肝右前叶肿瘤切除手术中3D打印模型的临床应用报道*

王峻峰,孙志为,王 罡，李 治，李 鹏，杨 莹，董 坤，唐建中，李星逾，吕 梁

(1.云南省第一人民医院肝胆外科，昆明 650032，2.云南省第一人民医院放射科，昆明 650032，3.昆明理工大学医学院，昆明 650500)

·短篇及病例报道·

肝右前叶肿瘤切除手术中3D打印模型的临床应用报道*

王峻峰1,孙志为1,王 罡2，李 治2，李 鹏3，杨 莹3，董 坤1，唐建中1，李星逾1，吕 梁2

(1.云南省第一人民医院肝胆外科，昆明 650032，2.云南省第一人民医院放射科，昆明 650032，3.昆明理工大学医学院，昆明 650500)

三维重建技术可以将CT影像资料转化为立体3D图像，为精准外科手术方案提供技术支持。目前三维重建技术已应用于多个外科领域，由于肝脏解剖结构复杂，包括多套血管系统及胆管系统，使得肝脏手术难度高、风险大，为满足精准手术要求，将3D打印模型应用于肝胆外科手术，将是肝脏外科手术发展的新方向。

1 临床资料

患者，男，38岁。因体检发现肝脏占位病变1个月，伴体质量下降3 kg，以“肝脏占位病变”收入院。既往：“乙型肝炎”病史12年，曾予“中药及干扰素”治疗。入院体检：一般情况可，神志清，全身浅表淋巴结未触及肿大，全身皮肤巩膜无黄染，无肝掌及蜘蛛痣，腹平坦，未见胃肠型及蠕动波及腹壁静脉曲张，腹软，无压痛，无反跳痛，MurPhy征阴性，无肌卫，肝触诊未及肿大，肝浊音界存在，肝区无叩痛，移动性浊音阴性，肠鸣音3～4次/分。

辅助检查如下。CT ：(1)肝硬化、脾大、门静脉高压，侧支循环建立。 (2)肝右前叶大小约35 mm×30 mm片状低密度影，增强扫描呈“快进快出”强化表现，多考虑为占位性病变(肝癌)。 肿瘤标记物:甲胎蛋白1 028.79 ng/mL,癌胚抗原 3.57 ng/mL,糖类抗原199 10.89 U/mL,。 肝功检查：天冬氨酸转氨酶36 U/L,丙氨酸转氨酶52 U/L,总胆红素 24.1 μmol/L,直接胆红素 9.6 μmol/L,间接胆红素 14.5 μmol/L,清蛋白 47 g/L。 DIC筛选:活化部分凝血活酶时间42.7 s,凝血酶原时间 15.2 s,凝血酶原标准化比值 1.20。肝炎病毒检查:乙型肝炎病毒表面抗原定量阳性 (+)139.55 IU/mL,乙型肝炎病毒表面抗体定量阴性(-) 0.12 mIU/mL,乙型肝炎病毒e抗原定量(-)0.01 NCU/mL,乙型肝炎病毒e抗体定量(+)38.66 NCU/mL,乙型肝炎病毒核心抗体定量(+)103.99 NCU/mL。

手术前，虚拟肝体积计算采用 Slicer 软件进行虚拟肝切除，并计算功能肝体积、肝肿瘤体积、残肝体积等。3D打印模型建立，将 Slicer 重建的3D图像STL文件导入到快速成型软件 Cura(Ultimaker，荷兰)中，采用3dp-240(3D printing，中国)打印机进行打印1∶1 的3D物理模型，然后进行打印后处理，完成肝脏肿瘤及血管的3D打印模型制作。

手术前手术方案的制订，按标准肝脏体积计算为1 174 mL[1]，按照中国原发性肝癌诊疗规范(2011年版)，肝脏肿瘤位于肝脏Ⅴ、Ⅷ段，同时合并乙型肝炎肝硬化，如果手术切除肝脏右叶，残留肝脏体积为260 mL，占标准肝脏体积22.2%，如果手术切除肝脏右前叶，残留肝脏体积为847 mL，占标准肝脏体积72.2 %，结合患者术前肝功能、凝血功能及肝硬化等情况，决定采用3D打印肝脏肿瘤模型引导下的肝脏中叶部分切除手术，见图1、2。

手术过程顺利，手术时间 180 min，术中出血 300 mL，根据手术前肝脏肿瘤及血管3D打印模型的引导，手术切除肝脏中叶肿瘤及周边2 cm肝脏组织，保留了肝脏右前叶及右后叶的重要血管及胆管。

术后第1天：肝功能检查，天冬氨酸转氨酶356 U/L,丙氨酸转氨酶401 U/L,总胆红素 39.0 μmol/L,直接胆红素18.6 μmol/L,间接胆红素 20.4 umol/L 。术后第3天：肝功能，天冬氨酸转氨酶119 U/L,丙氨酸转氨酶572 U/L,总胆红素25.0 μmol/L,直接胆红素12.2 μmol/L,间接胆红素12.8 μmol/L。术后第6天：肝功能，天冬氨酸转氨酶26 U/L,丙氨酸转氨酶185 U/L,总胆红素28.3 μmol/L,直接胆红素13.9 μmol/L,间接胆红素 14.4 μmol/L。

术后病理检查：肝细胞性肝癌，肝硬化。术后14 d，患者康复出院，目前术后随访至12个月，无肿瘤复发，见图3，肝功能正常。

图1 肝脏中叶肿瘤手术前CT图2 肝脏肿瘤3D打印模型图3 肝脏中叶肿瘤切除术后1个月复查CT

2 讨 论

全球工业化的第3次工业革命，3D打印技术被作为“第3次工业革命的重要标志”[2]。3D打印可打印出肿瘤及周围血管的3D模型，临床医学借助这些模型，能将肿瘤及周围血管的细节较真实地表达出来，所提供的信息比传统医学影像资料更加直观、具体的解剖信息，实现了由二维到三维、由平面到立体、虚拟到现实的影像医学转变。

如果按照传统手术方式，手术当中可能会切除过多的正常肝脏组织，手术后发生肝功能失代偿的机会较大，采用患者肿瘤及血管的3D打印模型，帮助手术医师手术前精确规范手术方案，手术中参照3D打印模型进行精准手术切除；对于深部肝脏手术，由于有了患者肿瘤、血管具体的3D打印模型作为引导，手术医师不再是以往那样“凭借经验手术”，而是在“三维导航下手术”，手术更加安全。

国内董家鸿教授在国际上首先提出“精准肝脏外科”理念，精准肝脏外科的核心策略是彻底清除病灶，确保剩余肝脏功能体积的最大化，同时最大限度控制手术出血，最终目标就是减少手术出血量、降低手术并发症发生率和病死率，提高根治性切除率和患者的长期生存率[3]。尽量选择规避大血管的肝切除层面，防止重要血管的损伤，在离断肝实质过程中精确解剖处理肝脏的血管及胆管结构[4]。

3D打印实现了三维图像向三维实体模型的跨越式转变。进行肝脏手术时，手术医师将3D打印模型带入手术室，在手术中进行实时比对，为手术关键步骤提供直观的实时导航，对关键部位快速识别和定位。实时引导重要脉管的分离和肿瘤病灶的切除，切除病灶和避免重要解剖结构的副损伤，从而提高手术的根治性切除，降低手术风险[5]。

Zein等[6]采用肝脏3D模型于活体肝移植中，有助于关键部位的解剖定位、肝离断面的脉管处理，并减少手术时间和并发症。

手术中3D模型引导手术和传统手术相比有什么区别？这就好比汽车的行车导航，对于大众指高了安全性及技术的普及性；和传统的CT及MRI平面影像资料相比，手术中肿瘤血管3D打印模型为手术医师提供了更加直观、立体的肿瘤血管信息，提高了手术的安全性及高难度手术的普及性，为以后肝胆胰脾外科，以至其他外科手术的手术安全性、合理性又提供了一种新的方法和新思路。

另外，手术前手术医师利用肿瘤及血管的3D打印模型，可以让患者及其家属能更好地理解病情及手术的必要性及风险，更好地进行医患沟通，减少医患双方在医患沟通中对手术方案理解的偏差。

[1]李富贵,严律南,李波,等.中国成人标准肝体积评估公式的临床研究[J].四川大学学报(医学版),2009,40(2):302-306.

[2]王忠宏，李扬帆，张曼茵.中国3D打印产业的现状及发展思路[J].经济纵横,2013,29(1):90-93.

[3]梁斌,曾建平,张宁,等.国际精准肝脏外科研讨会会议纪要[J].中华消化外科.2013,12(9):721-724.

[4]董家鸿,黄志强.精准肝切除-21世纪肝脏外科新理念[J].中华外科杂志,2009,47(21):1601-1605.

[5]方驰华，方兆山，范应方，等.三维可视化、3D打印及3D腹腔镜在肝肿瘤外科诊治中的应用[J].南方医科大学学报,2015,35(5):639-645.

[6]Zein NN,Hanouneh IA,Bishop PD,et al.Three-Dimensional print of a liver for preoperative planning in living donor livertransplantation[J].Liver Transplant,2013,19(12):1304-1310.

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.10.050

云南省卫生科技计划基金资助项目(2010NS005)；云南省科技惠民资助项目(2016RA011)。 作者简介：王峻峰(1972-)，副主任医师，在读硕士，主要从事肝胆胰外科临床及基础研究。

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1671-8348(2017)10-1438-02

2016-12-18

2017-02-22)