3D打印技術(shù)在腎臟腫瘤中的應(yīng)用

黃建榮 鄧小林 宋樂明 鐘久慶 胡敏 邱璇茜 李躍蘭

3D打印技術(shù)在腎臟腫瘤中的應(yīng)用

黃建榮 鄧小林 宋樂明 鐘久慶 胡敏 邱璇茜 李躍蘭

目的 評(píng)價(jià)3D打印技術(shù)在腎臟腫瘤治療中的應(yīng)用價(jià)值。方法 選取采用腹腔鏡腫瘤切除術(shù)治療的腎腫瘤患者82例，隨機(jī)分為對(duì)照組與觀察組，各41例，對(duì)照組在CT、MRI重建圖像上進(jìn)行針對(duì)、術(shù)前評(píng)估，擬定手術(shù)切除計(jì)劃。觀察組患者CT圖像采用Mimics軟件進(jìn)行3D重建，以Geomagic studio軟件進(jìn)行編輯處理，進(jìn)行3D打印。在常規(guī)路徑下、3D模型與模擬手術(shù)指導(dǎo)擬定執(zhí)行手術(shù)方案，對(duì)比相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果 觀察組手術(shù)時(shí)間（73±13）min、血流阻斷時(shí)間（18.8±2.1）min、估計(jì)出血量（102.8±26.1）mL、術(shù)后1個(gè)月血肌酐水平（71.9±42.4）μmol/L、不良事件發(fā)生率（9.8%）低于對(duì)照組[(82±12) min、（24.3±5.3）min、（120.8±27.4）mL、（80.7±2.4）μmol/L、36.6%]，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論 3D打印技術(shù)可用于腎臟腫瘤切除術(shù)指導(dǎo)、術(shù)前模擬之中，有助于降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，減少腎功能損傷。

腎臟腫瘤；3D打印技術(shù)；腹腔鏡手術(shù)

腎腫瘤是臨床常見的惡性腫瘤之一，約占全身腫瘤的1%，絕大多數(shù)腎腫瘤均可經(jīng)腹腔鏡切除治療[1]。但腹腔鏡下腎部分或全腎切除術(shù)難度、風(fēng)險(xiǎn)仍相對(duì)較高，該手術(shù)時(shí)間與阻斷時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率居高不下，至今其對(duì)于絕大多數(shù)醫(yī)院而言仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)性的工作。研究顯示腹腔鏡下腎切除術(shù)輸血率高達(dá)10%～20%，其中有相當(dāng)一部分是可以避免的。高質(zhì)量的手術(shù)操作是提高手術(shù)療效、控制風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵，過去醫(yī)師擬定腎腫瘤切除手術(shù)方案主要依據(jù)CT等影像學(xué)診斷結(jié)果，但這種屏幕上的影像學(xué)資料直觀效果并不理想。3D打印技術(shù)是根據(jù)三維模型，通過離散堆積方法，直接、快速、精確的加工出實(shí)體模型的一種技術(shù)，近年來開始用于腫瘤外科治療之中[2]。本院嘗試將3D打印技術(shù)應(yīng)用于腎腫瘤治療之中，取得一定成效，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 以2014年1月～2015年4月贛州市人民醫(yī)院收治并采用腹腔鏡腫瘤切除術(shù)治療的腎腫瘤患者82例作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）臨床確診，符合手術(shù)治療指征；（2）單一病灶，非多病灶腎腫瘤，非孤立腎；（3）知情同意。其中男50例，女32例，年齡22～70歲，平均年齡（40.6±3.4）歲。體重指數(shù)（24.2±1.6）kg/m2，腫瘤直徑（3.8±1.5）cm。R.E.N.A.L評(píng)分（8.5±1.3）分。據(jù)入院順序，采用隨機(jī)隊(duì)列插入法，將患者分為對(duì)照組和觀察組，各41例。對(duì)照組男26例，女15例；年齡22～69歲，平均年齡（39.7±2.8）歲。體重指數(shù)（24.9±1.5）kg/ m2，腫瘤直徑（3.7±1.6）cm；R.E.N.A.L評(píng)分（8.7±1.2）分。觀察組男24例，女17例；年齡22～70歲，平均年齡（41.3±2.4）歲；體重指數(shù)（23.9±1.7）kg/m2；腫瘤直徑（4.0±1.5）cm；R.E.N.A.L評(píng)分（8.3±1.3）分。2組患者年齡、性別、體重指數(shù)、腫瘤直徑、R.E.N.A.L評(píng)分等臨床資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性。

1.2 方法 對(duì)照組在CT、MRI重建圖像上進(jìn)行針對(duì)、術(shù)前評(píng)估，擬定手術(shù)切除計(jì)劃。觀察組：將每1例患者CT圖像采用Mimics軟件進(jìn)行3D重建，以Geomagic studio軟件進(jìn)行編輯處理，進(jìn)行3D打印。了解腫瘤的邊界，并舉術(shù)前腫瘤類型確定切除的范圍，結(jié)合MRI、CTA斷層圖像，確定每1個(gè)圖像上的最佳切除范圍。構(gòu)建3D切除邊界模型。最后制定3D手術(shù)模擬計(jì)劃，全方位檢查切除手術(shù)的可行性、安全性，測(cè)量計(jì)劃與周圍解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以利于術(shù)中準(zhǔn)確的把握切除邊界的范圍，以1cm為單位，分析切除范圍起止點(diǎn)。最后，形成書面報(bào)告，認(rèn)真審閱后，在按照擬定的手術(shù)計(jì)劃進(jìn)行手術(shù)。所有手術(shù)均由同一組醫(yī)護(hù)人員完成。

1.3 觀察指標(biāo) 觀察2組患者平均手術(shù)時(shí)間、血流阻斷時(shí)間、估計(jì)出血量、切緣寬度、術(shù)前與術(shù)后肌酐水平，不良事件發(fā)生例，如中轉(zhuǎn)開腹例、輸血例、腎血管栓塞例、切口疝、尿瘺等。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 數(shù)據(jù)資料以EXCEL錄入，轉(zhuǎn)SPSS 18.0軟件處理，計(jì)量資料采用“x±s”表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料用例數(shù)（n）表示，計(jì)數(shù)資料組間率（%）的比較采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 計(jì)量指標(biāo) 觀察組手術(shù)時(shí)間、血流阻斷時(shí)間、估計(jì)出血量、術(shù)后1個(gè)月血肌酐水平低于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 觀察組與對(duì)照組計(jì)量指標(biāo)對(duì)比（x±s）

2.2 不良事件 觀察組不良事件發(fā)生率低于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

表2 觀察組與對(duì)照組不良事件發(fā)生情況對(duì)比(n)

3 討論

3D打印技術(shù)已可玩么制作出精度高達(dá)0.1mm的3D模型，3D模型可精準(zhǔn)的再現(xiàn)腫瘤與周圍組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系，相較于電腦屏幕中的圖像直觀性更強(qiáng)，且具有一定的可操作性，可用于復(fù)雜手術(shù)的模擬，幫助患者擬定安全、可靠的手術(shù)路徑，使醫(yī)師掌握安全操作范圍，增強(qiáng)醫(yī)師空間感。手術(shù)切除的效果與醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)技術(shù)水平直接相關(guān)，3D打印技術(shù)模擬手術(shù)可提高醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)技術(shù)水平，提高高風(fēng)險(xiǎn)操作安全性，進(jìn)而減少醫(yī)源性損傷[3]。近年來，數(shù)字化手術(shù)輔助系統(tǒng)發(fā)展迅速，極大的增強(qiáng)的手術(shù)的技術(shù)可控性。目前，常用的手術(shù)定位系統(tǒng)主要為計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航以及術(shù)中導(dǎo)板，兩種各有優(yōu)劣，計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航設(shè)備硬件投資大、學(xué)習(xí)曲線長(zhǎng)，不利于推廣應(yīng)用，而術(shù)中導(dǎo)板價(jià)格低廉，術(shù)中定位準(zhǔn)確，但設(shè)計(jì)耗時(shí)長(zhǎng)，采用3D模型打印結(jié)合術(shù)中導(dǎo)板一定程度上縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，還有助于通過降低手術(shù)方案變化風(fēng)險(xiǎn)，避免導(dǎo)板被費(fèi)用，避免二次設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)導(dǎo)板使用壽命。

腹腔鏡手術(shù)具有創(chuàng)傷小、術(shù)后恢復(fù)快、疼痛輕等優(yōu)點(diǎn)，已成為根治性腎切除術(shù)主要支持環(huán)境，但標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)仍存在手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)、對(duì)術(shù)者技術(shù)水平要求較高等缺點(diǎn)，腎腫瘤切除術(shù)仍屬于高難度手術(shù)類型，腎臟腫瘤切除術(shù)需游離腎動(dòng)靜脈，分離、夾閉、縫合操作較多，選擇合適的手術(shù)操作路徑非常關(guān)鍵。而單純的CT、MRI影像學(xué)資料無法直觀的反應(yīng)筋膜、腎臟、動(dòng)靜脈血管、脾結(jié)腸韌帶之間的解剖關(guān)系。研究中采用3D模型輔助制定手術(shù)路徑觀察組手術(shù)時(shí)間、血流阻斷時(shí)間、估計(jì)出血量、不良事件發(fā)生率均顯著下降，術(shù)后1個(gè)月血肌酐水平無顯著變化，提示3D模型輔助制定手術(shù)路徑可幫助術(shù)者了解病變局部解剖關(guān)系，制定更詳盡的手術(shù)計(jì)劃，提高手術(shù)成功率，最終降低手術(shù)損傷，保留腎功能。腎功能的保留對(duì)于腎全或次切除患者術(shù)后生命質(zhì)量的恢復(fù)非常重要。

除應(yīng)用于腎腫瘤切除術(shù)指導(dǎo)之中外，3D打印技術(shù)還可用于腎腫瘤體外研究、人體組織補(bǔ)償器的開發(fā)之中[4-5]。3D打印技術(shù)至今仍方興未艾，其在腫瘤外科中的仍有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ夹g(shù)難度并不大，有條件的醫(yī)院可引入3D打印技術(shù).并間其應(yīng)用于腫瘤外科手術(shù)方案擬定、教學(xué)培養(yǎng)中，不斷積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并合理利用一系列的腫瘤3D模型，發(fā)揮其在腫瘤病理研究中的應(yīng)用價(jià)值。

綜上所述，3D打印技術(shù)可用于腎臟腫瘤切除術(shù)指導(dǎo)、術(shù)前模擬之中，有助于降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，減輕腎功能損傷；3D打印技術(shù)在腫瘤外科其它領(lǐng)域也有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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10.3969/j.issn.1009-4393.2016.3.100

江西 341000 贛州市人民醫(yī)院兒科 （黃建榮 鄧小林 宋樂明鐘久慶 胡敏 邱璇茜 李躍蘭）