習(xí)洋 摘譯 王燕 審校

1 武漢大學(xué)人民醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科(武漢 430060)

20世紀(jì)80年代初，CharlesHull發(fā)明并制造了第一臺(tái)三維(3D)打印機(jī)，當(dāng)時(shí)他稱之為“立體光刻設(shè)備，SLA”打印機(jī)。它是將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成合適材料的融合或匯編，然后分層組合在一起，產(chǎn)生一個(gè)3D的有形物體。自那時(shí)起，3D打印技術(shù)的運(yùn)用領(lǐng)域發(fā)生了巨大的變化，可運(yùn)用于許多不同的學(xué)科，包括工程、工業(yè)制造、商業(yè)、時(shí)裝和藝術(shù)等。許多外科學(xué)科，如顱面整形和頭頸部重建外科，都受益于將影像學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為量身定制的、解剖學(xué)上精確的模型，它可以用于術(shù)前規(guī)劃，從而縮短手術(shù)時(shí)間，提高手術(shù)成功率。許多耳鼻喉科住院醫(yī)師培訓(xùn)項(xiàng)目都引入了3D打印模型，作為一種低成本、低生物危害和高保真的模型，可用于住院醫(yī)師開展一些外科手術(shù)前的培訓(xùn)和演練，如鼻整形術(shù)、耳廓和顳骨再造等。3D打印模型也可以幫助外科醫(yī)生更好地顯示某些檢查過程中不太容易看到的器官，例如氣管軟化癥中的病變氣管。本文首次報(bào)告一例3D打印技術(shù)在單側(cè)聲帶麻痹患者喉注射成形術(shù)中的應(yīng)用。

1 病史簡(jiǎn)介

患者男性，60歲，自訴搏動(dòng)性耳鳴、聽力下降、耳悶脹感、聲嘶三個(gè)月。患者最初被診斷為胃食管反流性疾病，用奧美拉唑(40 mg/d)治療一個(gè)月，癥狀無明顯改善。體檢發(fā)現(xiàn)左側(cè)鼓膜后方有紅色腫物，纖維喉鏡顯示發(fā)聲時(shí)左側(cè)聲帶固定于旁正中位、聲門閉合不全。頭頸部CT和MRI示左側(cè)鼓室副神經(jīng)節(jié)瘤侵犯左側(cè)下鼓室和面神經(jīng)乳突部。遂行左側(cè)顳葉腫塊切除術(shù)和頸淋巴結(jié)清掃術(shù)，術(shù)后采用經(jīng)口入路對(duì)左側(cè)聲帶進(jìn)行喉注射成形術(shù)，采用Restylane(交聯(lián)透明質(zhì)酸)作為填充材料。在注射前對(duì)發(fā)聲和正常呼吸時(shí)的聲門區(qū)進(jìn)行3D打印，以加強(qiáng)術(shù)前規(guī)劃。

2 3D打印

CT掃描層厚為0.67 mm，層距為0.335 mm，像素間距為0.578 mm。在每個(gè)正常呼吸和發(fā)聲模式中使用了893個(gè)這樣的層面，將這些文件導(dǎo)入到Mimics軟件中，得到分段解剖的三個(gè)CT視圖。然后在3-Matic(Materialize)上進(jìn)行表面平滑和進(jìn)一步的處理，以創(chuàng)建三維數(shù)字實(shí)體模型。分割之后將創(chuàng)建的STL格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)，x軸和y軸為125 μ，Z軸為5 μ，打印材料為聚乳酸長(zhǎng)絲。利用3D打印模型，對(duì)左側(cè)聲帶的聲門形態(tài)和軟組織缺損進(jìn)行觀察和觸診，以評(píng)估最佳的注射部位和注射量。發(fā)聲時(shí)聲門間隙4.96 mm，聲門閉合不全面積為81.02 mm2。使用先前描述的體積測(cè)量值進(jìn)一步評(píng)估左聲帶的軟組織缺損，測(cè)量體積分別為右甲杓肌3.78 ml，左甲杓肌3.16 ml，兩者之間的體積差為0.62 ml。

3 討論

無論是對(duì)耳鼻喉科醫(yī)生還是患者來說，單側(cè)聲帶麻痹都是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的疾病。根據(jù)聲門間隙的寬度和形狀以及臨床表現(xiàn)的嚴(yán)重程度，目前主要有兩種手術(shù)治療方法，即甲狀軟骨內(nèi)移成形術(shù)和喉注射成形術(shù)，其他外科手術(shù)包括杓狀軟骨內(nèi)收術(shù)和喉神經(jīng)重建術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，喉注射成形術(shù)已成為患者和醫(yī)生的首選治療方法，主要適用于聲門間隙不超過5 mm的患者，其主要困難是注射途徑、注射材料、注射部位、注射劑量的選擇等，而3D打印為這些問題的解決帶來了一些新的思路：①使手術(shù)對(duì)象具有更好的可視性和可行性。由于3D打印可以根據(jù)成像的數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)有形的、解剖學(xué)上精確的模型，醫(yī)生可以更好地理解在發(fā)聲和吸氣過程中癱瘓聲帶與健側(cè)聲帶之間復(fù)雜的解剖關(guān)系。通過3D打印，可以定位聲帶萎縮和組織缺損的前后徑和頭尾徑，從而有助于確定注射時(shí)的進(jìn)針部位和深度。該病例左側(cè)聲帶中部和后部的萎縮更為明顯，間距約為5 mm。注射針放置在聲帶突的前部和側(cè)部，深度為2～3 mm。②3D打印和3D體積測(cè)量技術(shù)使手術(shù)醫(yī)生能夠更好地估計(jì)注射所需的量，這是喉注射成形術(shù)的主要挑戰(zhàn)之一。雖然根據(jù)注射材料的不同，建議校正幅度超過30%，但事先了解雙側(cè)聲帶之間的體積差值是很有價(jià)值的。本病例測(cè)量的雙側(cè)聲帶體積差為0.62 ml。③聲帶麻痹后，與正常聲帶相比，聲帶位置、長(zhǎng)度、高度和體積都會(huì)有所改變，3D打印可以讓醫(yī)生了解這些改變，還可以對(duì)打印對(duì)象的注射過程進(jìn)行模擬，以指導(dǎo)住院醫(yī)師明確注射部位以及注射深度。此外，3D打印模型可以對(duì)患者及家屬進(jìn)行健康教育，患者可以更好地理解自己病情的復(fù)雜性和需要進(jìn)行的治療。

4 結(jié)論

3D打印通過量身定制的方法，提供個(gè)性化的護(hù)理和治療。在單側(cè)聲帶麻痹患者中，3D打印可以輔助外科醫(yī)生術(shù)前規(guī)劃。實(shí)體模型的有形性可以改善決策過程和手術(shù)結(jié)果，對(duì)住院醫(yī)師和患者也有教育價(jià)值。運(yùn)用3D打印技術(shù)診治的大量病例可能有助于制定治療指南，通過指南可以指導(dǎo)注射部位和注射量，從而為患者提供更好的診療。

(摘譯自Hamdan AI,Haddad G,Haydar A,et al.The 3D printing of the paralyzed vocal fold:added value in injection laryngoplasty[J].Journal of Voice,2017,32(4):499-501.)