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3D打印技术指导儿童外伤性颅内动脉瘤血管内治疗-3

2022.1.21

3D打印技术可以打印出逼真的、精确的、可视化的模型,能全面、直观地显示脑动脉瘤及其与毗邻血管、颅骨的空间解剖结构关系,可以为手术方案制定提供帮助。开颅手术过程中可以帮助术者提供动脉瘤部位、方向、瘤颈大小、周围血管关系等信息,术前模拟手术时,预测手术风险,需要重点保护的结构,需要动脉瘤夹的大小及数目,在术中做到心中有数,从而降低手术风险,提高手术质量,缩短手术时间。

 

在血管内介入治疗过程中,3D打印所需数据来源于造影剂通过的部分,即血液流过的部分,所以3D打印的解剖模型的直径就是血管内径或者动脉瘤内径,不仅可以为弹簧圈的选择提供帮助,同样可以为支架大小的选择提供帮助。其次介入手术关键的步骤是微导管的良好塑形,3D打印出的动脉瘤解剖模型可以帮助微导管塑形,该病例治疗过程中即是一次性塑形成功,且栓塞过程中微导管十分稳定。缩短手术时间的同时提高了栓塞质量。特别适合于复杂动脉瘤及初学者。

 

在该病例中,患者因家庭经济困难,面对高昂的介入手术费且对于射线的担心,家属反复询问是否可选择开颅动脉瘤夹闭术,当把3D打印的动脉瘤与颅骨关系解剖模型(图6)呈现于患者家属面前,让其直观的观察动脉瘤部位,周围颅底骨质情况,告知因动脉瘤位置的特殊性,不适合开颅动脉瘤夹闭时,家属立刻对手术方式选择血管内介入治疗表示充分的理解。同时3D打印的解剖模型因其新颖性,家属充满好奇的同时也增加了对医疗机构的认可,因此3D打印在术前沟通中不仅可以为患者及家属提供直接、真实的病灶情况,提升他们对病情的理解程度,同时也增加他们对医务工作者的信任度,有利于医患沟通。国外的研究机构也证实3D打印模型有利于医生向患者及家属沟通及解释病情。

 

目前3D打印技术在临床使用受限的原因在于花费高,其原因在于:①大多数3D打印建模均采用Mimics research软件,价格高昂;②选择高质量3D打印机,进一步提高费用;③该技术未普及应用、医疗报销及收费标准均不明朗,使用患者少,人均花费自然高。但作为图像处理软件,3D-Slicer软件也是可选择的,不仅免费使用,其功能也可完全满足需求;笔者运用3D-Slicer软件建模,选择普通3D打印机打印模型,虽然不能对神经及血管进行染色区分,同时颅内精细结构显示差,但对于介入手术治疗微导管塑形方面,神经及微小血管的走行是不需要的,所以对于临床使用无明显影响。随着科技发展及3D打印技术的成熟与推广,笔者认为3D打印技术必然会形成一套规范收费体制,同时也将和普通影像学检查一样纳入医保范畴,最终得到医院管理者及患者的支持。

 

3D打印技术受限的第二个原因在于3D打印技术运用耗时,3D打印机打印一个模具一般需要5小时以上,部分模具打印甚至超过24小时,拷贝数据资料、建立计算机模型又需增加额外时间,对于急诊手术实用性差。但是使用者在建模过程中,可以通过对目标区域筛选剪切,尽可能去除不需要的部分,不仅缩短打印时间,还节约耗材。笔者打印动脉瘤模型时仅打印载瘤动脉近端及动脉瘤部分(如图7),打印时间基本控制在1小时以内,随着操作的熟练,时间还可以进一步缩短。例如滨州医学院技术熟练后,打印的脑出血模型在急诊手术中也实现了运用。

 

综上,3D打印技术对颅内动脉瘤手术方式的指导及医患沟通均具有重要意义,值得推广使用。对于普通医疗机构选择普通软件(3D-Slicer)、廉价打印机实现3D打印技术临床使用,也是值得推广的模式。


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