3D打印技术在后腹腔镜肾部分切除手术中的应用分析

朱金光 李亚县 张凯忠

肾癌是泌尿系统中常见的恶性肿瘤之一，占成人恶性肿瘤的2%～3%。在泌尿系统肿瘤中仅次于前列腺癌及膀胱癌，但却是泌尿系统致死率最高的肿瘤。对于T1N0M0期的肾癌，外科手术治疗为主，目前推荐腹腔镜肾部分切除术，能有效保留肾脏功能，降低术后发生肾功能不全的风险[1]。3D 打印技术是一种快速成型的技术。在医学应用上可以将CT 数据通过计算机软件建立模型，再使用塑料或细金属粉等材料进行逐层打印的方式来建立物体的三维立体结构[2]。在临床工作中，医师可以用3D 打印技术建立肾脏立体模型，用于术前医患沟通，同时可以用于手术路线设计、计算切除范围等术前规划。本研究选择2019年3月—2022年3月茂名市人民医院收治的30 例行后腹腔镜肾部分切除术患者，在后腹腔镜肾部分切除术中实施3D 打印技术，观察其临床价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年3月—2022年3月茂名市人民医院接受后腹腔镜肾部分切除术的30 例患者为对象，随机分为对照组与观察组，每组各15 例。观察组男10 例，女5 例；年龄26 ～76 岁，平均（51.29±19.65）岁；肿瘤直径26 ～57 mm，平均（28.29±10.18）mm；左肾11 例，右肾4 例。对照组男9 例，女6 例；年龄41 ～79岁，平均（54.71±11.92）岁；肿瘤直径17 ～46 mm，平均（35.71±13.15）mm；左肾10 例，右肾5 例。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。Renal 评分标准：包括肿瘤最大径、肿瘤内外生比例、肿瘤与集合系统的距离、肿瘤位于背侧或腹侧、肿瘤在冠状位上与上下极线与中线的位置关系、肿瘤是否触及肾脏动静脉主干，总分4 ～6 分为低度复杂，7 ～9 分为中度复杂，10 ～12 分为高度复杂[3]。见表1。

表1 两组一般资料比较（±s）

表1 两组一般资料比较（±s）

组别性别（男/女，例）年龄（岁）肿瘤位置（左/右，例） 肿瘤直径（mm）Renal 评分（分）观察组（n=15）10/551．29±19．6511/428．29±10．185．00±0．78对照组（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

纳入标准：（1）CT 影像学提示肾恶性肿瘤。（2）CT提示单发T1 期外生型肾肿瘤。（3）无严重脏器功能障碍。（4）既往无肾脏相关手术史。（5）手术入路为后腹腔入路。排除标准：（1）心肺功能差无法耐受手术者。（2）凝血功能异常者。（3）处于妊娠或哺乳期者。

1.2 方法

1.2.1 术前检查方法

对照组通过影像学检查双肾计算机体层血管成像（CT angiography，CTA）进行术前判断患者肾肿瘤与正常肾组织、肾血管及周围组织结构毗邻关系并制订手术方案，用传统CT 胶片与患者解析肾脏肿瘤的解剖结构，说明手术方案，然后实施后腹腔镜肾部分切除术。

观察组利用CTA 数据重建图像对患肾3D 打印模型进行制作，术前就使用模型与患者沟通，而后实施腹腔镜肾部分切除术。方法为：获取术前CTA 影像学数据资料，肾癌肿块断面图像保存为DICOM 格式，通过广州迈多能公司mdn-3D 三维建模软件对文件进行处理，重建含肿瘤病变的3D 肾脏模型，不同组织标注为不同颜色，然后采用3D 打印技术构建模型。按照患肾3D 打印模型情况在术前与之谈话，向患者解析肾脏与肿瘤的立体解剖结构，说明手术方案及风险等，同时使用3D 打印模型对手术的入路、游离、阻断肾血管、切除肿瘤和缝合创面的范围及深度等过程进行模拟指导。

1.2.2 手术操作方法

两组均行后腹腔镜肾部分切除手术，而且主刀为同一术者。经气管插管实施麻醉，获得满意麻醉效果后取健侧卧位，提升腰桥，将手术床折叠为折刀位，将患侧腰部充分暴露出来，消毒铺巾后于患侧第12 肋间下方1 ～2 cm，切开皮肤2.5 cm 及皮下组织，用大弯钳突破深层腹外斜肌腱膜并轻度张开弯钳，随后去除弯钳，用食指对切口深部的脂肪组织进行钝性推挤分离，初步建立放置气囊的间隙。置入自制气囊，用50 mL 注射器对气囊进行充气，量约750 mL，一般观察到髂骨凹陷处变饱满即可停止充气，停留10 s 后取出气囊。经充分扩张腹膜间隙后，于腋前线、髂嵴上切口置入10 mm Trocar，于12 肋下缘切口处将10 mm Trocar 置入，采用7 号丝线对皮肤进行缝合，以缩小切口，通过髂嵴上通道将腹腔镜置入。观察确认后腹腔内不存在活动性出血、腹膜穿破、器官损伤等情况后，对腹膜外脂肪进行清理，在腰大肌前缘约1 cm 处打开肾周筋膜，沿腰大肌层面游离并显露肾动脉，然后充分游离肾脏内、外侧及上、下极，将肿瘤充分暴露出来，采用哈巴狗血管夹对肾动脉主干进行阻断，对肾血流阻断的时间进行计时，与肿瘤边缘相距大约1 cm处，将肿瘤完整切除，采用1/2 弧缝针0号可吸收倒刺线对肾脏肿瘤切除后的创面进行缝合，对肾皮质切缘进行闭合处理，然后将哈巴狗血管夹松开，结束计时。用标本袋装好标本，对创面进行检查，并且仔细止血后，即可对腹膜后引流管进行放置，对创面无出血进行再次检查，在12 肋骨下方皮肤切口延长，并将肿瘤标本取出，经对器械进行清点，明确无误后，即可对切口进行逐层关闭，缝合皮肤。

1.3 观察指标

（1）比较两组患者术前谈话中对肾肿瘤的解剖结构及手术方案的认知程度，采用调查问卷评分方式进行：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）比较两组手术操作与肾血流阻断时间，对比术中出血量与住院时间，比较术后病理与术后并发症发生情况。

1.4 统计学方法

数据均采用SPSS 25.0 统计学软件进行处理。计量资料以（±s）表示，采用t检验；计数资料以n（%）表示，采用χ2检验或Fisher 确切概率法。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

两组患者均成功实施后腹腔镜肾部分切除术，观察组病例均成功打印出患肾3D 模型并用于术前沟通及手术规划。两组患者均于术前沟通后完成认知度评估问卷，无中转开放手术、术中输血以及严重的术后并发症发生。

2.1 两组认知程度比较

观察组对肾脏肿瘤的解剖结构及手术方案认知理解评分均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 两组认知程度比较（分，±s）

表2 两组认知程度比较（分，±s）

组别解剖认知评分手术方案认知评分观察组（n=15）4．57±0．534．57±0．53对照组（n=15）2．43±0．533．71±0．49 t 值11．0584．615 P 值＜0．001＜0．001

2.2 两组手术指标的比较

观察组的血流阻断时间、手术时间短于对照组，术中出血量少于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。但两组住院时间比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 两组手术指标的比较（±s）

表3 两组手术指标的比较（±s）

组别手术时间（min）肾血流阻断时间（min）术中出血量（mL）住院时间（d）观察组（n=15）153．57±56．828．71±4．234．29±15．117．14±4．52对照组（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 两组患者术后相关情况比较

术后病理示观察组透明细胞癌11 例、嫌色细胞癌4 例；对照组透明细胞癌9 例、嫌色细胞癌4 例、高级别乳头状肾细胞癌2 例。两组患者手术切缘均为阴性。两组病理结果比较差异无统计学意义（P=0.438）。

3 讨论

肾癌是泌尿系统常见的恶性肿瘤，其典型表现有血尿、腰痛以及腹部肿块等，以上3 种典型表现为“肾癌三联征”，但早期肾癌通常临床表现并不显著，当出现典型肾癌三联征时，约60% 患者已经达到了临床T3 期。近年来，随着影像学诊断技术的快速发展及人们对健康体检的重视，越来越多的T1N0M0 期无症状肾癌被早期发现，典型的血尿、腰疼、腹部肿块肾癌三联征在临床上已经甚少见到。在影像学上，B 超具有经济、无辐射、简便等优点，已作为筛选肾脏有无占位性病变，对肾脏占位性病变进行初步判断的首选检查方法。近年来彩色多普勒技术水平不断提升，B 超对＜3 cm 小肾癌的诊断也更加准确[4]。而CT 的诊断准确率比B 超更高，可达99%，借助CT 三维重建技术将动、静脉造影与CT 检查相结合，可以较为清晰显示邻近组织和周围器官有无受累，同时可以显示肾动脉及其分支动脉，更有部分可显示肿瘤供血动脉，这可以帮助手术选择阻断肾血流的血管，对缩短肾血流阻断时间具有重要的指导作用[5-6]。

对于早期肾癌，手术完整切除肿瘤是可能治愈肾癌的首选方法。肾部分切除术被认为是直径＜4 cm 的局限性肾癌的标准术式。手术方式有腹腔镜下肾部分切除术与开放肾部分切除术，随着泌尿外科腹腔镜微创技术的不断进步。有研究显示，于腹腔镜下行肾部分切除术，相比开放肾部分切除术，应用于局限性肾癌的手术效果相同[7]。腹腔镜下可以放大手术视野，更加清晰地观察肾脏、肾动静脉及肿瘤部位解剖组织结构，可以更精细操作，在完整切除肿瘤的同时能有效保留肾脏功能，减少肾功能不全的发生，确保患者可以获取较好的远期预后[8]。从目前泌尿外科倡导微创手术的背景下，多数医生在泌尿外科手术中都倾向于采用微创方式实施手术，因此相比较而言，腹腔镜下肾部分切除术的使用率更高。

3D 打印技术在医学领域有广泛的应用，包括在医学教学、术前设计、手术模拟训练、术前医患沟通等方面[9]。3D 打印主要是将原始CT 数据经过计算机软件把影像二维图像转为可以用指定材料打印成三维模型。相比于普通CT影像，用3D 打印技术模拟重建的患肾模型能更直观地显现肾脏肿瘤的位置，同时更加清晰显露肾动脉、肾静脉、输尿管等相关解剖结构与肿瘤的毗邻关系[10]。通过使用3D打印的患肾模型，可让患者直观地了解病情，对手术方案及手术风险也会有更好理解。避免患者因缺乏医学解剖知识而出现理解偏差，可以增强医患之间的沟通，减少医疗纠纷的发生[11]。

3D 打印重建出来的患肾模型，精准地还原了肾肿瘤与正常肾组织、肾血管毗邻关系，医生在术前可以进行预判，制订更为符合患者个体化的手术方案，在术中可以根据模型实时指导手术，通过3D 打印的患肾模型可以准确地定位肾肿瘤，手术时可以快速地找到肿瘤，可以准确且快速地选择阻断患肾的肿瘤血管，缩短肾脏血流阻断时间，同时可以把握好手术切除肿瘤的深度和广度，降低术中损伤集合系统的风险，尤其是对内生型肾肿瘤，术前的预判更为重要[12]。

本研究观察组成功纳入15 例，完成患肾建模并顺利进行手术，其中观察组的血流阻断时间短于对照组，术中出血量少于对照组（P＜0.05）；患者对肾脏解剖及手术方案的认知程度明显高于对照组（P＜0.05）。提示3D 打印技术的应用可以在腹腔镜肾部分切除术中获得较好的应用效果。

综上所述，文章中体现了美国食品和药品管理局2017年发布的《3D 打印医疗器械技术指导意见》的执行标准。3D 打印技术可以显著缩短肾脏血流阻断的时间，有助于减少手术中的出血量，同时在医患沟通当中，能够提高患者对疾病及手术方案的认知程度，降低医患沟通的难度，减少因为理解的偏差引起的医疗纠纷，同时具有较高的临床价值，值得临床推广应用。