王 偉，姜海濤，李傳坤

西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，西安 710061

面肌痙攣(hemifacial spasm，HFS)是一種面神經(jīng)興奮性增高所致的疾病，主要臨床表現(xiàn)為單側(cè)面部肌肉不自主、陣發(fā)性地抽搐，嚴(yán)重影響患者的工作與生活。HFS主要發(fā)病機(jī)制是由于面神經(jīng)出腦干處(root exit zone，REZ)受到迂曲的小腦后下動(dòng)脈(posterior inferior cerebellar artery，PICA)、小腦前下動(dòng)脈(anterior inferior cerebellar artery，AICA)或椎動(dòng)脈(vertebral arteria，VA)的壓迫而引起。面神經(jīng)REZ區(qū)位于面神經(jīng)中樞端與外周端交界處并且髓鞘薄弱，受到責(zé)任血管壓迫后容易發(fā)生脫髓鞘改變。關(guān)于面肌痙攣機(jī)制的假說主要包括“周圍假說”與“中樞學(xué)說”：前者認(rèn)為面肌痙攣由于REZ血管神經(jīng)沖突觸發(fā)異常動(dòng)作電位引起，后者則認(rèn)為面神經(jīng)核處的異常興奮性才是病因[1]。基于“周圍假說”建立的微血管減壓術(shù)(microvascular decompression，MVD)[2]作為目前唯一針對(duì)病因治療的非毀損性手術(shù)，對(duì)于痙攣的緩解具有良好的效果，是治療HFS的主要手術(shù)方式[3]。在MVD手術(shù)實(shí)施過程中，準(zhǔn)確判斷責(zé)任血管是MVD手術(shù)成敗的關(guān)鍵因素，所以術(shù)前的磁共振影像學(xué)評(píng)估對(duì)于責(zé)任血管的判斷及手術(shù)計(jì)劃的制定至關(guān)重要。術(shù)前行3T磁共振成像的三維穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)梯度回波序列(3D Fiesta)聯(lián)合三維時(shí)間飛躍序列(3D TOF)序列掃描，雖然能夠準(zhǔn)確評(píng)估責(zé)任血管與面聽神經(jīng)REZ區(qū)的關(guān)系；但由于磁共振提供的是二維圖像，需要臨床醫(yī)師在腦海中將連續(xù)的二維圖像轉(zhuǎn)化為三維解剖結(jié)構(gòu)，需要術(shù)者具備豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)才能保證較高的準(zhǔn)確率：因而，對(duì)于缺乏經(jīng)驗(yàn)的規(guī)培醫(yī)師的臨床教學(xué)造成較大的困難。3D Slicer軟件是由哈佛大學(xué)布里格姆婦女醫(yī)院和麻省理工學(xué)院聯(lián)合開發(fā)的一種醫(yī)學(xué)影像處理分析與視覺化的軟件系統(tǒng)[4]。該軟件能夠通過實(shí)現(xiàn)多模態(tài)影像融合對(duì)神經(jīng)血管進(jìn)行三維重建、融合及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使學(xué)生通過三維立體模型直觀地了解具體的神經(jīng)血管解剖位置關(guān)系，對(duì)輔助判斷責(zé)任血管與明確術(shù)區(qū)解剖關(guān)系具有極大的促進(jìn)作用，并有利于術(shù)前制定個(gè)體化的MVD手術(shù)策略。一項(xiàng)教學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，將神經(jīng)外科規(guī)范化培訓(xùn)的住院醫(yī)師分為3D打印模型輔助CBL教學(xué)組和傳統(tǒng)教學(xué)對(duì)照組，兩組學(xué)員在理論考試、臨床技能考核及教學(xué)滿意度調(diào)查結(jié)果顯示，3D打印模型輔助CBL教學(xué)組均優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組，提示3D打印模型輔助CBL教學(xué)模式能夠有效提高神經(jīng)外科規(guī)培醫(yī)師對(duì)于顯微神經(jīng)解剖和各種手術(shù)入路的理解與掌握，從而提高教學(xué)效果與教學(xué)滿意度[5]。西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科教學(xué)團(tuán)隊(duì)于2020年3月—2021年6月，開始在規(guī)培醫(yī)師臨床教學(xué)中逐步引入3D Slicer軟件，并應(yīng)用于輔助微血管減壓術(shù)治療面肌痙攣術(shù)前責(zé)任血管及其與神經(jīng)關(guān)系的判定，取得了良好的教學(xué)效果。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2020年3月—2021年6月進(jìn)入西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科輪轉(zhuǎn)的19名規(guī)培醫(yī)師為研究對(duì)象。

1.2 3D-Slicer軟件重建3D模型判定責(zé)任血管

使用3D slicer軟件對(duì)患者面聽神經(jīng)與責(zé)任血管進(jìn)行3D教學(xué)模型建立。具體方法如下：①由PACS系統(tǒng)導(dǎo)出患者的3D Fiesta與3D TOF數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)為DICOM格式；②將DICOM格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D Slicer(Version 4.11.20210226)軟件；③使用General Regi- stration(BRAINS)模塊以3D Fiesta數(shù)據(jù)為Fixed Im- age Volume，以3D TOF數(shù)據(jù)為Moving Image Vol- ume，使用Rigid模式進(jìn)行圖像配準(zhǔn)；④使用Crop Volume模塊選擇感興趣區(qū)(Region of Interest,ROI)進(jìn)行剪裁，獲得3D Fiesta Cropped與3D TOF Cropped序列；⑤使用Segment Editor模塊，以3D Fiesta Crop- ped序列為Master volume，利用Threshold Effects工具3D重建腦干及面聽神經(jīng)，在3D視圖上利用Scissors Effects工具剪切遮蔽腦干與面聽神經(jīng)的部分；⑥動(dòng)脈血管的重建，在⑤已建成的模型中添加Segmentation，以3D TOF Cropped序列為Master vol- ume，利用Threshold Effects工具3D重建動(dòng)脈血管。通過融合模型，分析判定壓迫面聽神經(jīng)REZ區(qū)的責(zé)任血管，制定手術(shù)過程中微血管減壓策略。

1.3 研究方法

1.3.1納入分組方法

規(guī)培醫(yī)師進(jìn)入神經(jīng)外科后，進(jìn)行面聽神經(jīng)相關(guān)的橋小腦角區(qū)應(yīng)用解剖教學(xué)，理論授課6學(xué)時(shí)。完成學(xué)習(xí)后隨機(jī)分為試驗(yàn)組與對(duì)照組，進(jìn)入顱神經(jīng)疾病外科團(tuán)隊(duì)。每位規(guī)培醫(yī)師均通過閱讀面肌痙攣患者的影像學(xué)資料判斷責(zé)任血管，其中試驗(yàn)組通過3D Slicer軟件重建的3D模型判斷面肌痙攣患者的責(zé)任血管；對(duì)照組通過調(diào)閱PACS系統(tǒng)的軸位3D Fiesta與3D TOF序列判斷面肌痙攣患者的責(zé)任血管。

1.3.2面肌痙攣患者責(zé)任血管的判定

面肌痙攣患者責(zé)任血管的最終判定根據(jù)術(shù)中顯微鏡下解剖所見。術(shù)中充分解剖松解后組顱神經(jīng)，充分顯露面聽神經(jīng)REZ區(qū)，全程探查面聽神經(jīng)，尋找并判定責(zé)任血管。確認(rèn)責(zé)任血管，分離血管后墊入Teflone棉，完成MVD手術(shù)。

1.3.3責(zé)任血管判定準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)方法

根據(jù)下列公式計(jì)算各組責(zé)任血管判定的準(zhǔn)確率：責(zé)任血管判斷準(zhǔn)確率=判斷準(zhǔn)確例數(shù)/總例數(shù)×100%

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用SPSS 27.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，兩組學(xué)員間責(zé)任血管判定準(zhǔn)確率間的比較使用卡方檢驗(yàn)，兩組學(xué)員間年齡的比較采用單因素方差分析，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基本資料

共納入HFS患者89例，術(shù)前均于西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院行磁共振3D Fiesta與3D TOF序列掃描，并行開顱面神經(jīng)MVD。納入規(guī)培醫(yī)師19人，年齡24～32歲，隨機(jī)分為試驗(yàn)組10人，對(duì)照組9人，兩組學(xué)員的年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.2 兩組間責(zé)任血管判斷準(zhǔn)確性比較

納入影像學(xué)資料完整且于神經(jīng)外科完成開顱面神經(jīng)MVD患者89例。兩組進(jìn)行責(zé)任血管判斷依據(jù)如圖1所示。對(duì)照組根據(jù)術(shù)前3D Fiesta(圖1-A)與3D TOF(圖1-B)序列判斷壓迫面聽神經(jīng)REZ區(qū)的責(zé)任血管(箭頭)；試驗(yàn)組根據(jù)3D Slicer軟件重建的3D模型(圖1-C)判斷壓迫面聽神經(jīng)REZ區(qū)的責(zé)任血管(箭頭)。試驗(yàn)組通過3D模型判斷責(zé)任血管更為直觀，且對(duì)責(zé)任血管走行、來源的判斷更為準(zhǔn)確。由3D Slicer軟件重建的3D模型(圖1-C)很容易判斷該例患者左側(cè)椎動(dòng)脈為責(zé)任血管，術(shù)中顯微鏡下證實(shí)左側(cè)椎動(dòng)脈(圖1-D，箭頭所示)壓迫面聽神經(jīng)REZ區(qū)，為責(zé)任血管，由于單純墊入Teflone棉不能完全減壓，術(shù)中將左側(cè)椎動(dòng)脈懸吊于顱底硬膜(圖1-E，箭頭所示)完成MVD手術(shù)。

圖1 面肌痙攣患者的影像學(xué)及術(shù)中所見

試驗(yàn)組45例手術(shù)責(zé)任血管判定正確37例，正確率82.22%；對(duì)照組44例手術(shù)責(zé)任血管判定正確28例，正確率63.64%。試驗(yàn)組的責(zé)任血管判斷正確率高于對(duì)照組(χ2=3.902，P<0.05)，如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)組與對(duì)照組對(duì)面肌痙攣責(zé)任血管判定的對(duì)比

3 討論

HFS是神經(jīng)過度興奮性疾病，年發(fā)病率男性為0.74/10萬人，女性為0.81/10萬人[6]?！把軌浩取睂W(xué)說認(rèn)為異常走行的血管壓迫或其他因素(機(jī)械、壓力等)刺激顱神經(jīng)REZ致使有髓神經(jīng)纖維發(fā)生脫髓鞘改變，纖維之間偽突觸的形成引起“交叉?zhèn)鲗?dǎo)”而誘發(fā)HFS，該學(xué)說被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛接受[1-7]。面部肌肉注射肉毒素雖然對(duì)HFS的初期治療效果較好；但其作用短暫，且出現(xiàn)面癱并發(fā)癥的發(fā)生率較高[8]。目前，針對(duì)HFS病因的臨床治療方式主要是MVD手術(shù)，不僅緩解面肌痙攣的有效率高達(dá)90%以上，復(fù)發(fā)率低，而且為非毀損性手術(shù)，在臨床得到廣泛開展與應(yīng)用。

MVD手術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于術(shù)前、術(shù)中責(zé)任血管的準(zhǔn)確判斷，是MVD手術(shù)效果的保證，同時(shí)也是規(guī)培醫(yī)師神經(jīng)外科教學(xué)的難點(diǎn)。目前，影像科提供的是3D Fiesta與3D TOF序列掃描的連續(xù)、軸位、二維圖像，如何利用2個(gè)序列的二維圖像在腦海中形成神經(jīng)與血管的三維空間關(guān)系，對(duì)于準(zhǔn)確判斷責(zé)任血管，并判讀其與面聽神經(jīng)REZ區(qū)的關(guān)系，從而制定手術(shù)中的減壓策略至關(guān)重要。該研究中，對(duì)照組的規(guī)培醫(yī)師應(yīng)用傳統(tǒng)方法，通過閱讀3D Fiesta與3D TOF序列掃描的連續(xù)、軸位、二維圖像判斷HFS患者的責(zé)任血管，其正確率僅為63.64%，嚴(yán)重影響了臨床教學(xué)效果。因此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)需要探索新的教學(xué)方法，以幫助規(guī)培醫(yī)師能夠更加直觀、準(zhǔn)確地判斷責(zé)任血管，從而縮短學(xué)習(xí)曲線。

3D Slicer是開源的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)處理和三維可視化軟件[9]，能夠處理CT及MRI等影像資料，多模態(tài)影像融合能夠模擬出腦神經(jīng)、腦血管以及顱內(nèi)病灶，從而可以評(píng)估顱腦病灶范圍及其與周圍正常解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系，在神經(jīng)外科輔助血腫穿刺、動(dòng)脈瘤夾閉、腫瘤切除、功能性疾病方面已得到初步應(yīng)用[10-11]。洪文瑤等采用理論考試成績(jī)與自編調(diào)查問卷結(jié)果，分別對(duì)規(guī)培醫(yī)師進(jìn)行基于3D Slicer軟件的教學(xué)方式與傳統(tǒng)教學(xué)，結(jié)果顯示基于3D Slicer軟件教學(xué)的學(xué)員的理論考試成績(jī)、教學(xué)方式靈活性、學(xué)習(xí)效率、顱腦定位診斷分析和手術(shù)方式理解方面均比傳統(tǒng)教學(xué)模式規(guī)培學(xué)員的評(píng)分高[12]。

MVD術(shù)中責(zé)任血管的判斷失誤或遺漏，會(huì)造成手術(shù)后癥狀無改善或復(fù)發(fā)。由于術(shù)區(qū)解剖關(guān)系復(fù)雜多變，常規(guī)的CT掃描與MRI序列，對(duì)于準(zhǔn)確判定責(zé)任血管具有一定難度[13]。磁共振斷層血管造影(ma- gnetic resonance tomographic angiography,MRTA)可清晰顯示腦實(shí)質(zhì)及血管的解剖結(jié)構(gòu)[14]，3D TOF與3D FIESTA可在同一掃描層面同時(shí)以不同級(jí)別信號(hào)方式顯示神經(jīng)和血管狀態(tài)[15]，可明確神經(jīng)壓迫情況。Han等[16]與Yao等[17]報(bào)道應(yīng)用3D Slicer軟件多模態(tài)圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可提供可視的三維立體模型，明確神經(jīng)血管位置關(guān)系，以及神經(jīng)根受壓程度，有助于制定手術(shù)入路。石海亮等利用3D Slicer軟件，對(duì)患者的血管、腦干、面聽神經(jīng)進(jìn)行三維建模診斷患者神經(jīng)血管關(guān)系和責(zé)任血管，同時(shí)采用頭顱3D TOF聯(lián)合3D Fiesta磁共振檢查判斷責(zé)任血管，發(fā)現(xiàn)患者的血管、腦干、面聽神經(jīng)三維重建結(jié)果與術(shù)中所見高度一致，提示與3D TOF MRA聯(lián)合3D Fiesta MRI檢查比較，其對(duì)患者責(zé)任血管的確認(rèn)、手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和手術(shù)策略的制定更有幫助[18]。該研究中應(yīng)用3D Sli- cer軟件構(gòu)建3D模型進(jìn)行臨床教學(xué)，試驗(yàn)組對(duì)于HFS責(zé)任血管判斷的準(zhǔn)確率達(dá)到82.22%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)照組的準(zhǔn)確率63.64%，促進(jìn)了規(guī)培醫(yī)師的學(xué)習(xí)動(dòng)力，對(duì)于其快速掌握MVD責(zé)任血管的準(zhǔn)確判斷具有巨大的輔助作用。

HFS是面神經(jīng)興奮性增高導(dǎo)致的疾病，MVD手術(shù)是目前唯一的非毀損性手術(shù)，責(zé)任血管的準(zhǔn)確判斷對(duì)于MVD手術(shù)成功至關(guān)重要，也是神經(jīng)外科規(guī)培醫(yī)師教學(xué)的難點(diǎn)之一。該研究結(jié)果表明，利用3D Slicer軟件構(gòu)建3D模型進(jìn)行面神經(jīng)REZ區(qū)血管神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)分析，能夠大大提高規(guī)培醫(yī)師對(duì)責(zé)任血管的判斷準(zhǔn)確率，達(dá)到良好的教學(xué)效果。但是，該研究尚存在一定的不足之處：由于規(guī)培醫(yī)師來自不同科室，對(duì)神經(jīng)解剖學(xué)的熟悉程度不同，雖然所有參與該研究的規(guī)培醫(yī)師均接受了6學(xué)時(shí)的橋小腦角區(qū)應(yīng)用解剖理論學(xué)習(xí)，但是由于專業(yè)知識(shí)背景不同，對(duì)所授課內(nèi)容的掌握程度存在一定差異，從而可能導(dǎo)致在責(zé)任血管判斷時(shí)存在一定差異，需要在今后的教學(xué)中不斷完善。