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目的:原发性三叉神经痛是面部三叉神经管理区域出现反复发作、短暂而剧烈的疼痛,是周围神经系统的多发病和常见病。原发性三叉神经痛发病机制尚不明确,治疗方法繁多,标准化的治疗方案还没有确立。内科治疗无效的患者可选择外科治疗,主要方法有经皮穿刺温控射频热凝治疗技术、经皮穿刺微球囊压迫技术及药物三叉神经节阻滞术,这些方法疗效确实、费用低廉、风险较低、可以重复治疗,但是治疗成功的关键在于准确穿刺卵圆孔。目前,为提高卵圆孔穿刺的成功率,临床多采用在C型臂X-线透视机、CT、3D-CT、神经导航等引导下进行,穿刺准确率明显提高,但需要昂贵的设备,对于进针的深度和方向没有准确数据可循;也可借助脑立体定位仪,进行精确定位,具有操作安全、穿刺成功率高、并发症少的优点,脑立体定位仪制作精密,价格昂贵,不利于普及。此外还可以通过开颅进行三叉神经微血管减压手术,手术可以保留三叉神经,效果较佳,风险较高,重复治疗效果不佳,治疗费用昂贵。立体定向放射治疗技术无创伤、术后无不良反应、无并发症、无死亡危险,是目前比较理想的方法。因设备昂贵,治疗费用较高,不能普及。本研究通过采集志愿者头部CT影像学资料,然后借助于医学图像软件包处理,得出颅骨卵圆孔的位置、大小和形态等一系列数据,指导三叉神经节穿刺,以提高穿刺的成功率,减少并发症。 方法:1.获取图像:本实验选取一名正常男性志愿者,35岁,体重74kg,身高175cm。既往无头部外伤史、手术史、颅脑疾病家族史。先进行头部CT平扫,排除颅骨和脑组织器质性疾病,实验前告诉志愿者相关内容,并征得本人同意。64排螺旋CT扫描厚度为1mm,层间距0mm,扫描范围为头颈部,得到CT图像243张,实际三维重建采用230张。 2.建立三维立体模型:将志愿者的CT扫描图像数据以Dicom格式输出到光盘中贮存。在逆向工程软件Mimics14.0中,利用图像导入功能对CT原始图像读取、转换和三维各个方向定位,导入到软件中。然后,对感兴趣部位进行域值划分,生成掩膜,然后再应用动态区域增长工具进行分割,最后手动编辑掩膜,通过软件计算得到颅骨和头颈部皮肤的三维模型。将三维重建模型测量数据与CT二维(2D)图像过行对比。 3.建立穿刺针的三维立体模型:Pro/Engineer4.0是美国参数技术公司(PTC)生产,集计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)和计算机辅助工程(CAE)一体化的三维软件。我们测量得到穿刺针的各项数据值,借助于Pro/Engineer软件,利用软件的草图绘制、特征拉伸、旋转扫描和去除材料等工具,在操作过程中输入穿刺针各项实际测量数值建立了穿刺针的三维立体模型。 4.三叉神经节穿刺手术仿真:将头颈部皮肤、颅骨以及穿刺针的三维立体模型进行数据转换后导入3-Matic5.1三维场模拟软件中,将导入的模型模拟三叉神经节穿刺手术,依据穿刺针进针的位置、方向和深度,自口角外侧进针,手术模拟了三叉神经节穿刺手术。 5.测量和分析:将手术仿真成功的三维模型组件在3-Matic5.1进行测量,包括卵圆孔的形态和大小,穿刺针在皮肤的进针部位,以及穿刺针进针的方向和深度。 结果:1.建立了头部颅骨和血管的三维立体模型,颅骨包括下颌骨、上颌骨、颧骨、鼻骨、颞骨、蝶骨、额骨、枕骨、筛骨等。模型清晰,外观逼真,经测量与CT图像数据一致。 2.建立了头颈部的皮肤模型,皮肤连续性好,能直观地反映志愿者本人的外部形态。由于扫描层厚的原因颈根部三维重建后皮肤连续性欠佳,但不影响手术的仿真效果和数据测量的准确性。 3.建立了穿刺针的三维立体模型,由于Pro/Engineer4.0是参数化三维编程软件,所以在三维建模的不同阶段,输入相应的穿刺针的实际测量值,经过计算生成了精确的穿刺的三维模型。 4.顺利完成卵圆孔穿刺手术仿真。依据卵圆孔的位置和形状,将穿刺针准确置入卵圆孔,成功完成手术仿真。 5.利用3-Matic5.1软件的测量工具,精确测得颅骨底部卵圆孔的各项数据,同时也得到面部皮肤的进针点的数据,还测量得出了穿刺针进针的方向和深度。 结论:1.本研究运用先进的计算机辅助工程软件Mimics14.0及Pro/Engneer4.0,根据CT图像,建立了头颈部颅骨、头颈部皮肤和穿刺针的三维立体模型。成功地进行了卵圆孔穿刺手术的仿真。 2.在卵圆孔仿真手术模型上测量得出了与卵圆孔穿刺手术相关的的解剖学数据,指导临床卵圆孔穿刺手术以治疗三叉神经痛,这种依据CT数据建立的个体化手术仿真对临床进行卵圆孔穿刺手术有重要指导意义。同时,手术仿真所获得的解剖学数据能确保临床卵圆孔的精准穿刺。