3D 打印技术高血压脑出血模型的建立及在神经内镜下手术训练中的应用价值

谢瑞禄，刘德华，徐俊

1 赣南医学院第一附属医院 （江西赣州 341000）；2 瑞金市人民医院 （江西瑞金342500）

高血压脑出血（hypertensive cerebral hemorrhage, HICH）是高血压严重的并发症之一[1]，多见于50 岁以上的高血压患者。HICH 发病常因情绪激动、过度脑力、体力劳动或其他因素引起血压急剧升高，导致脑部血管的微小动脉瘤损伤破溃而出血，患者出现头部胀痛、突然的意识障碍和瘫痪等症状。外科手术为治疗高血压脑出血的常见方法，其中神经内镜手术为一种常用的微创手术方式[2]。

熟练的手术操作是手术顺利进行和手术治疗效果的重要保障。因此，对手术操作的培训是近年来研究的重点，尤其是对于神经内镜手术操作的培训，目前临床主要应用高血压脑出血模型进行培训[3]。近年来，3D 打印技术已经广泛应用于医学疾病的模型建立和教学，并取得了较好的效果[4]，但目前关于3D 打印技术在高血压脑出血模型的建立及其在神经内镜手术训练中应用研究的报道较少，因此，本研究主要探讨3D 打印技术用于高血压脑出血模型的建立及其神经内镜手术训练中的应用情况，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2022 年9 月至2023 年6 月赣南医学院第一附属医院神经外科低年资住院医师或研究生12 名为研究对象，均没有神经内镜手术经验，已完成理论学习并观看神经内镜手术视频,了解相关手术器械的基本情况和使用方式。12 名研究对象中男7 例，女5 例，年龄23～35 岁，平均（26.67±3.26）岁；学历：研究生5 例，本科7 例。本研究经医院医学伦理委员会审批通过（伦理号：20221021），研究对象均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 高血压脑出血患者3D 打印模型的制作

应用飞利浦X线计算机断层设备Bri-lliance iCT对高血压脑出血患者进行检查，将重建模型变更为3D 打印技术机识别的格式，以1∶1 等比例打印。选择对应的颜色质料匹配各自的结构构造打印，获得颅骨及脑内血肿打印模型。根据脑内血肿打印模型制备血肿外壁薄层塑料容器，选用水淀粉混合红墨水制备胶冻状凝块，置于颅内真实血肿位置，颅内其余空间充填未染色水淀粉凝块，从而建立高血压脑出血模型（图1）。

图1 高血压脑出血3D 打印技术模型

1.2.2 操作训练情况

所有研究对象均参加神经内镜下手术模拟训练，训练的形式主要是模拟示教、理论授课和视频学习。学员根据患者既有的真实CT 影像进行模型血肿定位。对神经内镜的方向、角度进行测试和调节，然后根据血肿位置在模型定位并钻孔穿刺，使用组织导管扩张器内芯穿刺血肿腔，观察确认进针点、进针距离、进针方向等，注射器回抽见血肿后表示穿刺成功，后顺着内芯导入组织导管扩张器外套管，建造手术模拟操纵空间，使用内镜清扫血肿。术后总结和分析操作情况，每次练习需选新的模型反复操练，每个研究对象均重复练习10 次。

1.3 观察指标

分别观察初次练习和末次练习时的血肿穿刺成功率、单位时间血肿清除量（血肿清除量/手术时间）、血肿清除率[（术前CT 血肿量-术后CT 血肿量）/术前CT 血肿量] ×100%等。

1.4 统计学处理

采用SPSS 21.0 统计软件进行数据分析。计量资料以表示，采用t检验。计数资料以率表示，采用Fisher精确检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血肿穿刺成功率比较

初次练习，12 名研究对象中血肿穿刺成功4 例，血肿穿刺失败8 例，初次练习的血肿穿刺成功率为33.33%（4/12）；末次练习，12 名研究对象中血肿穿刺成功12 例，无1 例失败，末次练习的血肿穿刺成功率100.00%（12/12）。经Fisher精确检验结果显示，初次练习的血肿穿刺成功率低于末次练习，差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 单位时间血肿清除量和血肿清除率比较

12 名研究对象初次练习的单位时间血肿清除量和血肿清除率分别低于末次练习，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 单位时间血肿清除量和血肿清除率比较

3 讨论

高血压脑出血致残率和致死率均较高，是临床较危重的颅脑疾病之一[5]。手术是治疗高血压脑出血常用方法，如开颅手术、神经内镜手术、立体定向或神经导航辅助下血肿穿刺抽吸术等[6-8]。其中神经内镜手术应用于高血压脑出血具有微创、高效等优点，其治疗效果优于开颅手术[9-11]。CT 是用于脑出血检查的常用方法之一，但因临床CT 定位误差，术者操作偏差，患者个体化差异等因素，均可引起穿刺方向、距离出现偏移，导致术中穿刺失败，而通过借助CT 结合术前3D 影像融合技术模拟穿刺通道，再以3D 打印技术机作为打印手术导板，建立穿刺通道从而实现精准穿刺和血肿充分引流[12-13]。学员运用神经内镜根据血肿位置在模型定位并钻孔穿刺，然后顺着内芯导入组织导管扩张器外套管，建造手术模拟操纵空间，使用内镜清扫血肿，每个模型反复练习10 次，每次选择不同的模型训练。准确、安全的手术操作是确保手术顺利完成的重要保障，而3D 打印技术用于建立高血压脑出血模型和指导手术训练，可以显著提高培训效果[14-16]。

本研究根据利用3D 打印技术辅助手术治疗的典型高血压脑出血患者模型，转化为打印机识别的格式后进行1∶1 等比例3D 打印，并通过不同颜色胶冻状凝块进行内部填充和血肿位置展示，建立高血压脑出血模型。

本研究采用该模型对12 名研究对象进行神经内镜手术训练培训，经过10 次重复培训后，12 名研究对象的血肿穿刺成功率由33.33%提高至100.00%。且本研究结果也显示，12 名研究对象初次练习的单位时间血肿清除量和血肿清除率分别低于末次练习，与陈向荣等[17]的研究结果基本一致，进一步证实制作高血压脑出血3D 打印技术模型并进行神经内镜下手术训练培训是可行的。周春辉等[18]的研究也证实在神经内镜下对脑内血肿模型进行血肿清除术是可行、有效的。

综上所述，通过建立3D 打印技术高血压脑出血模型，并应用于神经内镜下手术训练培训，可有效提高操作技巧的熟练程度，确保手术安全。