探讨3D打印技术在颅底肿瘤治疗过程中的临床应用价值。
回顾性研究。选取2016年6月—2018年7月蚌埠医学院第一附属医院神经外科颅底肿瘤患者3例为研究对象，导入患者术前CTA与MR薄层扫描所获得的原始数据，制作颅底肿瘤3D打印模型；在模型上观察肿瘤与颅底及周边血管、神经的关系，与患者家属进行充分有效地病情交流，制定手术计划及模拟手术入路，进而按术前制定的手术计划行颅底肿瘤显微切除术；术后行头颅CT及MR检查验证手术疗效。
本组3例均顺利构建出三维可视化复合虚拟模型，进而打印出1∶1实体模型。实际手术操作顺利，术中避免损伤相应重要的神经组织及血管，2例前颅底脑膜瘤达到Simpson Ⅱ级切除，1例听神经瘤镜下全切。患者术后无明显新增神经功能障碍。
3D打印技术在颅底肿瘤治疗时可以帮助术前制定手术计划，利于术前和患者家属的交流，指导术中的显微操作，减少对重要的神经功能区与血管结构的损伤，有一定的临床应用价值。
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颅底肿瘤早期常无特征性临床表现，直至肿瘤体积增大后产生占位效应或者压迫到颅底的血管和神经等结构[1]。目前，手术治疗是其最主要的治疗方案，但因颅底结构复杂，导致肿瘤切除难度大、术后并发症发生率高；因而，如何选择最佳的手术入路，以便在全切肿瘤的同时，能有效地保护局部重要的血管神经组织，是该类肿瘤手术治疗的难点。近几年国内外相继开展了3D打印技术辅助神经外科疾病的治疗[2,3,4,5]，取得了一定的效果。本研究中，融合患者颅底肿瘤的CT及MR数据，利用3D打印技术，将平面图像数据转换成高分子材料实体等大打印模型，进而在模型上观察肿瘤与颅底及周边血管、神经的解剖关系，并模拟手术入路，制定手术计划，进而指导术中操作，旨在初步探索3D打印技术在颅底肿瘤显微切除中的临床应用价值。
选取蚌埠医学院第一附属医院神经外科2016年7月—2018年6月3例颅底肿瘤患者为研究对象进行回顾性分析。病例纳入标准：(1)原发性颅底占位性病变；(2)肿瘤最大径>3 cm；(3)同意制作颅底肿瘤3D打印模型。排除标准：(1)复发的、颅外长入颅底的肿瘤；(2)术后复查影像资料不全者。患者均为男性，年龄分别为47岁、49岁、54岁；2例前颅底巨大脑膜瘤患者因头痛、视力减退就诊，1例左侧桥小脑角区占位因听力丧失3年、持续性头痛加重2周就诊，头颅CT及MRI均示颅底占位性病变。
采用美国GE公司Lightspeed 64层螺旋扫描仪对患者进行头颅CTA检查：扫描范围自颅顶至胸锁关节层面，电压120 kV，电流100 mA，层厚0.625 mm；造影剂采用碘海醇(含碘300 mg/mL)80 mL，注射流速4.5 mL/s。采用荷兰Philips公司Achieva 3.0 T超导型MR仪对患者进行MRI检查：头部专用线圈；首先行轴位、冠状位及矢状位平扫，然后按0.1 mmol/kg剂量静脉注射钆喷替酸葡甲胺后行轴位、冠状位、矢状位及脂肪抑制T1WI增强扫描，层厚2.0 mm，层间距0.6 mm, FOV(200～240)mm×(200～240)mm，矩阵设置为256×256。将患者的CTA与MRI扫描的原始数据以DICOM格式导出，将原始数据导入Mimics 15.0(比利时Materialise公司)软件，利用颅骨、血管、肿瘤的灰度值差异，分隔出相应目标区域的图像，分别制作出三维虚拟模型。在优化处理后，进行融合，构建出颅底肿瘤的三维可视化复合虚拟模型，将三维可视化虚拟模型应用Surface Tesselation language (STL)格式导入3D打印机(美国Stratasys公司)，打印机读取文件中的横截面信息，用高分子打印材料将这些截面逐层打印出来，再将各个层面粘合起来，制作出患者肿瘤及其周围血管的与实体等大模型。
结合患者的影像学资料及3D打印的等大模型，与患者家属充分交流后，在模型上观察肿瘤和颅骨的相对位置，按照术中易暴露肿瘤、保护神经组织和损伤血管最小的原则，设计手术入路；测量相应骨性标志及骨质磨除范围，并在模型上进行手术预操作，同时注意保护周围神经及血管组织。
全身麻醉。2例前颅底巨大脑膜瘤病例行冠状切口前颅底入路(图1)：术中结扎并离断上矢状窦前1/3，暴露肿瘤，电凝并离断颅底硬膜与肿瘤粘连，阻断肿瘤基底部的供血动脉；切开肿瘤，瘤内分块切除，待肿瘤减压后，显微镜下分离肿瘤和脑组织间粘连；分辨并保护视神经、视交叉及颈内动脉、大脑前动脉。1例桥小脑角区病例行枕部切口乙状窦后入路(图2)：先释放枕大池脑脊液，脑压下降后自动脑压板牵开小脑，暴露肿瘤保护肿瘤表面的小脑上动脉；囊内分块切除肿瘤行瘤内减压，尽量保证囊壁完整；在蛛网膜界面分离并分别切除肿瘤的上极、下极、内侧面及内听道的肿瘤；术中注意分辨面、听神经。
采用Simpson分级标准评价脑膜瘤切除程度[6]：Ⅰ级，肿瘤全切及切除累及的硬膜和颅骨；Ⅱ级，肿瘤全切及切除累及的硬膜；Ⅲ级，肿瘤全切；Ⅳ级，部分切除肿瘤；Ⅴ级，单纯肿瘤减压或活检。术后3天及3个月复查头颅CT及MRI，观察肿瘤残余及复发情况。
3例均构建出了肿瘤与周围颅底血管关系的虚拟融合模型，并由此打印出三维实体1∶1模型。通过术前对3D打印模型的观察及模拟手术，3例术中均避免了对重要的神经组织及血管损伤，2例前颅底巨大脑膜瘤患者达到Simpson Ⅱ级切除，1例左侧桥小脑角区听神经瘤显微镜下肿瘤全切。术后病理诊断为脑膜瘤2例、听神经瘤1例。术后患者均无头痛及新增神经功能障碍等并发症发生。术后3天及3个月复查头颅CT及MRI肿瘤，未见肿瘤残余或复发，现仍在随访中。
目前，3D打印技术已逐渐应用于神经外科的肿瘤、血管性疾病[7,8,9]、颅骨修补等疾病的临床诊治中。
(1)可视触摸化的3D打印1∶1实体模型，可以让术者全方位感受病变的位置、大小与形状，并对其与周围血管、神经组织的位置关系有直观地认识，帮助设计出最佳手术入路；提前预判手术路径中遇见的结构，提出解决办法，减少损伤，节约手术时间。(2)大脑是人体中最精密与复杂的器官，脑血管系统、中枢神经系统与颅底的关系复杂。以往低年资的神经外科医师只能通过传统的解剖图谱、尸体标本学习以及临床实践去学习并体会，但平面的图谱难以展现精密复杂的脑组织结构，尸体标本来源极其有限，即使是通过大量的手术观摩，由于视角原因，无法真正掌握主刀视角下的病理性的解剖关系，所以神经外科医师的成长周期较长。通过3D打印技术所制作的1∶1实体模型可以把复杂的解剖关系立体地呈现在学习者的眼前，学习者可以准确的模拟出主刀视角下的解剖关系，还可通过该技术制作出不同的手术模型用以相应的手术教学[10]。国内的杨治荣团队利用3D打印技术完成了侧脑室解剖的3D模型，同时进行教学实践应用，并取得效果良好[11]。(3)3D打印模型可以让患者及家属有直观的感性认识，帮助理解手术过程中可能遇见的困难及风险，提高效率，使得患者与家属可以更好地配合治疗，并能提高患者的满意程度[12]。(4)3D打印模型中的原始数据不仅来源于CT而且还包含了MRI，本组有1例患者的CTA三维重建虚拟融合图中可见患者前交通复合体已经被肿瘤包绕(图1B)，但3D打印模型上却观察到前交通复合体并未被肿瘤包绕，只是嵌入肿瘤包膜中(图1E)，术中仔细分离后得以保留血管，术后复查MRI中示额叶无缺血改变(图1H)；在另1例患者术前CTA三维重建虚拟融合图上不能清晰判断肿瘤和右侧小脑上动脉的关系(图2C)，但在3D打印模型上可以看到右侧小脑上动脉被肿瘤抬起，在肿瘤后上走行(图2D)，术后3个月MRI T2WI轴位示右侧小脑脑叶无缺血改变(图2H)，证明术后右侧小脑上动脉功能存在。(5)基于每个患者的CTA及MRI数据制作出的3D打印模型，符合个体特征，可针对肿瘤不同特点制作出更加符合个体的治疗方案，从而获得更好的医疗效果。
(1)单个模型的制作大概花费4 000元左右，目前这种技术的应用还没有录入国家医保报销的目录，对于欠发达地区的大多数人群来说是一笔较大的负担，这是本组病例数较少的一个重要原因。(2)与CTA三维重建相比，等大实体模型打印所需要的时间相对较长，对于颅底肿瘤伴卒中的患者来说，患者的病情相对比较危急，需及时处理，制作模型所需要的时间患者可能无法承受。(3)肿瘤内部的血管不能打印，现阶段3D打印技术只能反映肿瘤外部与周围神经、血管及颅底结构的关系，肿瘤内部的穿行血管则无法反映，术中切除肿瘤时可能扯断内部的穿行血管，影响患者的预后。如肿瘤如侵袭到相应颞骨的乳突气房，3D打印模型并不能打印出气房的内在结构，有一定的局限性[13]。
