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        3D打印技術(shù)在兒童顱骨病變一期切除并修復(fù)中的初步應(yīng)用

        2020-07-09 11:51:44王延召王傳偉王建剛宮杰
        中國神經(jīng)精神疾病雜志 2020年5期
        關(guān)鍵詞:兒童

        王延召 王傳偉 王建剛 宮杰○☆

        兒童顱骨病變積極手術(shù)治療可以明確診斷,延緩神經(jīng)功能缺損發(fā)展,延長生存期及達到美容目的[1]。對于低齡兒童顱骨切除后大面積顱骨缺損往往導(dǎo)致顱腦與顱骨發(fā)育不匹配或頭顱不對稱。隨著3D打印技術(shù)及新材料的發(fā)展,能否對于低齡兒童精準(zhǔn)切除顱骨病變并一期修補顱骨缺損。山東大學(xué)齊魯醫(yī)院神經(jīng)外科2019年2月至8月手術(shù)治療單發(fā)顱骨病變7例患兒 (0~14歲),運用3D打印技術(shù)輔助一期成型顱骨缺損,取得良好效果,現(xiàn)報告如下。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料 病例納入標(biāo)準(zhǔn):①0~14歲患兒,顱骨單發(fā)病灶進行性增大、累及眶部、壓迫腦組織或引起顱骨畸形不對稱;②顱骨病變周圍顱骨厚度>3 mm;③預(yù)計顱骨缺損>4 cm×4 cm。排除標(biāo)準(zhǔn):顱骨多發(fā)病變或全身其他部位或器官受累及。前瞻性納入7例顱骨病變患兒,其中男6例,女 1例,臨床資料見表1。

        1.2 影像學(xué)檢查 所有患兒行顱腦CT三維成像及顱腦MRI(圖 1、2 A~C),影像學(xué)檢查提示累及顱底及眶壁 3例,余累及顱蓋骨,頂部多見。預(yù)計切除后顱骨缺損4.0 cm×4.5 cm~7.5 cm×7.5 cm(平均 6.0 cm×6.5 cm);病變周圍顱骨厚度 3.1~9.2 mm,平均 5.4 mm。

        1.3 3 D打印技術(shù)的應(yīng)用 所有CT掃描數(shù)據(jù)以DICOM數(shù)據(jù)格式存儲,對于復(fù)雜顱骨區(qū)域病變(圖1),運用3D打印技術(shù)制作 1:1 大小的顱骨實體模型[2](圖 1E~G),根據(jù)此模型勾畫切除范圍,并向家屬交代病情,再根據(jù)勾畫模型3D打印切除后顱骨實體模型 (圖1H),并制作出修補假體、術(shù)中導(dǎo)板(圖1I)。對于顱骨凸面病變(圖2),則可直接在計算機上設(shè)計切除范圍 (圖2D、E),后運用3D打印技術(shù)打印切除后顱骨模型、術(shù)中導(dǎo)板及修補假體(圖2F)。7例患兒均選擇聚醚醚酮(PEEK)作為修補材料(材料厚度為 4 mm)。

        1.4 手術(shù)方法 7例患兒行氣管內(nèi)插管全身麻醉下顱骨病變切除及一期顱骨缺損修補術(shù)。完全暴露病變后,根據(jù)術(shù)中導(dǎo)板劃定切除顱骨范圍,銑刀及磨鉆切除病變,頭皮受累者刀片刮除,硬腦膜外層受累者切除外層,全層受累者人工硬膜修補,1例病變侵及橫竇及腦組織未能全切除,盡量嚴密修補硬膜缺損,7例患兒的修復(fù)材料均與周圍顱骨吻合良好,鈦釘、鈦板固定,創(chuàng)面較大病例留置骨瓣外引流管1 d,縫合骨膜及頭皮各層,術(shù)后應(yīng)用抗生素預(yù)防感染。

        1.5 手術(shù)結(jié)果 術(shù)后7例患兒切口均一期愈合,其中2例患兒出現(xiàn)皮下積液,1例給予抽取積液并加壓包扎后痊愈,另1例積液持續(xù)存在,無死亡及嚴重手術(shù)并發(fā)癥,術(shù)后 7~12 d出院。

        1.6 病理結(jié)果 朗格漢斯組織細胞增生癥1例,骨化性纖維瘤1例,骨纖維結(jié)構(gòu)不良 2例,顱骨筋膜炎1例,巨細胞修復(fù)性肉芽腫1例,非霍奇金B(yǎng)淋巴母細胞瘤1例。

        1.7 后續(xù)治療及隨訪 朗格漢斯組織細胞增生癥患兒于血液科行規(guī)范治療,術(shù)后定期復(fù)查未見新發(fā)及復(fù)發(fā)。非霍奇金B(yǎng)淋巴母細胞瘤患兒于血液科行化療,殘余病灶消失,但皮下積液持續(xù)存在。5月齡及17月齡3例患兒隨訪時間4~9個月,可見修復(fù)材料固定牢固,未見顱骨修復(fù)材料吸收、顱骨外形不對稱及顱骨畸形生長。大于3歲4例兒童隨訪3~9個月,修補材料均固定良好,未見顱骨外形不對稱,1例患兒出現(xiàn)顳肌萎縮。

        2 討論

        兒童顱骨病變往往導(dǎo)致顱骨增生或破壞,骨膜侵蝕或受損,在切除病變后,骨膜成骨能力減弱或消失,較大缺損面積隨腦組織生長而逐步擴大,導(dǎo)致外觀畸形,患兒本身及家人造成極大心理負擔(dān)。為避免此類情況發(fā)生,一期修補顱骨缺損成為一種可行方案[3]。但對于低齡兒童一期修補后,是否會影響顱骨正常生長,導(dǎo)致顱骨不對稱發(fā)育,尚需進一步研究。

        兒童骨膜成骨能力隨月齡增大而逐步變?nèi)酰?月齡以下兒童可自我修復(fù)3 cm左右的顱骨缺損[4]。7例患兒切除病變后顱骨缺損均大于4 cm,患兒骨膜受病灶侵蝕或手術(shù)中受損,均導(dǎo)致骨膜成骨能力減弱或喪失,且對于復(fù)雜額眶區(qū)域,自身更無法修復(fù),因此均需假體修補。研究[5]顯示頭圍生長最快的時期發(fā)生在1歲以內(nèi),頭圍生長 (9.92±1.39)cm;而后生長較快的時間為1~2歲,頭圍生長(2.39±0.64)cm;2~3歲頭圍生長 (1.15±0.73)cm,6歲兒童的頭圍接近成人。目前多數(shù)中心均提到兒童顱骨修補年齡在2歲以后[6]。但有研究表明,未發(fā)育成熟的顱骨在受到外界束縛的情況下具有較強的自身調(diào)節(jié)能力,能順應(yīng)正常顱骨形態(tài)生長[7]。7例患兒中有3例2歲以下患兒,在大于4個月的隨訪中修補材料固定牢固,未見腦組織形態(tài)異常,遠期患兒成年后顱腔、顱骨及腦組織情況及固定材料狀況,仍需隨訪觀察。

        表1 7例顱骨病變患兒的臨床資料

        圖1 復(fù)雜顱底區(qū)域顱骨病變 患者2,男,右眼漸進性凸出2年。術(shù)前影像:冠狀位CT示右眶上壁稍高密度影像、(A);T2冠狀位(B)、矢狀位(C)示眶內(nèi)容物受壓向下及前移位;三維CT成像(D)示眶上壁較對側(cè)向眶內(nèi)凸出。術(shù)前計劃:根據(jù)顱腦CT數(shù)據(jù),成型 1:1大小顱骨模型(E),于模型上勾畫切除范圍(E-G),后打印切除后模型及修復(fù)假體及材料(H);術(shù)中情況:嚴格按導(dǎo)板勾畫范圍切除,并與術(shù)前模型對比(I),切除病變顱骨后顯露眼球周圍結(jié)構(gòu)(J),PEEK材料鈦釘、板固定(K);術(shù)后隨訪:(L-N)術(shù)后11月復(fù)查影像,患者修補材料固定良好,眼球明顯回位。

        圖2 顱骨凸面病變 患者4,男,左額部腫物進行性增大20 d。術(shù)前影像:三維CT成像(A)示左側(cè)冠狀縫后約3.0 cm×3.5 cm大小顱骨缺損;T1加強冠狀位(B)示病灶不均勻強化;T2軸位(C)示病灶似乎有邊界。術(shù)前計劃:計算機輔助成型顱骨模型,于模型上勾畫切除范圍(D),顯示切除后模型(E),后打印切除后模型、切除導(dǎo)板及修復(fù)假體(F)。術(shù)中情況:骨膜及皮膚侵襲破壞(D~H),按照切除導(dǎo)板切除顱骨(I~K),PEEK材料鈦釘、板固定(L)。術(shù)后隨訪:(L-N)術(shù)后復(fù)查影像,患者修補材料固定良好,未見顱骨畸形生長

        有研究[8]示兒童額骨厚度為 (5.7±2.8)mm;顳骨厚度為(3.5±1.3)mm;頂骨厚度為 (6.0±2.5)mm;枕骨厚度為(6.9±0.5)mm;最小患兒顱骨厚度為3.1 mm左右,我院應(yīng)用鈦釘長度為4 mm,因此術(shù)中需在鈦釘自攻釘眼后將釘尖去除,避免硬膜損傷;但PEEK修補材料最薄厚度為4 mm,厚于其自身顱骨厚度,目前3個月隨訪未見異常反應(yīng),修復(fù)材料固定良好,未見畸形發(fā)育,仍需繼續(xù)隨訪觀察。

        3D打印技術(shù)集成計算機、數(shù)控、激光和新材料于一體,能直接制作出精準(zhǔn)的原型及與之匹配的修補假體,節(jié)約手術(shù)時間,避免材料浪費,同時達到出色美學(xué)效果[3]。但缺點是需要專業(yè)人員參與、花費高。另外對于較小兒童修補時年齡存在爭議,修補后對顱骨發(fā)育影響需進一步隨訪觀察。

        理想的植入物材料應(yīng)與被替換組織的生化和生物力學(xué)特性相匹配[9]。目前新型人工材料 (如聚醚醚酮顱骨PEEK)的應(yīng)用增多,其可對復(fù)雜形態(tài)頜面和顱骨精確重建,臨床效果會更加滿意[10],但是,價格昂貴,大數(shù)據(jù)少。我們對于累及眶壁、顱底病變,推薦PEEK材料,而對于顱蓋部病變,若家屬經(jīng)濟能力可承受,推薦PEEK材料應(yīng)用。術(shù)后2例患兒出現(xiàn)皮下積液,其中1例患兒為顳、頂、顴、蝶骨骨化性纖維瘤,其顱骨增生明顯,切除并修補后硬膜外腔較大,分離肌肉后導(dǎo)致滲出液積聚于此,經(jīng)抽液及加壓包扎后皮膚與修復(fù)材料貼敷良好,術(shù)后2個月隨訪可見受壓腦組織將硬膜外間隙填充,積液消失;另1例為非霍奇金B(yǎng)淋巴母細胞瘤患兒,病變侵蝕皮下、骨膜、腦組織及竇匯,硬腦膜無法嚴密縫合,漏出液導(dǎo)致皮膚與PEEK材料無法相容,皮下積液一直存在,目前仍給予加壓包扎。PEEK材料可減少鈦類材料應(yīng)用,避免術(shù)后影像偽影,但由于厚度影響,皮膚經(jīng)PEEK材料孔隙生長時間長,具體何種材料更優(yōu),仍需密切隨訪。

        本組病例數(shù)少,隨訪時間短,應(yīng)繼續(xù)長期隨訪患兒術(shù)后顱腔、顱骨、腦組織及固定材料狀況。此外應(yīng)加大樣本量,增加術(shù)后神經(jīng)心理評估,以期進一步說明一期顱骨修補的優(yōu)越性。

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