3D打印技術在后腹腔鏡腎部分切除手術中的應用分析

朱金光 李亞縣 張凱忠

腎癌是泌尿系統中常見的惡性腫瘤之一，占成人惡性腫瘤的2%～3%。在泌尿系統腫瘤中僅次于前列腺癌及膀胱癌，但卻是泌尿系統致死率最高的腫瘤。對于T1N0M0期的腎癌，外科手術治療為主，目前推薦腹腔鏡腎部分切除術，能有效保留腎臟功能，降低術后發生腎功能不全的風險[1]。3D 打印技術是一種快速成型的技術。在醫學應用上可以將CT 數據通過計算機軟件建立模型，再使用塑料或細金屬粉等材料進行逐層打印的方式來建立物體的三維立體結構[2]。在臨床工作中，醫師可以用3D 打印技術建立腎臟立體模型，用于術前醫患溝通，同時可以用于手術路線設計、計算切除范圍等術前規劃。本研究選擇2019年3月—2022年3月茂名市人民醫院收治的30 例行后腹腔鏡腎部分切除術患者，在后腹腔鏡腎部分切除術中實施3D 打印技術，觀察其臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年3月—2022年3月茂名市人民醫院接受后腹腔鏡腎部分切除術的30 例患者為對象，隨機分為對照組與觀察組，每組各15 例。觀察組男10 例，女5 例；年齡26 ～76 歲，平均（51.29±19.65）歲；腫瘤直徑26 ～57 mm，平均（28.29±10.18）mm；左腎11 例，右腎4 例。對照組男9 例，女6 例；年齡41 ～79歲，平均（54.71±11.92）歲；腫瘤直徑17 ～46 mm，平均（35.71±13.15）mm；左腎10 例，右腎5 例。兩組一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。Renal 評分標準：包括腫瘤最大徑、腫瘤內外生比例、腫瘤與集合系統的距離、腫瘤位于背側或腹側、腫瘤在冠狀位上與上下極線與中線的位置關系、腫瘤是否觸及腎臟動靜脈主干，總分4 ～6 分為低度復雜，7 ～9 分為中度復雜，10 ～12 分為高度復雜[3]。見表1。

表1 兩組一般資料比較（±s）

表1 兩組一般資料比較（±s）

組別性別（男/女，例）年齡（歲）腫瘤位置（左/右，例） 腫瘤直徑（mm）Renal 評分（分）觀察組（n=15）10/551．29±19．6511/428．29±10．185．00±0．78對照組（n=15）9/654．71±11．9210/535．71±13．155．14±1．22 χ2/t 值0．1440．5760．1591．7280．374 P 值0．7050．5700．6900．0950．711

納入標準：（1）CT 影像學提示腎惡性腫瘤。（2）CT提示單發T1 期外生型腎腫瘤。（3）無嚴重臟器功能障礙。（4）既往無腎臟相關手術史。（5）手術入路為后腹腔入路。排除標準：（1）心肺功能差無法耐受手術者。（2）凝血功能異常者。（3）處于妊娠或哺乳期者。

1.2 方法

1.2.1 術前檢查方法

對照組通過影像學檢查雙腎計算機體層血管成像（CT angiography，CTA）進行術前判斷患者腎腫瘤與正常腎組織、腎血管及周圍組織結構毗鄰關系并制訂手術方案，用傳統CT 膠片與患者解析腎臟腫瘤的解剖結構，說明手術方案，然后實施后腹腔鏡腎部分切除術。

觀察組利用CTA 數據重建圖像對患腎3D 打印模型進行制作，術前就使用模型與患者溝通，而后實施腹腔鏡腎部分切除術。方法為：獲取術前CTA 影像學數據資料，腎癌腫塊斷面圖像保存為DICOM 格式，通過廣州邁多能公司mdn-3D 三維建模軟件對文件進行處理，重建含腫瘤病變的3D 腎臟模型，不同組織標注為不同顏色，然后采用3D 打印技術構建模型。按照患腎3D 打印模型情況在術前與之談話，向患者解析腎臟與腫瘤的立體解剖結構，說明手術方案及風險等，同時使用3D 打印模型對手術的入路、游離、阻斷腎血管、切除腫瘤和縫合創面的范圍及深度等過程進行模擬指導。

1.2.2 手術操作方法

兩組均行后腹腔鏡腎部分切除手術，而且主刀為同一術者。經氣管插管實施麻醉，獲得滿意麻醉效果后取健側臥位，提升腰橋，將手術床折疊為折刀位，將患側腰部充分暴露出來，消毒鋪巾后于患側第12 肋間下方1 ～2 cm，切開皮膚2.5 cm 及皮下組織，用大彎鉗突破深層腹外斜肌腱膜并輕度張開彎鉗，隨后去除彎鉗，用食指對切口深部的脂肪組織進行鈍性推擠分離，初步建立放置氣囊的間隙。置入自制氣囊，用50 mL 注射器對氣囊進行充氣，量約750 mL，一般觀察到髂骨凹陷處變飽滿即可停止充氣，停留10 s 后取出氣囊。經充分擴張腹膜間隙后，于腋前線、髂嵴上切口置入10 mm Trocar，于12 肋下緣切口處將10 mm Trocar 置入，采用7 號絲線對皮膚進行縫合，以縮小切口，通過髂嵴上通道將腹腔鏡置入。觀察確認后腹腔內不存在活動性出血、腹膜穿破、器官損傷等情況后，對腹膜外脂肪進行清理，在腰大肌前緣約1 cm 處打開腎周筋膜，沿腰大肌層面游離并顯露腎動脈，然后充分游離腎臟內、外側及上、下極，將腫瘤充分暴露出來，采用哈巴狗血管夾對腎動脈主干進行阻斷，對腎血流阻斷的時間進行計時，與腫瘤邊緣相距大約1 cm處，將腫瘤完整切除，采用1/2 弧縫針0號可吸收倒刺線對腎臟腫瘤切除后的創面進行縫合，對腎皮質切緣進行閉合處理，然后將哈巴狗血管夾松開，結束計時。用標本袋裝好標本，對創面進行檢查，并且仔細止血后，即可對腹膜后引流管進行放置，對創面無出血進行再次檢查，在12 肋骨下方皮膚切口延長，并將腫瘤標本取出，經對器械進行清點，明確無誤后，即可對切口進行逐層關閉，縫合皮膚。

1.3 觀察指標

（1）比較兩組患者術前談話中對腎腫瘤的解剖結構及手術方案的認知程度，采用調查問卷評分方式進行：完全理解5 分，大部分理解4 分，基本能理解3 分，少部分理解2 分，完全不理解1 分。（2）比較兩組手術操作與腎血流阻斷時間，對比術中出血量與住院時間，比較術后病理與術后并發癥發生情況。

1.4 統計學方法

數據均采用SPSS 25.0 統計學軟件進行處理。計量資料以（±s）表示，采用t檢驗；計數資料以n（%）表示，采用χ2檢驗或Fisher 確切概率法。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

兩組患者均成功實施后腹腔鏡腎部分切除術，觀察組病例均成功打印出患腎3D 模型并用于術前溝通及手術規劃。兩組患者均于術前溝通后完成認知度評估問卷，無中轉開放手術、術中輸血以及嚴重的術后并發癥發生。

2.1 兩組認知程度比較

觀察組對腎臟腫瘤的解剖結構及手術方案認知理解評分均高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組認知程度比較（分，±s）

表2 兩組認知程度比較（分，±s）

組別解剖認知評分手術方案認知評分觀察組（n=15）4．57±0．534．57±0．53對照組（n=15）2．43±0．533．71±0．49 t 值11．0584．615 P 值＜0．001＜0．001

2.2 兩組手術指標的比較

觀察組的血流阻斷時間、手術時間短于對照組，術中出血量少于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。但兩組住院時間比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表3。

表3 兩組手術指標的比較（±s）

表3 兩組手術指標的比較（±s）

組別手術時間（min）腎血流阻斷時間（min）術中出血量（mL）住院時間（d）觀察組（n=15）153．57±56．828．71±4．234．29±15．117．14±4．52對照組（n=15）196．42±55．836．86±5．654．29±27．019．71±6．24 t 值2．0844．5092．5041．291 P 值0．023＜0．0010．0090．208

2.3 兩組患者術后相關情況比較

術后病理示觀察組透明細胞癌11 例、嫌色細胞癌4 例；對照組透明細胞癌9 例、嫌色細胞癌4 例、高級別乳頭狀腎細胞癌2 例。兩組患者手術切緣均為陰性。兩組病理結果比較差異無統計學意義（P=0.438）。

3 討論

腎癌是泌尿系統常見的惡性腫瘤，其典型表現有血尿、腰痛以及腹部腫塊等，以上3 種典型表現為“腎癌三聯征”，但早期腎癌通常臨床表現并不顯著，當出現典型腎癌三聯征時，約60% 患者已經達到了臨床T3 期。近年來，隨著影像學診斷技術的快速發展及人們對健康體檢的重視，越來越多的T1N0M0 期無癥狀腎癌被早期發現，典型的血尿、腰疼、腹部腫塊腎癌三聯征在臨床上已經甚少見到。在影像學上，B 超具有經濟、無輻射、簡便等優點，已作為篩選腎臟有無占位性病變，對腎臟占位性病變進行初步判斷的首選檢查方法。近年來彩色多普勒技術水平不斷提升，B 超對＜3 cm 小腎癌的診斷也更加準確[4]。而CT 的診斷準確率比B 超更高，可達99%，借助CT 三維重建技術將動、靜脈造影與CT 檢查相結合，可以較為清晰顯示鄰近組織和周圍器官有無受累，同時可以顯示腎動脈及其分支動脈，更有部分可顯示腫瘤供血動脈，這可以幫助手術選擇阻斷腎血流的血管，對縮短腎血流阻斷時間具有重要的指導作用[5-6]。

對于早期腎癌，手術完整切除腫瘤是可能治愈腎癌的首選方法。腎部分切除術被認為是直徑＜4 cm 的局限性腎癌的標準術式。手術方式有腹腔鏡下腎部分切除術與開放腎部分切除術，隨著泌尿外科腹腔鏡微創技術的不斷進步。有研究顯示，于腹腔鏡下行腎部分切除術，相比開放腎部分切除術，應用于局限性腎癌的手術效果相同[7]。腹腔鏡下可以放大手術視野，更加清晰地觀察腎臟、腎動靜脈及腫瘤部位解剖組織結構，可以更精細操作，在完整切除腫瘤的同時能有效保留腎臟功能，減少腎功能不全的發生，確保患者可以獲取較好的遠期預后[8]。從目前泌尿外科倡導微創手術的背景下，多數醫生在泌尿外科手術中都傾向于采用微創方式實施手術，因此相比較而言，腹腔鏡下腎部分切除術的使用率更高。

3D 打印技術在醫學領域有廣泛的應用，包括在醫學教學、術前設計、手術模擬訓練、術前醫患溝通等方面[9]。3D 打印主要是將原始CT 數據經過計算機軟件把影像二維圖像轉為可以用指定材料打印成三維模型。相比于普通CT影像，用3D 打印技術模擬重建的患腎模型能更直觀地顯現腎臟腫瘤的位置，同時更加清晰顯露腎動脈、腎靜脈、輸尿管等相關解剖結構與腫瘤的毗鄰關系[10]。通過使用3D打印的患腎模型，可讓患者直觀地了解病情，對手術方案及手術風險也會有更好理解。避免患者因缺乏醫學解剖知識而出現理解偏差，可以增強醫患之間的溝通，減少醫療糾紛的發生[11]。

3D 打印重建出來的患腎模型，精準地還原了腎腫瘤與正常腎組織、腎血管毗鄰關系，醫生在術前可以進行預判，制訂更為符合患者個體化的手術方案，在術中可以根據模型實時指導手術，通過3D 打印的患腎模型可以準確地定位腎腫瘤，手術時可以快速地找到腫瘤，可以準確且快速地選擇阻斷患腎的腫瘤血管，縮短腎臟血流阻斷時間，同時可以把握好手術切除腫瘤的深度和廣度，降低術中損傷集合系統的風險，尤其是對內生型腎腫瘤，術前的預判更為重要[12]。

本研究觀察組成功納入15 例，完成患腎建模并順利進行手術，其中觀察組的血流阻斷時間短于對照組，術中出血量少于對照組（P＜0.05）；患者對腎臟解剖及手術方案的認知程度明顯高于對照組（P＜0.05）。提示3D 打印技術的應用可以在腹腔鏡腎部分切除術中獲得較好的應用效果。

綜上所述，文章中體現了美國食品和藥品管理局2017年發布的《3D 打印醫療器械技術指導意見》的執行標準。3D 打印技術可以顯著縮短腎臟血流阻斷的時間，有助于減少手術中的出血量，同時在醫患溝通當中，能夠提高患者對疾病及手術方案的認知程度，降低醫患溝通的難度，減少因為理解的偏差引起的醫療糾紛，同時具有較高的臨床價值，值得臨床推廣應用。