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3D打印模型联合吲哚菁绿荧光
导航行腹腔镜下精准肝切除术
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成剑，张成武，刘杰，窦常伟，姚伟锋
（浙江省人民医院/杭州医学院附属人民医院 肝胆胰外科/微创外科，浙江 杭州 310014）
目前基于CT或MRI数据的3D重建技术及ICG术中荧光导航技术逐步应用于腹腔镜精准肝切除术。但是临床医师对3D虚拟重建图像的理解能力不同，ICG染色质量参差不齐，且3D打印技术制作耗时长、费用高，此技术应用于精准肝切除术，尚处于临床研究探索阶段。本研究通过镂空技术1:1打印出1例肝内胆管结石的3D肝脏模型，进行术前规划，并联合ICG荧光导航行腹腔镜下精准肝切除术，3D模型制作时间短、费用低，且临床应用效果良好，现报道如下。
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资料和方法
1.1 一般资料
患者女性，61岁。因“反复右上腹痛伴发热、黄疸1周”于3月入我院治疗。体温最高达39 ℃。2年前行开腹胆囊切除、胆总管探查取石手术。查体：皮肤巩膜黄染，心肺听诊无殊，腹平软，可见长约15 cm手术瘢痕，中上腹压痛，无反跳痛，无肌紧张，肝脾肋下未及。移动性浊音阴性。腹部增强CT报告示：肝内外胆管扩张，右肝内胆管结石，胆总管结石伴胆管炎性改变，胆囊切除术后。MRCP报告示：右肝内胆管、肝门区胆管及胆总管多发结石伴胆管扩张（图1）。入院诊断：右肝内胆管结石伴胆管炎；胆总管结石伴急性梗阻性胆管炎；胆囊切除、胆总管探查术后。入院后急诊行经内镜逆行胰胆管造影+鼻胆管引流术、抗感染、护肝利胆等对症治疗。血总胆红素水平从111.9 μmol/L降至正常，谷丙转氨酶也从258 U/L降至正常。术前行肝脏3D重建（图2），基于CT数据，采用SLA（stereo lithography appearance）光固化3D打印机（SL600，苏州中瑞智创三维科技股份有限公司，中国）打印肝脏模型。仅打印肝内胆管与肝内重要血管及其分支，不打印肝内多余实质结构，肝脏表面采用孔径45～50 mm的镂空设计，送入处理箱中进行UV汞灯后固化处理，并作表面光滑及上色处理得到所需模型（图3）。根据CT/MRCP、3D重建图像等，拟行腹腔镜下右肝前叶切除（V/VIII段切除）、胆总管探查取石术。后基于肝脏3D打印模型，发现扩张胆管及结石主要位于V段，肝脏VIII段胆管扩张不明显且不伴结石。手术方案改为腹腔镜下解剖性肝V段切除、胆总管探查取石术。
图1 MRCP：可见胆总管结石，右肝内胆管多发结石伴扩张。
注：B5：肝5段胆管；B8：肝8段胆管；CBD：胆总管。
图2 3D重建图像正面图
注：黄色及绿色为胆管，深蓝色为肝静脉系统，浅蓝色为门静脉系统。
A：采用镂空设计的肝脏3D打印模型外面观；B：去掉肝脏表面轮廓的肝 脏3D打印模型内面观。
图3 肝脏3D打印模型
1.2 手术方法
气管插管全麻后，患者取仰卧位，脐下做1 cm切口，建立CO2气腹，并维持12 mmHg。后改为头高脚低位约30°。采用五孔法行腹腔镜肝切除术，剑突下做1.2 cm切口作为主操作孔，主刀者位于患者左侧。进入腹腔后分离腹腔粘连及右肝肝肾韧带及三角韧带。解剖肝十二指肠韧带，寻找胆总管，胆总管前壁纵行切口约1.5 cm，行胆总管探查取石后。预置第一肝门阻断带。术中B超定位肝中静脉位置作为左缘拟切肝线，定位肝右静脉为右缘拟切肝线，定位右肝前叶肝蒂为下缘拟切肝线。超声刀联合CUSA离断肝实质，采用肝脏3D打印模型术中实时导航，精准定位肝V段门静脉的背侧支及腹侧支，一一予以游离、夹闭离断。结合肝脏3D打印模型，可在实体肝脏组织内一一对应精确找到肝V段胆管的腹侧支、背侧支（图4）。通过外周静脉注射ICG 25 mg，通过反染法在荧光镜下可清晰分辨拟切除侧和保留侧肝脏的断肝平面（图5）。结扎并离断V段的胆管及血管，保留右肝静脉的VI段分支及VIII段胆管。精准行V段切除。创面彻底止血，确认无胆漏，术毕。
图4 A：肝实质离断过程中遇到的V段胆管腹侧支/背侧支、VIII段胆管；B：肝脏3D打印模型术中实时导航可精确找到相应的管道。
注：vB5：V段胆管腹侧支；dB5：V段胆管背侧支；B8：VIII段胆管；RHV：右肝静脉；RAB：肝右前胆管。
图5 ICG术中荧光实时导航肝切除，通过反染法可 切除侧（黄色）与保留侧（绿色）肝脏肝断面的视觉差异对比。
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结果
成功完成肝脏的3D模型打印，从数据提取至模型制作完成所需时间约66 h，技术成本约700人民币。术中采用3D打印模型联合ICG荧光导航，发现3D打印肝脏模型与肝内结构完全吻合，可直视肝内复杂管道，联合ICG术中导航可精确定位相应管道，行精准肝切除术。手术时间约210 min，其中肝切除时间约100 min，术中出血量约50 mL，术中无输血。术后无腹腔出血、腹腔感染、胆漏等并发症。
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讨论
精准理念应用于肝切除是以影像学、3D重建、3D打印以及术中导航技术等为辅助，应用微创技术和精细的解剖性肝切除技术，在彻底切除病灶的同时，有效控制出血、最大限度保留剩余肝功能，减轻患者创伤、加速康复。一直以来，术前规划依赖于肝脏CT/MRI增强等影像学手段，尤其是术前的肝脏3D重建影像评估。但3D图像缺乏真实的触感，且是通过二维平面展示，图像相互重叠，尤其对于复杂肝胆疾病，仍会出现术前评估不准确，理解有误。3D打印技术是将3D重建模型转化为实际物体的一种技术，是一系列快速原型成型技术的统称。它通过三维立体展示，可直视肝内复杂管道，能提高对肝内复杂解剖结构的认知和理解，提高肝切除术策略的精确程度。但目前肝脏3D打印模型耗时长、费用高，导致其在肝脏手术治疗中不能常规应用，在临床上很难普及。目前1:1打印三维肝脏模型，从数据建模到打印成品所需时间约72～160 h，材料费用2 800～5 600人民币（人工费未计算）。而制作全透明、具有肝内管道三四级分支结构的1:1肝脏3D打印模型，总制作时间约10 d，制作材料费用约4 000人民币（未计算人工费）。本研究中采用光敏树脂材料，利用镂空技术制作的3D模型，在保证肝脏原有轮廓的基础上，可直视肝内复杂管道（图3）。从数据提取至模型制作完成所需时间约66 h，技术成本仅约700人民币，缩短时间的同时大大降低了成本，且临床应用效果良好。
3D打印肝脏模型可直观的、全面的、多角度全方位的观察肝脏结构，可通过调整三维打印模型并将其置于最佳解剖位置，来确定手术切除平面，从而为手术关键步骤起到直观的实时导航作用，有助于对关键部位快速识别和定位，从而提高手术的精准性，实现根治性切除，有效规避手术风险，利于提高手术安全性和有效性。本研究中术前根据影像学资料及3D重建图像，拟行腹腔镜下右肝前叶（V/VIII段）切除术。而基于术前肝脏3D打印模型，手术策略改为更为精准的腹腔镜肝V段切除术，在实际手术中也证明，行解剖性肝V段切除足以清除病灶，最大程度上保留了患者的肝脏组织。且通过3D打印肝脏模型实时导航，可精确定位肝V段重要的胆管、门静脉及肝静脉，一一予以游离并处理（图4）。但是3D打印模型难以实时导航精确的断肝平面。ICG荧光成像技术是近年来在肝胆系外科广泛应用的术中成像方法。介于ICG在肝癌组织中靶向性滞留聚集和经胆道排泄的特点，术中通过正染法或反染法注 入ICG，可获得肝表面和肝实质内确切持久的荧光染色，实现肝脏表面强烈的可视化分段效果以及肝脏实质的三维染色。结合3D打印肝脏模型，可使外科医师能够对肝实质内部立体染色区域能更快速直接的理解，引导术中实时、三维、精准的解剖性肝切除术。通过反染法可精确引导肝V段拟切肝线及断肝平面（图5），行腹腔镜下精准肝切除术。综上，采用3D打印肝脏模型联合ICG荧光导航为腹腔镜下精准肝切除术提供了一种新技术，但仍需更多临床研究获得循证学依据。
引证本文：
成剑, 张成武, 刘杰等.3D打印模型联合吲哚菁绿荧光导航行腹腔镜下精准肝切除术[J]. 肝胆胰外科杂志, , 32(5): 277-279;285.
《肝胆胰外科杂志》
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