3D打印技术在肝硬化门静脉高压并消化道出血患者TIPS中的应用

刘燚隆，张 凯，刘晶磊，郭争荣，党荣广

（1.石家庄市人民医院病案科，石家庄 050011；2.石家庄市人民医院肿瘤内科，石家庄 050011；3.联勤保障部队第980医院介入治疗科，石家庄 050091；4.石家庄市人民医院消化内三科，石家庄 050011）

0 引言

肝硬化患者常常并发门静脉高压，此可进一步引发消化道出血，而肝硬化门静脉高压并消化道出血的首次出血致死率高达40%，对患者生命健康造成重大威胁[1]。经颈静脉肝内门体分流术（transjugular intrahepatic portosystemic shunt，TIPS）是治疗肝硬化门静脉高压并消化道出血的一项微创技术，当药物、内镜治疗效果不佳或患者不宜行外科手术治疗时，TIPS成了唯一选择[2]。TIPS多采用间接门静脉造影对门静脉的位置、走行以及畅通程度进行预判，通过建立门体分流通道可快速降低门静脉压力，且该技术创伤较小，治疗优势明显。一项研究显示[3]，肝动脉与门静脉间的空间相对位置不稳定，行TIPS具有一定的盲目性，即使穿刺针进入门静脉，也会由于折角等问题使导丝下行困难，难以判断针尖位置，从而增加额外穿刺的风险。因此，积极探寻能精准定位门静脉穿刺位点的方法以指导TIPS具有非常重要的意义。3D打印技术能够在体外重建人体的重要组织及解剖结构，通过模拟操作可预判手术中可能出现的一些问题[4]，从而为后续手术的开展提供指导。近年来，3D打印技术已在一些疾病的手术治疗中发挥了重要作用[5-6]。鉴于此，本研究将3D打印技术应用于TIPS的引导，以期明确3D打印技术在肝硬化门静脉高压并消化道出血患者TIPS中的应用价值，从而为临床治疗提供指导。

1 资料与方法

1.1 临床资料

经医院伦理委员会审核通过后，选取2019年3月至2021年9月拟在本院行TIPS治疗的60例肝硬化门静脉高压并消化道出血患者开展前瞻性研究，随机分为对照组、观察组，每组30例。其中，观察组包含男性16例、女性14例，年龄35～76岁，平均年龄（54.37±10.75）岁，肝硬化病程32～96 d，平均（50.43±10.05）d，消化道出血病程1～2 d，平均（1.52±0.31）d。对照组包含男性15例、女性15例，年龄37～74岁，平均年龄（56.68±11.21）岁，肝硬化病程35～102 d，平均（52.48±10.69）d，消化道出血病程1～3 d，平均（1.61±0.33）d。2组患者的一般资料无统计学差异（P＞0.05）。

纳入标准：（1）符合《肝硬化门静脉高压症食管、胃底静脉曲张破裂出血诊治专家共识（2019版）》[7]中相关疾病诊断标准，经实验室或胃镜等相关检查确诊为静脉高压导致食管、胃底静脉曲张，经腹部MRI/CT确诊为肝硬化；（2）符合TIPS适应证；（3）临床资料完整；（4）均知情同意。排除标准：（1）患有精神类疾病，神志不清；（2）合并恶性肿瘤、肾脏疾病；（3）伴心肺肾功能明显异常；（4）伴消化道溃疡；（5）伴血液系统疾病；（6）近期服用非甾体类消炎药或抑酸药者。

1.2 方法

对照组患者采用常规TIPS进行治疗。采用Philips Allura Xper FD20血管造影机对患者进行数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）检查，消毒、麻醉后，先在患者右侧穿刺股动脉，成功后将导丝送入，再将导管引入肠系膜上动脉，进行间接门静脉造影以了解门静脉血流及其分支情况。右颈内静脉穿刺后，先对下腔静脉和肝静脉造影，然后将肝穿刺针送到下腔静脉，结合门静脉合适位置，选取一条适合肝静脉作为分流通道的回流静脉，对门静脉左支或者右支进行穿刺，成功后将导丝送入门静脉。随后将超长、超硬导丝引入球囊导管后，再实施球囊扩张术操作。当支架输送器和支架引入后，进入肝右静脉与门静脉右支架之间，则将支架释放，造影可显示门静脉右支和肝右静脉分流通道的疏通情况。

观察组患者采用3D打印技术引导下的TIPS操作模式进行治疗。首先用薄层CT对患者进行扫描，依据得出的数据准确还原出血管复杂的空间结构，构建3D立体模型，然后在构建出的模型上模拟手术操作，调整穿刺的角度和位置，发现并分析手术中可能出现的问题，提前做出解决方案，最后将其应用到TIPS实际操作中，操作步骤同对照组。

1.3 观察指标

观察指标包括2组患者的术中射线暴露剂量，门静脉穿刺针数，穿刺位置理想率，手术前后门静脉压力梯度变化，手术进行时间，术后血清天冬氨酸转氨酶（AST）、丙氨酸转氨酶（ALT）、白蛋白（ALB）、总胆红素（TBIL）、直接胆红素（DBIL）、血尿素氮（BUN）、血肌酐（Scr）、血氨水平以及术中/术后并发症的发生情况。其中，穿刺位置理想是指穿刺针准确达到门静脉穿刺点（距肝静脉开口2 cm处，向前距门静脉右干约1.5 cm，向下距门静脉右干2～3 cm），穿刺位置理想率=穿刺位置理想患者人数/总人数×100%；门静脉压力梯度变化采用GE公司LOGIQ E9超声诊断仪以及配套探头观察2～3个心动周期进行计算；于术前及术后3 d、7 d、1个月抽取患者空腹静脉血4 mL，离心，取血清，采用HumaStar 600全自动生化分析仪检测患者的AST、ALT、ALB、TBIL、DBIL、BUN、Scr、血氨水平；并发症主要包括术中/术后腹腔内出血、肝性脑病、胆汁漏出等，统计2组患者并发症总发生率。

1.4 统计学分析

采用SPSS 25.0软件进行统计学分析，2组间计量数据比较采用独立样本t检验，组内术前、术后计量数据比较采用配对样本t检验，2组多个时间点计量数据采用重复测量方差分析与LSD-t检验，计数数据采用c2检验，若任一理论频数＞1且＜5需检验校正，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组患者的术中射线暴露剂量、门静脉穿刺针数、穿刺位置理想率

观察组患者的术中射线暴露剂量、门静脉穿刺针数均明显少于对照组（P＜0.05），穿刺位置理想率明显高于对照组（P＜0.05），3种指标的统计结果详见表1。

表1 2组患者的术中射线暴露剂量、门静脉穿刺针数、穿刺位置理想率统计结果

2.2 2组患者的手术时间、手术前后门静脉压力梯度变化情况

观察组患者手术时间明显短于对照组（P＜0.05）。观察组和对照组患者术后的门静脉压力梯度均明显低于术前（P＜0.05），且2组患者术前、术后门静脉压力梯度无明显差异（P＞0.05）。统计结果详见表2。

表2 2组患者的手术前后门静脉压力梯度变化及手术时间统计结果

2.3 2组患者的术前、术后肝肾功能及血氨水平变化情况

观察组和对照组患者术后3 d、7 d、1个月的AST、ALT、血氨、ALB均明显高于术前（P＜0.05），术后3 d、7 d、1个月的BUN均明显低于术前（P＜0.05），术后3 d的TBIL、Scr均明显高于术前（P＜0.05），术后3、7 d的DBIL均明显高于术前（P＜0.05），术后1个月的TBIL、Scr均明显低于术前（P＜0.05）。观察组和对照组患者的AST、ALT、TBIL、DBIL、Scr、血氨在术后3 d、7 d、1个月均依次降低（P＜0.05），术后1个月的ALB均明显高于术后3、7 d（P＜0.05）。观察组术前与术后3、7 d及1个月的AST、ALT、ALB、TBIL、DBIL、BUN、Scr、血氨与对照组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。2组患者术前、术后肝肾功能指标及血氨水平变化统计结果详见表3。

表3 2组患者术前、术后肝肾功能指标及血氨水平变化统计结果

2.4 2组患者的术中、术后并发症发生情况

观察组患者并发症总发生率为6.67%，明显少于对照组的33.33%，差异有统计学意义（P<0.05）。统计结果详见表4。

表4 2组患者并发症发生情况统计[n（%）]

3 讨论

肝硬化门静脉高压并消化道出血的发生是在多种影响因素作用下产生的[8]，患者血液流量的增加、血液回流受到阻碍等会引起其血管内压力的变化，门静脉及其分支在高压环境下会引起血管破裂而引发消化道出血[9]，危及生命[10]。临床上常用TIPS进行治疗，其可在患者肝静脉和门静脉各重要分支之间建立人工分流通道，通过搭建金属内支架来维持畅通性，能有效降低和控制门脉高压[11]，大大延长患者寿命，改善其生活质量，但是该方法技术性要求较强，血管内结构发生变化或者穿刺角度判断失误会引起重复穿刺甚至穿刺失败，增加了患者痛苦，因此寻找一种更加安全、便于推广的门静脉穿刺位点确定方法很有必要。3D打印技术由于可以通过数据高度还原模型原样，在影像学基础上能够为临床提供更多的有效信息[12-13]，近年来被广泛应用于临床[14]，但是在肝硬化门静脉高压并消化道出血手术中的相关应用报道较少。

由本研究结果发现，2组患者在术后门静脉压力梯度变化相近，2组患者术后血清AST、ALT、ALB、TBIL、DBIL、BUN、Scr、血氨水平变化情况相当，提示在肝硬化门静脉高压并消化道出血患者的TIPS治疗中采用3D打印技术进行引导，对患者术后门静脉压力梯度变化及肝肾功能的影响较小。TIPS本质是通过在肝静脉与门静脉之间建立门体分流通道，有效降低门静脉压力，进而控制食管静脉曲张破裂出血的情况[15]。而3D打印技术对TIPS的门静脉穿刺定位有规范和引导作用，但其对TIPS的效果影响较小，因此患者术后门静脉压力梯度及血清AST、ALT、ALB、TBIL、DBIL、BUN、Scr、血氨水平变化情况相近。既往研究结果显示[16]，良性前列腺增生症患者在3D打印模型的辅助下行经尿道前列腺电切术与常规经尿道前列腺电切术的中远期恢复效果相近，本研究结果与之一致。

另由本研究结果发现，观察组患者的术中射线暴露剂量和门静脉穿刺针数均较对照组减少，手术时间较对照组缩短，穿刺位置理想率较对照组高，并发症总发生率较对照组低，提示将3D打印技术与TIPS相结合治疗肝硬化门静脉高压并消化道出血患者，可减少术中射线暴露剂量、门静脉穿刺针数及手术耗时，增加穿刺准确性。术前采用CT对患者进行扫描，根据获取的数据利用3D打印技术在体外重建肝静脉和门静脉等重要部位的结构图，通过3D模型可详细了解各血管间的空间解剖关系，并能直观、详细地了解患者具体情况，进一步通过手术仿真模拟，可帮助手术操作者提前了解及明确门静脉最佳穿刺部位、角度等，并预判手术中可能会出现的问题及指导其制订对应解决方法、完善手术方案，尽可能规避存在的风险，从而为后续的TIPS实际操作提供更多的信息及良好的准备。以此为依据，指导TIPS操作，能够帮助手术操作者术中较为准确地判断穿刺点的空间关系，从而有利于手术顺利开展，减少手术时间及术中射线暴露剂量。有研究表明[17]，在腹腔镜右半结肠癌根治术前采用3D打印技术进行模拟，可有效评估患者血管解剖走行，缩短手术时间，与本研究结果相符。

综上所述，在治疗肝硬化门静脉高压并消化道出血病症时，用TIPS联合3D打印技术，可明显减少术中射线暴露剂量、门静脉穿刺针数，提高穿刺位置理想率，减少手术时间，降低术中/术后并发症发生率，且手术安全性好，可在临床上推广使用。但本研究仍存在一定的不足，如纳入样本量少、代表性差，所以未来需扩大样本量，纳入多中心样本，进行更深入研究，以验证本研究结果的准确性和可靠性。