利用3D-Slicer配合穿刺导管辅助穿刺治疗高血压脑出血的探索

马劲翔 ,常龙，唐秋霞，潘珏恒，莫家彬

暨南大学附属顺德医院（广东 佛山）528305

  [ 摘要 ] 目的 ：利用开源软件3D-Slicer配合导向管模拟治疗高血压脑出血，从而减少穿刺失误、避开重要血管及纤维束，进而提高引流效果，缩短引流时间，为微创穿刺治疗高血压脑出血提供新的思路。方法 ：在同一颅骨模型上，实验组在对照组决定好E点（穿刺点）、T点（目标点）后，行CT扫描，将影像资料Dicom文件导入3D-Slicer，通过模块Gyro Guide计算穿刺角度及深度，配合已设计好的穿刺导管完全根据计算数据进行穿刺，固定，通过前额颅骨缺口观察引流管口处是否到达T点，若未到达T点，测量两者之间距离并记录。对照组方法：在该组决定好E点、T点后，行CT扫描，得到影像资料后由一位副主任医师自行阅片，然后徒手穿刺，记录穿刺次数（穿刺后不能调节角度），在该组认为穿刺完毕后，固定，通过前额颅骨缺口处观察引流管口是否到达T点，若未到达T点，测量两者之间距离并记录。实验组及对照组分别进行12次实验。运用SPSS 20.0软件进行统计分析，计量资料以均数±标准差（ｘ±ｓ）表示，组间比较使用ｔ检验；计数数据以百分率（％）表示，组间比较使用χ２检验。P<0.05为差异有统计学意义。结果：当T点（目标点）为T1、T3、T4、T6时，由于E点直径过小，实验组穿刺时需要把穿刺导管稍微抬离穿刺点，以达到符合计算角度，从而影响穿刺准确率。当T点（目标点）为T2、T5时，实验组穿刺准确率较对照组高，P＜0.05，穿刺所需时间较对照组长，P＜0.05。结论 ：利用3D-Slicer配合穿刺导管辅助穿刺模拟治疗高血压脑出血，方法可行，但仍有改进的地方，如固定穿刺导管，E点（穿刺点）设计成与实际手术钻孔相符的阶梯样骨孔。

 本文旨在探寻更好的、更简单的穿刺方法，以减少反复穿刺，缩短置管时间，减少颅内感染风险，尽快解除血肿压迫，为高血压脑出血的治疗提供新的思路【1】。

1 资料与方法

1.1一般资料

1.1.1脑出血模型目标点（T点）的建立：淘宝网购买一颅骨模型，尽可能大范围的磨除部分额骨及颞骨至可观察颅腔内情况而不影响颅底骨与颅盖骨闭合，按图 1 钻孔，使用6个球形 PVC材料作为模拟血肿的目标点（T 点），直径约为 1cm。T 点固定于一细线，细线分别通过两侧的钻孔点并固定，模拟不同部位的血肿目标穿刺点。

 

 

图1

1.1.2穿刺点（E 点（头部钻孔点））的建立：按图 2 钻孔，其中包括神经外科中最常用的脑室外引流穿刺点（A、T,冠状缝前 2cm，中线旁开 3cm）。

图2

1.1.3  利用3D-slicer重建模型

1.2实验方法

实验分组分为实验组与对照组，实验组为利用 3D-Slicer 配合穿刺导管辅助血肿穿刺，对照组由一位副主任医师徒手穿刺。鉴于对照组可能出现穿刺部位不熟悉，由对照组决定 E、T 点。

实验组方法：在对照组决定好 E 点、T 点后，在 E 处贴上心电监护电极片，行 CT 扫描，将影像资料 Dicom 文件导入 3D-Slicer，通过模块 Gyro Guide 计算穿刺角度及深度，配合已设计好的穿刺导管完全根据计算数据进行穿刺，固定，通过前额颅骨缺口观察引流管口处是否到达 T 点，若未到达 T 点，测量两者之间距离并记录。实验组进行 12 次实验。对照组方法：在该组决定好 E 点、T 点后，行 CT 扫描，得到影像资料后由一位副主任医师自行阅片，然后徒手穿刺，记录穿刺次数（穿刺后不能调节角度），在该组认为穿刺完毕后，固定，通过前额颅骨缺口处观察引流管口是否到达 T 点，若未到达 T 点，测量两者之间距离并记录。对照组进行 12 次实验。

Entry-Target	Red（°）	Green（°）	Tlue（°）	Distance（mm）
LA1-T1	68.3	6.2	20.7	62.5
LA1-T2	51	30.1	22.3	72.9
LA1-T4	44.9	2.3	45	73.9
LA1-T5	39.6	22	42.3	80.4
LA2-T1	55.8	30.7	13.7	51.7
LA2-T4	38.9	16.5	46.4	58.6
RA1-T2	60.7	16.6	23.4	71.0
RA1-T3	63.0	7.8	25.6	68.7
RA1-T5	42.9	18.7	41.2	83.0
RA1-T6	46.7	5.5	42.8	78.5
RA2-T3	66.2	13.8	19.0	51.7
RA2-T6	45.2	13.5	41.7	60.9

1.3观察指标

观察指标为穿刺准确率（触碰到PVC小球则视为穿刺准确），穿刺偏离率（未触碰到PVC小球则视为穿刺失败，测量偏离距离），穿刺时间等。

1.4统计学分析

运用 SPSS 20.0 软件进行统计分析，计量资料以均数±标准差（ｘ±ｓ）表示，组间比较使用ｔ检验；计数数据以百分率（％）表示，组间比较使用χ２检验。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1实验组

	穿刺成功	偏离距离（mm）	穿刺时间（秒）
LA1-T1	否	3	225
LA1-T2	是	0	144
LA1-T4	否	3	180
LA1-T5	是	0	124
LA2-T1	是	0	228
LA2-T4	否	4	176
RA1-T2	是	0	114
RA1-T3	否	3	256
RA1-T5	是	0	109
RA1-T6	否	3	196
RA2-T3	是	0	126
RA2-T6	否	3	157

2.2对照组

	穿刺成功	偏离距离（mm）	穿刺时间（秒）
LA1-T1	是	0	20
LA1-T2	是	0	23
LA1-T4	否	3	35
LA1-T5	否	2	36
LA2-T1	否	5	25
LA2-T4	是	0	35
RA1-T2	否	2	25
RA1-T3	是	0	22
RA1-T5	否	4	24
RA1-T6	否	2	21
RA2-T3	否	3	44
RA2-T6	否	3	35

2.3.1穿刺成功率

	总穿刺成功率	中间穿刺成功率（穿刺点为T2、T5）
实验组	50%	100%
对照组	40%	25%

2.3.2穿刺偏离量及穿刺时间

报告
穿刺方式		距离	穿刺时间
实验组	平均值	1.5833	169.5833
	个案数	12	12
	标准 偏差	1.67649	48.94237
对照组	平均值	2.2500	28.7500
	个案数	12	12
	标准 偏差	1.91288	7.79423
总计	平均值	1.9167	99.1667
	个案数	24	24
	标准 偏差	1.79169	79.67907

ANOVA 表a,T
			平方和	自由度	均方	F	显著性
距离 * 穿刺方式	组间	（组合）	2.667	1	2.667	.824	.374
	组内		71.167	22	3.235
	总计		73.833	23
穿刺时间 * 穿刺方式	组间	（组合）	119004.167	1	119004.167	96.905	.000
	组内		27017.167	22	1228.053
	总计		146021.333	23
a. 由于不足 3 个组，因此无法计算 距离 * 穿刺方式 的线性度量。
T. 由于不足 3 个组，因此无法计算 穿刺时间 * 穿刺方式 的线性度量。

2.3.3中间穿刺成功率（T点为T2、T5点）

报告
距离
穿刺方式	平均值	个案数	标准 偏差
实验组	.0000	4	.00000
对照组	2.0000	4	1.63299
总计	1.0000	8	1.51186

ANOVA 表a
			平方和	自由度	均方	F	显著性
距离 * 穿刺方式	组间	（组合）	8.000	1	8.000	6.000	.050
	组内		8.000	6	1.333
	总计		16.000	7
a. 由于不足 3 个组，因此无法计算 距离 * 穿刺方式 的线性度量。

3.结论

   本次实验中发现:1、实验组及对照组总体穿刺准确率接近，偏离距离没有统计学意义（P>0.05）。 2、实验组进行实验时，需要耗用大量时间用于调整穿刺导杆位置以达到相应角度，穿刺时间明显大于对照组（P<0.05）。3、当T点（目标点）为T2、T5时，受E点（穿刺点）大小影响较小，穿刺准确率非常高，考虑原因为穿刺时受E点（穿刺点）孔径影响小，但标本数过少，统计学上无统计学差异（P=0.05）。4、发现当T点（目标点）为T1、T3、T4、T6时，穿刺遇到困难，如穿刺杆需要抬离穿刺点以达到目标角度等，所以该实验组方法仍有需要改进的地方【2】。本探索性实验仍需要改进的方面如下：1、增加固定穿刺导管的装置，大幅度减少穿刺时间及穿刺时导管的摆动，提高穿刺准确率。  2、E点（穿刺点）过小影响穿刺过程，可设计成与实际手术钻孔相符的阶梯样骨孔，这样可以增大穿刺导管的方向调整幅度的同时保证穿刺导管不会掉入穿透钻孔点【3】。综上所述，本次立项利用开源软件 3D-Slicer 配合导向管模拟治疗高血压脑出血，似乎能减少穿刺失误、提高引流效果，缩短引流时间，为微创穿刺治疗高血压脑出血提供新的思路，但仍需改进实验方法后行大标本数实验以进一步验证。

4. 参考文献

[1]魏大年，刘铁坚，张冠华，等．脑内血肿穿刺引流简易定位法———“两点两线法”［

J］．中华神经医学杂志，2017，16: 70．

[2] Xia Z， Wu X， Li J， et al. Minimally Invasive Surgery is Superior to Conventional

aniotomy in Patients with Spontaneous Supratentorial Intracerebral Hemorrhage：A

Systematic Review and Meta-Analysis [J]. World Neurosurg，2018,115：266-273.

[3]范学政，游潮． 国内高血压脑出血微创血肿清除手术治疗现状及趋势［J］． 中华神经

医学杂志，2017，16: 956．