3D打印技术有助于颅内动脉瘤手术入路的选择-福建医大附一康德智 康崟 | CNJ精选第6期

中华神经外科杂志（英文）

精选周刊  第6期

神外前沿讯，3D打印技术的发展为手术治疗提供了一种新的术前模拟方法，但目前3D打印技术在动脉瘤治疗中的应用报道很少。一项研究3D打印技术在颅内动脉瘤治疗中的应用，目的是探讨制作3D打印个体化动脉瘤模型的材料和方法及其在颅内动脉瘤治疗中的价值。 

这项研究近日发表在Chinese Neurosurgical Journal 杂志/中华神经外科杂志（英文）上，论文题目《Three-dimensional printing technology for treatment of intracranial aneurysm》，研究者:康崟（第一作者）、康德智（通讯作者）。这篇文章获得了2018年度中国科技期刊优秀论文/中华医学百篇优秀论文top10。

本项研究的第一作者康崟先生对神外前沿表示，应用“锁孔”入路的显微外科手术治疗颅内动脉瘤的先进性、可行性和微创性已被临床实践所证明，但术前需要有清晰的影像学数据来指导手术方案的制定。一般的影像学图像不能直观、立体、完整地将动脉瘤、血管、颅骨等复杂解剖关系呈现给术者，在制定手术方案的应用中存在缺陷。3D打印技术可以制作出不同的器官和病变的仿真模型，能将器官或病变内部构造的细节逼真地呈现给外科医师，为手术方案的制定和演练提供了一个新的方法，但在颅内动脉瘤方面的研究很少。本课题采用3D打印技术制作颅内动脉瘤模型，通过模拟手术入路与原手术方案进行对比，评估该技术制作的模型在动脉瘤外科诊治中的应用价值。

本项研究的通信作者、福建医科大学附属第一医院康德智教授对神外前沿表示，国内外在该领域的研究方向主要是针对复杂动脉瘤的术前模拟以及手术训练模型的设计，已经证实了3D打印模型有广阔的临床应用前景。但是该技术的应用仍受到制作成本高、打印精度不足和模型材料不够仿真等方面的限制，因此需要临床医生和相应技术人员的通力合作，才能更好地实现临床转化。

《3D打印技术在颅内动脉瘤治疗中的应用》

研究内容简介如下

背景

3D（Three-dimensional ，3D）打印技术的发展为手术治疗提供了一种新的术前模拟方法，但目前3D打印技术在动脉瘤治疗中的应用报道很少。本研究的目的是探讨制作3D打印个体化动脉瘤模型的材料和方法及其在颅内动脉瘤治疗中的价值。 

方法

对我院收治的24例经CTA（Computed Tomography Angiography计算机断层扫描血管造影）诊断为颅内动脉瘤的患者进行回顾性分析。采集患者手术时CTA数据用于进行血管、颅骨及动脉瘤的重建。采用Soft Mimics 17.0将断层CTA扫描数据重建为3D图像，并将最终数据发送到3D打印机以制作动脉瘤模型。我们将基于3D打印技术模型的术前模拟手术入路同基于CTA数据指导的手术入路进行比较，以评估3D打印模型在动脉瘤术前指导中的价值。同时将基于生物树脂软材料的3D打印模型和基于石膏塑化材料的3D模型的两种模型材料进行比较，并从中选择更适合临床应用的动脉瘤模型的材料和方法。

结果

采用3D打印技术成功制作了24个高度仿真的动脉瘤模型。患者的血管、颅骨和动脉瘤均以1：1的比例打印在生物模型中。研究发现，基于软材料的3D打印的血管和动脉瘤模型更接近真实血管的特征，从而提供了比基于塑化材料模型更好的模拟效果。与原手术方案相比，3D打印模型可用于术前动脉瘤夹的选择，并在手术方式的选择上提供了更直观有效的信息。

结论

3D打印模型由于其高度模拟性和个体化特点可以被用作为设计手术方式，选择最佳手术入路及选择合适的动脉瘤夹的一种可操作的物理模型。该模型有助于手术入路的选择，尤其是对难治性多发性动脉瘤和巨大动脉瘤的术前指导有一定的参考价值。

表1  24例患者鉴定综述:ACA大脑前动脉，ACoA前交通动脉，MCA大脑中动脉，PCoA后交通动脉，CA颈动脉，OphtA 眼动脉，AChA脉络膜前动脉，BA基底动脉，VA椎动脉，R右，L左，F女，M男

表2 外科手术治疗和模拟综述：ACA大脑前动脉，ACoA前交通动脉，MCA大脑中动脉，PCoA后交通动脉，CA颈动脉，OphtA眼动脉，AChA脉络膜前动脉，BA基底动脉，VA椎动脉，R右，L左

图1  A.软件重建后图像;B: 3D打印模型;C:术中图像;D模拟夹闭.

图2  A、B：石膏材料动脉瘤3D打印模型;C、D：树脂材料动脉瘤3D打印模型

图3 A：制作的3D动脉瘤模型，箭头指向为动脉瘤; B：患者CTA重建图像; C：模拟眶上锁孔入路后可以看到基底动脉段动脉高出后床突，瘤颈可以很好显露； D：模拟夹闭。

图4 A：动脉瘤3D打印模型，可以看到左侧颈内动脉分叉部动脉瘤朝向左侧，右侧入路暴露不佳；B.患者CTA图像.

图5 A：位于大脑中动脉（M1-2部分）的巨大动脉瘤; B：患者CTA图像

图6  A：磨除已实施手术骨窗口，发现箭头所指处颅骨突起阻挡视野;B：箭头所指处瘤体与颅骨头关系密切; C：患者CTA重建图像;D：软件重建图像

论文版权页

Three-dimensional printing technology for treatment of intracranial aneurysm

Yin Kang, Liang-Hong Yu，Tao Xu, Shu-Fa Zheng, Pei-Sen Yao, Man Liu, Yuan-Xiang Lin, Zhang-Ya Lin,Xiao-Min Fan and De-Zhi Kang 

Chinese Neurosurgical Journal 

DOI: 10.1186/s41016-016-0046-3

主要作者简介

通讯作者：康德智，教授、主任医师，博士生导师，享受国务院特殊津贴专家。现任福建医科大学附属第一医院副院长（主持工作）、福建省肝病科学研究中心主任、福建医科大学第一临床医学院副院长、福建省神经医学中心主任、国家卫计委脑防委高级卒中中心主任、福建省脑卒中质量控制中心主任等。兼任国家卫生计生委脑卒中防治专家委员会出血性外科专业委员会主任委员、中国医师协会神经外科医师分会副会长、中华医学会神经外科学分会常委、福建省医学会神经外科学分会专家委员会主任委员等。 《Chinese Neurosurgical Journal》、《中华神经医学杂志》、《中华神经创伤外科电子杂志》、《Neurosurgery》（中文版）等杂志副主编及其他13本杂志编委等。2016年获得福建省科技创新领军人才、国家卫计委脑卒中防治工程委员会模范院长、2015年获得国家卫计委授予国家卫生计生突出贡献中青年专家、国家卫计委脑卒中防治工程突出贡献奖等荣誉称号。2014年获得福建省卫生计生系统有突出贡献中青年专家荣誉称号。2013年获得国家卫计委“脑卒中筛查与防治工作优秀院长” 荣誉称号。1996年入选福建省百千万工程人选。近5年主持和合作国家自然科学基金项目各1项、主持“十一五”、“十二五”国家支撑计划项目子课题2项、福建省重大科技专项1项、国家工业和信息化部等国家、省（部）级科研课题多项。近5年以第一作者或通讯作者发表SCI论文25篇，参与编写本专业共识、指南近30部，获专利版权5项。编写专著9本，其中主编1本，副主编2本；编写教材6本，其中副主编2本；译著2本，其中主译1本。

第一作者，康崟，现福建医科大学在读博士研究生, 主要研究方向：脑血管疾病的外科干预与疾病标志物检测。

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原文链接：https://cnjournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s41016-016-0046-3

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