CT三維重建及3D打印技術(shù)在復(fù)雜的腹膜后腫瘤手術(shù)中的應(yīng)用*

林佳鑫，刁德昌，廖偉林，汪佳豪，李洪明，易小江，盧新泉，馮曉創(chuàng)，陳昭宇

1 廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院 廣東廣州 510405

2 廣東省中醫(yī)院胃腸腫瘤中心/結(jié)直腸外科 廣東廣州 510120

腹膜后腫瘤（retroperitoneal tumours，RPT）是指發(fā)生于腹膜后間隙的腫瘤，常見的RPT組織來源有脂肪、肌肉、淋巴組織、血管、神經(jīng)等[1]。手術(shù)完整切除腫瘤是RPT唯一潛在的治愈機(jī)會(huì)，但部分復(fù)雜的RPT因血供較豐富、與周圍組織臟器關(guān)系復(fù)雜，常使術(shù)中解剖不清、顯露困難，難以完整切除[2]。全面了解和評(píng)估RPT與鄰近臟器和血管的關(guān)系是手術(shù)成功的關(guān)鍵[3]。CT三維重建技術(shù)可立體呈現(xiàn)腫瘤與周圍血管、神經(jīng)、骨骼的空間位置關(guān)系，克服了CT二維成像的局限性，為外科醫(yī)師提供了更直觀的人體解剖圖像，其應(yīng)用有助于降低手術(shù)難度和手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，提高手術(shù)的可行性[4]。CT三維重建、3D打印技術(shù)等數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)在復(fù)雜的RPT中的應(yīng)用目前鮮有報(bào)道。為改善復(fù)雜的RPT的手術(shù)結(jié)局、提高手術(shù)安全性，筆者團(tuán)隊(duì)對收治的13例復(fù)雜的RPT患者術(shù)前予行CT三維重建并3D打印腫瘤模型，評(píng)估腫瘤情況并實(shí)施模擬手術(shù)，將模擬手術(shù)情況與實(shí)際手術(shù)情況對比，探討CT三維重建及3D打印技術(shù)在復(fù)雜的RPT手術(shù)中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2020年7月至2021年11月廣東省中醫(yī)院收治的13例復(fù)雜的RPT患者的臨床資料，其中男性6例，女性7例；中位年齡為51（37，66.5）歲；術(shù)前中位BMI為22.3（21.2，24.3）kg/m2；4例患者有高血壓表現(xiàn)，2例合并糖尿病，1例合并腦梗死后遺癥。術(shù)前常規(guī)完成肝腎功能及心肺功能檢查評(píng)估，腫瘤與血管關(guān)系密切、高血壓患者術(shù)前檢測兒茶酚胺水平，使用胰島素的糖尿病患者監(jiān)測圍手術(shù)期血糖值。本研究經(jīng)廣東省中醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，倫理審批號(hào)ZE2022-004-01。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）腫瘤與下腔靜脈、腹主動(dòng)脈空間位置關(guān)系緊密；（2）腫瘤最大直徑＞10 cm；（3）需要進(jìn)行聯(lián)合臟器切除。符合上述其中1點(diǎn)及以上者納入研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）未行手術(shù)治療；（2）全身多發(fā)轉(zhuǎn)移灶只行局部切除。

1.3 方法

1.3.1 進(jìn)行CT三維重建與3D打印腫瘤模型 所有患者術(shù)前行上腹部256排螺旋CT（美國GE公司）掃描，在CT自帶工作站上處理CT數(shù)據(jù)，分析患者平掃期、動(dòng)脈期、門靜脈期和平衡期的亞毫米CT數(shù)據(jù)；將患者四期薄層CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D-DOCTOR 4.0軟件平臺(tái)，進(jìn)行腹腔臟器和血管系統(tǒng)的三維重建，得到個(gè)體化的腹腔臟器、血管及腫瘤三維重建模型。對三維重建圖像模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、透明化、放大等操作，立體觀察患者RPT的大小、形態(tài)，精準(zhǔn)顯示腫瘤與周圍臟器、血管的毗鄰關(guān)系，計(jì)算腫瘤大小、行模擬手術(shù)演練。通過3D打印獲取腫瘤模型，進(jìn)一步實(shí)景分析腫瘤的解剖結(jié)構(gòu)，確定腫瘤所在位置及其與周圍組織臟器的毗鄰關(guān)系。

1.3.2 制定手術(shù)方案 醫(yī)師先根據(jù)影像學(xué)資料制定手術(shù)方案，主要原則為：肉眼完整切除腫瘤（R0及R1切除），包括整個(gè)腫瘤及鄰近受累臟器；大血管只有在被腫瘤廣泛包繞或直接浸潤的情況下選擇重建[5-6]。根據(jù)腫瘤的CT三維重建結(jié)果與3D打印模型仔細(xì)觀察腫瘤周圍動(dòng)靜脈的走行，確定腫瘤位置、大小、與周圍臟器的毗鄰關(guān)系，確定手術(shù)入路、切除范圍、風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對方案，推演手術(shù)方案并進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)模擬手術(shù)的測算結(jié)果確定最終方案。

1.3.3 手術(shù) 13例患者的手術(shù)均由同一組醫(yī)師完成。手術(shù)時(shí)將腫瘤CT三維重建結(jié)果或3D模型帶入手術(shù)室指導(dǎo)醫(yī)師進(jìn)行手術(shù)，手術(shù)醫(yī)師根據(jù)術(shù)前模擬手術(shù)結(jié)果進(jìn)行手術(shù)操作，將術(shù)中情況與術(shù)前三維圖像和3D模型進(jìn)行對比，根據(jù)手術(shù)原則確定切除范圍與血管處理方式，術(shù)中注意保護(hù)重要血管、輸尿管等組織臟器。術(shù)后留置腹腔引流管，切除腫瘤常規(guī)進(jìn)行病理學(xué)檢查明確腫瘤性質(zhì)及腫瘤切緣情況。

1.4 觀察指標(biāo)

觀察記錄模擬手術(shù)方案與實(shí)際手術(shù)方案符合情況；腫瘤完整切除情況；記錄腫瘤最大徑、腫瘤重量、周圍臟器聯(lián)合切除情況、手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、術(shù)后住院時(shí)間、術(shù)后病理檢查結(jié)果、術(shù)后30天內(nèi)并發(fā)癥發(fā)生情況（Clavien-Dindo分級(jí)≥3級(jí)）；隨訪情況等指標(biāo)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料采用M（QL，QU）表示，計(jì)數(shù)資料采用（n）表示。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)前CT三維重建與模擬手術(shù)方案

13例患者均完成術(shù)前CT三維重建，其中10例患者腫瘤已侵犯周圍臟器，5例患者腫瘤侵犯重要血管，結(jié)果與術(shù)中所見一致。CT三維重建清晰顯示腫瘤立體解剖形態(tài)、位置及其與周圍臟器的毗鄰關(guān)系，可全方位觀察了解腫瘤的三維解剖、與周圍血管、臟器的毗鄰關(guān)系。腫瘤3D打印模型實(shí)景化顯示了腫瘤、脾臟、腎臟等相鄰組織臟器的立體解剖結(jié)構(gòu)、空間位置關(guān)系和組織間隙。經(jīng)過術(shù)前綜合評(píng)估，2例患者改變了最初的手術(shù)方案，其中因下腔靜脈與腫瘤可分離而縮小切除范圍1例，髂動(dòng)脈、脾靜脈可分離縮小切除范圍1例。術(shù)前模擬手術(shù)方案與實(shí)際手術(shù)方案吻合比例13/13。

2.2 手術(shù)相關(guān)指標(biāo)分析

13例患者均實(shí)現(xiàn)腫瘤完整切除，其中聯(lián)合臟器切除10例、單純切除3例，腎臟為聯(lián)合切除最多的臟器。切除的腫瘤中位最大徑為21.5（11.4，29.9）cm，中位腫瘤重量為4 130.0（585.5，11 300.0）g，中位手術(shù)時(shí)間為193（154，266）min，中位術(shù)中出血量200（150，600）mL，中位術(shù)后住院時(shí)間為6（5，7）d。術(shù)后病理檢查結(jié)果：脂肪肉瘤8例、血管肉瘤2例、神經(jīng)母細(xì)胞瘤1例、囊性間皮瘤1例、嗜鉻細(xì)胞瘤1例。13例患者手術(shù)詳情見表1。術(shù)后1例患者因腸瘺需再次外科手術(shù)干預(yù)，無圍手術(shù)期死亡病例，無大出血、腎功能衰竭等嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。

表1 13例患者手術(shù)相關(guān)情況

2.3 術(shù)后隨訪

隨訪至2022年1月，全組患者隨訪時(shí)間2～17個(gè)月，中位隨訪時(shí)間為9（4，15）個(gè)月，無失訪病例，無腫瘤局部復(fù)發(fā)或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移病例。

2.4 典型病例

2.4.1 病例1 患者男性，46歲，因“發(fā)現(xiàn)腹部腫物2年余”入院。胸腹部增強(qiáng)CT提示：腹腔、盆腔左側(cè)可見巨大腫塊影，上至膈肌，下至盆底，大小約33.5 cm×22 cm×21 cm，密度不均勻，腫瘤侵犯脾靜脈、髂動(dòng)脈。腹部CTA結(jié)果提示：腹部巨大腫物由左側(cè)腰動(dòng)脈供血。CT二維圖像評(píng)估需切除脾臟、進(jìn)行髂動(dòng)脈血管重建。參考文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果[7]，考慮脾臟切除并髂動(dòng)脈離斷發(fā)生嚴(yán)重并發(fā)癥的可能性大，患者后續(xù)生活質(zhì)量將大幅度降低，需要調(diào)整手術(shù)策略。隨后予患者行腫瘤CT三維重建與3D打印模型重新調(diào)整手術(shù)策略。通過仔細(xì)觀察CT三維重建圖像與3D實(shí)物模型（圖1），可見腫瘤將脾臟推至左上方，向后推擠門靜脈，未完全包繞門靜脈；腫瘤下極呈分葉狀深入盆腔，未完全包繞髂動(dòng)脈，腫瘤與血管之間存在間隙，術(shù)前評(píng)估術(shù)中可保留脾臟與髂動(dòng)脈。2020年7月15日行手術(shù)治療，術(shù)中探查結(jié)果與腫瘤3D打印模型基本一致。術(shù)中從髂動(dòng)脈根部開始，沿間隙使用示指進(jìn)行鈍性分離，成功將腫瘤完整切除（圖1）。手術(shù)時(shí)間153 min，術(shù)中出血量約100 mL。術(shù)后無并發(fā)癥發(fā)生，第3天順利出院。術(shù)后病理提示：去分化脂肪肉瘤。術(shù)后隨訪17個(gè)月未見腫瘤復(fù)發(fā)。

圖1 典型病例1圖像

2.4.2 病例2 患者女性，24歲，因“腹痛半月余”入院。腹部增強(qiáng)CT提示：腹主動(dòng)脈旁見一腫塊影，大小約5.5 cm×5.6 cm×6.2 cm，密度不均勻，腫瘤包繞下腔靜脈并擠壓腎臟，CT二維圖像評(píng)估需離斷下腔靜脈并行人工血管重建，CT三維重建圖像和3D打印模型可見腫瘤并未完全包繞下腔靜脈（圖2），術(shù)中可保留。2021年11月10日行手術(shù)治療，術(shù)中探查發(fā)現(xiàn)：腫瘤位于腹主動(dòng)脈與下腔靜脈之間，上方貼近胰腺。探查結(jié)果與CT三維重建基本一致，按照腫瘤3D打印模型指引暴露腫瘤。沿下腔靜脈右側(cè)游離腫瘤，逐層游離，分離并顯露腫瘤邊界，可見腫瘤背部侵犯下腔靜脈，于腫瘤基底部離斷并切除部分下腔靜脈管壁，完整切除腫瘤（圖2）。手術(shù)時(shí)間195 min，術(shù)中出血量約200 mL，術(shù)后無并發(fā)癥發(fā)生，第3天順利出院。術(shù)后病理提示：神經(jīng)母細(xì)胞瘤。術(shù)后隨訪2個(gè)月未見腫瘤復(fù)發(fā)。

圖2 典型病例2圖像

3 討論

RPT是起源于腹膜后間隙的病變，包含多種病理組織學(xué)類型。目前手術(shù)切除是治療RPT的首選措施，有文獻(xiàn)報(bào)道術(shù)后患者5年生存率僅為45%～60%，而術(shù)后局部復(fù)發(fā)率高達(dá)50%～80%，完整地切除腫瘤是唯一的潛在治愈機(jī)會(huì)[8-9]。一項(xiàng)亞洲中心的研究結(jié)果指出，42.9%的腹膜后脂肪肉瘤患者就診時(shí)腫瘤最大徑超過20 cm，最大者可達(dá)50 cm，腫瘤重量最大可達(dá)45.4 kg，術(shù)中完整切除腫瘤可使患者的中位生存時(shí)間由21個(gè)月延長至69個(gè)月[10]。由于RPT早期癥狀隱匿，大部分患者確診時(shí)腫瘤體積巨大，壓迫、侵犯周圍重要臟器及血管，致使腹腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)紊亂、切除范圍難以確定，手術(shù)難度增大。術(shù)前明確RPT與周圍組織臟器的解剖關(guān)系，對于指導(dǎo)手術(shù)方案、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及獲得良好的預(yù)后具有重要意義[9-11]。

本組病例中多個(gè)病例腫瘤巨大、位置特殊，腫瘤位于重要血管之間，或?yàn)槎啻螐?fù)發(fā)后再手術(shù)病例，存在腹腔內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)不清，腫瘤壓迫周圍血管、與周圍組織粘連嚴(yán)重等情況。普通影像學(xué)檢查結(jié)果圖像不清晰，無法準(zhǔn)確判斷腫瘤與周圍血管的關(guān)系、血管的走行。依據(jù)CT/MRI所制定的手術(shù)策略往往與實(shí)際情況存在偏差，增加了手術(shù)的不確定性，增大了術(shù)中大出血的風(fēng)險(xiǎn)，難以準(zhǔn)確地量化腫瘤切除范圍，增加了術(shù)后腫瘤殘留的風(fēng)險(xiǎn)[12]。CT三維重建是近年來成功應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)并具有廣闊發(fā)展空間的新興技術(shù)，術(shù)前通過重建的三維圖像可多角度、多方位地觀察腫瘤與周圍結(jié)構(gòu)的毗鄰關(guān)系，準(zhǔn)確了解周圍血管的走行及位置，有助于手術(shù)團(tuán)隊(duì)對手術(shù)入路、解剖層面、腫瘤切除范圍的進(jìn)行更好地判斷，制定更為符合患者個(gè)體情況的手術(shù)方案[13]。本組13例復(fù)雜的RPT患者術(shù)前應(yīng)用CT三維重建技術(shù)清晰地顯示了腫瘤與鄰近組織臟器的解剖結(jié)構(gòu)和空間位置關(guān)系，便于術(shù)前進(jìn)行了手術(shù)切除重建規(guī)劃及模擬手術(shù)，為手術(shù)入路規(guī)劃、術(shù)中重點(diǎn)區(qū)域的處理、周圍重要血管的處理等提供最佳方案，有助于術(shù)者能更加從容地切除腫瘤，顯著地提高了手術(shù)的根治性與安全性，具有很好的指導(dǎo)意義。本組13例患者均達(dá)到肉眼完整切除，手術(shù)時(shí)間較短，除個(gè)別病例外患者術(shù)中出血量少，無圍手術(shù)期死亡病例，無腎功能衰竭、大出血等嚴(yán)重并發(fā)癥，短期預(yù)后良好。對于復(fù)雜的RPT手術(shù)，安全、有效地實(shí)施聯(lián)合臟器切除與處理重要血管是手術(shù)成功的關(guān)鍵，只有當(dāng)血管被廣泛包繞或直接浸潤才需要進(jìn)行血管重建，而且血管重建使嚴(yán)重并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)加倍[5-14]。根據(jù)CT三維重建發(fā)現(xiàn)血管與腫瘤可分離2例，在典型病例1中腫瘤深入梨狀肌后方，并包繞左側(cè)髂動(dòng)脈，CT結(jié)果無法清晰顯示腫瘤與血管的空間位置關(guān)系，通過3D打印模型可明確腫瘤未侵犯髂血管。在典型病例2中，腫瘤位于腹主動(dòng)脈與下腔靜脈之間，CT顯示腫瘤與下腔靜脈關(guān)系緊密。通過觀察CT三維重建圖像與3D打印模型，可見瘤體與下腔靜脈之間尚存在解剖間隙。在保證完整切除腫瘤的情況下，選擇保留上述血管，降低了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。本次研究中，術(shù)前最終模擬手術(shù)方案與術(shù)中實(shí)際手術(shù)方案的吻合比例為13/13，部分調(diào)整的手術(shù)方案的改變既保證了完整切除腫瘤，又提高了手術(shù)的安全性。

3D打印技術(shù)可以進(jìn)一步增加CT三維重建技術(shù)的直觀性，3D打印技術(shù)和CT三維重建技術(shù)相輔相成，實(shí)景化圖像和實(shí)物模型彌補(bǔ)了術(shù)者對CT二維影像認(rèn)識(shí)的局限性，3D打印模型可觸摸、可感知，使得個(gè)體化三維解剖和術(shù)中真實(shí)解剖可以精準(zhǔn)配對，術(shù)中結(jié)合模型和患者具體情況，邊觀察邊進(jìn)行手術(shù)，可明顯提高手術(shù)的安全性與精確性[15]。RPT手術(shù)復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)高，在醫(yī)患溝通過程中應(yīng)用3D打印模型解決醫(yī)患雙方專業(yè)信息不對稱的難題，明顯減輕了患者的思想負(fù)擔(dān)，有助于避免醫(yī)患矛盾，還可提高醫(yī)學(xué)生、年輕醫(yī)師的學(xué)習(xí)效率[16]。

綜上所述，本文回顧性分析了13例復(fù)雜的RPT患者的臨床資料，將術(shù)前模擬手術(shù)情況與實(shí)際手術(shù)情況對比，筆者認(rèn)為在涉及復(fù)雜的RPT外科手術(shù)治療方面，CT三維重建及3D打印技術(shù)可精準(zhǔn)顯示RPT與周圍組織臟器的復(fù)雜解剖關(guān)系，為復(fù)雜的RPT手術(shù)提供了有效的模擬手術(shù)條件，有助于術(shù)前手術(shù)設(shè)計(jì)、術(shù)中精準(zhǔn)導(dǎo)航和術(shù)后結(jié)果對比，在臨床上有廣闊的應(yīng)用前景。

利益沖突聲明全體作者均聲明不存在與本文相關(guān)的利益沖突。