Применение технологии 3D-печати в микрососудистой декомпрессии при невралгии тройничного нерва с помощью ретросигмовидной краниотомии

Summary

Этот протокол оценивает применение технологии 3D-печати для краниальной микрососудистой декомпрессии при невралгии тройничного нерва с помощью ретросигмовидной краниотомии, уделяя особое внимание индивидуальному импорту данных изображений, обработке изображений, изготовлению 3D-моделей, интраоперационному хирургическому контролю и послеоперационным результатам.

Abstract

Ретросигмовидная трепанация черепа является предпочтительным хирургическим подходом для лечения поражений головного мозга (CPA), особенно для микрососудистой декомпрессии при первичной невралгии тройничного нерва. Однако неточная локализация поперечно-сигмовидного синусового перехода (TSSJ) часто приводит к послеоперационным осложнениям. Для решения этой проблемы была использована цифровая система медицинского моделирования и проектирования E-3D для предоперационной визуализации и локализации TSSJ, что позволило точно планировать хирургическое вмешательство. Программное обеспечение E-3D определило оптимальное положение стратегического отверстия для заусенцев, визуализировало его пространственное соотношение с сигмовидной и поперечной пазухами, а также облегчило создание напечатанной на 3D-принтере хирургической направляющей пластины для облегчения интраоперационной навигации. Этот протокол сводит к минимуму травмирование сигмовидной и поперечной пазух, снижает риск чрезмерных дефектов черепа и помогает предотвратить послеоперационные осложнения, такие как утечка спинномозговой жидкости (СМЖ) и инфекция. В целом, интеграция технологии 3D-печати и хирургических направляющих пластин повышает безопасность и точность ретросигмовидной трепанации черепа.

Introduction

Ретросмигмовидная краниотомия (РКС) является одним из наиболее широко используемых хирургических подходов к доступу к CPA. Этот метод имеет ряд преимуществ, включая простоту работы, четкое обнажение структур головного мозга и возможность открывать внутренний слуховой проход по мере необходимости, сохраняя при этом лицевой нерв, слуховой нерв и окружающие сосуды. В результате ПКС стал предпочтительным хирургическим подходом для лечения патологий в регионе CPA¹. Тем не менее, во время микроваскулярной декомпрессии с помощью ретросигмовидной краниотомии при невралгии тройничного нерва важно полностью обнажить соединение сигмовидной и поперечной синусов, нижний край поперечной синуса и медиальную границу сигмовидного синуса. Это часто требует обширного удаления кости, что увеличивает риск повреждения венозного синуса, послеоперационной утечки ликвора и других осложнений ^2,3,4. Традиционно «стратегическое отверстие для заусенцев» локализуется с помощью «звездной точки», определяемой как пересечение теменных, затылочных и височных костей позади и выше сосцевидного корня. Эта точка соответствует наружной краниальной проекции поперечно-сигмовидного синусового соединения⁵. Тем не менее, из-за анатомических различий у разных людей, полагаться исключительно на «звездную точку» для локализации часто приводит к неточностям, увеличивая риск повреждения пазух носа и потенциально приводя к тяжелым^{осложнениям.}

С быстрым развитием современной медицинской визуализации краниальная компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяют получать точные и индивидуализированные анатомические данные пациента. 3D-реконструкция на основе компьютерной томографии может преобразовывать двухмерные изображения в трехмерные модели, облегчая предоперационную локализацию «стратегического отверстия для заусенцев»⁸. Тем не менее, он не может напрямую визуализировать взаимосвязь между «стратегическим отверстием для заусенцев» и боковыми ориентирами черепа во время операции, что ограничивает его полезность для хирургического контроля в режиме реального времени. Интраоперационные нейронавигационные системы, основанные на МРТ, могут непосредственно отображать положение и морфологию поперечных и сигмовидных синусов на коже головы и поверхности черепа, что позволяет более точно локализовать «стратегическое отверстие для заусенцев»⁹. Тем не менее, эти системы сложны в эксплуатации, дорогостоящи и продлевают продолжительность анестезии и хирургического вмешательства. Кроме того, большинству больниц не хватает опыта в этой технологии¹⁰. Таким образом, определение экономичного, удобного, безопасного и надежного метода определения «стратегического отверстия для заусенцев» имеет важное клиническое значение.

В последние годы технология 3D-печати быстро развивается и находит все большее применение в^{медицинской сфере.} Эта технология дает значительные преимущества для клинического использования, поскольку она может преобразовывать индивидуализированные данные КТ и МРТ в интуитивно понятные, осязаемые модели для хирургического руководства. Кроме того, он экономичен, высокоточен и прост в производстве¹². В данном исследовании в качестве репрезентативного случая мы представляем случай 65-летней пациентки с невралгией тройничного нерва, которой была проведена микроваскулярная декомпрессия с помощью ретросигмовидной краниотомии с использованием технологии предоперационной и интраоперационной 3D-печати.

Protocol

Больница общего профиля Медицинского университета Нинся одобрила использование 3D-печати для руководства хирургическими процедурами лечения 65-летнего пациента с невралгией тройничного нерва (KYLL-2025-1006). От пациента было получено письменное информированное согласие. Расходные материалы для 3D-печати были получены в коммерческих целях. Реагенты и оборудование, использованные в исследовании, перечислены в Таблице материалов.

1. Сбор и запись истории болезни пациента

1. Поговорите с пациентом, чтобы оценить локализацию невралгии тройничного нерва, частоту приступов, характеристики боли, сопутствующие симптомы и предыдущий анамнез лечения.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Основные клинические признаки невралгии тройничного нерва включают: (1) Боль - периодические, преходящие эпизоды электрошоковой, колющей или разрывающей боли в области распределения тройничного нерва, характеризующиеся внезапным началом и резким прекращением. (2) Частота - боль часто провоцируется определенными действиями, длящимися от секунд до минут, с бессимптомными интервалами между эпизодами. Тяжелые случаи могут сопровождаться ипсилатеральными спазмами лицевых мышц. (3) Сопутствующие симптомы - ипсилатеральное покраснение лица, потливость, повышенная температура кожи, расширение зрачков, слезотечение, застой слизистых оболочек и повышенное слюноотделение.

2. Предоперационные обследования

1. Проведите медицинский осмотр.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Физикальное обследование включает в себя: (1) Сенсорное обследование - оценка чувствительности кожи лица, включая сенсорное распределение глазной, верхнечелюстной и нижнечелюстной ветвей тройничного нерва. (2) Рефлекторное обследование - оценивайте роговичный рефлекс, осторожно проводя ватным прядью по боковой поверхности роговицы. (3) Моторное обследование - исследуйте функцию медиальной крыловидной, латеральной крыловидной, массажной и височной мышц. Соблюдайте симметрию и силу при открывании и закрытии рта.
2. Магнитно-резонансная томография
   1. Выполните МРТ для выявления первичной и вторичной невралгии тройничного нерва (как показано на рисунке 1).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Первичная невралгия тройничного нерва ясно показывает взаимосвязь тройничного нерва с периферическими сосудами, а также расположение ответственных сосудов.
3. Компьютерная томография (КТ)
   1. Выполните компьютерную томографию для реконструкции изображений черепа, показывающих морфологию задней черепной ямки, сигмовидной и поперечной синусов, а также «звездную точку» на боковой стороне черепа (как показано на рисунке 2).
4. Электрофизиологическое обследование
   1. Проведите предоперационное электрофизиологическое обследование для определения типа невралгии тройничного нерва.
      Предоперационное электрофизиологическое обследование включает в себя следующие показатели: (1) Вызванные потенциалы, связанные с болью (PREP) - обеспечивает объективную оценку путей ноцицептивной проводимости и считается золотым стандартом в клинической нейрофизиологической оценке боли. (2) Порог текущего восприятия (CPT) - представляет собой минимальную интенсивность стимуляции, необходимую для последовательного вызова сенсорной реакции на определенной частоте и в определенном месте тестирования. (3) Количественное сенсорное тестирование (QST) - количественно определяет интенсивность стимула, необходимую для вызова специфических ощущений, что позволяет функционально оценить толстые миелинизированные, тонкие миелинизированные и немиелинизированные нервные волокна. (4) Мигающий рефлекс (BR) - защитный рефлекс, вызванный стимуляцией надглазничного нерва, периорбитальной перкуссией, провокацией роговицы или акустическими/оптическими стимулами. (5) Жевательный тормозной рефлекс (MIR) - также называемый экстероцептивным ингибированием, MIR является защитным механизмом, который защищает зубы и челюсть во время окклюзии и жевания.

Изготовление хирургических шаблонов с печатью 3. 3D

1. Импорт данных визуализации и экспорт хирургических шаблонов
   1. Загрузите необработанные данные DICOM КТА черепа пациента из больничной системы PACS.
   2. Используйте Цифровую Систему Медицинского Моделирования и Проектирования E-3D для выполнения следующих операций: импорт данных DICOM через модуль "Управление данными - Импорт КТ/МРТ".
   3. После завершения проектирования руководства по 3D-печати экспортируйте STL-модель на 3D-принтер с помощью функции «Экспорт STL-модели».
2. Трехмерная реконструкция анатомических структур черепа
   1. Выполните многотканевую реконструкцию черепно-лицевой анатомии пациента в масштабе 1:1 с помощью модуля 3D-реконструкции с использованием совместимого программного обеспечения, включая точную сегментацию кожи, сигмовидного синуса, поперечного синуса и структур черепно-мозговой кости (как показано на рисунке 3).
      ПРИМЕЧАНИЕ: После завершения трехмерной реконструкции сигмовидного синуса и поперечного синуса была использована цифровая обрезка для четкого отображения морфологии сосудистых синусов и трехмерной пространственной структуры соединения между сигмовидным синусом и поперечным синусом. Модель костей черепа была реконструирована путем разреза вдоль средней сагиттальной плоскости для отображения ипсилатеральной сигмовидной синусовой борозды и поперечной синусовой борозды, что подтвердило пространственное соотношение между реконструированными сосудистыми синусами и соответствующими бороздками.
3. Позиционирование «стратегического отверстия для заусенцев» и планирование хирургического пути
   1. Выполняйте точное хирургическое планирование с помощью модуля планирования траектории программного обеспечения для обозначения «стратегического отверстия Борра» на пересечении реконструированного сигмовидного синуса и поперечной пазухи.
   2. Одновременное отображение аксиального, коронального и сагиттального изображений компьютерной томографии и корректировка траектории движения ногтя в режиме реального времени (как показано на рисунке 4).
      ПРИМЕЧАНИЕ: На реконструированном 3D-изображении видна ногтевая дорожка, а на пересечении ногтевой дорожки и черепа находится «Стратегическое отверстие для заусенца», которое также служит визуальной точкой маркера метиленового синего цвета на внешней пластине черепа.
4. Подготовка индивидуальных хирургических шаблонов
   1. Используйте функцию универсального проектирования направляющей пластины в этом программном обеспечении. Выберите черепно-лицевые анатомические ориентиры (скуловая дуга, носовой корень и «стратегическое отверстие для заусенца») и объедините их с траекторией ногтевого следа, чтобы сформировать хирургическую направляющую пластину.
   2. Реализуйте алгоритм извлечения траектории → создания базовой поверхности → объединения направляющих пластин для создания модели направляющей пластины для конкретного пациента со встроенными навигационными каналами.
   3. Экспортируйте готовую модель направляющей пластины в соответствии с этапом 3.1 и изготовьте ее с использованием технологии 3D-печати (рис. 5).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Программное обеспечение E-3D может автоматически объединять отмеченные анатомические области с предустановленными траекториями ногтей для формирования модели направляющей пластины с каналами (Рисунок 6).

4. Хирургическое вмешательство

1. Используйте напечатанную на 3D-принтере хирургическую направляющую пластину для точного позиционирования «стратегического отверстия для заусенцев». После позиционирования пациента и фиксации каркаса головы поместите стерильный хирургический шаблон на голову и лицо в соответствии с анатомическими ориентирами, чтобы точно определить «стратегическое отверстие для заусенца» (Рисунок 7).
   ПРИМЕЧАНИЕ: С помощью шприца объемом 5 мл проникните в кожу головы по заданной траектории ногтевой дорожки направляющей пластины, чтобы достичь внешней поверхности черепа, и введите 0,05 мл 1% метиленового синего. Точки маркировки костной поверхности, образованные метиленовым синим, соответствуют заранее спланированному «стратегическому отверстию заусенца».
2. Подтверждение точности хирургических шаблонов
   1. Надрезайте кожу и подкожную клетчатку. Определите метиленовую синюю область на внешней поверхности черепа. Просверлите в этом месте, затем проверьте, соответствует ли его внешний край сосудистой пазухе (рисунок 7).

5. Послеоперационный уход

1. Внимательно следите за психическим состоянием, уровнем сознания и жизненными показателями. Внедрите управление инфузией для предотвращения низкого внутричерепного давления. Проведите компьютерную томографию черепа через 2 ч после операции (как показано на рисунке 8).
   ПРИМЕЧАНИЕ: После операции симптомы полностью исчезли, без рецидива боли в триггерной точке, вызванной перкуссией.

Results

У всех пациентов была диагностирована первичная невралгия тройничного нерва, рассеянный склероз был исключен. При клиническом обследовании выявлено поражение верхнечелюстной ветви ипсилатерального тройничного нерва и, в меньшей степени, нижнечелюстной ветви. Боль характеризовалась электрошоком и могла быть вызвана такими действиями, как чистка зубов или постукивание по триггерным точкам. Продолжительность эпизодов боли варьировала, и никаких отклонений в роговичных рефлексах или моторной функции лица не наблюдалось. Пред...

Discussion

Ретросигмовидная краниотомия является предпочтительным хирургическим подходом для микрососудистой декомпрессии (МВД) при невралгии тройничного нерва, требующим адекватного воздействия сигмовидного синуса и поперечного синусового соединения¹³. После дренирования спинномозговой жидкости мозжечок втягивается с использованием угла между червями мозжечка и каменистой костью, чтобы обнажить область CPA. Поражения в области CPA включают, помимо прочего, невралгию тройнич...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Расходные материалы для 3D-печати	Zhongshan Dajian Technology Co.	UTR8360X
Стабилизация черепа и Ретракция мозга	Мэйфилд Лтд.	A2000
CT	Siemens Medical Systems Ltd.	SOMATOM Force
E-3Ddigital	Hunan Liuwei Jinghang Digital Technology Co., Ltd.	(версия x64 V19.12)
Gauze	Yixin Medical Equipment Co.
Йодофор	Шаньдун Лилканг Медикал Технолоджи Ко.
Medtronic IPCTM	Medtronic Medical Devices Ltd.
Метиленовый синий для инъекций	Jumpcan PhaJumpcan Pharmaceutical Group Co., Ltd
MRI	Siemens Medical Systems Ltd.	MAGNETOM Vida
Хирургические лезвия	Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co.
Шприц	Hunan Oasis Huikang Development Co.
Тампон	Хэнань Чжунцзянь Медицинское оборудование Ко.
3D-принтер UnionTech	Шанхай Луэнь Тай Наука и Технологическая компания	Lite 600