3D Slicer技术在脑出血手术中的应用效果

王心刚 邓 婕

脑出血发病率较高，多由高血压所引发，基底节区脑出血为多发症状，又因基底节区内存在丘脑中央辐射以及皮质脊髓束等多个重要神经组织，若出现损伤，患者会形成偏盲，对侧肢体无力等常见症状，临床及时清除颅内血肿是该病治疗的关键。目前临床对于该疾病大多数进行手术治疗，充分对其进行术前准备，精确定位以及微创治疗成为近阶段手术质量目标[1]。微创通道手术目前费用较低，但临床疗效不十分显著，对血肿情况无法精准把控。手术过程中CT定位法能够根据头部CT解剖位置确定穿刺点以及方向，但需要主治医生具有丰富临床经验，由于无统一标准且缺乏稳定性，造成后期血肿定位满意度较低，影响后期引流。采取3D Slicer技术辅助治疗能够在传统头颅CT平扫后进行软件三维重建，直观观测血肿体积以及具体位置，弥补常规手术不足，有效提高定位准确度，提高血肿消除率[2-3]。因此，本研究以进行手术治疗的98例脑出血患者作为对象，探讨3D Slicer技术在脑出血手术治疗中的应用效果及对患者认知水平的影响，报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2020年6月-2022年5月本医院收治的需要进行手术治疗的98例脑出血患者，所有患者均进行血肿微创软通道穿刺引流手术以及术后康复指导。本研究获得院医学伦理委员会的批准。手术指征：壳核出血＞20 mL；脑叶出血＞30 mL；丘脑出血＞10 mL；脑室出血形成铸型或伴梗阻性脑积水；无其他明显手术禁忌情况。本研究使用电脑随机进行分组，观察组与对照组各49例患者，对照组中男26例，女23例，年龄63～88岁，平均年龄（77.26±2.39）岁；病史4～12年，平均（8.32±1.42）年，合并冠心病者13例，动脉硬化症17例，高脂血症19例；出血部位：基底节区22例，丘脑8例，脑叶9例，脑室10例；血肿量26～72 mL，平均（42.38±1.23）mL。观察组中男29例，女20例，年龄65～87岁，平均年龄（77.35±2.26）岁；病史5～14年，平均（8.5±1.34）年，合并冠心病者15例，动脉硬化症18例，高脂血症16例；出血部位：基底节区21例，丘脑9例，脑叶11例，脑室8例；血肿量23～71 mL，平均（41.35±1.85）mL。两组患者临床资料相比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 观察组 采用3D Slicer辅助血肿微创软通道穿刺引流手术干预，将头颅CT平扫后数据导出，电脑上打开3D Slicer软件，将DICOM格式的扫描数据导入软件内，处理软件内传入的图像，若图像不清晰，需要进一步处理，选择在Volumes（容积）模块进行调整，打开容积模块后在Interpolate（预设）的窗位选择头CT。之后3D视窗内会出现清晰图像，打开Editor (编辑)模块，采取Threshold effect（阈值法）进行模拟，在Editor模块内分别选择Master Volume及Merge Volume进行母版图像和合并子区域图像所包含的解剖结构进行重合。之后在Label中直接选择，点击EditSelected Label Map工具中的Threshold effect阈值键，设置Threshold Range中的阈值范围，按照先高值后低值的顺序设置，范围55～100，该阈值范围内脑组织均出现染色，并且去除血肿外的染色部分。使用SaveIslandEffect工具选择血肿中心区域，去除颅内血肿周围组织处多余的染色部分，之后选择MakeModleEffet工具完成建模，可选择在ModelName工具中重命名，完成建模后可以在3D视窗内观测建好的血肿模型。点击头CT图像左上角选择菜单后点击亮眼睛，可使头CT扫描片与模型融合，之后选择link工具使头CT图像连贯，之后操作人员可在Models模块中查看相关血肿信息，在Information工具栏中的Volume模块中查看血肿体积，根据以上操作要求按顺序运行各模块，可以建立颅骨及脑室系统三维图像，血肿、颅骨及脑室系统三维图像建立完成后可在3D视窗中同时观察，若提高观测清晰度可以选择Models模块中的Scene工具，点击颅骨，应用Opacity工具可调整颅骨透明度，便于观测血肿在脑内所处范围、大小、深度等参数。利用Gyroguide模块对穿刺点设计并标记，与大血管、静脉窦以及功能区等部位保持安全距离，个体化选择软通道入路，明确血肿中心情况、大脑镰距离及角度，确定与同侧外耳道距离及角度，测量血肿与头皮最近及最远距离，并且根据头皮电极片处理数据情况，在头皮处标记穿刺点，对患者采取常规镇痛及对颅椎局部麻醉，依次贯穿患者颅骨头皮、外板、内板以及硬脑膜。将12号硅胶软通道引流管置入体内，观测到陈旧性血液流出后，将血肿组织抽吸，抽吸血肿量不超过50%出血量。观测到引流管通畅后进行妥善固定，深度应小于3D Slicer测量的最大深度，连接外界引流装置，手术后需要复查CT情况，并对引流管位于血肿腔情况进行确定。手术后12 h需要采取5万U尿激酶与生理盐水5 mL混合后注入血肿腔内（见图1），每天两次，两次间隔4 h。在手术后12 h以及3天对患者头部CT进行复查，确认患者脑内血肿完全清除或体积少于10 mL，颅内压恢复到正常水平后拔除引流管，引流管需要保持在1周以内，手术后对其进行常规抗感染处理。

图1 3D Slicer辅助血肿微创软通道穿刺引流术

1.2.2 对照组 采取CT辅助定位血肿微创软通道穿刺引流手术干预，患者全身麻醉后进行气管插管处理，根据手术前患者扫描的CT信息明确血肿深度，并且确定穿刺部位，方向以及穿刺深度等，在全身麻醉情况下对患者颅骨进行钻孔，采用十字形切开患者硬脑膜，穿刺点选择血肿层面最大处中后1/3处，并置管进行引流，术后处理方法同观察组。

1.3 观察指标 ①临床指标：包括血肿消退时间、引流管拔管时间、术后清醒时间及住院时间。②治疗前后神经功能缺损、昏迷程度、日常生活活动能力情况：神经功能缺损：利用NIHSS量表评估（0-42分），包含运动，感觉，视野，共济运动，意识，眼球运动及语言等内容，分数高则神经功能缺损程度高。昏迷程度：采用GCS评分评估（满分15分），包括睁眼反应、肢体运动及语言反应，13～15分为轻型，9～12分为中型，3～8分为重型。日常生活活动能力：采用改良BI指数（MBI）评估，共10个项目，包括进食，穿衣，平地行走，洗澡等，活动自理能力正常：100分，轻度功能缺陷：75～99分，中度功能缺陷：50～74分，重度功能缺陷：25～49分，极严重功能缺陷，完全无法自理：0～24分，评分与日常生活能力成正相关。③治疗前后认知行为情况。用蒙特利尔认知评估量表进行评分。包括注意与命名能力（5分），执行功能（5分），记忆与语言（9分），抽象思维（2分）以及计算和定向力（9分）等，总分30分，超过26分为认知正常。④并发症：包括肺部感染、再出血及颅内感染等。

1.4 统计学分析 采用SPSS 24.0统计学软件处理数据，临床指标、量表评分、认知行为评分等资料用（）表示，采用t检验；并发症发生率等资料用n（%）表示，采用χ2检验，P＜0.05表示差异存在统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者临床指标变化情况比较 观察组患者血肿消退时间、引流管拔管时间、术后清醒时间及住院时间均短于对照组，差异均具有统计学意义（P＜0.05)，见表1。

表1 两组患者临床指标变化情况比较（）

住院时间(d)观察组496.32±1.515.58±0.8211.26±2.5114.20±2.32对照组4910.16±2.688.21±1.2615.32±2.6917.87±2.62 t8.73812.2467.7257.341 P＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001组别n血肿消退时间(d)引流管拔管时间(d)术后清醒时间(h)

2.2 两组患者治疗前后神经功能缺损、昏迷程度、日常生活活动能力情况比较 治疗前，两组患者NIHSS、MBI及GCS评分无显著差异（P＞0.05)；治疗后，观察组患者NIHSS评分低于对照组，MBI评分及GCS评分均高于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组患者治疗前后神经功能缺损、昏迷程度、日常生活活动能力情况比较（，分）

表2 两组患者治疗前后神经功能缺损、昏迷程度、日常生活活动能力情况比较（，分）

组别nNIHSS评分（分）MBI评分（分）GCS评分治疗前治疗后治疗前治疗后治疗前治疗后观察组4925.53±1.7610.26±2.3540.84±2.6276.95±4.766.54±1.2511.02±1.16对照组4925.42±1.6115.24±3.2641.32±2.4564.28±4.396.47±1.199.21±1.26 t 0.3238.6740.93713.6970.2847.398 P 0.748＜0.0010.351＜0.0010.777＜0.001

2.3 两组患者治疗前后认知行为比较 治疗前，两组患者认知行为评分无显著差异（P＞0.05）；治疗后，观察组患者注意与命名能力、执行功能、记忆与语言、抽象思维以及计算和定向力评分均高于对照组（P＜0.05），见表3。

表3 两组患者治疗前后认知行为比较（，分）

表3 两组患者治疗前后认知行为比较（，分）

组别n注意与命名能力执行功能记忆与语言抽象思维计算和定向力治疗前治疗后治疗前治疗后治疗前治疗后治疗前治疗后治疗前治疗后观察组491.24±0.414.01±0.421.47±0.323.18±0.353.92±0.557.16±0.651.02±0.131.72±0.143.62±0.367.01±0.43对照组491.28±0.353.35±0.461.43±0.362.35±0.413.84±0.535.84±0.761.00±0.111.46±0.133.57±0.425.62±0.36 t0.5197.4170.58110.7780.7339.2400.8229.5260.63317.350 P0.605＜0.0010.562＜0.0010.465＜0.0010.413＜0.0010.528＜0.001

2.4 两组患者并发症总发生率比较 观察组患者再出血、肺部感染及颅内感染的总发生率低于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组患者并发症总发生率比较 例(%)

3 讨 论

3.1 3D Slicer软件能够有效定位血肿穿刺点，改善患者预后 脑出血后期病死率较高，随着外科技术发展，微创手术大多应用于脑出血清除治疗，血肿穿刺引流手术是常用手术方法，但应用过程中对穿刺定位要求较高，3D Slicer软件能够在使用时重建患者头部结构，有效定位血肿穿刺点，改善患者预后[4]。本研究对两组脑出血患者手术治疗效果进行对比，研究结果显示，观察组患者治疗后引流管拔管时间、血肿消退时间、术后清醒时间及住院时间等均短于对照组（P＜0.05），观察组患者NIHSS低于对照组，MBI及GCS评分高于对照组（P＜0.05），说明将3D Slicer技术应用于脑出血血肿微创软通道穿刺引流手术中可促进血肿消退，加速术后清醒，降低神经损伤，缩短住院时间，改善生活能力。分析原因在于相比传统手术，微创手术治疗优势较为明显，临床应用广泛，微创通道手术具有创伤较小、费用较低的优势，可减少对正常脑组织造成严重损伤，同时可在实施过程中有效避开大血管，功能区以及静脉窦等部位，提高血肿定位准确率[5]。在微创通道手术治疗技术上采取神经导航设备有效精确定位，手术前头部CT扫描费时较多，此外神经导航技术设备价格昂贵。而3D Slicer技术属于免费医学图像处理软件，可支持功能改进、拓展，操作性简单，该类软件能够在短时间内对患者颅内血肿以及头颅情况进行三维重建，并且设立多个标志点，可将内部图像传至移动设备，通过移动设备采取sina软件将颅内血肿头颅图像进行审阅，并使用移动设备对头部距离进行调解，校正标志点，能够实现对颅内血肿患者的精确投影，为后期微创引流手术提供精确定位以及设计指导[6]。采取3D Slicer软件辅助进行手术能够有效改善手术指标，同时促进血肿消除，并且能够对血管进行精确止血操作，对术后神经功能恢复以及昏迷指标具有积极意义[7]。

3.2 3D Slicer技术可改善患者认知能力，减少术后并发症 认知功能障碍是脑出血患者常见临床表现，如何改善患者认知障碍，防止进一步恶化是脑出血患者手术治疗中的重点关注问题。研究结果显示，治疗后，观察组患者注意与命名能力、执行功能、记忆与语言、抽象思维以及计算和定向力等评分均高于对照组（P＜0.05），观察组患者再出血、肺部感染及颅内感染等发生率低于对照组（P＜0.05），说明将3D Slicer技术应用于脑出血血肿微创软通道穿刺引流手术中可改善机体认知能力，减少术后并发症发生。分析原因在于3D Slicer软件可重建血肿模型，寻找最佳手术路径，同时将重进图像传入手机软件，实现实时定位完成路径规划，在使用过程血肿清除效果较好，同时减少手术时间，有助于降低手术对患者的损伤，弥补常规手术不足，促进后期认知功能恢复，在提高手术成功率同时，降低后期并发症发生[8]。

综上所述，将3D Slicer技术应用于脑出血血肿穿刺引流手术中，可促进血肿消退，加速术后清醒，降低神经损伤，缩短住院时间，缓解昏迷。此外可改善患者认知能力，使术后并发症发生率下降，建议推广使用。