3D 打印技术对胸外科手术切除肺部小结节患者肺功能的影响

李志，李军

1.枣庄市立医院心胸外科，山东枣庄 277100；2.枣庄市立医院胸外科，山东枣庄 277100

肺部小结节为临床常见疾病之一，近年来随着CT分辨率的增高及普及，肺部结节病变的检出率也逐渐提升。本病在影像学上主要表现为密度增高的阴影，小的类圆形、局灶性，部分患者可伴有胸腔积液、肺不张等情况[1]。目前临床对于肺部小结节主要采用电视辅助胸腔镜进行治疗，因具有创伤小、术后并发症少、恢复快等优势得到医生与患者的广泛认可。本种治疗方式以CT 引导为主，帮助肺部小结节进行定位，虽能满足手术需要，但精准定位肺部小结节效果欠佳，对变异的血管难以明确，增加手术时间与手术风险[2-3]。3D 打印是一种基于患者医学影像数据而建立的解剖模型，通过3D 打印技术打印出的物体克服了既往平面化显示3D 可视化的局限性，术前可根据3D 模型制订详细的手术方案，使外科医生可对手术过程控制可控制，确定最佳手术入路，提高手术精确性，达到出血量小，术后并发症少的目的[4-5]。因此研究选取2019年2月—2020年6月枣庄市立医院收治的41例患者，采用联合3D 打印技术进行胸腔镜下肺部小结节切除术治疗，获得较好效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

对入院诊治的82例肺部小结节患者展开分组研究。观察组41例中男22例，女19例；年龄46~76岁，平均（58.6±3.7）岁；结节直径0.70~2.12 cm，平均（1.56±0.45）cm；其中小结节病变位于右肺上叶者12例，右肺下叶者10例，左肺上叶者9例，左肺下叶者10例。对照组41例中男24例，女17例；年龄47~75岁，平均（57.4±3.9）岁；结节直径0.71~2.16 cm，平均（1.58±0.46）cm；其中小结节病变位于右肺上叶者8例，右肺下叶者13例，左肺上叶者11例，左肺下叶者9例。两组基线资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。研究经伦理委员会审批通过，患者均知晓本次研究，并签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准[6]：患者均符合肺部小结节的相关诊断标准，并经病理检查明确诊断，与胸膜距离>1 cm，属于纯磨或混合型玻璃结节。

排除标准：肝肾功能存在严重疾病者、病变靠近肺部大血管、结节直接>30 mm，确诊恶性肿瘤者，无法配合研究者。

1.3 方法

1.3.1 对照组实施胸腔镜肺部小结节切除术术前定位，通过CT 扫描测量结节与胸壁、胸膜之间的距离，以确定穿刺部位、路径及进针层面等。然后常规消毒，实施利多卡因局部麻醉，用穿刺针20G 进行肺部穿刺，同时抽取自体血5 mL，根据CT 扫描情况对针尖走形路径进行调整，最后定位于小结节周边1 cm 正常肺结节内。对于回抽没有血者将针头逐渐回退，同时将自体血输入回路径中的肺实质内，然后再次CT 检查，定位效果确认后于次日进行手术治疗。手术为全身麻醉，单肺通气，在其第7 肋腋中线行一切口将胸腔镜置入，在第3/4 肋腋前线、第8/9 肋间肩胛下角线各行一切口分别置入主操作孔与辅助孔，通过胸腔镜对病变部位周围情况进行探查，定位结节，了解与周围肺组织的关系；根据术前CT 定位情况，从自体血位于结节上下层面进行触诊，将病变结节通过直接切割缝合器切除，并沿自体血输注路径寻找病变组织，快速病理切片后对恶性患者进行淋巴结清扫术。

1.3.2 观察组联合3D 打印技术进行胸腔镜下肺部小结节切除术治疗首先对患者进行CT 全肺容积扫描，仪器为东芝320 排CT 机，以胸廓入口至肋膈角平面作为扫描范围，扫描参数管电压设置为120 kV，螺距设置为1.5，层厚设置为0.5 mm。根据扫描后所得的数据进行3D 打印技术建模，制作成1:0.8 的模型，并在模型中标注结节位置和血管分布情况。根据3D 模型对结节进行快速定位，手术操作方式与对照组相同。

1.4 观察指标

①手术指标变化情况：观察两组手术时间、术中出血量、引流时间、引流量、淋巴结清扫数量、住院时间。

②肺功能变化情况：于术前及术后7 d 采用肺功能测定仪对患者肺功能进行测量，观察两组用力肺活量（forced vital capacity，FVC）、第 一 秒 用 力 呼 气 容 积（forced expiratory volume in one second，FEV1）、最大自主通气量（maximum voluntary ventilation，MVV）水平变化情况。

③观察两组术后并发症发生情况，同时对患者进行为期12个月的随访，观察在此期间复发情况。

1.5 统计方法

采用SPSS 21.0 统计学软件对数据进行处理和分析。计数资料以频数和百分比（%）表示，组间差异比较采用χ2检验；计量资料符合正态分布以（±s）表示，组间差异比较采用t检验。P<0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组治疗前后肺功能指标比较

两组治疗前肺功能指标比较差异无统计学意义（P>0.05）；术后7 d 观察组FVC、FEV1、MVV 水平均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

表1 两组患者治疗前后肺功能指标比较(±s)Table 1 Comparison of changes in pulmonary function indexes before and after treatment in the two groups of patients (±s)

表1 两组患者治疗前后肺功能指标比较(±s)Table 1 Comparison of changes in pulmonary function indexes before and after treatment in the two groups of patients (±s)

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2.2 两组患者手术相关指标情况比较

观察组手术时间、术中出血量、引流时间及引流量、住院时间均低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；两组淋巴结清扫数量比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。

表2 两组患者手术相关指标情况比较(±s)Table 2 Comparison of surgery-related indicators between the two groups of patients (±s)

表2 两组患者手术相关指标情况比较(±s)Table 2 Comparison of surgery-related indicators between the two groups of patients (±s)

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2.3 两组患者术后并发症发生情况及复发率比较

观察组并发症发生率为2.4%，复发率为4.9%，均低于对照组的19.5%、24.4%，差异有统计学意义（P<0.05）。见表3。

表3 两组患者术后并发症发生情况及复发率比较[n(%)]Table 3 Comparison of postoperative complications and recurrence rates between the two groups of patients [n(%)]

3 讨论

肺部小结节属于临床多发疾病之一，具有较高的检出率，既往研究表明，大部分肺小结节表现为良性，恶性结节比例不足5%[7]。肺内多种疾病均可导致结节的发生，如炎症、结核、出血、霉菌等良性疾病。但若不及时治疗可对患者健康造成严重影响[8]。

由于微创技术的发展与完善，胸腔镜手术为临床治疗肺部结节的常用方式之一，具有恢复快、疼痛轻、创伤小、对肺部功能影响小等优势[9]。此外，通过胸腔镜手术治疗，还能大大保证病灶切缘的足够性，进行淋巴结清扫，在一定程度上降低术后复发率，减轻患者痛苦。但该手术属于一种侵入式操作，手术治疗前需通过CT 扫描对病灶进行定位，以确保手术中对病灶清除干净[10-11]。但CT 扫描所获得的图像属于二位图像，对肺部小结节的定位难以精确，尤其是小结节处于段间交界部位时，准确定位的难度更加困难，增加定位风险，术中操作时间，对患者术后恢复造成影响[12]。近年来3D 打印技术逐渐兴起，是一种以计算机三维重建模型数据为蓝本，运用塑料等可黏合的材料，通过逐层打印而获得的物体[13]。在医疗领域，随着影像学技术的发展和完善，3D 技术的应用门槛也逐渐降低，从最初的打印组织器官模式，发展为近年来的打印身体植入物，很多医疗棘手问题、难题均得到有效解决。在肺部小结节胸外科手术治疗中，3D 打印技术也得到广泛应用，其效果也得到临床肯定[14]。该次研究联合3D 打印技术进行胸腔镜下肺部小结节切除术治疗，结果发现治疗后观察组手术时间、术中出血量、引流时间、引流量、住院时间均低于对照组（P<0.05）；且术后7 d 观察组FVC、FEV1、MVV 水平均高于对照组（P<0.05）。韩溢洪等[15]将3D 打印技术用于胸腔镜下肺部小结节切除术治疗中发现，3D 打印组患者术中出血量及手术时间均短于CT组，认为本种方式可缩短手术时间，减少出血量，在很大程度上还原解剖结构，提高手术成功率。本次研究也表明联合3D 打印技术进行胸腔镜下肺部小结节切除术治疗，可减少术中出血量、缩短手术时间，减少住院时间，同时对患者肺功能指标起到改善作用。这是由于3D 技术其操作相对简单，获得的模型更为具体，能帮助医生分辨出复杂的空间结构，为患者制订更为合理、科学的手术方案，减少术中风险，使对手术过程控制更为准确，操作更加娴熟，减少对患者肺部周围组织的损伤[16]。有学者通过研究表明，经过3D 技术的实施可将精确度控制到1 mm 范围，大大保证了手术对病灶的精确性，使手术可顺利进行[17]。此外本次研究发现，治疗后观察组并发症发生率为2.4%，低于对照组的19.5%（P<0.05），复发率为4.9%，低于对照组的24.4%（P<0.05）。说明本种方式治疗肺部小结节能有效减少术后并发症发生率及复发率，大大提高患者生活质量。章祖雄等[18]将3D 打印技术应用于胸外科手术切除肺部小结节中，3D 打印治疗组并发症发生率为1.41%，复发率为2.82%，低于对照组的11.27%、11.27%（P<0.05），其认为此种技术能有效减少术后并发症发生率与复发情况，改善患者肺功能。本次研究结果与其基本一致。

综上所述，3D 打印技术应用于胸外科手术切除肺部小结节患者的治疗中具有创伤小、出血量小等优势，能降低术后并发症发生情况，提高患者术后肺部功能，复发率低，应用价值高。