CT三维重建及3D打印技术在复杂的腹膜后肿瘤手术中的应用*

林佳鑫，刁德昌，廖伟林，汪佳豪，李洪明，易小江，卢新泉，冯晓创，陈昭宇

1 广州中医药大学第二临床医学院 广东广州 510405

2 广东省中医院胃肠肿瘤中心/结直肠外科 广东广州 510120

腹膜后肿瘤（retroperitoneal tumours，RPT）是指发生于腹膜后间隙的肿瘤，常见的RPT组织来源有脂肪、肌肉、淋巴组织、血管、神经等[1]。手术完整切除肿瘤是RPT唯一潜在的治愈机会，但部分复杂的RPT因血供较丰富、与周围组织脏器关系复杂，常使术中解剖不清、显露困难，难以完整切除[2]。全面了解和评估RPT与邻近脏器和血管的关系是手术成功的关键[3]。CT三维重建技术可立体呈现肿瘤与周围血管、神经、骨骼的空间位置关系，克服了CT二维成像的局限性，为外科医师提供了更直观的人体解剖图像，其应用有助于降低手术难度和手术风险，提高手术的可行性[4]。CT三维重建、3D打印技术等数字医学技术在复杂的RPT中的应用目前鲜有报道。为改善复杂的RPT的手术结局、提高手术安全性，笔者团队对收治的13例复杂的RPT患者术前予行CT三维重建并3D打印肿瘤模型，评估肿瘤情况并实施模拟手术，将模拟手术情况与实际手术情况对比，探讨CT三维重建及3D打印技术在复杂的RPT手术中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2020年7月至2021年11月广东省中医院收治的13例复杂的RPT患者的临床资料，其中男性6例，女性7例；中位年龄为51（37，66.5）岁；术前中位BMI为22.3（21.2，24.3）kg/m2；4例患者有高血压表现，2例合并糖尿病，1例合并脑梗死后遗症。术前常规完成肝肾功能及心肺功能检查评估，肿瘤与血管关系密切、高血压患者术前检测儿茶酚胺水平，使用胰岛素的糖尿病患者监测围手术期血糖值。本研究经广东省中医院伦理委员会批准，伦理审批号ZE2022-004-01。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：（1）肿瘤与下腔静脉、腹主动脉空间位置关系紧密；（2）肿瘤最大直径＞10 cm；（3）需要进行联合脏器切除。符合上述其中1点及以上者纳入研究。排除标准：（1）未行手术治疗；（2）全身多发转移灶只行局部切除。

1.3 方法

1.3.1 进行CT三维重建与3D打印肿瘤模型 所有患者术前行上腹部256排螺旋CT（美国GE公司）扫描，在CT自带工作站上处理CT数据，分析患者平扫期、动脉期、门静脉期和平衡期的亚毫米CT数据；将患者四期薄层CT数据导入3D-DOCTOR 4.0软件平台，进行腹腔脏器和血管系统的三维重建，得到个体化的腹腔脏器、血管及肿瘤三维重建模型。对三维重建图像模型进行旋转、透明化、放大等操作，立体观察患者RPT的大小、形态，精准显示肿瘤与周围脏器、血管的毗邻关系，计算肿瘤大小、行模拟手术演练。通过3D打印获取肿瘤模型，进一步实景分析肿瘤的解剖结构，确定肿瘤所在位置及其与周围组织脏器的毗邻关系。

1.3.2 制定手术方案 医师先根据影像学资料制定手术方案，主要原则为：肉眼完整切除肿瘤（R0及R1切除），包括整个肿瘤及邻近受累脏器；大血管只有在被肿瘤广泛包绕或直接浸润的情况下选择重建[5-6]。根据肿瘤的CT三维重建结果与3D打印模型仔细观察肿瘤周围动静脉的走行，确定肿瘤位置、大小、与周围脏器的毗邻关系，确定手术入路、切除范围、风险及应对方案，推演手术方案并进行优化，根据模拟手术的测算结果确定最终方案。

1.3.3 手术 13例患者的手术均由同一组医师完成。手术时将肿瘤CT三维重建结果或3D模型带入手术室指导医师进行手术，手术医师根据术前模拟手术结果进行手术操作，将术中情况与术前三维图像和3D模型进行对比，根据手术原则确定切除范围与血管处理方式，术中注意保护重要血管、输尿管等组织脏器。术后留置腹腔引流管，切除肿瘤常规进行病理学检查明确肿瘤性质及肿瘤切缘情况。

1.4 观察指标

观察记录模拟手术方案与实际手术方案符合情况；肿瘤完整切除情况；记录肿瘤最大径、肿瘤重量、周围脏器联合切除情况、手术时间、术中出血量、术后住院时间、术后病理检查结果、术后30天内并发症发生情况（Clavien-Dindo分级≥3级）；随访情况等指标。

1.5 统计学方法

采用SPSS 25.0统计软件进行数据分析。计量资料采用M（QL，QU）表示，计数资料采用（n）表示。

2 结果

2.1 术前CT三维重建与模拟手术方案

13例患者均完成术前CT三维重建，其中10例患者肿瘤已侵犯周围脏器，5例患者肿瘤侵犯重要血管，结果与术中所见一致。CT三维重建清晰显示肿瘤立体解剖形态、位置及其与周围脏器的毗邻关系，可全方位观察了解肿瘤的三维解剖、与周围血管、脏器的毗邻关系。肿瘤3D打印模型实景化显示了肿瘤、脾脏、肾脏等相邻组织脏器的立体解剖结构、空间位置关系和组织间隙。经过术前综合评估，2例患者改变了最初的手术方案，其中因下腔静脉与肿瘤可分离而缩小切除范围1例，髂动脉、脾静脉可分离缩小切除范围1例。术前模拟手术方案与实际手术方案吻合比例13/13。

2.2 手术相关指标分析

13例患者均实现肿瘤完整切除，其中联合脏器切除10例、单纯切除3例，肾脏为联合切除最多的脏器。切除的肿瘤中位最大径为21.5（11.4，29.9）cm，中位肿瘤重量为4 130.0（585.5，11 300.0）g，中位手术时间为193（154，266）min，中位术中出血量200（150，600）mL，中位术后住院时间为6（5，7）d。术后病理检查结果：脂肪肉瘤8例、血管肉瘤2例、神经母细胞瘤1例、囊性间皮瘤1例、嗜铬细胞瘤1例。13例患者手术详情见表1。术后1例患者因肠瘘需再次外科手术干预，无围手术期死亡病例，无大出血、肾功能衰竭等严重并发症发生。

表1 13例患者手术相关情况

2.3 术后随访

随访至2022年1月，全组患者随访时间2～17个月，中位随访时间为9（4，15）个月，无失访病例，无肿瘤局部复发或远处转移病例。

2.4 典型病例

2.4.1 病例1 患者男性，46岁，因“发现腹部肿物2年余”入院。胸腹部增强CT提示：腹腔、盆腔左侧可见巨大肿块影，上至膈肌，下至盆底，大小约33.5 cm×22 cm×21 cm，密度不均匀，肿瘤侵犯脾静脉、髂动脉。腹部CTA结果提示：腹部巨大肿物由左侧腰动脉供血。CT二维图像评估需切除脾脏、进行髂动脉血管重建。参考文献报道结果[7]，考虑脾脏切除并髂动脉离断发生严重并发症的可能性大，患者后续生活质量将大幅度降低，需要调整手术策略。随后予患者行肿瘤CT三维重建与3D打印模型重新调整手术策略。通过仔细观察CT三维重建图像与3D实物模型（图1），可见肿瘤将脾脏推至左上方，向后推挤门静脉，未完全包绕门静脉；肿瘤下极呈分叶状深入盆腔，未完全包绕髂动脉，肿瘤与血管之间存在间隙，术前评估术中可保留脾脏与髂动脉。2020年7月15日行手术治疗，术中探查结果与肿瘤3D打印模型基本一致。术中从髂动脉根部开始，沿间隙使用示指进行钝性分离，成功将肿瘤完整切除（图1）。手术时间153 min，术中出血量约100 mL。术后无并发症发生，第3天顺利出院。术后病理提示：去分化脂肪肉瘤。术后随访17个月未见肿瘤复发。

图1 典型病例1图像

2.4.2 病例2 患者女性，24岁，因“腹痛半月余”入院。腹部增强CT提示：腹主动脉旁见一肿块影，大小约5.5 cm×5.6 cm×6.2 cm，密度不均匀，肿瘤包绕下腔静脉并挤压肾脏，CT二维图像评估需离断下腔静脉并行人工血管重建，CT三维重建图像和3D打印模型可见肿瘤并未完全包绕下腔静脉（图2），术中可保留。2021年11月10日行手术治疗，术中探查发现：肿瘤位于腹主动脉与下腔静脉之间，上方贴近胰腺。探查结果与CT三维重建基本一致，按照肿瘤3D打印模型指引暴露肿瘤。沿下腔静脉右侧游离肿瘤，逐层游离，分离并显露肿瘤边界，可见肿瘤背部侵犯下腔静脉，于肿瘤基底部离断并切除部分下腔静脉管壁，完整切除肿瘤（图2）。手术时间195 min，术中出血量约200 mL，术后无并发症发生，第3天顺利出院。术后病理提示：神经母细胞瘤。术后随访2个月未见肿瘤复发。

图2 典型病例2图像

3 讨论

RPT是起源于腹膜后间隙的病变，包含多种病理组织学类型。目前手术切除是治疗RPT的首选措施，有文献报道术后患者5年生存率仅为45%～60%，而术后局部复发率高达50%～80%，完整地切除肿瘤是唯一的潜在治愈机会[8-9]。一项亚洲中心的研究结果指出，42.9%的腹膜后脂肪肉瘤患者就诊时肿瘤最大径超过20 cm，最大者可达50 cm，肿瘤重量最大可达45.4 kg，术中完整切除肿瘤可使患者的中位生存时间由21个月延长至69个月[10]。由于RPT早期症状隐匿，大部分患者确诊时肿瘤体积巨大，压迫、侵犯周围重要脏器及血管，致使腹腔内部结构紊乱、切除范围难以确定，手术难度增大。术前明确RPT与周围组织脏器的解剖关系，对于指导手术方案、降低手术风险及获得良好的预后具有重要意义[9-11]。

本组病例中多个病例肿瘤巨大、位置特殊，肿瘤位于重要血管之间，或为多次复发后再手术病例，存在腹腔内解剖结构不清，肿瘤压迫周围血管、与周围组织粘连严重等情况。普通影像学检查结果图像不清晰，无法准确判断肿瘤与周围血管的关系、血管的走行。依据CT/MRI所制定的手术策略往往与实际情况存在偏差，增加了手术的不确定性，增大了术中大出血的风险，难以准确地量化肿瘤切除范围，增加了术后肿瘤残留的风险[12]。CT三维重建是近年来成功应用于医疗行业并具有广阔发展空间的新兴技术，术前通过重建的三维图像可多角度、多方位地观察肿瘤与周围结构的毗邻关系，准确了解周围血管的走行及位置，有助于手术团队对手术入路、解剖层面、肿瘤切除范围的进行更好地判断，制定更为符合患者个体情况的手术方案[13]。本组13例复杂的RPT患者术前应用CT三维重建技术清晰地显示了肿瘤与邻近组织脏器的解剖结构和空间位置关系，便于术前进行了手术切除重建规划及模拟手术，为手术入路规划、术中重点区域的处理、周围重要血管的处理等提供最佳方案，有助于术者能更加从容地切除肿瘤，显著地提高了手术的根治性与安全性，具有很好的指导意义。本组13例患者均达到肉眼完整切除，手术时间较短，除个别病例外患者术中出血量少，无围手术期死亡病例，无肾功能衰竭、大出血等严重并发症，短期预后良好。对于复杂的RPT手术，安全、有效地实施联合脏器切除与处理重要血管是手术成功的关键，只有当血管被广泛包绕或直接浸润才需要进行血管重建，而且血管重建使严重并发症的风险加倍[5-14]。根据CT三维重建发现血管与肿瘤可分离2例，在典型病例1中肿瘤深入梨状肌后方，并包绕左侧髂动脉，CT结果无法清晰显示肿瘤与血管的空间位置关系，通过3D打印模型可明确肿瘤未侵犯髂血管。在典型病例2中，肿瘤位于腹主动脉与下腔静脉之间，CT显示肿瘤与下腔静脉关系紧密。通过观察CT三维重建图像与3D打印模型，可见瘤体与下腔静脉之间尚存在解剖间隙。在保证完整切除肿瘤的情况下，选择保留上述血管，降低了手术风险。本次研究中，术前最终模拟手术方案与术中实际手术方案的吻合比例为13/13，部分调整的手术方案的改变既保证了完整切除肿瘤，又提高了手术的安全性。

3D打印技术可以进一步增加CT三维重建技术的直观性，3D打印技术和CT三维重建技术相辅相成，实景化图像和实物模型弥补了术者对CT二维影像认识的局限性，3D打印模型可触摸、可感知，使得个体化三维解剖和术中真实解剖可以精准配对，术中结合模型和患者具体情况，边观察边进行手术，可明显提高手术的安全性与精确性[15]。RPT手术复杂，风险高，在医患沟通过程中应用3D打印模型解决医患双方专业信息不对称的难题，明显减轻了患者的思想负担，有助于避免医患矛盾，还可提高医学生、年轻医师的学习效率[16]。

综上所述，本文回顾性分析了13例复杂的RPT患者的临床资料，将术前模拟手术情况与实际手术情况对比，笔者认为在涉及复杂的RPT外科手术治疗方面，CT三维重建及3D打印技术可精准显示RPT与周围组织脏器的复杂解剖关系，为复杂的RPT手术提供了有效的模拟手术条件，有助于术前手术设计、术中精准导航和术后结果对比，在临床上有广阔的应用前景。

利益冲突声明全体作者均声明不存在与本文相关的利益冲突。