3D-Slicer辅助定位微创软通道手术治疗老年高血压脑出血的临床研究

许光涛1,赵宗茂2,3*,孔亚波1,王江英1,杜 娟1
(1.邯郸钢铁集团有限责任公司职工医院神经外科,河北 邯郸 056001;2.河北医科大学第二医院神经外科,河北 石家庄 050000;3.河北医科大学神经科学研究中心,河北 石家庄 050017)

[摘要] 目的 探讨3D-Slicer辅助定位软通道手术治疗中等量老年高血压脑出血的临床效果。方法 回顾性分析经治疗的113例20~40 mL老年高血压脑出血患者的临床资料,其中采用3D-Slicer辅助定位软通道微创手术治疗患者(手术组)53例,非手术治疗患者(非手术组)60例,2组均随访5周。比较2组血肿消退时间、神经功能缺损情况、病死率。结果 手术组血肿消退时间明显短于非手术组(P<0.05);治疗21 d后,2组美国国立卫生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale,NIHSS)评分均明显低于入院时,手术组NIHSS评分明显低于非手术组(P<0.05);手术组病死率明显低于非手术组(P<0.05)。结论 3D-Slicer辅助定位软通道手术治疗中等量老年高血压脑出血临床疗效佳,血肿消退时间短,病死率低。

[关键词]颅内出血,高血压性;成像,三维;外科手术,微创性

doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2018.06.010

高血压脑出血危害大,致残、致死率高,一旦发生会引起“多米诺骨牌”效应。脑出血导致意识障碍、多脏器功能障碍、神经系统或多脏器衰竭甚至死亡[1]。对于中等量老年高血压脑出血患者,非手术方法治疗周期长,功能恢复不满意。充分的术前准备、精准定位、微创治疗,成为手术的目标[2]。改进手术方法,提高手术效果,降低手术费用一直为广大临床工作者所探讨[3]

1 资 料 与 方 法

1.1 一般资料 选择2015年1月—2017年11月在邯郸钢铁集团有限责任公司职工医院神经外科治疗的出血量20~40 mL的老年高血压脑出血患者113例。根据治疗方案分为手术组(53例)和非手术组(60例)。手术组男性29例,女性24例;年龄60~87岁,中位年龄72岁;位于基底节区域出血43例,脑叶出血10例;并发出血破入脑室13例(非铸型);格拉斯哥昏迷量表(Glasgow Coma Scale,GCS)评分均为10分;血肿量中位数35 mL。非手术组男性患者33例,女性27例;年龄60~91岁,中位年龄71岁;位于基底节区域出血51例,脑叶出血9例;并发出血破入脑室 8例(非铸型);GCS评分均为10分;血肿量中位数32 mL。2组性别、年龄、出血部位差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

手术患者均知情同意并签署知情同意书。

入组标准:入组患者均未形成严重脑疝,均有明确高血压病史,CT平扫诊断为脑出血。非手术组患者及家属根据病情选择非手术治疗。手术组根据术前检查,明确患者无手术禁忌证,向患方交代情况,患者及家属自愿选择微创软通道手术治疗。排除标准:可疑动脉瘤、动静脉畸形和外伤等原因导致脑出血;患者及家属拒绝手术;出血量>40 mL;脑疝患者。

1.2 病例筛查 患者就诊时均经PHILIPS 256排CT行头颅平扫检查,结合入院血压测量结果,明确诊断为高血压脑出血。依据头颅CT平扫确定出血部位、出血量,行精确测量。进行头颅CT血管造影,排除可疑动脉瘤、动静脉畸形等因素引起脑出血的患者,术前常规急查胸部X线片、血常规、血生化、院内感染检查、凝血试验、D-二聚体、肝肾功能等。

1.3 方法

1.3.1 非手术组 早期即控制性降压,调整血压水平,脱水降颅压、镇静、止血、胃肠内营养支持治疗及早期肢体功能训练,控制糖尿病等相关基础疾病,双下肢气压防治并发症,加强临床护理。

1.3.2 手术组 根据CT数据粘贴电极片参照标记。术前复查头颅CT平扫后,导出患者DICOM数据,应用开源软件3D-Slicer,将DICOM格式的CT扫描数据导入软件(图1),处理图像,依次运行软件各模块,“Editor (编辑)”、“Threshold effect(阈值效果)”、“Threshold Range(阈值范围)”、使颅骨及血肿分别显影,精确测量血肿范围的各项参数,“Gyroguide(陀螺导向)”模块和“Ruler(尺子)”模块个体化选择软通道入路,并确定血肿中心与大脑镰(中线)的角度、距离,距同侧外耳道的距离、角度,精确定位血肿距头皮的最近距离及最远距离(图2)。“Gyroguide”模块下设计并标记的穿刺点,确保避开功能区、静脉窦及大血管等重要位置。根据处理测量数据与头皮电极片关系,将穿刺点标记于头皮。常规镇静、镇痛后,局部麻醉后颅锥锥颅,穿透颅骨头皮、颅骨外板、内板及硬脑膜。置入12号硅胶软通道引流管,见陈旧性血液流出后,缓慢抽吸血肿,抽吸血肿量不超过出血量50%。确定引流通畅,固定引流管,深度不超过3D-Slicer测定最大深度,并连接外引流装置,术后复查CT明确引流管位于血肿腔,如手术患者并发脑室铸型或破入脑室有脑脊液循环障碍风险时,于患侧置入侧脑室引流管1根持续缓慢外引流。术中出血3~5 mL,手术时间20~30 min。术后应用生理盐水冲洗引流管通畅,每8 h应用尿激酶20 000 U,经由3 mL盐水稀释后注入血肿腔,注入尿激酶后,关闭引流管2 h,2 h后开放引流,保持引流管通畅。术后3 d均复查头颅CT,血肿引流完成>90%时拔除引流管。

1.4 效果评价 记录血肿消退时间;入院当天及治疗21 d后采用美国国立卫生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale,NIHSS)评估神经功能缺损;统计住院21 d内患者病死率。

1.5 统计学方法 应用SPSS 22.0统计学软件数据处理。计量资料比较分别采用独立样本的t检验和配对t检验;计数资料比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 2组血肿消退时间比较 手术组血肿消退时间为(5.0±1.9) d,非手术组血肿消退时间为(21.0±3.2) d,手术组血肿消退时间明显短于非手术组,差异有统计学意义(t=31.778,P=0.000)。2组同类型病例相比较,手术组血肿清除效果优于非手术组(图3,4)。

2.2 2组NIHSS评分比较 入院时2组NIHSS评分差异无统计学意义(P>0.05);治疗21 d后,2组NIHSS评分均明显低于入院时,手术组NIHSS评分明显低于非手术组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 2组NIHSS评分比较Table 3 Comparison of NIHSS score between two groups 分)

组别例数入院时治疗后21 d手术组 5318.18±2.304.56±1.31∗非手术组6017.52±2.2010.25±3.10∗t1.41612.414P0.1590.000

*P<0.05与入院时比较(配对t检验)

2.3 2组病死率比较 手术组病死率明显低于非手术组,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 2组病死率比较
Table 2 Comparison of mortality rate betweentwo groups (例数,%)

组别例数存活死亡手术组 5352(98.1)1(1.9)非手术组6051(85.0)9(15.0)χ25.999P0.014

3 讨 论

高血压脑出血是老年人的常见脑血管疾病,是一种因脑内血管病变联合多因素共同干扰的急性、自发性神经系统重症,占原发性脑出血的很高比例,致残率及致死率都均高[4]。脑出血患者一般为老年高龄,并发症多,治疗周期长,费用巨大,效果欠理想[5]。目前,治疗高血压脑出血的方法有开颅小骨窗血肿清除、微创软通道手术、非手术治疗等。以往的多中心临床研究试验得出结论,开颅手术并不能使患者生存率提高,开颅手术及麻醉打击可增加老年患者并发症发生率。治疗效果提高不明显,并发症严重,我国目前罹高血压脑出血死亡的患者占全部脑血管疾病引起的神经重症死亡患者总数的40%[6]

大量的临床回顾性分析发现,血肿大小、血肿消退时间是影响患者预后的重要因素,那么如何减小血肿的占位效应时间,如何创伤小、效率高地清除脑内血肿成为临床研究的热点。神经导航联合神经内镜清除高血压脑出血是目前精准度最高、安全性强、易于操作的手术。具有明显的技术优势,但众多的地市级医院尚不具备[7-9]。微创通道手术是目前一种效果好、费用低的手术方法,也是目前是地区市县级医院经常采用的手术方法[10-12]。该方法可以避开重要的功能区和大血管、静脉窦,精准的血肿定位成为手术成功的基础[13]。那么如果提高定位精度成为微创通道手术的关键点。使用开放源代码的3D-Slicer辅助CT定位软通道手术技术,在头颅CT平扫后通过软件三维重建,直观地重建了血肿的位置、血肿的体积[14]。改变了既往应用多田公式计算,血肿体积不准确的情况[15]。使用各种模块定位可以提高定位精度,有利于术前计划和评估。神经内镜以及导航软件的应用大大提高了脑出血手术的清除效率[16]。但目前的导航仪器以及高额的神经导航软件费用使基层医院难以承受。开放源代码的免费软件可以灵活地选用多种模块,分析血肿位置,并提供更精准的术前定位,有效提高了手术成功率和手术效果,提高了血肿清除率和手术成功率[17]

借助于3D-Slicer辅助定位,内镜手术可提高血肿清除效果[18]。本研究应用较简便的立体定向设备,在既往CT定位下微创手术治疗的基础上实施改进[18]。虽然仍不免有偏差,也无法实现实时精准校正,但在一定程度上可以提高精度。目前考虑应用激光定位仪器以及投影设备,借助软件使得经过3D-Slicer处理的图像可以精准地投影到患者手术部位,减少患者定位偏差。

老年高血压脑出血患者发病急,如不急诊尽快干预处理,后续诱发多种并发症,病死率很高[19]。人体头颅解剖特异性导致颅内病灶定位困难,而微创软通道手术为盲穿手术,术前手术定位显得尤为重要,术中位置确定后的校正也是提高手术穿刺点精准度的方法。因骨性标志处于头皮下,选择会有一定偏差。锥颅过程中稍有偏差穿刺手术就不能达到理想效果。在临床急诊手术工作中,存在卡尺测量人为误差因素,虽然通过合理定位、粘贴标记能达到一定效果,但因人员层次因素、对颅脑表面标志学习不够、定位不准、对术前定位依据确定模糊,均直接影响锥颅点的确定。多种技术融合指导手术成为趋势。神经导航技术结合内镜技术能为神经外科提供精准定位,但因价格昂贵,普及程度还不能满足需求[20]

本研究结果显示,应用3D-Slicer辅助CT定位软通道手术技术治疗老年高血压脑出血临床疗效佳,手术组血肿消退时间明显短于非手术组,住院21 d内病死率低于非手术组。故结合应用3D-Slicer辅助CT定位软通道手术技术,可以为老年高血压脑出血患者提供精准的术前定位并使较小量的脑出血得以清除,从而提高老年高血压脑出血患者手术成功率。开源性软件无经济成本,软通道技术操作简便,适宜在基层医院推广应用。(本文图见封二)

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Clinical study of 3D-Slicer assisted positioning minimally invasive soft channelsurgery in the treatment of hypertensive intracerebral hemorrhage in the elderly

XU Guang-tao1, ZHAO Zong-mao2,3*, KONG Ya-bo1, WANG Jiang-ying1, DU Juan1
(1.Department of Neurosurgery, Handan Steel & Iron Group Staff Hospital, Hebei Province,Handan 056001, China; 2.Department of Neurosurgery, the Second Hospital of HebeiMedical University, Shijiazhuang 050000, China; 3.Neuroscience Research Center, Hebei Medical University, Shijiazhuang 050017, China)

[Abstract] Objective To explore the clinical effect of 3D-Slicer assisted positioning minimally invasive soft channel surgery in the treatment of aged hypertensive cerebral hemorrhage. Methods The clinical data of 113 patients with hypertension cerebral hemorrhage was analyzed retrospectively, including 53 patients with soft channel minimally invasive surgery by 3D-Slicer auxiliary positioning(surgical group), 60 patients with non-surgical treatment(non surgical group). The patients of two groups were followed up for 5 weeks, and the time of removal of hematoma, neurological impairment and the mortality rate were compared. Results The time of hematoma removal of the surgical group was obviously lower than the non surgical group(P<0.05). National Institute of Health Stroke Scale(NIHSS) scores were all decreased compared with the admission, which the NIHSS scores and the mortality rate of the surgical group were both significantly declined than non surgical group(P<0.05). Conclusion Soft channel technology with 3D-Slicer auxiliary positioning has a good clinical effect in the treatment on elderly hypertensive intracerebral hemorrhage with a medium dose, which shortened the time of hematoma removal and lowered the mortality rate.

[Key words] intracranial hemorrhage, hypertensive; imaging, three-dimensional; surgical procedures, minimally invasive

[收稿日期]2018-04-22;[修回日期]2018-05-11

[基金项目]国家重点研发计划政府间专项项目(2017YFE0110400);邯郸市科学技术研究与发展计划(1323108148)

[作者简介]许光涛(1979-),男,河北唐山人,邯郸钢铁集团有限责任公司职工医院主治医师,医学硕士,从事神经外科疾病诊治研究。

*通讯作者。E-mail:zzm69@163.com

[中图分类号]R743.34

[文献标志码]A

[文章编号]1007-3205(2018)06-0658-05

(本文编辑:赵丽洁)