陳 星 林鏗強(qiáng) 馬晨暉 代祖建 張 楠 許德新 黃仁杰

(福建醫(yī)科大學(xué)教學(xué)醫(yī)院暨福建省福州肺科醫(yī)院，1胸外科，2影像科，福建省福州市 350008)

目前，肺癌是全球癌癥發(fā)病率及死亡率最高的惡性腫瘤[1-2]。隨著人們健康意識(shí)的提高及胸部薄層CT掃描體檢的普及，眾多以磨玻璃為特征的亞厘米肺結(jié)節(jié)被篩查出來(lái)。該類高危肺結(jié)節(jié)經(jīng)手術(shù)多證實(shí)為早期非小細(xì)胞肺癌(nonsmall cell lung cancer, NSCLC)，手術(shù)治愈率及遠(yuǎn)期生存率高。針對(duì)此類結(jié)節(jié)臨床上多采用胸腔鏡亞肺葉切除術(shù)治療，其中解剖性肺段切除術(shù)的切緣優(yōu)勢(shì)及腫瘤學(xué)療效優(yōu)于楔形切除術(shù)，并且腫瘤學(xué)效果及預(yù)后亦優(yōu)于肺葉切除術(shù)，肺功能保護(hù)及術(shù)后生活質(zhì)量勝過(guò)肺葉切除術(shù)[3-4]，因此在臨床上備受關(guān)注。胸腔鏡解剖性肺段切除術(shù)因支氣管及肺動(dòng)靜脈變異多，個(gè)體差異大，比肺葉切除術(shù)更復(fù)雜，手術(shù)難度大。三維計(jì)算機(jī)斷層掃描支氣管血管成像(three-dimensional computed tomography bronchography and angiography,3D-CTBA)及3D打印技術(shù)可為肺段手術(shù)輔助規(guī)劃及導(dǎo)航，降低手術(shù)難度。3D-CTBA通過(guò)軟件(如Mimics、DeepInsight、IQQA等)使二維影像資料轉(zhuǎn)為三維圖像，能精確定位肺結(jié)節(jié)位置，預(yù)判脈管結(jié)構(gòu)變異[5]，實(shí)現(xiàn)術(shù)前規(guī)劃及術(shù)中導(dǎo)航。3D打印技術(shù)是以三維重建得到數(shù)字化立體圖像為基礎(chǔ)，通過(guò)格式轉(zhuǎn)換，應(yīng)用打印材料并經(jīng)過(guò)離散堆積成形的方法，制成立體實(shí)物模型，顯示靶段病灶、脈管毗鄰關(guān)系，可對(duì)手術(shù)精準(zhǔn)指引[6]。本研究探討3D-CTBA聯(lián)合3D打印技術(shù)應(yīng)用于早期NSCLC胸腔鏡解剖性肺段切除術(shù)前規(guī)劃及術(shù)中導(dǎo)航的臨床價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年1月至2021年5月在我院胸外科因早期NSCLC由同一手術(shù)組行胸腔鏡解剖性肺段切除術(shù)的患者為研究對(duì)象，納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)位于雙側(cè)上、下肺外周型磨玻璃結(jié)節(jié)；(2)肺結(jié)節(jié)直徑≤2 cm；(3)結(jié)節(jié)磨玻璃成分≥50%；(4)術(shù)前考慮為早期原發(fā)性肺癌。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)結(jié)節(jié)位于右肺中葉；(2)行左肺固有段切除術(shù)；(3)結(jié)節(jié)磨玻璃成分<50%；(4)結(jié)節(jié)病灶直徑>2 cm；(5)肺轉(zhuǎn)移癌；(6)良性病變。根據(jù)納入、排除標(biāo)準(zhǔn)最終納入患者81例，將患者隨機(jī)分為3組：3D-CTBA聯(lián)合3D打印組(簡(jiǎn)稱3D打印組，30例)、3D-CTBA組(29例)、CT薄掃組(22例)。3組患者性別、年齡、吸煙史比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，具有可比性。見(jiàn)表1。本研究經(jīng)福州肺科醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批[審批號(hào)2020-009(科研)-01]，且患者及其家屬均知情同意。

表1 3組患者的一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 術(shù)前準(zhǔn)備 3組患者術(shù)前均常規(guī)行血常規(guī)、生化、腫瘤標(biāo)志物、凝血功能、肺功能、全腹彩超、顱腦MRI等檢查。分組檢查：(1)3D打印組術(shù)前行胸部增強(qiáng) CT掃描檢查，采用Siemens SOMATOM 64排雙螺旋CT機(jī)，重建層厚及層間距分別為1 mm、0.7 mm，肺窗窗位-500 HU，窗寬1 500 HU。囑患者于最大吸氣末屏氣，于其肱正中靜脈內(nèi)高壓注入碘海醇50 mL，30 s、10 s后分別行肺動(dòng)脈、肺靜脈掃描。將CT圖像DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics Medical 21.0軟件(比利時(shí)Materialise公司)進(jìn)行圖像分割運(yùn)算，構(gòu)建動(dòng)脈、靜脈、支氣管、結(jié)節(jié)三維可視化影像，確定2 cm安全切緣球，規(guī)劃手術(shù)范圍及路徑，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化3D格式文件，導(dǎo)入Stratasys Objet 1000 3D打印機(jī)，用光敏樹(shù)脂材料按1 ∶1比例打印動(dòng)脈、靜脈、支氣管、結(jié)節(jié)彩色模型，立體規(guī)劃并指引手術(shù)。(2)3D-CTBA組術(shù)前行胸部增強(qiáng)CT掃描檢查，將CT圖像DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics Medical 21.0軟件(Materialise,比利時(shí))進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理，行三維重建。(3)CT薄掃組術(shù)前采用同一CT設(shè)備及掃描參數(shù)進(jìn)行薄層掃描檢查，觀察影像特征。

1.2.2 手術(shù)方法 所有手術(shù)均由同一手術(shù)組資深醫(yī)師在全胸腔鏡下完成。予患者雙腔氣管插管全麻，健側(cè)90°折刀臥位，單操作孔切口，操作孔取腋前線第4肋間約3 cm,觀察孔取腋中線第7肋間約2 cm。結(jié)節(jié)的術(shù)前定位采取三維重建無(wú)創(chuàng)定位或Hookwire穿刺定位。術(shù)中離斷動(dòng)脈、靜脈、支氣管，保留段間靜脈，采用改良膨脹萎陷法或熒光反染法確認(rèn)段間平面，用能量器械結(jié)合切割縫合器處理段間組織。實(shí)際手術(shù)規(guī)劃及實(shí)施如圖1。對(duì)N1、N2淋巴結(jié)進(jìn)行采樣，淋巴結(jié)及病灶組織送術(shù)中快速病理檢查，如淋巴結(jié)有癌細(xì)胞侵犯，改為肺葉切除術(shù)+系統(tǒng)淋巴結(jié)清掃，如病灶為浸潤(rùn)性腺癌，則附加系統(tǒng)淋巴結(jié)清掃。

A

B

C

D

E

F

1.3 觀察指標(biāo) 記錄3組患者的手術(shù)基本情況(中轉(zhuǎn)開(kāi)胸率、改變術(shù)式率、并發(fā)癥、病理類型、術(shù)前規(guī)劃和術(shù)中實(shí)際符合率)，比較3組患者的手術(shù)復(fù)雜程度及圍術(shù)期相關(guān)指標(biāo)，包括手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、切除淋巴結(jié)數(shù)目、肺段切緣距離、結(jié)節(jié)直徑、術(shù)后引流量、術(shù)后置管時(shí)間、術(shù)后住院時(shí)間。術(shù)后隨訪6～18個(gè)月，記錄并比較3組并發(fā)癥發(fā)生情況。

1.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)建立段間平面多寡及手術(shù)復(fù)雜情況，解剖性肺段切除術(shù)按難度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[7]劃分為一般、中等、復(fù)雜三級(jí)。(1)一般難度：右上肺尖段、后段、尖后段(RS1、RS2、RS1+S2)切除，左上肺尖后段(LS1+2)切除，雙下肺背段(R/LS6)切除，左上肺舌段(LS4+S5)切除；(2)中等難度：右下肺內(nèi)基底段(RS7)切除，雙下肺前基底段(R/LS8)切除，雙上肺前段(R/LS3)切除；(3)復(fù)雜難度：雙下肺外基底段(R/LS9)切除、后基底段(R/LS10)切除、亞肺段切除、除右上肺尖后段及左上肺舌段(RS1+S2、LS4+S5)外的聯(lián)合肺段切除、聯(lián)合亞肺段切除，以及肺段+亞肺段切除。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析數(shù)據(jù)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示, 非正態(tài)分布的資料以中位數(shù)(四分位數(shù))[M(P25,P75)]表示。3組比較應(yīng)用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)；非正態(tài)分布或方差不齊的數(shù)據(jù)比較應(yīng)用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)，組間兩兩比較采用Bonferroni法。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(n)和百分率(%)表示，采用χ2檢驗(yàn)比較；等級(jí)資料比較采用秩和檢驗(yàn)，組間兩兩比較采用Bonferroni法。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 手術(shù)基本情況 3組患者手術(shù)部位為左肺32例(39.5%)、右肺49例(60.5%)，具體切除肺段位置及例數(shù)見(jiàn)表2。3組均順利完成手術(shù)，無(wú)中轉(zhuǎn)開(kāi)放手術(shù)及改變術(shù)式。術(shù)前定位：CT薄掃組術(shù)前Hookwire定位11例，定位過(guò)程中發(fā)生氣胸、血胸、脫鉤不良反應(yīng)各1例；3D-CTBA組、3D打印組均行三維重建無(wú)創(chuàng)定位，定位成功率100.0%(59/59)。術(shù)前3D-CTBA組及3D打印組的靶段動(dòng)脈、靜脈、支氣管與術(shù)中實(shí)際基本符合，3D-CTBA組符合率96.6%(28/29)，3D打印組符合率100.0%(30/30)。術(shù)后病理：不典型腺瘤樣增生伴癌變5例，原位癌8例，微浸潤(rùn)腺癌52例，浸潤(rùn)性腺癌16例，淋巴結(jié)均未見(jiàn)轉(zhuǎn)移癌。隨訪均無(wú)復(fù)發(fā)。

表2 81例患者的手術(shù)切除肺段位置及例數(shù) (n)

2.2 手術(shù)難度分級(jí)、圍術(shù)期指標(biāo)及并發(fā)癥比較 所有患者的手術(shù)時(shí)間為185.50(144.50，214.00)min，術(shù)中出血量60.00(40.00,80.00)mL，術(shù)后置管時(shí)間2.00(2.00,3.50)d，術(shù)后住院時(shí)間7.00(5.00,10.00)d，結(jié)節(jié)直徑5～20(10.07±3.35)mm，平均切除淋巴結(jié)(4.33±1.73)枚，所有肺段切緣距離均≥2 cm，平均切緣(28.14±4.52)mm。

3組患者的手術(shù)難度分級(jí)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。3組患者手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、切緣距離、術(shù)后住院時(shí)間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)，且組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.017)。將以上4項(xiàng)指標(biāo)按手術(shù)難度再進(jìn)一步分層比較，各難度級(jí)別3組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。兩兩比較結(jié)果顯示，在手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、切緣距離、術(shù)后住院時(shí)間方面，3D打印組的各難度級(jí)別的指標(biāo)水平均優(yōu)于CT薄掃組(均P<0.017)；3D打印組復(fù)雜難度手術(shù)的手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、切緣距離及各級(jí)別難度的術(shù)后住院時(shí)間均優(yōu)于3D-CTBA組(均P<0.017)；3D-CTBA組一般、中等難度手術(shù)的手術(shù)時(shí)間及中等難度手術(shù)的術(shù)中出血量?jī)?yōu)于CT薄掃組(均P<0.017)。3組患者結(jié)節(jié)直徑、術(shù)后引流量、切除淋巴結(jié)數(shù)目、術(shù)后置管時(shí)間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。見(jiàn)表3。

3組患者的術(shù)后并發(fā)癥共14例，其中3D打印組0例；3D-CTBA組術(shù)后并發(fā)癥5例，其中肺動(dòng)脈栓塞1例，肺炎3例，心律失常1例；CT薄掃組術(shù)后并發(fā)癥9例，其中長(zhǎng)期漏氣3例，肺炎3例，心律失常2例，咯血1例。 3組患者的術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，兩兩比較結(jié)果顯示3D打印組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率低于CT薄掃組(P<0.017)。見(jiàn)表3。

表3 3組患者的手術(shù)難度分級(jí)、圍術(shù)期相關(guān)指標(biāo)及并發(fā)癥比較

3 討 論

目前胸腔鏡下解剖性肺段切除是治療早期NSCLC的重要手術(shù)方式，胸腔鏡手術(shù)優(yōu)點(diǎn)為創(chuàng)傷小、恢復(fù)快。綜合2019美國(guó)國(guó)立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)[8]指南及相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)符合肺段切除術(shù)指征如肺結(jié)節(jié)直徑≤2 cm、磨玻璃成分≥50%、倍增時(shí)間≥400 d、無(wú)法行楔形切除術(shù)者，優(yōu)先推薦肺段切除術(shù)，其可最大限度地減少肺損傷、保護(hù)肺功能。采用解剖性肺段切除術(shù)使影像上以磨玻璃為主的早期NSCLC患者有更高的生存率及生活質(zhì)量[9]。

肺段切除術(shù)要求精細(xì)解剖靶段血管、支氣管，因肺內(nèi)脈管結(jié)構(gòu)變異繁多，手術(shù)難度大，容易導(dǎo)致誤切、漏切及出血。僅通過(guò)二維影像難以準(zhǔn)確定位結(jié)節(jié)位置及辨認(rèn)局部解剖結(jié)構(gòu)，而3D-CTBA及3D打印技術(shù)可將平面連續(xù)圖像轉(zhuǎn)化成立體幾何圖像和立體模型，有助于術(shù)前明確正常解剖及變異情況，并進(jìn)行手術(shù)模擬及手術(shù)實(shí)時(shí)輔助，從而達(dá)到精準(zhǔn)切除的目的。

3D-CTBA可通過(guò)手術(shù)規(guī)劃、術(shù)前定位和術(shù)中導(dǎo)航三方面確保手術(shù)精準(zhǔn)安全實(shí)施。(1)3D-CTBA手術(shù)規(guī)劃：采用Mimics medical 21.0等軟件將影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成立體圖像，可多層次多角度辨識(shí)肺段脈管解剖走行、變異[10]，確定以結(jié)節(jié)為中心的手術(shù)切除范圍及入路，判定靶肺段需離斷的脈管結(jié)構(gòu)(動(dòng)脈、靜脈、支氣管)，確定段間靜脈及靶段切緣，實(shí)現(xiàn)重建和術(shù)中實(shí)際的對(duì)應(yīng)，有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、縮短手術(shù)時(shí)間及學(xué)習(xí)曲線。(2)3D-CTBA術(shù)前定位：盡管三維重建體現(xiàn)的是膨肺狀態(tài)下的相對(duì)解剖位置，與手術(shù)時(shí)肺萎陷位置稍有區(qū)別，但術(shù)者可結(jié)合影像及術(shù)中實(shí)際情況綜合判斷，臨床實(shí)踐證明三維重建可準(zhǔn)確有效地對(duì)結(jié)節(jié)無(wú)創(chuàng)定位及判定歸屬肺段。本研究中3D-CTBA和3D打印兩組病例均采用三維重建無(wú)創(chuàng)術(shù)前定位，安全準(zhǔn)確，有效避免了Hookwire有創(chuàng)定位的血胸、氣胸及定位鉤脫鉤等缺點(diǎn)[11]。(3)3D-CTBA術(shù)中導(dǎo)航：術(shù)中導(dǎo)航可減少過(guò)多探查引起的醫(yī)源性損傷，有效縮短手術(shù)時(shí)間及學(xué)習(xí)曲線[12]。本研究中3D-CTBA組相比CT薄掃組，在縮短手術(shù)時(shí)間和術(shù)后住院時(shí)間、減少出血、保證切緣距離方面有優(yōu)勢(shì)。

3D打印技術(shù)能基于影像數(shù)據(jù)真實(shí)再現(xiàn)三維圖像的解剖模型，將原來(lái)存在于屏幕內(nèi)的圖像以實(shí)體形式表現(xiàn)出來(lái)，為術(shù)者提供360°全方位視角，并從實(shí)體角度直觀感覺(jué)真實(shí)狀態(tài)的三維關(guān)系[13]。本研究中，3D打印組較CT薄掃組在減少術(shù)后并發(fā)癥方面有明顯優(yōu)勢(shì)。3D打印組較3D-CTBA組和CT薄掃組在手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血、切緣距離、術(shù)后住院時(shí)間方面均有優(yōu)勢(shì)。尤其在復(fù)雜難度手術(shù)中，3D打印組較3D-CTBA組更有助于縮短手術(shù)時(shí)間和術(shù)后住院時(shí)間、減少出血、控制切緣距離。究其原因，3D打印聯(lián)合3D-CTBA能更直觀精準(zhǔn)地指引術(shù)者，比三維重建更簡(jiǎn)單、具體、真實(shí)，使術(shù)前規(guī)劃及術(shù)中導(dǎo)航變得可觸、可及，且在越復(fù)雜的手術(shù)中作用越大，在保障安全性的同時(shí)提高了手術(shù)速度。另外，3D打印聯(lián)合3D-CTBA還有方便醫(yī)患溝通及臨床教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，3D打印聯(lián)合3D-CTBA也有制作耗時(shí)長(zhǎng)、成本較高的不足。

綜上所述，應(yīng)用3D-CTBA聯(lián)合3D打印技術(shù)輔助胸腔鏡解剖性肺段切除手術(shù)，可使手術(shù)更安全便捷，促進(jìn)患者的快速康復(fù)，尤其在中等及復(fù)雜難度的肺段切除術(shù)中3D打印聯(lián)合3D-CTBA技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)，值得臨床推廣應(yīng)用。