3D打印技術應用于MDT模式脊柱腫瘤手術的效果分析*

賴炳明 劉洪濤 譚三元

廣東省廣州市番禺區第八人民醫院 511450

脊柱腫瘤通常指發生于脊柱的原發性及繼發性腫瘤，目前對于該病的治療主張手術切除治療。由于脊柱的解剖結構復雜、手術對正常椎體的損傷較大、不同脊柱節段的手術難度差異等，為了提高手術成功率及術后效果，脊柱手術需在多學科協作診療(MDT)下進行[1]。但常規的X線、CT、MR等影像檢查所得到的均為二位維平面的信息，對手術醫生的經驗及空間想象能力要求較高，難以把握腫瘤及病灶周圍組織的情況，增加手術風險。隨著3D打印技術在醫學領域的逐漸應用，通過3D打印技術重建患者的脊柱模型，能夠直觀的了解腫瘤與椎體及周圍組織的關系[2]，或許能夠起到更好的效果，為此本文研究3D打印技術應用于MDT模式脊柱腫瘤手術的效果，報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選擇2017年4月—2019年4月我院的脊柱腫瘤患者56例，根據是否使用3D打印技術將其分為對照組和3D組，兩組均進行MDT模式脊柱腫瘤手術。對照組28例，男18例，女10例，年齡20～69歲，平均年齡(43.43±2.27)歲，腫瘤部位：頸椎4例，胸椎3例，腰椎17例，骶尾椎4例。3D組28例，男17例，女11例，年齡20～69歲，平均年齡(43.42±2.25)歲，腫瘤部位：頸椎3例，胸椎3例，腰椎18例，骶尾椎4例。兩組的一般資料比較，差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。本研究已獲得醫學倫理委員會的批準，所有患者均簽署知情同意書。納入標準：(1)具有脊柱腫瘤切除術指征，無禁忌證者；(2)經CT、MRI等影像檢查后制定3D打印模型及導板。排除標準：(1)術后隨訪丟失者；(2)手術失敗者。

1.2 方法 兩組均采用MDT模式進行脊柱腫瘤手術，對照組術前通過X線、CT、MRI等影像資料制定手術方案，選取最佳的置釘部位和置入螺釘的種類、大小。3D組術前通過3D打印的脊柱模型來制定手術方案，同時在3D導板的輔助下模擬置釘部位、角度、深度，根據手術情況選擇最佳的螺釘種類和螺釘大小。3D打印模型及導板的制作：術前進行病灶處的CT、MRI平掃及增強，將數據導入計算機后得到3D模型，使用圖像融合技術進行三維重建，使用不同顏色標記模型，將3D模型使用3D打印機打印出1∶1的實體模型。于椎體模型上標記最佳的置釘部位和進針導管，將數據導入逆向工程軟件，建立置釘后椎體后部的解剖形態模型，使用3D打印機打印出導板的實體模型，根據模型模擬設計外科手術過程，手術椎弓根定位模板，分析置釘后的效果，使用3D打印機打印出輔助模板，消毒備用。兩組均由同一組醫師進行手術，術后每3個月隨訪1次，共隨訪1年。

1.3 觀察指標和評價標準 觀察兩組的手術情況、螺釘準確情況及預后情況。(1)手術情況包括手術時間、手術出血量、手術透視次數。(2)螺釘準確情況分為0級(螺釘完全在椎弓根內)、1級(螺釘穿出椎弓根<2mm)、2級(螺釘穿出椎弓根2～4mm)、3級(螺釘穿出椎弓根>4mm)四個等級，螺釘準確率=0級例數/置釘總數×100%。(3)預后情況分別于術前和術后使用Frankel分級、VAS評分進行評價，Frankel分級分為A、B、C、D、E五個等級，分別記1～5分，分數越高說明神經功能損傷越低，VAS評分總分10分，得分越低說明疼痛越輕。

2 結果

2.1 兩組的手術情況對比 3D組的手術時間短于對照組，手術出血量及透視次數均低于對照組(P<0.05)，見表1。

表1 兩組的手術情況對比

2.2 兩組的螺釘準確情況對比 3D組的螺釘準確率(98.90%)高于對照組(91.58%)(χ2=5.411 8，P<0.05)，見表2。

表2 兩組的螺釘準確情況對比[n(%)]

2.3 兩組的預后情況對比 術前兩組的Frankel分級、VAS評分比較差異無統計學意義(P>0.05)，術后兩組的Frankel分級較術前高，VAS評分較術前低，但組間比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表3。

表3 兩組的預后情況對比分)

3 討論

脊柱腫瘤由于對脊柱神經造成壓迫，加上腫瘤對正常椎體的破壞，導致脊柱不穩，加重患者的神經癥狀，脊柱手術切除腫瘤病灶是目前治療脊柱腫瘤的常用方法，通過MDT模式進行脊柱腫瘤手術能夠提高手術的效果，但由于脊柱的解剖結構復雜、周圍血管神經豐富，導致手術存在較高的風險。3D打印技術將患者術前的脊柱X線、CT、MRI等影像檢查資料，通過電腦計算后得到脊柱3D模型，并通過快速成型技術打印出脊柱3D實物，實現了二維圖形向三維圖形的轉變，脊柱腫瘤手術應用該技術，或許能夠起到更好的效果。

脊柱腫瘤手術應用3D打印技術通過計算機將患者的X線、CT、MRI等診斷圖像經過計算后得到脊柱的三維模型，并通過打印得到實物。手術醫生通過三維模型進行觀察具有更全面、多角度、直觀的優點，同時能夠模擬手術的仿真操作，提高手術方案的有效性，并且通過三維重建技術測量螺釘置入的參數，確定進釘的位置、角度、深度，具有安全性高、置釘準確率高的優點[3-4]。

本研究中，3D組的手術時間短于對照組，手術出血量及透視次數少于對照組(P<0.05)，說明3D打印技術應用于MDT模式脊柱腫瘤手術能夠縮短手術時間，減少手術出血。分析原因：MDT模式脊柱腫瘤手術應用3D打印技術通過脊柱三維模型對病灶處的解剖結構、與周圍組織的關系進行分析并制定手術方案，術前對手術方案進行模擬操作，確定手術方案的有效性，避免術中轉變手術方案，并通過三維重建技術設計螺釘置入模板，避免對血管、脊髓等造成損傷，減少透視的次數，從而起到縮短手術時間，減少手術出血的作用。

本研究中，3D組的螺釘準確率(98.90%)高于對照組(91.58%)(P<0.05)，吳信等人[5]的研究中，觀察組的置釘準確率(98.95%)優于對照組(91.30%)(P<0.05)，說明3D打印技術應用于MDT模式脊柱腫瘤手術能夠提高置釘的準確率。可能原因：傳統的手術方法都是通過目測及手術醫生的臨床經驗來確認進釘的部位，通過三維重建技術構建手術模板，分析置釘后脊柱的受力情況及螺釘的應力狀態，避免置釘對血管及神經造成的損傷，術中使用手術模板定位置釘部位，提高置釘的準確性。

本研究中，術前、術后兩組的Frankel分級、VAS評分比較差異無統計學意義(P>0.05)，術后兩組的Frankel分級高于術前，VAS評分低于術前(P<0.05)，說明3D打印技術應用于MDT模式脊柱腫瘤手術的效果顯著，可有效提高患者的神經功能，緩解疼痛。分析原因：MDT模式脊柱腫瘤手術應用3D打印技術在有效切除腫瘤組織的同時保證了脊柱的正常功能，解除了對神經的壓迫，從而提高患者的神經功能，促進疼痛的緩解。

綜上所述，3D打印技術應用于MDT模式脊柱腫瘤手術的效果顯著，能夠縮短手術時間，減少手術出血，提高置釘準確率及神經功能，緩解疼痛，值得應用。