陳忠儀,洪文瑤,廖正儉,鄭詩豪,黃繩躍,劉宇清

(福建省立醫(yī)院神經(jīng)外科、福建醫(yī)科大學省立臨床醫(yī)學院,福州350001)

垂體腺瘤是常見的顱內(nèi)良性腫瘤之一,經(jīng)單鼻孔蝶竇入路切除垂體腺瘤,具有創(chuàng)傷小、恢復快等特點,已成為目前治療垂體腺瘤的常規(guī)的術(shù)式[1]。由于鞍區(qū)毗鄰解剖結(jié)構(gòu)十分復雜,如頸內(nèi)動脈、視神經(jīng)、海綿竇、前顱底、下丘腦、斜坡等均與鞍區(qū)結(jié)構(gòu)關(guān)系密切[2-3]。經(jīng)蝶手術(shù)雖然創(chuàng)傷小,但對于手術(shù)入路有著極高的要求,如果手術(shù)路徑發(fā)生偏差,存在極大的風險,甚至可能危及患者的生命。因此,正確的手術(shù)入路對于經(jīng)蝶垂體瘤切除術(shù)成功的實施顯得格外重要[4]。為此,本研究探討多模態(tài)影像融合技術(shù)聯(lián)合3D打印技術(shù)在經(jīng)蝶垂體腺瘤手術(shù)中的應(yīng)用價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選擇2015年6月—2016年9月福建省立醫(yī)院收治的垂體腺瘤患者5例,男3例,女2例,年齡25～76(45.5±3.1)歲。臨床表現(xiàn)為頭痛、視力下降、視野縮小及月經(jīng)紊亂、泌乳2例,性功能減退1例,肢端肥大1例,肥胖1例。泌乳素腺瘤2例,生長激素腺瘤1例,促腎上腺皮質(zhì)激素腺瘤2例。大腺瘤(直徑1～4 c m)3例,巨大腺瘤(直徑＞4 c m)2例。

1.2 研究方法

1.2.1 術(shù)前手術(shù)方案的設(shè)計

應(yīng)用多模態(tài)影像融合技術(shù)將CT、MRI圖像融合,獲得關(guān)于腫瘤及其毗鄰神經(jīng)血管結(jié)構(gòu)的關(guān)系、蝶竇的發(fā)育、破壞及腫瘤對鞍底骨質(zhì)影響情況的信息。在co mmunication system(PACS)系統(tǒng)中以DICOM格式輸出,并在計算機上將患者二維DICOM原始數(shù)據(jù)導入Mi mics統(tǒng)計軟件中,采用動態(tài)自適應(yīng)區(qū)域生長的分割方法,根據(jù)顱骨、血管和腦膜瘤灰度值差異,取不同的I值分割出目標區(qū)域的圖像,提取完整的組織結(jié)構(gòu),重建三維虛擬模型。對整體顱腦三維虛擬模型進行優(yōu)化處理,剔除無關(guān)的組織結(jié)構(gòu),以簡化模型。同時,獲取用于手術(shù)規(guī)劃的信息數(shù)據(jù),并根據(jù)CT原始坐標系,將顱骨、血管和腦膜瘤等組織結(jié)構(gòu)裝配融合,獲得同一坐標系下各組織結(jié)構(gòu)的三維可視化復合虛擬模型,以直觀地顯示垂體腺瘤的部位、大小、周邊和內(nèi)部血管的關(guān)系。再應(yīng)用3D打印技術(shù),將三維可視化復合虛擬模型以Surface Tesselation Language(STL)格式導入快速成型機前處理軟件,采用光固化成型技術(shù),將三維可視化復合虛擬模型實體化,制作出與實際大小一致的實體解剖模型,即為設(shè)計的手術(shù)方案。

1.2.2 手術(shù)方法

對5例患者行經(jīng)蝶垂體腺瘤切除術(shù)?；颊呷⊙雠P位,頭垂15°。采用氣管插管、全身麻醉。麻醉后,常規(guī)消毒、鋪巾,Har dy氏撐開器放入右側(cè)鼻腔,見右側(cè)蝶篩隱窩和蝶竇開口,電凝鼻黏膜,銳性切開長約1.5 c m,神經(jīng)剝離子扒開黏膜,撐開器將鼻中隔推向左側(cè),固定撐開器,并沿中線咬除蝶竇前壁骨質(zhì),進入蝶竇,電凝切口蝶竇后壁黏膜。磨鉆磨開鞍底骨質(zhì),咬骨鉗擴大骨窗,穿刺腫瘤,未抽出液體。然后,電凝后“十字”切口硬膜,可見腫瘤組織,腫瘤刮勺和腫瘤鉗分塊除腫瘤組織。見鞍隔塌陷滿意,并無明顯的可切除腫瘤組織后,顯微鏡下徹底壓迫止血,以人工腦膜封閉鞍底,鞍底重建,鼻腔放置止血膨脹海綿,術(shù)畢。

2 結(jié)果

5例患者術(shù)前均構(gòu)建出三維可視化復合虛擬模型(封四圖1)。3D技術(shù)打印出垂體腺瘤實體模型,其可清晰地顯示腫瘤與顱骨、蝶竇、鞍底及鞍底硬膜、頸內(nèi)動脈、海綿竇的關(guān)系(封四圖2)。

5例患者術(shù)后均順利出院,均無手術(shù)死亡,無術(shù)后顱內(nèi)感染、出血及腦脊液漏。術(shù)后一過性尿崩1例,伴有電解質(zhì)紊亂1例,均經(jīng)對癥治療后恢復正常。1例術(shù)后垂體功能低下,給予長期激素替代治療。術(shù)前視力下降的3例,術(shù)后均有改善。5例患者均獲隨訪,隨訪時間3～18個月,腫瘤均無復發(fā)。

3 討論

經(jīng)蝶垂體腺瘤切除術(shù)已成為目前治療垂體腺瘤的常規(guī)方法,較傳統(tǒng)的開顱切除術(shù)治療垂體腺瘤的術(shù)后并發(fā)癥和復發(fā)率均明顯降低[4]。然而,蝶竇和鞍底的準確定位是影響該術(shù)式手術(shù)時間長短和安全性的主要因素。傳統(tǒng)的定位方法主要依靠解剖標志和術(shù)者的經(jīng)驗,對于蝶竇氣化不良、蝶竇內(nèi)分割過多、鞍底扁平或二次手術(shù)導致解剖結(jié)構(gòu)紊亂的患者,會使手術(shù)變得非常困難,風險明顯增大。

多模態(tài)影像融合技術(shù)是將同一對象在不同成像機制下得到的多幅圖像進行空間配準和疊加,其優(yōu)點在于克服了單一影像模式的局限性,從而獲得更為準確、全面、嚴謹及更具細節(jié)的影像學信息,達到優(yōu)勢互補、綜合利用的目的[5]。多模態(tài)影像融合神經(jīng)導航系統(tǒng)是當今神經(jīng)外科技術(shù)進一步向常規(guī)手術(shù)精確化、開放手術(shù)微創(chuàng)化、復雜手術(shù)簡單化的技術(shù)手段,其多源影像數(shù)據(jù)疊加技術(shù),可以同時對CT、CTA、MR-Tl、MR-T2、MRA、f MRI及PET、腦磁圖等任意兩種以上影像數(shù)據(jù)進行自動和手動融合[6]。近年來,在經(jīng)蝶垂體腺瘤手術(shù)中的應(yīng)用多模影像融合技術(shù)已開始漸漸引起人們的關(guān)注[7-8]。MRI是目前垂體病變的首選影像學檢查方法,MRI對軟組織和神經(jīng)結(jié)構(gòu)分辨率高,能準確顯示垂體內(nèi)病變形態(tài)、大小、位置、血供和確定腫瘤與鞍旁軟組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系,但對骨性結(jié)構(gòu)顯示欠佳[9]。CT成像的優(yōu)勢是能提供骨結(jié)構(gòu)和鈣化的詳細影像,在經(jīng)蝶手術(shù)中能很好地顯示骨性標志,更好地定位蝶竇前壁和鞍底以及明確骨質(zhì)受破壞程度,但對垂體及腫瘤不能精確顯示[10]。影像融合技術(shù)可以將CT和MRI圖像融合在一起,實現(xiàn)影像信息的優(yōu)化和互補,并可根據(jù)術(shù)者的要求調(diào)配兩者的對比度來客觀顯示病灶與周邊組織結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系[11],實時引導手術(shù)進程,為手術(shù)的準確性和安全性提供保障[12]。

3D打印技術(shù)是快速成型技術(shù)之一,20世紀80年代首先應(yīng)用于工程領(lǐng)域,其利用分割成層狀的重建三維可視化模型,行逐層堆積成實體模型,是使用三維數(shù)據(jù)制造實體模型的一種行之有效的方法。經(jīng)過30多年的發(fā)展,3D打印技術(shù)現(xiàn)已在醫(yī)學模型制造、個性化醫(yī)療器械制作、人工組織器官替代品制作等醫(yī)學領(lǐng)域中逐步應(yīng)用。目前,國際上利用3D打印技術(shù)制造醫(yī)學模型的研究及應(yīng)用主要在頜面外科、口腔科、骨科等領(lǐng)域,并已初步取得了良好的效果[13]。然而,在神經(jīng)外科領(lǐng)域中3D打印技術(shù)也逐漸應(yīng)用[14-17],但采用多模態(tài)影像融合3D打印技術(shù)重建的垂體腺瘤實體模型并應(yīng)用于臨床手術(shù)指導少見報道。

本研究中,5例患者均采用多模態(tài)影像融合3D打印技術(shù),成功構(gòu)建垂體腺瘤實體模型,可清晰地顯示腫瘤與鞍底顱骨、垂體、海綿竇及周邊血管的關(guān)系。5例患者術(shù)后均順利出院,均無手術(shù)死亡,無術(shù)后顱內(nèi)感染、出血及腦脊液漏,提示通過實體解剖模型可以幫助術(shù)者在最短的時間內(nèi)選擇正確的路徑找到蝶竇開口和鞍底,并可減少在術(shù)中對周圍重要神經(jīng)、血管結(jié)構(gòu)的損傷,同時能夠準確確定鞍底及骨窗位置,保證手術(shù)入路的正確方向,從而縮短手術(shù)時間,提高腫瘤切除率,減少術(shù)后并發(fā)癥。