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计算机三维重建技术塑形钛网在颅骨缺损中的应用探讨

2019-11-01赵兰敏赵学俊

中国医疗美容 2019年7期
关键词:塑形颅骨三维重建

赵兰敏,薛 勇,赵学俊,李 龙

(河南省濮阳市油田总医院神经外科,河南 濮阳,457001)

颅骨缺损是神经外科的常见病,其主要见于颅脑外伤及高血压自发性脑出血去颅骨瓣减压术后,颅骨缺损不但严重影响患者颅脑外观,容易使患者产生自卑及焦虑的负面情绪,而且还会产生“皮瓣凹陷综合征”,即颅骨缺损引起的头痛头晕、言语不清、记忆力下降等一系列神经症状,病情严重者可出现癫痫发作及脑萎缩[1,2]。因此,积极的颅骨缺损修补不仅可改善患者颅脑外观,增加患者自信心,而且可明显恢复颅腔空间,保持脑组织稳定性,保护脑组织免受外界不良环境的刺激[3]。计算机三维重建技术塑形钛网是利用计算机软件进行三维数据处理,制作与患者缺损颅骨形状大小相符的钛网进行修补的技术。相较于传统的硅胶、骨水泥等异体组织材料,钛网具有强度大、组织相容性佳、耐磨损、不磁化等优点,已广泛用于各种原因导致的颅骨缺损修复[4,5]。我们应用计算机三维重建技术塑形钛网对我院61例颅骨缺损患者进行重建修复,取得了良好的效果,现报告如下:

1 材料与方法

1.1 临床资料

选取2015年11月至2018年5月间在我院手术的颅骨缺损患者61例,全部患者包括男39例,女22例,年龄19-68岁,平均年龄为(42.6±6.3)岁。按照颅骨缺损原因分为颅脑外伤术后缺损47例(包括车祸29例,坠落伤11例,硬物击打伤7例),高血压自发性脑出血术后缺损14例。按颅骨缺损部位分为额部7例,颞部12例,顶部9例,枕部5例,额颞部5例、颞顶部10例,额颞顶部4例,其他9例。缺损面积最小4cm×5cm,最大14cm×16cm。颅骨缺损时间:2-3个月33例,4-6个月15例,6-11个月10例,大于12个月3例。纳入标准:①颅骨缺损原因明确;②无手术禁忌;③治疗依从性佳;④凝血功能正常;⑤年龄18-70岁。排除标准:①发热或合并颅内感染性疾病;②2型糖尿病血糖控制不佳;③合并风湿免疫性疾病;④凝血功能异常;⑤合并颅内恶性肿瘤;⑥患侧颞肌萎缩;⑦脑积水或行分流术者。

1.2 操作方法

1.2.1 钛网制作首先利用CT 扫描采集患者颅脑图像,图像扫描厚度为2mm,然后将患者图像资料传输至计算机重建系统,利用计算机容积重建软件对患者颅骨进行三维重建,以对侧正常颅骨为参照,模拟修复缺损患处,最终得到修复体三维模型。然后将修复体数据传送至数字化成型机模拟塑形钛网,医师对模拟结果进行审核校对,通过微调实现钛网表面光滑及与正常颅骨的无缝吻合,校正无误后在模具下行三维钛网制作。

1.2.2 钛网植入所有患者在全麻下进行植入,麻醉成功后,沿着缺损区边缘切开头皮,暴露颅骨骨窗,沿缺损边沿向外周扩大1-2cm,将三维钛网准确覆盖着缺损区域,确保边缘精确衔接,利用钛钉进行三维钛网固定,最后将硬脑膜悬吊在三维钛网上,然后缝合5-10 针,确保硬脑膜与皮瓣间隙最小化以利于愈合。手术过程中如果出现脑脊液漏应及时进行脑膜修补,修补颞部时,注意将游离的颞肌固定在钛网外侧。钛网植入结束后放置负压引流管,缝合头皮并包扎,持续引流24h,引流结束复查CT 后拔出引流管。

1.3 观察指标

手术后及6个月随访期间密切观察并发症发生情况,做好记录,主要观察并发症包括:颅内感染、皮下积液、脑脊液漏、硬膜外血肿、钛网外露松动变形等。术后常规复查CT,观察三维钛网与周围颅骨的吻合情况,发放自制的调查问卷,让患者对修复外观进行满意度评分,满分为100分。非常满意为90-100分,基本满意为80-89分,一般为60-79分,不满意为0-59分。满意率=(非常满意人数+基本满意人数)/总人数×100%。

2 结果

61例患者均顺利完成颅骨修复,未出现修复失败及失访、脱落情况。术后并发症方面,仅2例患者出现术后癫痫,未出现皮下积液、颅内感染、脑脊液漏、钛网外露变形及硬膜外血肿病例。患者满意度评价为非常满意48例,基本满意10例,一般3例,不满意0例,总体满意度达95.1%。修复效果见图1。

图1 钛网修复前后

3 讨论

近年来随着车祸伤及高血压自发性脑出血发病率的升高,神经外科行颅脑手术机会增加,颅骨缺损已成为神经外科的常见病,颅骨缺损不但使患者容貌发生异常,而且患者也容易产生焦虑抑郁等负面情绪[6,7]。正常人颅骨密闭性良好,颅内压力比较稳定,而且不会随体位发生变化,而颅骨缺损患者由于缺失部分颅骨导致颅内密闭性较差,大气压作用于缺损区皮瓣,一旦患者体位发生变动,颅内压力会出现偏差导致脑组织发生位置变动,脑脊液动力学也发生相应的改变,最终产生一系列神经症状,称为“皮瓣凹陷综合征”,患者常表现为剧烈头痛、记忆力下降、对震动及声音刺激敏感等[8,9]。研究表明,颅骨缺损患者进行颅骨修补术后可显著改善脑脊液动力学紊乱状态、促进脑血管的恢复,并且脑组织葡萄糖代谢也得到显著改善,使患者神经功能得到明显好转[1,4-6]。

目前,颅骨缺损的治疗主要采用颅骨成形术,即运用自体骨或者其他材料对缺损区进行手术修补,颅骨成形术可明显恢复颅骨外形,保护脑组织,有很好的美容功能,而且可以部分恢复神经功能,明显改善患者预后[10]。关于颅脑修复材料一般包括以下三种:第一种材料为自体骨或异体骨,自体骨主要取自肋骨或者髂骨,优点是组织相容性佳,不存在排异反应,并且强度大,但是存在供应骨量不足及塑形欠佳的缺点,而且增加二次手术往往不易被患者所接受。做大骨瓣减压时可保留骨瓣,将骨瓣植入腹部皮下进行自体保留,为以后自体骨移植创造条件,但这种方法明显的缺点是3月后骨瓣会被自体部分吸收而变小,影响骨量及颅骨修复。异体骨相比于自体骨往往存在一定的排异性,而且受储存条件的影响,异体骨植入术会增加感染的风险。近年来组织工程骨的研究有望成为颅骨缺损的新型材料[11,12]。第二种材料为非金属材料,把陶瓷和硅橡胶设计成颅骨形态,依据患者颅骨缺损的位置和大小修饰材料实现个体化修补。由牙托粉和水高温制成的丙烯酸酯聚合体由于组织相容性差在临床应用越来越少。TJ骨粘合剂是一种自凝塑料,具有组织相容性佳、使用便捷等优点,但自凝过程中会有一定的毒性限制了其大范围应用。有机玻璃可在50℃以上自由塑形,当温度低于50℃后出现硬化,缺点是脆性大,强度差,使用过程中有发生碎裂的危险[13]。第三种材料为金属材料,如不锈钢板/网,优点是塑形性好,组织相容性佳,但缺点也较为明显,由于不锈钢具有良好的导热性,颅脑修补后的患者不宜在阳光或高温下长期活动,由于X射线对其穿透性较差,患者随后的颅脑复查会受到影响。钛网是目前颅骨修复的理想材料,具有强度大、组织相容性佳、耐磨损、不磁化、导热性差、价格适中等优点,而且与正常人体骨组织有相似的弹性模量,其网孔设计可使新生肉芽组织得到充分生长,利于愈合,并且可以在人体内可长期安置,不影响患者行脑电图、CT及MRI等检查,目前已得到大范围使用[8,10-12]。

目前钛网塑形有两种方法,一种是手工塑形,根据患者实际缺损面积和形状进行手工剪裁,不但破坏了钛网的完整性,加大了手术难度和医师劳动量,大大延长了手术时间,增加了感染几率,而且手术剪裁导致钛网与实际缺损发生误差,其不精确性使颅骨缺损修补效果大打折扣,很难达到外形满意效果[14,15]。个别病例会甚至出现钛网内陷,边缘翘起,手术医师为避免边缘翘起往往会使用较多的钛钉进行固定,使患者住院费用增加。而随着计算机技术的飞速发展,电脑三维塑形钛网修补效果也得到很大提高,利用CT进行精确扫描,能精确计算出缺损区面积和形态,我们通过进行2mm层厚的CT扫描,更清晰的显示患者缺损断端形态和边缘参数,通过计算机软件对患者CT资料进行分析,最终塑形出最适合患者的钛网形态,保证了钛网具有合适的生理弧度,手术过程中不需要进行钛网剪裁和修饰,保证了钛网的完整性,明显减少了钛钉的用量,显著缩短了手术时间,进一步控制了并发症的发生几率[11-15]。

目前学者普遍认为,颅骨修补手术最佳时间为颅骨缺损3-6个月,若患者存在伤口感染,则需要在患者控制感染后6个月左右进行修补手术,确保患者脑组织基本达到正常状态,否则,感染控制不佳或恢复欠缺会在修补术后诱发癫痫等并发症。若患者颅骨缺损面积小于3cm×3cm,则不具备颅骨修复指征[2,6,8-11]。本研究严格执行颅骨缺损适应症,大部分患者均在颅骨缺损出现6个月内完成修补手术,确保并发症控制良好。颅骨修复手术后常见的并发症包括以下几种:头皮下积液为最常见并发症,文献报道应用钛网材料造成头皮下积液发生率为2.2%-4.3%,明显低于其他材料的发生几率[1,7]。感染也较为常见,其原因为术中伤及皮瓣造成皮瓣坏死感染,手术切口选择不当造成缺血,塑形钛网边缘压迫头皮产生坏死。术后癫痫的产生可能是由于不当的剥离皮瓣造成血供出现破坏,颞叶等对血供敏感的区域出现供血不足。颅内出血,常见于硬脑膜悬吊失败的大范围颅骨缺损病例,或者术后引流不充分者。为尽量降低修补术后并发症,应合理掌握手术技巧,塑形钛网应安置在帽状腱膜下,确保固定可靠,同时避免皮瓣太薄导致修复材料外露及皮瓣坏死。手术切口尽量选择原手术入路,避免出现新的切口,保证合理的缝合密度,避免出现切口张力过大情况以免影响切口愈合。同时避免钛网周围出现腔隙,预防积液和血肿的出现。手术过程中注意不要伤及硬脑膜和蛛网膜,分离好颞肌后将其附着在钛网上,避免手术造成颞肌萎缩[13-15]。

本研究显示计算机三维重建技术塑形钛网在颅骨缺损应用中达到了预期效果,并发症控制方面,皮下积液、钛网外露、钛网变形、脑脊液漏、颅内感染、硬膜外血肿、术后癫痫等并发症均在可控范围内,未出现严重并发症情况。满意度方面,塑形钛网达到与正常颅骨相似的弧度,与缺损边缘吻合良好,通过患者对修复外观的评分,结果显示大部分患者对美容效果比较满意,总体满意度达95.1%,说明计算机三维重建技术塑形钛网得到大部分患者的接受和认可。

总之,计算机三维重建技术塑形钛网应用于颅骨缺损有着良好的并发症控制率,患者对美容效果比较满意,值得进一步推广应用。

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