温 健，林 滔

（广西壮族自治区桂林市人民医院，广西 桂林 541002）

【关键字】肝脏；肿瘤；3D打印技术；手术

人体肝脏的生理解剖结构非常复杂，多合并脉管变异，病灶与脉管之间的关系和结构非常复杂，如胆管、内部血管等，加大了手术治疗难度。现临床倡导采用精准肝脏手术切除治疗，但需在术前准确定位肝脏脉管与病灶两者间的关系，确保术前手术规划和评估的精密性，此为顺利实施手术治疗的基础和前提[1]。随着医学技术改进，三维可视化技术解决了此点，可多角度、清晰、直观地显示出肝内脉管变异和走行及肝脏生理解剖状况，精准定位病灶，估算手术切缘和肝脏体积，为医生术前制定手术方案提供信息[2]。现就3D打印技术在肝脏肿瘤手术中的应用做出综述：

2 3D打印技术应用于肝脏肿瘤手术中的状况

1 3D打印技术的原理和发展

1.1 3D打印技术的原理

3D打印技术的原理为把打印材料和数据放入到3D机器中，机器则可按照生产时设定的程序把产品制造堆叠出。与传统打印机比较，3D打印机使用的是原材料，并非普通墨水，并可将其用于打印多种多样的介质，如生物材料、高分子材料、橡胶类物质、陶瓷、金属、塑料等，堆叠薄层的方式也较多，部分打印机还可按照其介质选择不同程序，打印不同质地和位置的物体。3D打印技术类型包含电子流熔化、激光烧结、熔积成型、激光喷墨等，在打印中无需模具和机械加工，可直接根据计算机内数据和图形生成物体，达到个性化需求。首先利用计算机做建模处理，再分区处理三维模型，机器横截面读取文件信息，用片状材料、粉状材料、液体状等原料，逐层打印所读取的截面，再用相应方式把各截面堆叠粘合，进而制造为立体实物。

1.2 3D打印技术应用于医学领域的状况

我国医学领域在80年代时就引入了3D打印技术，21例世纪初时得到广泛应用。因其可在计算机设计下，把人体结构复杂的器官用具有特殊性的材料制作打印出，已在临床医学得到快速发展，多用于制造体外医疗器械和医疗模型[3]。此技术无需应用到人体中，所以在应用方面则可忽略与人体之间的相容性，作用于制备教学模型，让复杂性医学知识更为直观、具体。也可将其用于术前手术方案的制定和讨论，让医疗团队各成员均可明确了解手术方案和患者病灶状况。人体肝脏为软组织器官，包含较多细微结构，如脉管、血管等，因此，应用3D打印技术则对打印原料的需求性较高，为满足效果逼真的要求，则需使用高分子生物材料。另外，还可打印出人体功能性组织和器官，此也为目前3D打印技术应用和研究的主要方向之一。

2.1 有利于术前制定手术方案

为保证肝脏肿瘤手术顺利实施，术前必须进行术前讨论和制定相关手术风险预案，其包含手术方案、手术步骤的制定，残余肝体积的测定，处理可能发生的意外情况等。而目前肝肿瘤手术中手术方案、手术步骤的确定，残余肝体积的测定及可能出现的意外情况都需要依靠影像学检查和术者的经验、技术来判断，但目前CT、MRI等影像学检查所获得的图像仍为二维平面图像，不能直观反应肿瘤与周边脉管及血管的解剖关系，且不能进行三维重建，具有不可操作性，术前无法演练手术方法和流程，限制临床应用，无法确保肝切除的精准性。

而目前精准肝切除手术，操作者需在术前明确掌握患者肝脏脉管、血管解剖状况，以及是否存在变异状况，并根据实际状况制定有针对性的手术计划，确保各渠道通畅。而3D打印技术则可将肝脏实体模型制作出，包含肿瘤在内，有利于手术医生术前评估病灶状况，确定并模拟手术流程，预估手术结构。

2.2 促进术前与患者和其家属之间的交流

随着人们生活水平的提升，人们对医疗服务的质量要求逐步增高，日益凸显出医疗服务的供需矛盾。医院医疗纠纷和医患矛盾出现的原因非常复杂，但大部分均与与患者缺乏有效交流有关。现医疗工作中普遍存在各医护人员工作强度大、工作时间长、医师紧缺的状况，加之临床治疗肝脏肿瘤疾病，手术方案较为抽象和复杂，易导致术前沟通不全面，进一步恶化医患矛盾。而将3D打印技术应用到肝脏肿瘤手术中，将人体肝脏肿瘤和肝脏内部结构的细节更为清晰、逼真的呈现在患者眼前，让医护人员在与患者沟通时，更为直观明了的体现出疾病知识和手术方案，更形象、具体的告知其手术操作危险性和复杂性，提升患者配合度。

2.3 提升术中肝脏肿瘤精确切除效果

3D打印技术真正的做到了将虚拟图像转变为立体实物，在实施肝脏肿瘤手术前，医师可利用计算机成像功能，把3D模型制作好，再将其打印出来，并将打印出的模型带至手术室，以便帮助医生快速准确地识别和判定出病灶位置，并可以将术中实际状况与3D打印模型做比较，让肝脏解剖更为清晰，在术中操作时，可避开肝脏胆管系统和血管系统。利用3D打印技术确定手术切除最佳平面，利于快速定位和识别关键位置，如更为有效的保护肝IV段中门静脉分支，确保手术准确性，达到根治切除病灶的目的，减小手术危险性。有报告称，小肝细胞癌手术中应用3D打印技术，可精确切除B超未显示出的直肠转移瘤，提升手术效果。

3 3D打印技术在肝脏手术中的应用前景

目前，医学界各学者正致力于研讨3D打印技术制备出存在生物活性的肝脏。美国学者[4]，将3D打印机中装有细胞，进而可打印出迷你肝脏，即宽4mm、深0.5mm，其功能与人体真实肝脏功能一致。但所打印出的迷你肝脏存活时间非常短，仅5d，此公司正致力于研讨可打印出与人体实际肝脏大小相同的且具备生物活性的模型肝脏，为解决肝脏移植供需问题。3D打印技术术语数字化技术之一，已在生物材料、生物工程、影像学等学科中兴起，且逐步广泛应用到医学领域中，如肝脏手术，利于精确治疗肝脏肿瘤，降低手术危险性，提高手术成功率，利于医护双方术前交流沟通，应用前景广泛。此外，目前3D打印计划在软件、设备、材料等方面存在一定制约性，需持续探索和研究。