3D打印技術在腎門部腎腫瘤腎部切中的應用研究

張向民 褚健 曲發軍 葉劍青 干思舜 儲傳敏 王磊 楊煒 潘秀武 崔心剛

摘要： 目的 總結探討3D打印技術在腎門部腎腫瘤行腹腔鏡腎臟部分切除術中的應用經驗。方法 回顧2016年5月至2018年7月，本科收治的10例腎門部腎腫瘤患者，10例患者術前均采用CT三維重建，并應用3D打印機進行腎臟3D模型打印。其中男7例，女3例，年齡43～71歲，平均年齡51歲;腫瘤直徑1.6～4.3cm，左側4例，右側6例。10例患者均經后腹腔行腹腔鏡下腎部分切除術。結果 通過3D打印技術，成功構建10例腎臟腎腫瘤模型，手術均順利完成，無一例中轉開放，術中、術后無明顯并發癥。手術時間60～110min，熱缺血時間15～26min，術中出血量小于50ml。住院時間5～7天，術后病理提示切緣陰性，病理均為透明細胞癌。隨訪10～34個月，所有患者恢復良好，未見腫瘤復發轉移及其他異常表現。結論 腎門部腎腫瘤對于大部分泌尿外科醫生是一難題，3D打印技術的引進，把這一難題簡易化。通過腎臟3D模型的建立，腎門腫瘤的大小、毗鄰、浸潤深度及與腎血管、集合系統的關系變得一目了然，也進一步幫助手術醫生擬定更為合適的方案，減少術中腎血管和集合系統的損傷概率，更大程度的確保切緣陰性和保留腎功能。3D打印技術在腎門部腎腫瘤中的應用精準、安全、有效、可行，是一項值得泌尿外科醫生推廣應用的輔助技術。

關鍵詞： 腎門部腎腫瘤;腹腔鏡手術;3D打印

【中圖分類號】R322.6?? 【文獻標識碼】A??? 【文章編號】2107-2306（2020）02-174-02

我科自2016年5月至2018年7月，運用3D打印技術，我科對收治的10例腎門部腎腫瘤患者進行了腎臟3D模型構建，10例均經腹膜后入路行腹腔鏡下腎部分切除術，手術效果良好，現報告如下：

1資料與方法

1.1臨床資料

本10例腎臟腫瘤患者，男性7例，女性3例，平均年齡51歲;10例患者均為常規體檢發現，其中2例合并高血壓病，口服藥物血壓控制情況良好;術前CT、MRI提示10例腫瘤長徑在1.6～4.3cm之間，其中左側4例，右側6例，腫瘤均位于腎門部、邊界尚清楚，術前檢查排除手術禁忌證;術前CT三維重建明確腫瘤均位于腎門處，距離腎盂<1cm，緊貼腎臟動靜脈;10例均經腹膜后入路行腹腔鏡下腎部分切除術。

1.2 3D模板建立

術前行雙腎CT三維，包括腎動脈、靜脈期影像。將采集的患者CT影像資料采用Philips IntelliSpace Portal V5.0.1軟件進行3D重建，然后使用Formlab Forml+3D打印機對腎臟模型進行分色打印。模型選用4種顏色：動脈為粉紅色，靜脈黃色，腎實質淡綠色半透明，腎門腫瘤以淡褐色/肉色實體表示（圖1、2）。3D打印模型能清晰顯示腫瘤與集合系統腎門血管的毗鄰關系，通過該模型可對腫瘤血供、毗鄰關系、切除范圍路徑進行分析。

1.3手術方法

全身麻醉成功后，常規留置導尿，患者健側臥位，凸出患側腰部。在腋后線12肋緣下、腋前線肋弓緣下及腋中線髂嵴上2指位置分別置入3個 Trocar，常規氣囊擴張后腹膜間隙， 建立氣腹。清除腹膜外脂肪，靠近腰大肌縱行切開腎周筋膜，沿腰大肌表面向腎門分離出腎動、靜脈，注意腎動脈分支及變異，充分游離腫瘤周圍的腎周脂肪， 完整暴露腎腫瘤及周圍部分正常腎組織，將腎動脈游離出一段。在阻斷腎血供前，根據術前3D打印模型比對找到腫瘤的大致位置，行腎動脈完全阻斷，冷刀沿腫瘤邊界剪開腎包膜，并沿剪開的腎包膜邊界向下仔細分離，尋找腫瘤假包膜邊界，吸引器沿該界面外緣鈍性游離腫瘤縱深面，充分游離腫瘤。確認腫瘤假包膜無破損后，離斷腫瘤底面。觀察腎臟創面情況，免調針縫合法依次進行腎集合系統修復，關閉深層腎組織及破損的腎盂，繼續縫合外層腎組織。為減少熱缺血時間，在完成第深層縫合后可開放腎血供，觀察腎臟表面滲血情況，再次加固縫合外層腎組織（“2+1”縫合法）。腋后線切口取出標本，髂嵴上切口放置負壓引流管，逐層關閉切口。標本送病理。

2? 結果

10例手術均順利完成，無中轉開放，圍手術期無嚴重并發癥。手術時間60～110min，熱缺血時間15～26min，術中出血量小于50ml。術后切開腫瘤，見標本內部為實性組織，其內可見少許壞死灶，切面淡黃色，病理均提示為均為透明細胞癌。術后平均住院時間6d，二類切口常規抗炎對癥處理。該組隨訪10～34個月，所有患者恢復良好，未見腫瘤復發轉移及其他異常表現。

3討論

醫學3D打印技術近幾年迅猛發展，由于其低成本及定制的外科特點，3D 模型應用于術前設計、醫學教育、導板輔助手術、結合生物材料植入領域，尤其是頜面外科、口腔科等整形手術，泌尿外科領域也有報道^1-4。傳統CT、MRI 甚至特定格式的彩超數據都可以用來數字建模后 3D 打印。根據應用目的不同，3D 打印的材料可以是塑料、陶瓷、蠟、聚合樹脂、金屬等。一些生物材料及細胞組織的打印也有研究報道。研究結果顯示，應用3D模型提高患者對疾病的認知是一個增強醫患溝通、提高患者總體滿意度的有效手段。3D 打印模型能夠精確顯示腎腫瘤患者腫瘤大小、深度及其與周圍組織和血管毗鄰情況¹¹，利于術前規劃手術切除范圍、預判應該規避的血管、輸尿管及手術的難點，更加直觀，滿意度較高。

對于腎門部腎腫瘤⁵，要達到腎部分切手術精確切除的要求，首先必須確定腫瘤大小、周圍血管、輸尿管毗鄰及切除范圍等信息，才能在限定的熱缺血時間內保證手術效果并最大限度地保存腎功能。現階段運用CT三維重建對腫瘤進行評估，雖然可以明確腫瘤與周圍組織的關系，但僅限于平面圖像觀察，對集合系統、動靜脈血管及可行的手術路徑顯示不夠直觀立體。而基于CT三維重建的3D打印模型能很好地克服上述不足：3D模型能夠精準再現腫瘤與周圍組織的結構關系，特別是對于高度復雜腫瘤，術前和術中可直接利用3D模型進行手術過程的分析模擬，初步判定手術路徑、腫瘤切除范圍及術中需要注意規避的血管、輸尿管等難點問題，提高手術安全性。術中根據體位、手術視野的變化，可將3D打印模型固定至相應角度和方位，與手術視野比對，大致定位腫瘤¹²。隨后阻斷腎血供，避開并保護輸尿管，距離腫瘤邊緣1cm利用冷刀切開正常腎實質、沿腫瘤假包膜銳性分離、底面離斷等操作將腫瘤完整切除。縫合采用“2+1”方式¹³，即集合系統修補時采用雙向倒刺線免打結縫合深部腎創面，并在完成外層腎組織第1次縫合后開放腎血供以縮短熱缺血時間，再根據腎臟表面滲血情況，加固縫合外層腎組織，最大化地減少對腎功能的損害。對于較大的腎門部腫瘤，完整切除腫瘤后，縫合可能成為主要困難，故對于部分腫瘤較大、創面大的腎門部腫瘤，采取鎖邊縫合也是一種選擇^6-10，13。

總之，腎門部腎腫瘤對于大部分泌尿外科醫生是一難題，3D打印技術的引進，把這一難題簡易化。通過腎臟3D模型的建立，腎門腫瘤的大小、毗鄰、浸潤深度及與腎血管、輸尿管、集合系統的關系變得一目了然，也進一步幫助手術醫生擬定更為合適的方案，減少術中腎血管和集合系統的損傷概率，更大程度的確保切緣陰性和保留腎功能。3D打印技術在腎門部腎腫瘤中的應用精準、安全、有效、可行，是一項值得泌尿外科醫生推廣應用的輔助技術。

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作者簡介：張向民，碩士，住院醫師.

通訊作者：崔心剛，博士后，主任醫師，E-mail： cuixingang@smmu.edu.cn

基金項目：上海市浦東新區公利醫院青年英才（項目編號 GLRq2019-03）