3D打印技术在脊柱脊髓神经外科手术中的应

来源：中国微侵袭神经外科杂志

作者：于贝贝，荆林凯，孙振兴，王劲，王贵怀，清华大学医院神经外科

3D打印技术可辅助外科医师进行手术方案制定并指导手术，优势显著。医院神经外科年6月-年12月采用3D打印技术辅助9例脊柱脊髓肿瘤手术，现报道如下。

1.对象与方法

1.1病例资料（表1）

纳入标准：①病人脊柱脊髓肿瘤诊断明确，可耐受手术，对该临床实验知情同意。②均行肿瘤病灶切除术，术后随访2年以上。应用3D打印技术辅助外科手术治疗复杂脊柱脊髓肿瘤9例，其中男4例，女5例；年龄21~61岁，平均43.9岁。

1.23D打印模型制造（图1）

将病人术前薄层CT及3.0TMR（均为美国GE公司）平扫及增强扫描影像资料导入图像处理软件MimicsResearch17.0。在进行阈值分割后构建肿瘤、骨骼及血管三维模型。

1.3术前评估及手术演练

在软件上标记三维重建后的疾病模型，并通过旋转、放大、平移等切换显示不同结构，观察实体肿瘤形态、位置及其毗邻结构关系。在MimicsResearch17.0软件上评估病灶及周围情况，尝试不同手术入路，优化手术策略。在制作好疾病三维立体模型后，根据肿瘤组织来源或侵犯范围，从不同角度观察3D打印模型，并对其进行切割及相关测量，模拟手术入路，及时发现术中显露与操作的不便之处。

2.结果（图1；表1）

2.13D打印模型（图1）

在3D打印技术辅助下打印出脊柱脊髓肿瘤模型，其可清晰显示实体肿瘤形态、位置及其毗邻结构关系。3D打印模型平均时间（15±3）h，成本费用约~元。

2.2临床结果（表1）

9例病人均行显微外科手术，手术路径与术前模拟基本一致。病变全切除6例，次全切除3例。病理类型：神经鞘瘤4例，原始神经外胚层肿瘤、乳腺癌椎体转移、脊索瘤、海绵状血管瘤、脂肪瘤各1例。病人随访期间均恢复良好，无严重神经功能损害、手术并发症及死亡。

3.讨论

3D打印模型在脊柱脊髓神经外科广泛应用于诊断、术中导航、个性化内置物定制、支具生产、医患术前谈话、医师带教等。

3.1术前规划

3D打印在脊柱脊髓神经外科应用最广泛为术前规划。既往脊柱脊髓肿瘤术前评估主要依靠CT、MRI等二维影像。CTA三维重建模型，所反映的三维空间结构在深度方面仍存在视觉差异。3D打印的脊柱脊髓肿瘤模型能较直观、全面显示病变信息，并可进行术前规划、模拟手术切除肿瘤等过程，有助于评估手术难度和风险。尤其对肿瘤复发需二次手术病例，病变处解剖结构变异，组织瘢痕增生，3D打印技术有助于判断组织层次结构、肿瘤边界及周围毗邻的重要脏器，效果显著。

3.2术中应用

3D打印技术既可通过术前模拟肿瘤解剖模型、辅助术中精准切除肿瘤，又可在术中移除病椎后，置入重建3D椎体，为脊柱转移瘤切除后大段骨缺失提供一种新的治疗方案。对术前影像学提示肿瘤边界不明确，且需在非直视下切除不规则病变时，术中实时参考肿瘤模型可将手术并发症发生率降至最低，同时提高外科取得阴性切缘的能力。

3D模型椎弓根螺钉导向器，已成功用于放置跨关节螺钉，侧块和椎弓根、椎板螺钉，胸腰椎皮质螺钉，以及严重先天性脊柱侧凸的全节段螺钉。3D导向器主要应用于解剖结构较复杂或置钉不准确，可能导致术后明显畸形的区域，是提高螺钉置放精度的一种手段，可大大减少并发症。

3.3未来展望

3D打印脊神经仍存技术难题。目前，弥散张量成像、弥散张量纤维束追踪等技术，因其空间分辨率无法达到3D打印要求，难以对结构复杂的神经纤维束进行交叉纤维束示踪，仍存在不少争议。所以，寻找一种更好的扫描方法对脊神经纤维束进行三维示踪重建至关重要，同时结合高精度影像资料，可打印出显示脊神经与病变相对关系的3D实物模型，进一步增强神经保护，减少不要损伤。

综上所述：在脊柱脊髓神经外科领域，3D打印术前可进行手术计划及演练，术中可辅助手术顺利实施，使广大脊柱脊髓病人与神经外科医师获益。

来源：于贝贝,荆林凯,孙振兴,王劲,王贵怀.3D打印技术在脊柱脊髓神经外科手术中的应用[J].中国微侵袭神经外科杂志,,26(02):74-75.