基于3D Slicer软件的侧脑室额角穿刺参数研究分析

北极虾sjwk 2018-10-15

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基于3D Slicer软件的侧脑室额角穿刺参数研究分析

谢国强医学硕士副主任医师陕西省核工业215医院神经外科

（联系方式：522802876@qq.com 微信号：docxieneurosurgery）

侧脑室穿刺外引流术（External Ventricular Drainage，EVD）临床上多参照体表解剖标志进行徒手穿刺，穿刺准确性在40%-98%之间。

侧脑室穿刺外引流技术历史悠久，最早的报道可追溯于1774年10月，关于脑室穿刺策略国内外学者进行了诸多探索研究，而定位选择经Kocher孔穿刺侧脑室额角技术最早报道于1894年，均远远早于CT等影像技术的发明。

侧脑室穿刺临床大多参考体表解剖标志、选用徒手经非优势侧额角穿刺脑室。关于经额角穿刺侧脑室目前普通接受的定位点为Kocher孔，即位于冠状缝前10mm并位于同侧瞳孔正中线,穿刺方向为双侧外耳道连线的中点，穿刺靶点的理想位置为同侧脑室额角室间孔附近。据文献报道穿刺准确性在40%-98%之间，Kakarla根据术后影像结果显示引流管尖端位置，将穿刺精确性进行分级：1级：引流管尖端位于同侧脑室额角或通过室间孔位于第三脑室；2级：引流管穿刺入对侧脑室或脑实质非功能区，但脑脊液引流通畅；3级：引流进入脑实质功能区或非脑脊液腔隙，伴或不伴引流通畅。据文献报道[7-9]，以此标准判断脑室穿刺精确性达1级/3级分别为49%/23%、56%/22.4%、76%/4%、79%/7%。归其原因，主要包括：①不同个体的头围大小、发迹高低、脑室形态各异；②人体头皮组织较厚，冠状缝不明显，故体表定位相对困难；③大多穿刺深度参照水平位CT影像测量，与实际穿刺路径不符合，准确性较差。

医学影像技术的飞速发展和计算机三维可视化软件的不断更新，为无创性“脑室穿刺外引流术”研究提供了很好的技术平台。3D Slicer软件是由哈佛大学和麻省理工学院联合开发的一个免费开源的图像分析处理平台，对计算机硬件要求不高，操作简单，并且支持功能扩展和改进[10]，利用头颅CT扫描原始DICOM格式数据即可对头皮、颅骨和深部脑室系统进行三维重建，模拟经额角穿刺侧脑室，并可使用量尺、角度测量等模块测量穿刺角度、深度等参数，为脑室穿刺外引流术提供可靠性参考。

作者收集76例正常成人头颅CT扫描原始DICOM格式数据，运用3D Slicer软件分别进行头皮、颅骨、侧脑室三维结构重建，设定室间孔为穿刺靶点，在侧位面与同侧外耳道相连为穿刺路径、在正位面则根据额角具体形态与额角顶端相连为穿刺路径，通过角度测量逆向确定最佳穿刺起始点。结果穿刺起点与中线距离最大为44.9mm，最小为31.4mm，平均为(39.44±4.26) mm，且与冠状缝的距离最大为20.3mm，最小为0mm，平均为(9.02±6.27) mm，均数偏差均较大，进一步说明根据冠状缝定位穿刺点的准确性稍差。而利用角度测量定位完全避免了因个体头围大小不同而采用距离参考定位所带来的偏差，在侧位像均设定右侧外耳道与眼外眦连线为参考线，以外耳道与同侧脑室室间孔连线逆向确定穿刺路径，测量两线间所成角度平均为（51.13±3.11）°。在正位像根据侧脑室额角的具体形态确定穿刺起始点，并设定右侧室间孔为最佳穿刺靶点。经测量穿刺路径与正中线所成角度平均为（34.86±4.56）°，穿刺深度平均（55.75±7.31）mm，两个角度的均数偏差较小，且正位像上穿刺方向可穿向对侧眼内眦（图7），与Willam R报道一致。加之，正常成人的头围大小可随年龄的增长发生变化，且本研究亦证实额部穿刺点的位置与个体年龄大小有一定的相关性（PEARSON相关系数为0.32）。而笔者基于正常成人头颅CT扫描原始数据，应用3D Slicer软件根据侧位像室间孔与外耳道的连线、正位像侧脑室额角形态及室间孔位置逆向追踪侧脑室额角穿刺起点，并采用角度参数为参考，则排除了个体头围大小、发迹高低及冠状缝位置的影响，研究结果与国内外文献报道基本吻合。

本研究也存在一些不足之处：首先，研究对象均为正常成人，对于脑室形态不规则、中线结构移位者，需根据具体情况决定穿刺路径；其次，因入组数据量较少（76例）且均为成人头颅CT扫描数据，故不能代表国人及婴幼儿经额角穿刺脑室定位点，因此，需要中心、大样本研究以确定国人脑室系统资料库。

总之，基于头颅CT扫描原始数据，应用3D Slicer软件可以对侧脑室额角穿刺参数进行无创性研究，依据角度逆向定位额部穿刺点，为侧脑室经额角穿刺提供了较为准确可靠的定位指导，对于临床常见脑室内病变引起脑室形态变化者，可参考本方法三维结构重建，并个体化设计穿刺路径。