黎偉文　黃東海　黃代鴻　羅葉松

【摘要】 目的：探討3D打印技術在胸廓畸形矯形手術的臨床應用。方法：選取2016年2月-2018年2月本院收治的胸廓畸形（漏斗胸）患者100例。依據(jù)隨機數(shù)字表法分為3D組和矯形組，各50例。矯形組給予常規(guī)手術治療，3D組在此基礎上給予3D打印技術輔助。比較兩組術中出血量、手術時間、住院時間、并發(fā)癥、Haller指數(shù)及優(yōu)良率。結果：3D組術中出血量、手術時間、住院時間均少于矯形組，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;兩組并發(fā)癥發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）;術后3、6個月，兩組Haller指數(shù)均低于術前，且3D組均低于矯形組，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;3D組治療優(yōu)良率明顯高于矯形組（P<0.05）。結論：3D打印技術輔助可有效減少術中創(chuàng)傷，有利于提高手術療效，且具有良好的安全性，值得臨床做進一步推廣。

【關鍵詞】 3D打印技術; 胸廓畸形矯形手術; 并發(fā)癥; 療效

【Abstract】 Objective：To discuss the clinical application of 3D printing technology in thoracic deformity correction surgery.Method：A total of 100 patients with thoracic malformation（pectus excavatum）admitted to our hospital from February 2016 to February 2018 were selected.According to the random number table method，they were divided into 3D group and orthopaedic group，50 cases in each group.The orthopaedic group was treated with routine surgery，the 3D group was assisted by 3D printing technology.The intraoperative bleeding volume，operation time，hospitalization time，complications，Haller index，excellent and good rate between two groups were compared.Result：The intraoperative bleeding volume，operation time and hospitalization time in 3D group were less than those of orthopaedic group，the differences were statistically significant（P<0.05）.The incidence of complications in two groups was compared，the difference was not statistically significant（P>0.05）.At 3 and 6 months after operation，the Haller index in both groups were lower than those of before operation，and 3D group were lower than those of orthopaedic group，the differences were statistically significant（P<0.05）.The excellent and good rate of treatment in 3D group was significantly higher than that of orthopaedic group（P<0.05）.Conclusion：3D printing technology can effectively reduce intraoperative trauma，improve surgical efficacy，and has good safety，which is worthy of further clinical promotion.

【Key words】 3D printing technology; Thoracic deformity correction surgery; Complication; Curative effect

First-authors address：The Hospital of Traditional Chinese Medicine in Zhongshan City，Zhongshan 528400，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2019.13.026

胸廓畸形是指胸廓凹陷或隆起的先天性胸廓畸形，本研究主要研究對象為漏斗胸病例，好發(fā)于兒童青少年群體，男女比例3︰1，其發(fā)病機制可能與肋骨生長協(xié)調有關，可導致患兒出現(xiàn)駝背、腹部凸出等特殊體型，嚴重影響兒童青少年的正常生活[1-2]。目前，微創(chuàng)漏斗胸矯形術（NUSS）是胸廓畸形常用的外科手術，該術式通過患者胸廓內放置鋼板，從而達到矯正胸廓畸形的目的，但由于該術式操作復雜、難度較大，依賴術者經(jīng)驗，其術后效果難以預估[3]。有研究顯示，3D打印技術是當今數(shù)字化醫(yī)學技術研究的熱點之一，能夠建立各種手術的術前效果模型并進行模擬手術，有利于為患者提供全面的手術方案[4-6]。對此，本研究通過給予胸廓畸形患者3D打印技術輔以NUSS手術治療，探討其對胸廓畸形患者的臨床應用效果，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年2月-2018年2月本院收治的胸廓畸形（漏斗胸）患者100例。

（1）納入標準：經(jīng)臨床癥狀、實驗室、影像學或MRI等檢查證實為胸廓畸形[7];無胸部手術治療史;無精神病病史、無溝通障礙。（2）排除標準：妊娠及哺乳特殊人群;有血液系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、惡性腫瘤等嚴重性疾病;有心、肝、腎等嚴重性疾病;拒絕或終止本次研究者。依據(jù)隨機數(shù)字表法分為3D組和矯形組，各50例。本次研究已經(jīng)本院倫理委員會審批且通過，患者或其家屬簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 矯形組 給予常規(guī)NUSS手術治療：術前患者取站立體位，分別標記胸部凹陷低點、兩側肋骨間隙鋼板穿出入點（腋前線至鎖骨中線），之后測量胸部凹陷最低點為中心的兩側腋中線距離，并依此數(shù)據(jù)選擇適合的NUSS鋼板。術中患者取平躺體位，上肢外展，于標記位置（腋前線至腋中線）做2.2 cm的切口，逐層切開，使游離肌肉與肋骨間隙可容納固定片，用彎鉗分離右側肋間隙鋼板穿入點，置入導引器至左側穿出，將鋼板逆行沿導引器隧道置入胸骨后，并利用翻轉器翻轉鋼板，靜待置5 min后使胸廓初步塑形，確認切口無漏氣及明顯出血后退出胸腔鏡，調整鋼板位置，置入固定片妥善固定鋼板，動作應輕柔緩慢，術畢后逐層縫合切口，術后給予常規(guī)抗感染等處理。

1.2.2 3D組 在矯形組基礎上給予3D打印技術輔助，即采用256排螺旋CT掃描患者胸部，并將數(shù)據(jù)傳至后臺存儲形成CT圖像信息，設置增強對比度，分類數(shù)據(jù)并設定多層閾值，分離前景數(shù)據(jù)得到軟骨及硬骨像素信息，搜索特征度滿足指定生長準則的數(shù)據(jù)，增長區(qū)域，實現(xiàn)二度篩選，采用高斯平滑處理表面，建立漏斗胸三維模型并輸出文件，之后利用3D打印機的多噴嘴建模打印技術快速成型系統(tǒng)將三維模型堆積出來，實現(xiàn)胸部實體模型制作，并根據(jù)該模型的特點制定準確的手術方法，并進行模型手術評估畸形矯正效果，將正確的手術操作路徑及方法實施在現(xiàn)實患者中，手術操作基本同矯形組。

1.3 觀察指標及判定標準 比較兩組術中出血量、手術時間、住院時間、并發(fā)癥、Haller指數(shù)及優(yōu)良率。（1）并發(fā)癥包括切口滲液感染、少量氣胸、鋼板移位等癥狀。（2）Haller指數(shù)：CT片上，以漏斗最深點為測量平面，胸部冠狀面內徑值除以從漏斗最深點到脊柱前方的距離值，如不對稱的漏斗胸，凹陷最低點不在脊柱前方，則在脊柱前方和凹陷最低點畫兩條水平線，按兩線間的距離計算修正的Haller指數(shù)[8]。（3）優(yōu)良情況：①經(jīng)X線片檢查胸骨無凹陷;②胸廓呈現(xiàn)飽滿狀態(tài)，彈性及伸展性均良好;③胸廓外觀對稱且無凹陷;④患者及其家屬均滿意。符合以上4項者為優(yōu)，符合3項為良;符合2項為中;不符合或符合1項為差[9]。

1.4 統(tǒng)計學處理 使用SPSS 22.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計量資料用（x±s）表示，組間比較采用t檢驗，組內比較采用配對t檢驗;計數(shù)資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組基線資料比較 3D組男27例，女23例;年齡4～16歲，平均（10.66±5.34）歲;體質量指數(shù)（BMI）19.21～30.87 kg/m2，平均（23.56±5.68）kg/m2。矯形組男26例，女24例;年齡5～17歲，平均（11.63±5.37）歲;BMI值19.15～30.66 kg/m2，平均（23.48±5.58）kg/m2。兩組一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），具有可比性。

2.2 兩組術中出血量、手術時間、住院時間比較 3D組術中出血量、手術時間、住院時間均少于矯形組，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），見表1。

2.3 兩組并發(fā)癥發(fā)生情況比較 兩組并發(fā)癥發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計學意義（字2=0.919，P=0.338），見表2。

2.4 兩組術前及術后3、6個月Haller指數(shù)比較 術前，兩組Haller指數(shù)比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）;術后3、6個月，兩組Haller指數(shù)均低于術前，且3D組均低于矯形組，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），見表3。

2.5 兩組患者治療優(yōu)良情況比較 3D組患者治療優(yōu)良率明顯高于矯形組，差異有統(tǒng)計學意義（字2=4.762，P=0.029），見表4。

3 討論

胸廓畸形是小兒胸科的常見病，其發(fā)病機制尚無統(tǒng)一說法，可能與膈肌發(fā)育異常、呼吸道梗阻、胸骨和肋軟骨發(fā)育障礙以及遺傳因素等有關。若不及時治療，可導致患兒駝背、發(fā)育不良等現(xiàn)象發(fā)生，甚至可累及患兒心臟、肺部等器官，嚴重影響患兒身體健康[10-12]。目前，臨床主要通過矯形手術進行治療胸廓畸形，給予患兒胸部置入鋼板支撐可有效進行矯正，但該手術高度依賴醫(yī)生的經(jīng)驗、臨場發(fā)揮，加之手術過程難以精確塑形支撐鋼板，導致部分患者對矯形效果不滿意[13]。

而隨著近年來醫(yī)學技術的不斷發(fā)展，3D打印技術在胸外科領域已被廣泛應用，其機制是利用CT三維胸廓成像后，經(jīng)過3D打印技術建立胸廓實體模型，有利于醫(yī)生掌握患者的胸廓解剖情況和模擬手術操作，最終制定適合患者的最佳手術方案，從而達到理想的手術效果[14-17]。

本研究3D組術中出血量、手術時間、住院時間均少于矯形組（P<0.05）。李富濤等[18]研究證實3D打印技術能夠提高頜骨重建的手術質量，表明3D打印技術輔助治療可改善患者的圍術期，這可能由于術前給予患者3D打印技術建立1︰1的胸廓實體模型，能夠讓醫(yī)生更加直觀和準確的觀察解剖結構，并通過模擬手術能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，增加手術的精確性和安全性，減少手術創(chuàng)傷，繼而降低了術中出血量和手術、住院時間。同時本研究還發(fā)現(xiàn)兩組均有并發(fā)癥，這可能由于該術式需行剝離骨面，器械穿透胸壁，術中難免會對患者造成一定的出血創(chuàng)傷，而少量氣胸可能是胸腔鏡入口漏入殘留所致，機體可自行吸收，鋼板移位可能是固定不穩(wěn)或患者不當活動引起，但兩者的并發(fā)癥不明顯且基本相同，提示該術式治療具有良好的安全性，與孟祥鵬等[19]研究結論一致。術后3、6個月，兩組Haller指數(shù)均低于術前，且3D組均低于矯形組（P<0.05），而柳鑫等[20]的研究證實了3D打印技術能夠提高髖臼骨折的手術效果，側面提示3D打印技術輔助治療的塑形效果較好，其機制可能是醫(yī)生通過3D重建進行模擬手術，能夠術前設計置入矯形鋼板的弧度及形狀，從而提高鋼板對胸廓畸形的支撐力，糾正畸形。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)3D組治療優(yōu)良率明顯高于矯形組（P<0.05），表明3D打印技術輔助治療可提高患者的手術療效，這可能與醫(yī)生通過術前模擬策劃并制定手術執(zhí)行方案，并進行模擬操作，同時根據(jù)實體模型與家屬和患者溝通最佳的矯形路徑和病情知識，促使家屬和患者配合有關。

綜上所述，3D打印技術可有效減少術中創(chuàng)傷，減少術者經(jīng)驗依賴導致矯形效果的不確定性，有利于提高患者的手術療效，且具有良好的安全性，值得臨床做進一步推廣。

參考文獻

[1] Sengul A T，Sahin B，Celenk C，et al.The effect of minimally in vasive surgical repair on the lung volumes of patients with pectus excavatum[J].Thorac Cardiovasc Surg，2014，62（3）：226-230.

[2] Ramos Mejía R，del Pino M，Obregón M G，et al.Clinical，radiological and auxologic long-term evolution of 8 children with asphyxiating thoracic dysplasia[J].Arch Argent Pediatr，2015，113（6）：e357-e362.

[3]吳家寶，鐘金慧，鄧江波，等.微創(chuàng)Nuss手術在胸壁畸形治療中的臨床應用研究[J].中國醫(yī)學創(chuàng)新，2016，13（18）：105-108.

[4]王雅輝，劉正蓬，褚立，等.計算機輔助設計聯(lián)合3D打印技術在胸腰椎骨折椎弓根螺釘置入術中的應用[J].山東醫(yī)藥，2018，58（16）：64-66.

[5]鄧愛文，熊日波，何偉明，等.髖臼骨折中應用3D打印技術術后的康復策略[J].南方醫(yī)科大學學報，2014，34（4）：591-593.

[6]何志勇，張擎柱，林影影，等.傳統(tǒng)手術與應用3D打印技術后手術治療復雜脛骨平臺骨折的療效比較[J].中國矯形外科雜志，2016，24（8）：682-686.

[7] Koumbourlis A C.Chest wall abnormalities and their clinical significance in childhood[J].Paediatr Respir Rev，2014，15（3）：246-254.

[8]張建新，羅平，包錚.非胸腔鏡輔助改良Nuss手術矯治漏斗胸的臨床分析[J].中國臨床研究，2015，28（1）：64-66.

[9]黎偉文，楊家恒.3D打印技術在非對稱性漏斗胸手術的臨床應用[J].中國醫(yī)學創(chuàng)新，2016，13（35）：127-131.

[10] Johnson W R，F(xiàn)edor D，Singhal S.Systematic review of surgical treatment techniques for adult and pediatric patients with pectus excavatum[J].J Cardiothorac Surg，2014，9（1）：1-13.

[11] Chiummariello S，Pica A，Guarro G，et al.Poland syndrome：an algorithm to select the appropriate chest wall surgical reconstructive treatment[J].Ann Ital Chir，2014，85（3）：237-243.

[12]鐘偉弘，葉金鐸，劉吉福，等.漏斗胸微創(chuàng)矯形手術的生物力學研究進展[J].醫(yī)用生物力學，2015，30（3）：280-284.

[13]白潔，閆天生.Nuss微創(chuàng)手術治療漏斗胸的現(xiàn)狀及進展[J].中國微創(chuàng)外科雜志，2015，15（8）：752-754，758.

[14]黃華軍，張國棟，歐陽漢斌，等.基于3D打印技術的復雜脛骨平臺骨折內固定手術數(shù)字化設計[J].南方醫(yī)科大學學報，2015，35（2）：218-222.

[15]盧笛，蔡開燦.3D打印技術在胸外科領域中的應用進展[J].實用醫(yī)學雜志，2017，33（12）：1901-1903.

[16]姜睿.三維重建及3D打印在胸外科的應用[J].青島大學醫(yī)學院學報，2017，53（5）：625-627，630.

[17]楊泗華，張翔，于一凡，等.3D打印輔助經(jīng)后路椎弓根釘棒內固定治療強直性脊柱炎合并胸腰段椎體骨折的臨床應用研究[J].中國數(shù)字醫(yī)學，2016，11（7）：77-80，87.

[18]李富濤，李焰，馬杰，等.計算機輔助虛擬手術設計結合3D打印技術在頜骨重建的應用研究[J].創(chuàng)傷外科雜志，2017，19（9）：657-661.

[19]孟祥鵬，張建卿，王慶志，等.計算機影像數(shù)據(jù)心臟三維重建及3D打印技術研究[J].中國心血管病研究，2015，13（12）：1136-1138，1152.

[20]柳鑫，曾參軍，盧鍵森，等.3D打印計算機虛擬輔助技術在髖臼骨折術前規(guī)劃中的應用[J].南方醫(yī)科大學學報，2017，37（3）：378-382.

（收稿日期：2018-09-27） （本文編輯：董悅）