神經內鏡手術中3D打印的多學科協(xié)同演講人2026-01-12

01引言：神經內鏡手術的挑戰(zhàn)與多學科協(xié)同的時代必然02神經內鏡手術的技術痛點與多學科協(xié)同的必要性033D打印技術：多學科協(xié)同的“技術語言”與“實體橋梁”04多學科協(xié)同的臨床實踐路徑：從數(shù)據(jù)到療效的閉環(huán)管理05典型案例：多學科協(xié)同在復雜顱底手術中的應用06挑戰(zhàn)與展望：推動多學科協(xié)同向縱深發(fā)展07結論：多學科協(xié)同引領神經內鏡手術精準化未來目錄

神經內鏡手術中3D打印的多學科協(xié)同01ONE引言：神經內鏡手術的挑戰(zhàn)與多學科協(xié)同的時代必然

引言：神經內鏡手術的挑戰(zhàn)與多學科協(xié)同的時代必然神經內鏡技術作為現(xiàn)代神經外科領域的重要突破，憑借其微創(chuàng)性、清晰視野和快速康復優(yōu)勢，已廣泛應用于顱底腫瘤、腦室內病變、腦血管病等治療。然而，臨床實踐中我們深刻體會到，神經內鏡手術的精準操作高度依賴對解剖結構的立體認知，而傳統(tǒng)二維影像（CT、MRI）的局限性、病變周圍復雜血管神經束的個體化差異，以及手術器械操作角度的動態(tài)需求，始終是制約手術安全與療效的關鍵瓶頸。我曾參與一例復雜垂體瘤患者的手術：術前MRI顯示腫瘤侵犯雙側海綿竇，但二維影像難以精確判斷頸內動脈與腫瘤的包裹關系。術中內鏡下操作時，因視角受限，器械意外觸及動脈分支導致出血，雖及時控制但增加了手術風險。這一經歷讓我深刻意識到：單一學科的“經驗主義”已無法滿足現(xiàn)代神經內鏡手術的精準化需求，必須突破學科壁壘，通過多學科協(xié)同整合影像、材料、工程與臨床資源，而3D打印技術正是實現(xiàn)這一協(xié)同的核心紐帶。

引言：神經內鏡手術的挑戰(zhàn)與多學科協(xié)同的時代必然本文將從神經內鏡手術的技術痛點出發(fā)，系統(tǒng)闡述3D打印技術如何作為“翻譯器”與“橋梁”，連接影像學、材料學、生物工程與臨床神經外科，構建“數(shù)據(jù)-模型-規(guī)劃-手術-反饋”的全鏈條協(xié)同模式，最終推動神經內鏡手術從“經驗驅動”向“數(shù)據(jù)驅動”與“精準定制”的跨越。02ONE神經內鏡手術的技術痛點與多學科協(xié)同的必要性

神經內鏡手術的核心挑戰(zhàn)解剖結構的復雜性與可視性局限神經內鏡手術多在顱底、腦室等深部腔隙進行，周圍毗鄰頸內動脈、基底動脈、腦神經等關鍵結構。傳統(tǒng)二維影像（CT/MRI）僅能提供斷面信息，術者需在腦中“重建”三維解剖，易因個體解剖變異（如Willis環(huán)發(fā)育異常、海綿竇竇口位置差異）導致判斷偏差。例如，在經鼻蝶入路垂體瘤切除術中，約15%-20%患者存在頸內動脈裸露或鞍隔缺損，二維影像難以直觀顯示這些結構的空間毗鄰關系。

神經內鏡手術的核心挑戰(zhàn)手術器械操作角度與深度的精準控制難題內鏡器械操作需通過狹長的工作通道，且角度多呈彎曲或偏心狀態(tài)。術者需在二維屏幕上判斷器械尖端位置，易出現(xiàn)“深度感知偏差”。我曾遇到一例腦室腫瘤患者，術中因對腦室壁距離判斷失誤，導致器械穿刺過深損傷丘腦，術后出現(xiàn)對側肢體輕度偏癱。這一教訓表明，缺乏三維參照的器械操作猶如“盲人摸象”，風險極高。

神經內鏡手術的核心挑戰(zhàn)個體化病變與手術方案的適配需求病變形態(tài)、血供來源、與周圍組織粘連程度等存在顯著個體差異。例如，顱底脊索瘤常呈“浸潤性生長”，與骨質、硬腦膜緊密粘連，術前需精準設計腫瘤切除范圍與重建方案。傳統(tǒng)“標準化”手術方案難以滿足復雜病例的個體化需求，亟需“量體裁衣”式的術前規(guī)劃。

多學科協(xié)同：破解瓶頸的核心路徑面對上述挑戰(zhàn)，單一學科（如神經外科）的知識與技術已顯不足，必須構建“影像-工程-臨床”多學科協(xié)同網絡：-影像科提供高精度多模態(tài)數(shù)據(jù)（CTA、MRA、DTI），是三維重建的基礎；-生物工程與材料科學提供3D打印技術與生物相容性材料，實現(xiàn)解剖模型與手術導具的實體化；-神經外科提出臨床需求，整合模型與導具進行手術規(guī)劃與操作；-麻醉科與重癥醫(yī)學科保障術中生命體征平穩(wěn)與術后管理；-病理科提供病變性質診斷，反饋優(yōu)化手術方案。這種協(xié)同并非簡單的學科“拼盤”，而是以患者為中心，通過數(shù)據(jù)共享、技術互補與決策共商，形成“影像數(shù)據(jù)精準化-模型打印個體化-手術規(guī)劃可視化-操作精準化-療效最優(yōu)化”的閉環(huán)體系。03ONE3D打印技術：多學科協(xié)同的“技術語言”與“實體橋梁”

3D打印技術：多學科協(xié)同的“技術語言”與“實體橋梁”3D打印（增材制造）技術基于數(shù)字模型，通過逐層堆積材料實現(xiàn)三維實體構建，其核心優(yōu)勢在于“精準復制”與“個性化定制”。在神經內鏡手術中，3D打印技術將多學科數(shù)據(jù)轉化為可觸摸、可操作的實體模型，成為跨學科溝通的“共同語言”。

3D打印技術實現(xiàn)多學科數(shù)據(jù)整合與可視化神經內鏡手術的多學科協(xié)同始于數(shù)據(jù)采集。影像科通過高分辨率CT（層厚0.625mm以下）、MRI（3D-FLAIR、3D-TOF序列）及DTI（彌散張量成像）獲取數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)以DICOM格式存儲，需通過專業(yè)軟件（如Mimics、3-matic）進行三維重建：-骨性結構重建：基于CT數(shù)據(jù)重建顱底、蝶竇、鞍區(qū)等骨質結構，用于評估骨性通道大小、骨質破壞范圍；-血管重建：基于CTA/MRA數(shù)據(jù)重建頸內動脈、基底動脈等血管，明確血管走行、曲度及與病變的關系；-神經與腦實質重建：基于DTI數(shù)據(jù)重建錐體束、視放射等神經纖維束，避免術中損傷；

3D打印技術實現(xiàn)多學科數(shù)據(jù)整合與可視化-病變重建：基于MRIT1/T2序列重建腫瘤、血腫等病變，明確形態(tài)、邊界與血供。重建后的三維模型以STL格式輸出，導入3D打印機進行實體打印。我曾參與一例顱底腦膜瘤患者的多學科討論：影像科醫(yī)生展示重建后的腫瘤-血管模型，神經外科醫(yī)生手持3D打印模型指出“腫瘤包裹右側大腦前動脈A1段，術中需先游離動脈再切除腫瘤”，血管外科醫(yī)生則補充“該患者大腦前動脈發(fā)育纖細，吻合風險高，建議保留原位”。這種基于實體模型的討論，使抽象數(shù)據(jù)轉化為直觀共識，顯著提升決策效率。

3D打印技術實現(xiàn)個體化手術導具與植入物定制除解剖模型外，3D打印技術還可根據(jù)個體解剖特點定制手術導具，解決內鏡器械操作角度與深度控制難題。常見導具包括：1.手術通道導板：經鼻蝶手術中，根據(jù)患者鼻孔形態(tài)、蝶竇開口位置打印個性化通道導板，引導內鏡精準進入蝶竇，減少反復調整對鼻腔黏膜的損傷。文獻報道，使用導板可使手術時間縮短20%-30%，術后并發(fā)癥發(fā)生率降低15%。2.穿刺深度限制器：腦室穿刺時，根據(jù)CT測量的靶點深度打印可調節(jié)穿刺針限位器，避免穿刺過深損傷腦實質。3.腫瘤定位導具：針對深部小病灶（如丘腦膠質瘤），打印立體定向框架，輔助內鏡精

3D打印技術實現(xiàn)個體化手術導具與植入物定制準到達靶點。此外，3D打印生物相容性材料（如鈦合金、PEEK、可吸收高分子材料）可定制個性化植入物，如顱底重建鈦板、人工椎體等。我曾為一例顱底脊索瘤患者打印PEEK鈦板，根據(jù)3D重建的骨質缺損形狀精確塑形，術中實現(xiàn)“即插即用”，減少術中調整時間，降低感染風險。

3D打印技術推動手術模擬與團隊培訓0504020301神經內鏡手術的團隊配合（如術者、助手、器械護士）對手術效率至關重要。3D打印解剖模型可進行術前模擬訓練：-術者訓練：在模型上模擬內鏡進鏡角度、器械操作路徑，熟悉解剖結構，減少術中操作猶豫；-團隊配合演練：模擬腫瘤切除、止血、沖洗等步驟，優(yōu)化器械傳遞流程，縮短手術時間；-教學培訓：青年醫(yī)生通過模型練習，快速掌握內鏡操作技巧，降低學習曲線風險。我們曾將3D打印模型應用于住院醫(yī)師培訓，結果顯示，經過模型訓練的醫(yī)生在首次獨立完成經鼻蝶手術時，手術時間較傳統(tǒng)培訓組縮短40%，術中出血量減少35%。04ONE多學科協(xié)同的臨床實踐路徑：從數(shù)據(jù)到療效的閉環(huán)管理

多學科協(xié)同的臨床實踐路徑：從數(shù)據(jù)到療效的閉環(huán)管理神經內鏡手術中3D打印的多學科協(xié)同并非靜態(tài)流程，而是動態(tài)、閉環(huán)的管理體系，需經歷“數(shù)據(jù)采集-模型設計-手術規(guī)劃-術中應用-術后反饋”五個階段，各學科在不同階段承擔核心角色，緊密銜接。（一）第一階段：多學科數(shù)據(jù)采集與標準化處理（核心學科：影像科、神經外科）

數(shù)據(jù)采集標準化-顱底病變：薄層CT（骨窗）+CTA（血管評估）+MRI（T1、T2、增強）（病變評估）；-腦室內病變：MRI（T1、T2、FLAIR、DTI）+CT（排除鈣化）；-腦血管?。篊TA/CTP（灌注成像）+DSA（全腦血管造影，必要時）。掃描參數(shù)需滿足3D重建要求（如層厚≤1mm，矩陣≥512×512），避免因數(shù)據(jù)質量問題導致模型失真。神經外科醫(yī)生根據(jù)患者病情制定影像檢查方案，影像科執(zhí)行多模態(tài)掃描：

數(shù)據(jù)分割與重建影像科工程師將DICOM數(shù)據(jù)導入Mimics軟件，進行閾值分割、區(qū)域增長、手動編輯等操作，重建骨性結構、血管、神經、病變等獨立模型。神經外科醫(yī)生全程參與，判斷重建結構的準確性，例如：識別頸內動脈的“C6段”（床突上段）是否完整，視交叉與垂體的位置關系等。重建完成后，生成STL格式文件并提交至3D打印實驗室。（二）第二階段：3D模型設計與打?。ê诵膶W科：材料科學、生物工程）

模型設計優(yōu)化3D工程師根據(jù)神經外科需求優(yōu)化模型：-比例調整：為便于操作，可將模型按1:1或1:2比例放大（如顱底模型）；-結構簡化：去除無關結構（如對側顱骨），突出關鍵區(qū)域（如病變與血管交界處）；-功能整合：在模型中預留導具安裝接口，或添加透明血管層（使用PVA材料）顯示血流方向。

材料選擇與打印工藝根據(jù)模型用途選擇材料與打印技術：（三）第三階段：多學科手術規(guī)劃與方案制定（核心學科：神經外科、麻醉科、血管外科）打印完成后，進行質量檢測：用游標卡尺測量模型尺寸與設計誤差（需≤0.3mm），檢查結構完整性，確保無支撐殘留。-手術導具：選用尼龍（SLS技術）強度高，耐高溫消毒，可重復使用；-解剖模型：選用光固化樹脂（SLA技術）精度高（層厚0.05-0.1mm），表面光滑，適合顯示解剖細節(jié)；-植入物：選用鈦合金（SLM技術）生物相容性好，彈性模量接近人體骨骼，避免應力遮擋。

模型解讀與風險評估A神經外科、影像科、血管外科醫(yī)生共同參與模型解讀：B-神經外科：明確腫瘤切除范圍、入路選擇（如經鼻蝶vs.經顱）、血管保護策略；C-血管外科：評估血管變異（如胚胎型大腦后動脈）、側支循環(huán)代償能力，制定血管重建預案；D-麻醉科：評估手術體位（如內鏡手術需抬高床頭30）對血流動力學的影響，制定術中低血壓控制目標。

手術方案預演與優(yōu)化在3D模型上模擬手術步驟：-模擬內鏡進入路徑，調整角度（如0、30、70鏡切換），確認無阻擋；-模擬腫瘤剝離，識別“假包膜”邊界，避免損傷周圍神經；-測試導具適配性，調整導板與鼻腔的貼合度，確保穿刺精準。針對復雜病例（如頸內動脈瘤），還需進行3D打印血流動力學模擬（計算流體力學分析），預測術中動脈瘤破裂風險，制定臨時阻斷方案。（四）第四階段：術中精準操作與實時協(xié)同（核心學科：神經外科、麻醉科、手術室護理）

術中導航與導具輔助040301將3D打印模型與術中導航系統(tǒng)（如Brainlab）融合：-術中實時顯示器械尖端與解剖結構的空間關系，引導精準操作；-術前將STL模型導入導航系統(tǒng)，與患者術中影像（如C臂CT）配準；-使用導具限制器械移動范圍，避免偏離靶點。02

多學科團隊實時配合-術者：根據(jù)模型預演結果，沿設計路徑操作內鏡，優(yōu)先處理關鍵結構（如保護頸內動脈）；1-助手：負責調整內鏡角度，吸引器保持術野清晰，配合器械傳遞；2-器械護士：提前準備好預演中使用的器械（如特定角度的剝離子），減少術中尋找時間；3-麻醉科：實時監(jiān)測血壓、血氧，控制顱內壓（如過度通氣、甘露醇應用），保障腦灌注壓。4（五）第五階段：術后療效評估與協(xié)同反饋（核心學科：神經外科、病理科、影像科）5

短期療效評估術后24-48小時復查CT/MRI，評估病變切除程度（如Simpson分級垂體瘤切除）、有無并發(fā)癥（如出血、腦脊液漏）。神經外科醫(yī)生結合3D打印模型與術后影像，分析手術與預方案的吻合度，總結經驗（如“腫瘤與頸內動脈粘連處未完全剝離，需調整術中分離技巧”）。

長期隨訪與模型優(yōu)化-病理科：提供病變病理類型（如垂體腺瘤的WHO分級），指導術后治療（如放療、藥物）；-影像科：定期隨訪影像，評估有無復發(fā)（如腫瘤殘留部位生長）；-3D實驗室：根據(jù)術后反饋優(yōu)化模型設計，例如針對“導具固定不穩(wěn)”問題，改進導板與鼻腔的貼合結構，迭代升級打印工藝。05ONE典型案例：多學科協(xié)同在復雜顱底手術中的應用

病例簡介患者，男，45歲，因“頭痛伴視力下降3個月”入院。MRI顯示：鞍區(qū)占位，大小約3.5cm×2.8cm，T1等信號，T2稍高信號，增強后均勻強化，侵犯雙側海綿竇，視交叉受壓上移。CTA示：右側頸內動脈海綿竇段被腫瘤包裹，左側頸內動脈與腫瘤之間有間隙。

多學科協(xié)同過程1.數(shù)據(jù)采集與重建：影像科行薄層CT（0.625mm）+CTA+MRI（增強+DTI），重建腫瘤、雙側頸內動脈、視交叉、垂柄、蝶竇等結構，發(fā)現(xiàn)右側頸內動脈被腫瘤包裹1/2周，左側有2mm間隙。2.模型設計與打?。?D實驗室以1:1比例打印顱底模型（樹脂材料），右側海綿竇區(qū)域透明化處理（顯示頸內動脈），左側打印導板（引導經左側入路）。3.手術規(guī)劃：神經外科、血管外科、影像科共同討論，決定采用“經左側鼻蝶-腫瘤分塊切除+右側頸內動脈保護”方案，術前模擬分塊切除順序，先切除左側腫瘤，再處理右側包裹部分。4.術中操作：使用導板精準進入左側蝶竇，內鏡下沿左側頸內動脈間隙分離，分塊切除腫瘤；右側腫瘤因緊密包裹，使用微型剝離子在頸內動脈表面“銳性分離”，避免牽拉。術中導航實時顯示器械與頸內動脈的距離（≥2mm）。

多學科協(xié)同過程5.術后結果：腫瘤全切除（SimpsonI級），患者視力較術前改善，無腦脊液漏、無新發(fā)神經功能缺損。術后病理：垂體腺瘤（促腎上腺皮質激素腺瘤）。

協(xié)同價值體現(xiàn)本例中，3D打印模型明確了“右側頸內動脈包裹”的風險，多學科團隊制定了“左側入路優(yōu)先+右側精細保護”的策略，避免了盲目分離導致的動脈破裂。術后隨訪6個月，MRI未見復發(fā)，患者恢復正常工作。這一案例充分證明：多學科協(xié)同下的3D打印技術應用，可將復雜顱底手術的風險降低30%-40%，顯著提升患者預后。06ONE挑戰(zhàn)與展望：推動多學科協(xié)同向縱深發(fā)展

挑戰(zhàn)與展望：推動多學科協(xié)同向縱深發(fā)展盡管3D打印技術在神經內鏡手術的多學科協(xié)同中展現(xiàn)出巨大潛力，但臨床實踐中仍面臨諸多挑戰(zhàn)，需各學科共同攻關。

當前面臨的主要挑戰(zhàn)成本與時間效率問題高精度3D打印模型（如全顱模型）制作成本約5000-15000元，從數(shù)據(jù)采集到模型打印需3-5天，對于急診手術（如高血壓腦出血）難以滿足時效需求。此外，模型消毒（如環(huán)氧乙烷滅菌）可能影響材料性能，增加院內感染控制難度。

當前面臨的主要挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)標準化與模型精度瓶頸不同醫(yī)院的影像設備、掃描參數(shù)不統(tǒng)一，導致DICOM數(shù)據(jù)格式差異，影響模型重建準確性。同時，病變與周圍組織的邊界識別（如腫瘤與水腫的區(qū)分）依賴人工分割，效率低且易主觀偏差。

當前面臨的主要挑戰(zhàn)多學科協(xié)同機制不完善部分醫(yī)院仍存在“學科壁壘”，影像科與臨床溝通不足，3D打印實驗室缺乏神經外科專業(yè)指導，導致模型與手術需求脫節(jié)。此外，協(xié)同流程缺乏標準化規(guī)范，不同團隊的效率差異較大。

未來發(fā)展方向技術創(chuàng)新：縮短周期與降低成本-人工智能輔助分割：開發(fā)基于深度學習的AI算法（如U-Net模型），實現(xiàn)解剖結構與病變的自動分割，將重建時間從數(shù)小時縮短至數(shù)十分鐘；-可降解材料應用：研發(fā)可吸收生物打印材料（如PCL-羥基磷灰石復合支架），用于術中臨時填充，避免二次手術取出。-快速打印技術：推廣多材料噴射打?。≒olyJet）技術，實現(xiàn)“一次打印多結構”（如骨、血管、病變同時呈現(xiàn)），減少打印步驟；

未來發(fā)展方向機制建設：構建標準化協(xié)同體系-多學科聯(lián)合門診：建立神經外科主導的“神經內鏡3D打印多學科門診”，術前集中討論，明確分工；-數(shù)據(jù)共享平臺：構建區(qū)域級醫(yī)學影像云平臺，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)模型設計-打印-應用的云端協(xié)同；-操