3D Slicer软件联合手机导航辅助神经内镜手术治疗基底节区高血压脑出血患者的临床效果▲

黄 毅 黄常坚 黄建荣

(1 广西中医药大学第一附属医院神经外科，广西南宁市 530022； 2 梧州市人民医院神经外科，广西梧州市 543099)

高血压脑出血占脑卒中的10%～20%，好发于基底节区，是最常见的脑血管疾病之一，致死率、致残率均较高[1]。基底节区高血压脑出血的传统手术方式为开颅血肿清除术和微创血肿穿刺引流术，但随着显微技术的发展与应用，小骨窗血肿清除术逐渐成为治疗高血压脑出血的主要手术方法[2]。近年来，神经内镜辅助开颅脑血肿清除术以其高效、微创的特点受到越来越多的关注[3]。然而目前神经内镜下行高血压脑出血手术仍然采用体表定位法建立穿刺工作通道，缺乏对脑血肿立体维度的观察，从而在估计穿刺角度和深度、血肿宽度时容易出现偏差，影响血肿清除效率和手术效果。3D Slicer软件作为一款虚拟现实软件，可以重建脑血肿三维结构并获取多个维度信息，将其结合手机导航辅助定位应用于神经内镜手术可以使得手术定位更加精准，从而提高手术效果[4]。本研究观察3D Slicer软件联合手机导航辅助神经内镜手术治疗基底节区高血压脑出血患者的临床效果。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾性分析2016年1月至2020年8月在广西中医药大学第一附属医院神经外科与梧州市人民医院神经外科诊治的87例基底节区高血压脑出血患者的临床资料。纳入标准：(1)脑出血发病后48 h内入院；(2) CT提示基底节区脑血肿，有高血压病史；(3)具有明确手术指征。排除标准：(1)双侧瞳孔散大的患者；(2)脑肿瘤导致卒中的患者；(3)凝血功能异常患者；(4)合并血管畸形及动脉瘤的患者；(5)无法耐受麻醉、手术者。根据治疗方法将患者分为神经内镜治疗组(A组)42例和小骨窗开颅显微手术组(B组)45例。A组中男性28例、女性14例，患者年龄37～77(57.01±15.12)岁；血肿量≤60 mL者31例，>60 mL者11例，血肿量为(42.02±25.13)mL；术前格拉斯哥昏迷量表(Glasgow Coma Scale，GCS)评分3～15(6.5±3.6)分。B组中男性33例、女性12例，患者年龄36～79(55.02±19.22)岁；血肿量≤60 mL者32例，>60 mL者13例，血肿量为(41.11±25.12)mL；术前GCS评分3～15 (6.3±3.3)分。两组患者的性别、年龄、血肿量、术前GCS评分比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性。本研究已通过广西中医药大学第一附属医院与梧州市人民医院医学伦理委员会的审批。

1.2 手术方法 A组采用3D Slicer软件联合手机导航辅助神经内镜手术治疗：术前分别在患者外耳道、两眉间连线中点贴放心电图电极片作简易标记，然后进行CT扫描，使用3D Slicer软件中的Gyroscope模块计算穿刺角度和深度，设定5个参考点、3个基准平面，设定进入点和目标点，测出穿刺路径长度；使用Gyroscope模块测量穿刺道与基准平面的夹角，计算穿刺道与地平面的夹角。将角度等数据导入手机陀螺仪APP，通过其图片透视功能，将参考点与患者头部标志点重合，描画脑内血肿体表投影。患者均采用全身麻醉，取仰卧位。采用经额穿刺法，在冠状缝前1 cm旁开中线3 cm处做一直切口，长度4～5 cm，于切口中心颅骨钻孔1个，骨孔直径约3 cm。切开硬脑膜后用双极电凝镊子电凝穿刺点皮层，将手机装入透明无菌袋密封，与穿刺导芯尾部一起抓持，抓持手调整穿刺导芯穿刺角度，待手机显示角度数值与术前测算角度数值一致后，固定方向，助手移除手机，术者将导芯导入血肿中心部位进行穿刺，见图1。经导芯尾部套入工作套筒，撤除导芯，将0°内镜置入套筒，在内镜监视下用吸引器轻柔吸出血肿。随着部分血肿吸出，颅内压降低，周边的血肿会逐渐出现在内镜视野下，适当调整内镜角度即可观察到血肿边界。如血肿质地较硬难以吸出，可用取瘤钳夹碎后分块清除。清除大部分血肿后可见活动性出血，内镜下可清晰辨认责任动脉并予以电凝。一边清除血肿一边慢慢将套筒退出，直至内镜下和透明套筒壁未观察到血肿及活动性出血为止。清除血肿完毕后血肿腔放置止血纱，关颅。

图1 手机陀螺仪APP辅助精准把控穿刺角度

B组采用小骨窗血肿清除术治疗：依据术前CT影像，选择血肿最大层面与血肿最近的脑皮层，以此为中心设计直切口或马蹄形切口。患者采用全身麻醉，取仰卧位，头偏向健侧。于切口中心用铣刀做一4 cm×3 cm的成型小骨瓣。以“十字”形剪开硬脑膜，使用双极电凝镊子电凝穿刺点皮层，根据术前CT影像，手持脑穿针垂直穿刺达血肿腔，脑穿针可抽出血肿即为穿刺成功；拔出脑穿针，将显微镜(德国徕卡公司，型号：F40)沿穿刺道置入血肿腔，期间避免与血管接触，进入血肿腔后将吸引器头端放置在血肿腔中央部位，调节负压进行吸引；调整脑压板和显微镜，从各个方向探查并清除残留血肿。清除完毕后仔细寻找是否有活动性出血并予以电凝止血，反复冲洗血肿腔后放置引流管，妥善关闭切口。

术后给予两组患者常规镇静、辅助呼吸、抗感染、降颅压、控制血压等对症处理，并于术后12 h复查头颅CT。

1.3 观察指标 比较两组患者的手术时间(从切开头皮到缝合头皮的时间)、术中出血量(根据吸引器进行估算)、血肿清除率(根据多田公式计算，即术前血肿量与术后血肿量的比值)，以及术前与术后14 d的GCS评分(量表总分为3～15分，得分越低说明症状越严重)，术前与术后3 d的血清肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)α和超敏C反应蛋白(high-sensitivity C-reactive protein，hs-CRP)水平。

1.4 统计学分析 采用SPSS 21.0软件进行统计学分析。计量资料采用(x±s)表示，组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用配对t检验；计数资料采用例数(百分比)表示，比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者手术时间、术中出血量、血肿清除率的比较 A组患者的手术时间短于B组，术中出血量少于B组，血肿清除率高于B组(均P<0.05)。见表1。

表1 两组患者手术时间、术中出血量、血肿清除率的比较(x±s)

2.2 两组患者手术前后GCS评分与血清TNF-α、hs-CRP水平的比较 两组患者术前的GCS评分及血清TNF-α、hs-CRP水平比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。术后两组患者的GCS评分及血清TNF-α、hs-CRP水平均高于术前(均P<0.05)；术后A组患者的GCS评分高于B组，血清TNF-α、hs-CRP水平均低于B组(均P<0.05)。见表2。

表2 两组患者手术前后GCS评分与血清TNF-α、hs-CRP水平的比较(x±s)

3 讨 论

基底节区脑出血是最常见的脑出血类型，其原因与豆纹动脉的破裂有关，出血后往往造成占位压迫，导致天幕裂孔疝，同时血肿压迫还会持续损害周围脑细胞。外科手术治疗基底节区脑出血的目的在于尽快解除脑血肿的占位效应，降低脑血肿的继发损害，从而降低致死率和致残率[5]。有研究显示，高血压脑出血患者术后常常在水肿期出现炎症因子水平升高，这可对患者机体造成继发损害，加重神经缺损程度，影响预后[6]。既往外科手术治疗基底节区脑出血主要有两种方式：(1)开颅脑血肿清除术，近年来以小骨窗开颅显微手术最为常见，该术式具有创口小、开关颅迅速、减压充分等优点[7]，但需要牵引皮层才能清除血肿，而术中过度牵拉可导致侧裂静脉回流障碍及局灶性脑梗死[8]。(2)微创血肿穿刺引流术，包括硬通道、软通道及立体定向抽吸等。穿刺引流术多在局部麻醉下进行，损伤小且操作简便，但也存在不能直视下清除血肿和止血、不能快速彻底清除血肿、减压效果较慢等缺点[9]。神经内镜辅助手术介于开颅脑血肿清除术和微创血肿穿刺引流术之间，既有开颅手术清除血肿直观、及时、清除率高的优点，也具有穿刺手术微创、快速的特点，从而受到越来越多的重视[10]。然而神经内镜手术的效果与术者的熟练度和经验密切相关，经验欠丰富的术者往往会出现血肿清除效果不满意或者术后再出血等问题，在缺乏神经导航技术与仪器的基层医院中尤为常见，原因与缺乏血肿的立体定位、术中穿刺位置和深度的精准把控不足有关[11]。根据术前CT影像定位后，从颞部进行穿刺是进入血肿的最短路径，但由于脑血肿往往呈长条形，置入工作通道后需要摆动很大角度才能有效地观察和清除血肿，因此目前临床上最常用的手术路径还是经额入路，该入路可以直接贯穿血肿长轴，有利于由深到浅完全清除血肿[12]。但经额入路从皮层到血肿腔的路径较长，在术中容易导致两个问题：一是由于没有血肿的立体感和投影范围感官，术者容易出现穿刺角度的偏差，无法将工作通道置入到最满意的地方，从而给清除血肿带来困难，造成术后血肿残留率高；二是血肿最底端的中心往往是责任动脉出血的部位，如果工作套筒置入不满意，清除血肿后责任动脉则出现在内镜视野外，需要摆动工作通道才能进行止血，这将对脑组织造成不必要的损伤，止血困难或者止血效果不确切也加大了术后再出血的风险。

3D Slicer软件可用于图像分析(包括配准和实时编辑)、图像可视化和图像引导治疗，其是一个免费、开源的软件，安装和使用简单，具有强大的可扩展性，可以通过模块嵌入的方式来增加新的功能和应用。3D Slicer软件的主要特征有：(1)适用于从头到脚的各个组织器官；(2)可兼容MRI、CT、超声、核医学及显微镜下的影像；(3)拥有双向可交互性。3D Slicer软件可以将其他设备采集的信息引入场景，结合智能手机软件获取目标的立体定位并具有导航效果[13]。将CT薄层扫描的DICOM格式导入电脑3D Slicer软件，可以在5～15 min内完成血肿的建模，并与手机软件完成图像融合，同时将计算出的穿刺角度等数据输入手机陀螺仪APP，即可将血肿立体投影在患者体表。将手机用透明无菌袋密封后与工作鞘捆绑，通过查看手机陀螺仪APP显示的数据调整角度，引导工作鞘穿刺，从而完成对血肿腔的精准穿刺。本研究结果显示，A组患者的手术时间短于B组，术中出血量少于B组，血肿清除率高于B组(均P<0.05)；两组患者术后GCS评分均较术前有明显改善，但A组患者术后14 d的GCS评分高于B组(P<0.05)。这表明，采用3D Slicer软件联合手机导航辅助神经内镜手术治疗可更彻底地清除血肿，更快速地解决占位。同时，本研究还比较两组患者手术前后的血清炎性因子水平，结果显示，术后两组患者血清TNF-α、hs-CRP水平均高于术前，但A组患者血清TNF-α、hs-CRP水平均低于B组(均P<0.05)。这表明采用3D Slicer软件联合手机导航辅助神经内镜手术可以更有效地控制患者术后炎症反应，从而减轻术后的继发神经细胞损伤，更有利于患者的恢复。其原因可能为：神经内镜下手术血肿清除率更高。另一方面，使用套筒作为工作通道的神经内镜下血肿清除术与其他术式有所不同，小骨窗显微内镜下清除血肿通常需要在皮层造瘘后用牵引器牵引皮层，并通过不断调整角度使显微镜和脑压板从各个角度对血肿进行吸除和电凝，在清除过程中不可避免地对血肿周围的脑组织造成一定的损害；精确导航下的神经内镜手术不是直接吸引各个方向的血肿，而是始终保持内镜和吸引器位于血肿中心，由于减压的原因，随着中心位置的血肿不断被吸除，周边的血肿会不断向工作通道视野内涌入，从而无须调整角度四处寻找残存血肿，术中对基底节区血管和正常脑组织造成的医源性损伤更小，因此手术损伤应激诱发的炎性因子水平更低。

综上所述，采用3D Slicer软件联合手机导航辅助神经内镜手术治疗基底节区高血压脑出血患者，能明显缩短手术时间，减少术中出血量，提高血肿清除率，减轻术后炎症反应，有效改善患者预后，值得临床推广。