또는 음향/시각적 자극에 의해 유발되는 방어 반사. (5) Masseter 억제 반사(MIR) - 외부 수용성 억제라고도 하는 MIR은 폐색과 저작 중에 치아와 턱을 보호하는 보호 메커니즘입니다.

3. 3D 프린팅된 수술 가이드 제작

1. 이미징 데이터 가져오기 및 수술 가이드 내보내기
   1. 병원 PACS 시스템에서 환자의 두개골 CTA 스캔에 대한 원시 DICOM 데이터를 다운로드합니다.
   2. E-3D 디지털 의료 모델링 및 설계 시스템을 사용하여 다음 작업을 수행합니다."데이터 관리 - CT/MRI 가져오기" 모듈을 통해 DICOM 데이터를 가져옵니다.
   3. 3D 프린팅 가이드 디자인을 완료한 후 "STL 모델 내보내기" 기능을 사용하여 STL 모델을 3D 프린터로 내보냅니다.
2. 두개골 해부학적 구조의 3차원 재구성
   1. 호환 가능한 소프트웨어를 사용하여 3D 재구성 모듈을 사용하여 피부, S상 동, 횡동 및 두개골 구조의 정밀한 분할( 그림 3 참조)을 포함하여 환자의 두개안면 해부학적 구조에 대한 1:1 스케일 다중 조직 재건을 수행합니다.
      참고: S상 동과 횡동 동을 3차원으로 재구성한 후, 디지털 트리밍을 사용하여 혈관 부비동의 형태와 S상 동과 횡동 접합부의 3차원 공간 구조를 명확하게 표시했습니다. 두개골 모델은 동측 S상 동홈과 횡방향 부비동 홈을 표시하기 위해 중간 시상면을 따라 절단하여 재구성되었으며, 재구성된 혈관 부비동과 해당 홈 사이의 공간적 관계를 확인했습니다.
3. '전략적 버 홀(burr hole)' 포지셔닝 및 수술 경로 계획
   1. 소프트웨어의 궤적 계획 모듈을 사용하여 정밀한 수술 계획을 수행하여 재건된 S자형 동과 횡동 동이 교차하는 지점에 있는 '전략적 버 홀(Strategic Burr Hole)'을 지정합니다.
   2. 축, 관상 및 시상 CT 이미지를 동시에 표시하고 손발톱 경로 궤적을 실시간으로 조정합니다( 그림 4 참조).
      참고: 재구성된 3D 이미지는 못 경로를 보여주며, 못 경로와 두개골의 교차점은 '전략적 버 구멍'이며, 이는 두개골 바깥쪽 플레이트에 있는 메틸렌 블루의 시각적 마커 포인트 역할도 합니다.
4. 맞춤형 수술 가이드 준비
   1. thre 소프트웨어에서 범용 가이드 플레이트 설계 기능을 활용하십시오. 두개안면 해부학적 랜드마크(zygomatic arch, nasal root 및 'Strategic burr hole')를 선택하고 손톱 트랙 궤적과 병합하여 수술 가이드 플레이트를 형성합니다.
   2. 경로 추출 → 기본 표면 생성 → 가이드 플레이트 융합 알고리즘을 구현하여 통합 탐색 채널이 있는 환자별 가이드 플레이트 모델을 생성합니다.
   3. 3.1단계에 따라 최종 가이드 플레이트 모델을 내보내고 3D 프린팅 기술을 사용하여 제조합니다(그림 5).
      참고: E-3D 소프트웨어는 표시된 해부학적 영역과 사전 설정된 손톱 경로를 자동으로 결합하여 채널이 있는 가이드 플레이트 모델을 형성할 수 있습니다(그림 6).

4. 외과 절차

1. 3D 프린팅 수술용 가이드 플레이트를 사용하여 '전략적 버 구멍'을 정확하게 배치하십시오. 환자를 배치하고 머리 프레임을 고정한 후 해부학적 랜드마크에 따라 멸균 수술 가이드를 머리와 얼굴에 배치하여 '전략적 버 구멍'을 정확하게 찾습니다(그림 7).
   참고: 5mL 주사기를 사용하여 가이드 플레이트의 미리 설정된 손톱 추적 궤적을 따라 두피를 관통하여 두개골 외부 표면에 도달하고 0.05mL의 1% 메틸렌 블루를 주입합니다. 메틸렌 블루로 형성된 뼈 표면 마킹 포인트는 미리 계획된 '전략적 버 홀'에 해당합니다.
2. 수술 가이드의 정확성 확인
   1. 피부와 피하 조직을 절개합니다. 두개골 외부 표면에서 메틸렌 블루로 표시된 영역을 확인합니다. 이 위치에서 드릴을 뚫은 다음 바깥쪽 가장자리가 혈관동에 해당하는지 확인합니다(그림 7).

5. 수술 후 관리

1. 정신 상태, 의식 수준 및 활력 징후를 면밀히 모니터링합니다. 낮은 두개내 압력을 방지하기 위해 유체 관리를 구현합니다. 수술 후 2시간 후에 두개골 CT 스캔을 수행합니다( 그림 8 참조).
   참고: 수술 후 충격으로 인한 유발점 통증의 재발 없이 증상이 완전히 사라졌습니다.

Results

모든 환자는 원발성 삼차신경통 진단을 받았고, 다발성 경화증은 제외되었다. 임상 검사에서 동측 삼차신경의 상악 분지(maxillary branch)와 그보다는 덜하지만 하악 분지(mandibular branch)의 침범이 밝혀졌습니다. 통증은 전기 충격과 같은 것이 특징이며 양치질이나 트리거 포인트를 두드리는 것과 같은 활동에 의해 유발될 수 있습니다. 통증 에피소드의 지속 기간은 다양했으며, 각막 반사 작용이나 안면 운동 기능의 이상은 관찰되지 않았다. 수술 전 MRI에서는 이차성 삼차신경통이 발견되지 않았으며, 삼차혈관 스캔(그림 1)을 통해 상소뇌동맥과 전방소뇌동맥이 원인혈관으로 확인되었다(표 1). 이러한 발견은 수술 전 전기생리학적 연구에 의해 확증되었으며, 영향을 받은 삼차 신경 가지를 확인했습니다. 두개골 CT 영상(그림 2)은 기형이나 두개내 출혈 없이 잘 발달된 후두개골 포를 ...

Discussion

후회식 개두술은 삼차신경통에서 미세혈관 감압술(MVD)을 위해 선호되는 수술 방법으로, S상 동과 횡동 접합부¹³의 적절한 노출이 필요합니다. CSF 배액 후, 소뇌 vermis와 petrous bone 사이의 각도를 사용하여 소뇌를 후퇴시켜 CPA 영역을 노출시킵니다. CPA 영역의 병변에는 삼차신경통, 음향 신경종, 진주종, 삼차신경초 종양, 안면 경련 등이 포함되지만 이에 국한되지 않는다¹⁴. 전략적 버 구멍의 위치는 병변에 따라 다릅니다. 예를 들어, 안면 근긴장이상에 대한 후방면폐 개두술은 유양돌기 노치 아래의 수술 부위를 충분히 노출해야 하며, S자형 부비동의 뒤쪽 경계가 기저 역할을 합니다. 이러한 경우, 전략적 버 구멍은 S자 모양과 횡 부비동⁽¹⁵)의 접합부 바로 아래에 위치합니다. 전략적인 버 구멍의 정확한 배치는 후관절에서...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D 프린팅 용품	Zhongshan Dajian Technology Co.	UTR8360X
개골 안정화 & 뇌 후퇴	메이필드 주식회사	A2000
CT	지멘스 메디컬 시스템 주식회사	SOMATOM Force
E-3D디지털 의료 모델링 및 디자인 시스템	Hunan Liuwei Jinghang Digital Technology Co., Ltd.	(x64 V19.12 버전)
거즈	Yixin 의료 장비 Co.
Iodophor	산동 Lilkang 의료 기술 Co.
메드트로닉 IPCTM	메드트로닉 의료기기 주식회사
메틸렌 블루 주입	Jumpcan PhaJumpcan Pharmaceutical Group Co., Ltd
MRI	지멘스 메디컬 시스템 Ltd.	MAGNETOM Vida
수술용 블레이드 상	하이 푸동 Jinhuan 의료 용품 유한 회사
사기 후	난 오아시스 Huikang 개발 유한 회사
탐폰	허난 Zhongjian 의료 장비 Co.
UnionTech 3D 프린터	Shanghai Luen Thai Science & 테크놀로지(주)	라이트 600