生物3D打印在神经外科领域中的研究进展

生物3D打印技术结合临床医学需求的研究趋势愈加明显,尤其在神经外科脑肿瘤、颅骨修补、神经和血管方面的研究日渐增多,但目前还未真正运用到临床。随着生物材料以及细胞技术等的不断发展,生物3D打印技术在神经外科领域中的应用将会取得突破进展。本文通过回顾目前国内外生物3D打印技术在神经外科领域中的临床应用和前沿研究,总结生物3D打印技术在神经外科领域的应用现状,分析未来应用的发展趋势,综述如下。     

3D打印技术在现代神经外科中的应用

3D打印技术作为新型制造技术,在医学领域已有数十年的发展历史,于各个专科均有不同程度的应用。3D打印技术高精度、个体化制作等优势使其能够应用于神经外科领域。本文简述了3D打印技术的生产过程和原理,分析其在神经外科领域各个亚专科应用的作用及意义,指出其目前还存在的不足。相信在技术发展、制度完善的前提下,该技术将给神经外科领域带来重大革新。     

快速成型技术辅助医学影像技术在教学医院神经外科研究生教学中的实践探索

目的分析快速成型技术即3D打印辅助医学影像技术在神经外科研究生教学中的作用,探索教学新方法。方法利用医学影像技术对神经外科低年级研究生进行典型病例的教学;使用3D打印辅助医学影像技术进行二次教学。使用现场提问、调查问卷等方式评估学生对新方法的反映。结果学生普遍认为两种技术结合后,对疾病的感觉理解、空间认识能力有了很大的提升。但当前3D打印技术存在的问题,如打印时间长、不能完全模拟病变等,是限制学生认识水平进一步提升的障碍。结论在神经外科研究生教学领域,3D打印辅助医学影像技术是一个非常有潜力的教学方法,随着3D打印技术的提高,这种优势将更加明显。     

3D打印技术在神经外科的应用研究进展

正随着打印技术的不断成熟,3D打印技术在医学领域被广泛应用,并显示出巨大优势~([1～3])。本文就3D打印技术在神经外科的应用研究进展进行综述。1 3D打印技术目前,打印技术主要分四种。一是熔融沉积(fused deposition modeling,FDM)技术,通过加压喷头沉积热敏材料来重建物体。虽然现行的FDM技     

3D打印技术在神经外科临床教学中的应用

3D打印技术是一类按照数字模型将材料叠加熔结在三维空间进而构造出实物的快速成型技术,目前已经在医学生物领域中得到广泛应用。神经外科临床教学内容复杂,难以在短时间内取得良好的教学效果。不断进展的影像学技术确保3D打印可应用于神经外科临床教学中,加深医学生对神经系统复杂解剖结构的理解,提供模拟神经外科手术练习,迅速掌握神经外科手术技巧,提高神经外科的教学效率,是培养优秀神经外科医生的重要途径。     

3D打印技术在脊柱脊髓神经外科手术中的应用

目的 探讨3D打印技术在脊柱脊髓肿瘤模型的应用价值.方法 回顾性分析应用3D打印辅助手术治疗的9例复杂脊柱脊髓肿瘤病例资料.结果 术前3D打印脊柱脊髓肿瘤模型清晰准确显示肿瘤位置和形态,及其毗邻血管和椎体的空间结构和关系.6例肿瘤全切除,3例次全切除.术后均无并发症发生.结论 3D打印技术在脊柱神经外科手术中可有效辅助...     

神经外科专业学位硕、博士研究生培养新模式的几点思考

神经外科学是一门既古老又崭新的学科,在近20年的时间里,我国神经外科事业发展迅速,神经外科研究生的培养对学科发展起到了重要作用。本文作者根据神经外科的学科特点,提出学位教育和资质教育相结合、细化培养、科研素养与临床能力并重等对策,以期提高神经外科专业学位硕、博士研究生的能力和素质。

     

医学3D打印在颅内浅表病变切除术中的价值

目的 探讨基于医学3D打印所设计的新型导向板在神经外科中的价值。方法 选择厦门大学附属第一医院神经外科颅内占位患者的影像数据,通过计算机3D转化后打印成型。术前将打印的导向板放置患者颌面部,辅助病变边界定位。结果 共纳入32例患者,所设计的3D导向板与皮肤贴合准确,皮肤切口均按照术前导向板指引设计,2例病变位置较深进行了皮肤扩切,其余切口均一次性完成,术后未出现血肿、颅内感染等严重并发症。结论 医学3D打印导向板可以辅助颅内浅表病变定位,在神经外科手术中具有一定的价值。     

术中超声及超声造影在神经外科中的应用

神经外科手术难度大、风险高,术中影像技术可协助手术相对安全地进行,进而提高患者术后生存生活质量。术中影像技术种类繁多,以实时、经济的术中超声应用最为广泛。近年来,出现了基于术中超声的新显像方式——术中超声造影。本文综述了近年来术中超声及超声造影的发展、优劣势、在部分神经外科疾病中的应用及未来可能的发展方向。     

基于颅脑CT与MRI多模图像融合的3D打印模型制作及应用研究

目的研究基于颅脑CT与MRI图像融合的3D打印技术,制作颅脑三维虚拟模型及实体模型,探讨其在临床工作中的意义。方法利用1例小脑幕脑膜瘤患者颅脑CTA、MRI扫描所得的DICOM数据,CT图像分割重建颅骨、血管、头皮模型,MRI图像分割重建脑组织、肿瘤、脑室系统、头皮模型,以头皮模型为基准进行配准融合,完成复合三维虚拟模型的构建,优化处理后经3D打印技术制作实体模型,并邀请15名神经外科医师对模型进行独立评分。结果制作出高逼真度等比例的颅脑实体模型,问卷调查所有问题的平均分均4分。结论利用颅脑CT与MRI图像融合及3D打印技术制作的三维虚拟模型及其实体模型,对神经外科医师的疾病认识与手术应用、医患沟通、临床培训等方面有重要意义。     

颅内压监测联合3D打印技术治疗高血压脑出血的疗效

目的 探讨颅内压监测联合3D打印技术在高血压脑出血患者中的临床应用。方法 回顾性分析河南省人民医院神经外科2019-01—2021-04收治的应用3D打印技术治疗的83例高血压基底节区脑出血患者,其中辅助使用颅内压监测43例,单纯使用3D打印技术40例。分析2组患者术后临床治疗效果（GOS评分）、不良事件发生率（脑疝、二次开颅手术、颅内感染、肾功能损伤）。结果 颅内压监测联合3D打印组GOS分级Ⅰ级2例,Ⅱ级4例,Ⅲ级4例,Ⅳ级22例,Ⅴ级11例,其中恢复良好（Ⅳ级+Ⅴ级）33例,良好率76.7%。3D打印组GOS分级Ⅰ级4例,Ⅱ级6例,Ⅲ级14例,Ⅳ级10例,Ⅴ级6例,其中恢复良好16例,良好率40.0%,2组临床有效率比较差异有统计学意义（P<0.05）。颅内压监测联合3D打印组术后不良事件发生率明显低于3D打印组,差异有统计学意义（P<0.05）。结论 颅内压监测是3D打印微创穿刺治疗高血压基底节区脑出血的有效辅助方式。     

3D打印模型辅助耳前颞下锁孔入路切除岩斜区肿瘤

目的探讨3D打印模型在耳前颞下锁孔入路切除岩斜区肿瘤中的应用及效果。方法回顾性分析12例岩斜区肿瘤病人,应用3D打印模型,还原岩斜区肿瘤组织与毗邻的重要血管。根据3D打印模型,测量岩骨磨除范围,制定最佳手术方案。结果术中结合3D打印模型可直观显示肿瘤对岩骨的破坏情况及术中岩骨需磨除范围。8例脑膜瘤均达到SimpsonⅠ级切除;神经鞘瘤全切除2例,次全切除1例。海绵状血管瘤1例行部分切除。平均随访1.5年,未见肿瘤复发。结论 3D打印技术可与影像资料结合,为神经外科手术,特别是颅底肿瘤提供有价值的信息。     

应用3D打印颅脑模型行内镜下经鼻蝶入路手术训练

目的应用3D打印颅脑模型加快神经外科医师内镜下经鼻蝶入路手术的学习曲线。方法应用3D打印技术制作颅脑模型并进行内镜下经鼻蝶入路手术训练:磨除鞍底骨质,使用刮匙刮除肿瘤,使用吸引器吸除肿瘤。本研究邀请18位神经外科医师(专家组,助手组和观摩组)与5位研究生参与所有训练项目。结果研究生组3项操作的平均得分逐渐提高,第10次操作得分比第1次有明显提高(P 0.05)。专家组、助手组和观摩组得分显著高于研究生第1次得分(P 0.05),但研究生第10次操作得分显著高于观摩组(P 0.05),且在使用刮匙和吸引器的操作得分显著高于助手组(P 0.05)。结论 3D打印颅脑模型有助于提高神经内镜下经鼻蝶入路手术的基本操作水平,具有实用、简便、经济的优点。     

3D打印技术在硬膜外血肿手术中的应用

目的探讨3D打印技术在硬膜外血肿手术中的初步应用。 方法选取山东省滨州市阳信县人民医院神经外科自2016年1月至9月收治的2例硬膜外血肿患者,获取颅脑CT扫描的原始数据,制作硬膜外血肿的三维模型和与头面部组织完全贴合的"盔甲"三维模型,依据硬膜外血肿在"盔甲"模型的投影进行剪切,得到硬膜外血肿的范围,通过3D打印实体化得到手术模具。设计合理的手术切口进行手术,观察术后治疗效果。 结果患者术后复查CT显示血肿清除比较彻底,无迟发性出血;术前剧烈头痛、意识障碍及肢体偏瘫等颅内高压症状消失。随访6个月,患者恢复正常生活及社交,GOS评分5分。 结论应用3D打印技术进行模具打印,能够对硬膜外血肿进行精确定位,评估手术风险,选取合理的手术入路,降低手术创伤,解除血肿压迫。     

三维打印技术在神经外科领域的应用

三维打印技术兴起于20世纪80年代,现已广泛应用于信息技术、材料科学、精密机械、航空航天等各个科学领域。2000年前后,三维打印技术被引入到医学界,并在骨科和口腔科率先取得应用。神经外科,一直是医学领域革新的前沿,三维打印技术在神经外科应用有着巨大潜力和深远前景。本文以三维打印技术的发展为纵线,以行业演化为横轴,以神经外科领域为主板,探讨三维打印技术的历史、现在、未来,优势和局限,以及一些可能的应对策略。     

3D打印技术在儿童颅骨病变一期切除并修复中的初步应用

正儿童颅骨病变积极手术治疗可以明确诊断,延缓神经功能缺损发展,延长生存期及达到美容目的~([1])。对于低龄儿童颅骨切除后大面积颅骨缺损往往导致颅脑与颅骨发育不匹配或头颅不对称。随着3D打印技术及新材料的发展,能否对于低龄儿童精准切除颅骨病变并一期修补颅骨缺损。山东大学齐鲁医院神经外科2019年2月至8月手术治疗单发颅骨病变7例患儿(0～14岁),运用3D打印技术辅助一期成型颅骨缺损,取得良好效果,现报告如下。     

3D打印技术在颈椎管内外哑铃形肿瘤手术中的应用

目的 探讨3D打印技术在颈椎管内、外哑铃形肿瘤手术中的应用.方法 前瞻性纳入2016年6月至12月宁夏医科大学总医院神经外科收治的5例颈椎管内、外哑铃形肿瘤患者,均采用后正中入路切除肿瘤.术前5例患者行CT血管造影及MRI检查,将原始影像学数据导入医用手术设计软件Mimics 17.0中进行重建,利用3D打印机建立3D打印模型,利用该模型制定手术方案并模拟手术,以指导手术治疗.结果 重建的二维图像和3D打印模型均能准确显示肿瘤与其周围血管、神经、椎体之间的解剖关系,可为肿瘤的Toyama分型提供更直观的依据.肿瘤全切除3例,次全切除2例.无一例出现椎动脉损伤或神经功能障碍加重.术后未出现肌力下降、脑脊液漏、切口感染以及颈椎反曲畸形等并发症.结论 3D打印模型可全面、直观、精准地显示颈椎管内、外哑铃形肿瘤与其周围结构的解剖关系,有助于最大程度地切除肿瘤,减少术后并发症.     

基于DICOM影像融合技术3D打印脑动静脉畸形模型的介入治疗应用研究

目的探讨3D打印脑动静脉畸形（AVM）模型在介入栓塞治疗中的临床应用价值。 方法回顾性收集2016年1月至2019年6月于大连大学附属中山医院神经外科行介入栓塞治疗的AVM患者的临床资料。纳入术前完善常规影像学检查且构建3D打印模型的10例患者为试验组,以同等级的未构建3D打印模型的10例患者为对照组,对栓塞前后畸形血管团大小、栓塞率、手术时间等资料进行比较。 结果试验组与其MRA/CTA所测得的AVM大小比较差异具有统计学意义（P<0.05）。试验组的平均栓塞率高于对照组。试验组的栓塞前后面积的平均差值显著高于对照组,平均手术时间小于对照组的平均手术时间,差异具有统计学意义（P<0.05）。试验组与其DSA所测AVM大小差异无统计学意义（P>0.05）。 结论基于DICOM影像融合技术3D打印脑AVM模型能更加直观、精确地显示AVM解剖结构特征,在明确AVM大小、S-M分级、提高栓塞治疗效果以及缩短手术时间等方面,具有较大的临床应用价值。     

腕管综合征患者口服及局部注射类固醇疗效的临床和神经超声评估研究

目的应用临床评分及神经超声评估类固醇治疗腕管综合征(CTS)的疗效。方法收集2015年8月至2016年7月连续入组且符合纳入标准的CTS患者42例,按入组序号随机分组,单号患者口服类固醇(口服组,22例);双号患者腕管局部注射类固醇(注射组,20例)。所有患者治疗前确定电生理异常程度即轻、中、重和极重度。治疗前、治疗后1月进行临床评分以及高频超声检测。临床评分包括CTS总体症状评分(GSS)、波士顿症状严重程度(SSS)和功能状态评分(FSS);高频超声横向扫描测量正中神经横截面积(CSA),包括腕管入口、中部、出口、前臂4个层面(CSA1、CSA 2、CSA3、CSA 4),纵向扫描测量最细和最粗切面的直径(D1、D2),并计算治疗前后各参数的差值(△)和比率(R)。结果两组GSS、SSS及FSS等临床评分,CSA1、CSA2、CSA3、D、R-CSA等超声检测参数治疗后均减少(P0.05)。治疗前后差值△CSA1、△R-CSA注射组较口服组增加明显,差异有统计学意义(P0.05)。在轻度及中度CTS患者中,注射组△CSA1、△R-CSA较口服组增加明显,差异有统计学意义(P0.05);在重度和极重度患者,两组各参数均无差异(P0.05)。结论轻、中度CTS患者腕管局部注射类固醇,其短期疗效优于口服类固醇组;超声评估疗效有临床意义,且△CSA1联合△R-CSA能够更好的评估。     

3D打印技术在脑膜瘤术前定位中的初步应用

目的 探讨3D打印技术在脑膜瘤术前定位中的应用价值。方法 收集2016年12月至2017年6月手术治疗的脑膜瘤10例,其中大脑凸面脑膜瘤7例、大脑镰旁脑膜瘤3例;将病人颅脑CT或MRI薄层扫描所得二维影像资料以DICOM格式刻盘存档,作为脑膜瘤原始数据,应用Mimics17.0软件重建出三维图像,最后通过3D打印出3D导板。术前将3D打印导板置于术区进行肿瘤定位。结果 10例均成功设计并打印出个体化3D打印导板,术前可辅助准确定位。肿瘤均达到SimpsonⅠ级切除。术后未出现明显血肿、脑水肿及神经症状。结论 3D打印技术可用于脑膜瘤术前精准定位,优化手术方案,提高手术效果。