3D打印技術(shù)在復(fù)雜軟組織腫瘤切除中的應(yīng)用

聶遠(yuǎn)，王東，程雯

（貴州省腫瘤醫(yī)院/貴州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 骨科，貴州 貴陽 550004）

0 引言

軟組織腫瘤可發(fā)生于肢體、軀干、脊柱旁、腹膜后等部位，部分頸部、盆腹腔、脊柱旁復(fù)雜軟組織腫瘤巨大，且累及臨近椎管、椎體、重要血管神經(jīng)、骨盆、重要器官等，手術(shù)切除難度大，并發(fā)癥多，手術(shù)時(shí)間長，出血量大，一旦處理不慎，可導(dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥，甚至導(dǎo)致死亡。因此，為了達(dá)到精準(zhǔn)切除腫瘤組織，為手術(shù)安全保駕護(hù)航，我們應(yīng)用3D打印技術(shù)打印腫瘤及毗鄰主要骨骼、血管模型，為行軟組織腫瘤切除提供有效幫助，開辟新的思路，初步療效較滿意。

1 資料與方法

1.1 一般資料。2017年9月至2018年7月貴州省腫瘤醫(yī)院收治復(fù)雜軟組織腫瘤5例，其中3例位于頸部并累計(jì)椎管，2例位于盆腔。男4例，女1例，年齡21-42歲，平均31.6歲，多為青壯年。

1.2 方法

1.2.1 三維模型建立：術(shù)前行CT或MRI確定腫瘤部位，根據(jù)腫瘤部位確定是否需行3D打印模型輔助手術(shù)切除。確定病例后，予以東芝雙源80排CT行腫瘤部位CTA檢查，層厚0.5 mm，CT數(shù)據(jù)格式DICOM，之后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至平臺(tái)軟件E3D，行智能處理后，行三維模型建立。

1.2.2 3D打印模型：將已建立的三維模型導(dǎo)入3D打印機(jī)，利用打印機(jī)打印腫瘤及周圍重要骨骼、血管模型，打印機(jī)型號(hào)為ZLY-300C（武漢智壘），材料為聚乳酸PLA，顆粒直徑1.75 mm，打印時(shí)間23 g/h，打印模型與實(shí)際腫瘤比例為1:1。模型重量根據(jù)腫瘤大小及毗鄰部位結(jié)構(gòu)而不同。

1.2.3 術(shù)前設(shè)計(jì)及術(shù)中應(yīng)用：術(shù)前據(jù)3D打印模型，詳細(xì)設(shè)計(jì)個(gè)性化手術(shù)方案。根據(jù)腫瘤累及范圍，決定切除區(qū)域及重建方法。頸部腫瘤根據(jù)病灶與鎖骨位置，決定是否需行鎖骨離斷；根據(jù)腫瘤與椎管關(guān)系，決定椎板打開范圍，如椎板切除后不穩(wěn)定，事先決定側(cè)塊/椎弓根置釘位置及長度及棒預(yù)彎程度及長度，并根據(jù)具體病例，確認(rèn)手術(shù)入路及體位，必要時(shí)需取兩切口并更換體位。盆腔腫瘤根據(jù)病變累及情況，決定是否需行血管置換準(zhǔn)備，如腫瘤巨大，術(shù)前可行腫瘤栓塞/腹主動(dòng)脈球囊阻斷術(shù)。術(shù)前常規(guī)導(dǎo)尿，灌腸，深靜脈置管，備濃紅6-8單位，血漿600-800 mL。麻醉方式均選用靜脈復(fù)合全麻。術(shù)中根據(jù)腫瘤模型，分離保護(hù)腫瘤周圍重要血管神經(jīng)神經(jīng)，各方位立體觀察模型，利于術(shù)中方案的實(shí)施。

1.2.4 典型病例：患者男性，21歲，因“發(fā)現(xiàn)左頸部腫塊伴左上肢、雙下肢無力6+年”入院。6+年前患者無意中發(fā)現(xiàn)左頸部腫塊，無疼痛，表面皮膚無發(fā)紅、破潰、流膿、色素沉著，無畏寒、發(fā)熱、盜汗、咳嗽、咳痰，無涕中帶血，無呼吸困難，無聲音嘶啞等不適，伴左上肢及雙下肢乏力、活動(dòng)受限，遂就診于貴州省某醫(yī)院行相關(guān)檢查（具體不詳），告知患者及患者家屬手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較大，患者及患者家屬因個(gè)人原因未予治療，自請出院。期間患者于當(dāng)?shù)厮饺嗽\所口服“中草藥”及頸部外敷治療，自訴頸部腫塊較前無明顯變化，雙下肢肌力及活動(dòng)較前改善，可自行行走。

專科查體：頸軟，氣管居中，頸靜脈無怒張，甲狀腺雙葉無腫大，左側(cè)頸部捫及一大小約15.0 cm×12.0 cm腫塊，質(zhì)韌，邊界欠清，固定，壓痛，無明顯放射痛。頸椎反弓，胸椎向右側(cè)屈曲；無壓痛及叩痛，頸部活動(dòng)受限；左上肢及雙下肢肌力IV級(jí)，肌張力高，活動(dòng)受限，輕度肌肉萎縮。

輔查：頸部CT增強(qiáng)示：左側(cè)鎖骨上區(qū)巨大軟組織占位，神經(jīng)源性腫瘤？

入院后積極完善相關(guān)檢查，行頸部CTA檢查，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至平臺(tái)軟件E3D，行智能處理后，行三維模型建立（圖1）。導(dǎo)出STL文件，傳至打印機(jī)（圖2）。于2018年3月14日在麻醉下行前路頸部巨大腫瘤切除+頸總動(dòng)靜脈探查分離、臂叢神經(jīng)分離+鎖骨下動(dòng)靜脈分離+鎖骨離斷+鋼板內(nèi)固定+經(jīng)后路頸4-7椎板切開+椎管內(nèi)腫瘤切除、脊髓探查+釘棒內(nèi)固定術(shù)。術(shù)中見腫瘤周圍血管神經(jīng)分布情況及腫瘤大小與打印模型一致。術(shù)后標(biāo)本提示腫瘤切除徹底（圖3）。

2 結(jié)果

3例頸部腫瘤病理均明確為神經(jīng)鞘瘤。盆腔腫瘤一例為腫瘤復(fù)發(fā)，免疫組化明確為低度惡性纖維粘液樣肉瘤；另一例術(shù)前穿刺結(jié)果考慮為神經(jīng)源性腫瘤。手術(shù)時(shí)間平均347.8 min，出血量平均3520 mL。與未行3D打印同類型類似手術(shù)相比，出血量稍減少，手術(shù)時(shí)間有所縮短。三例頸部腫瘤獲得囊內(nèi)切除（腫瘤均于椎管內(nèi)發(fā)出并凸向頸部，椎間孔處結(jié)扎或分離時(shí)腫瘤均破裂），一例盆腔腫瘤為大部分切除，一例盆腔腫瘤行包膜外切除。復(fù)查MRI或CT檢查提示3例頸部腫瘤、一例盆腔腫瘤切除徹底，一例盆腔腫瘤部分殘留。

3 討論

3D打印在骨腫瘤的應(yīng)用較多，部分研究用于模型打印，利于手術(shù)設(shè)計(jì)，并指導(dǎo)術(shù)中手術(shù)切除。通過模型打印，對骨腫瘤立體結(jié)構(gòu)及診斷分型有著重要幫助，并可縮短手術(shù)時(shí)間。[1-3]。另有大量研究用于模型打印同時(shí)予3D打印制作實(shí)體導(dǎo)板，術(shù)中行引導(dǎo)截骨，提高了手術(shù)的精確性，對某些惡性腫瘤的保肢起到了重要的保駕復(fù)航作用[4]。同時(shí)也有大量研究將3D打印個(gè)性化假體應(yīng)用于腫瘤切除術(shù)后的重建，短期回訪結(jié)果提示該技術(shù)對腫瘤切除后缺損重建吻合度及穩(wěn)定性較高，對比部分既往術(shù)中需切除的范圍有所縮小，且功能相比較更好[5-7]。

相比較于3D打印技術(shù)在骨腫瘤中如火如荼的發(fā)展，在軟組織腫瘤切除中，3D打印應(yīng)用較少，文獻(xiàn)報(bào)道極少。這可能與復(fù)雜部位軟組織腫瘤發(fā)病率較低或者臨床醫(yī)師重視程度較差有關(guān)。從本組病例中，我們可以看到，與3D打印在骨腫瘤當(dāng)中的應(yīng)用類似，通過3D打印腫瘤模型，能為我們帶來更直觀的判斷，并可通過模型講解，讓患者及家屬更加理解手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)及復(fù)雜，便于術(shù)前有效溝通[8]。更為重要的是，通過模型的建立，我們可以在術(shù)前反復(fù)設(shè)計(jì)手術(shù)入路，設(shè)想術(shù)中可能遇到的各種困難局面，為患者的手術(shù)安全保駕復(fù)航。

同時(shí)，我們也看到，就目前的技術(shù)條件而言，我們只能打印腫瘤組織及毗鄰重要血管及骨骼，對神經(jīng)的打印尚不能完成，這可能與我們采用的CT掃描后數(shù)據(jù)有關(guān)，后期期望能通過MRI掃描提取數(shù)據(jù)，便于神經(jīng)打印。同時(shí)，應(yīng)特別注意到，雖然我們術(shù)前行3D打印模型，但術(shù)前仍需仔細(xì)閱讀患者影像學(xué)資料，如軟組織腫瘤侵犯骨骼，3D打印標(biāo)本中對骨侵犯情況顯示可能不足，這時(shí)需結(jié)合影像學(xué)檢查綜合評估，這對于年輕醫(yī)生尤為重要[9]。

另外，本組病例病例數(shù)較少，回訪時(shí)間較短，尚需通過大宗病例及長時(shí)間回訪，更進(jìn)一步確定該方法的有效性及實(shí)用性，同時(shí)期望能在目前基礎(chǔ)上有所提高。