章祖雄 古亮 唐志贤 吴志诚 朱慎钰 曹西迎 钟炜祥 郭少鸣 谢春发

【摘要】 目的：探討3D打印技术对胸外科手术切除肺部小结节患者肺功能的影响。方法：选择2018年4月-2020年1月本院收治的142例肺部小结节患者，按随机数字表法分为对照组和观察组，每组71例。对照组给予胸腔镜肺部小结节切除术治疗，观察组术前行CT检查，在3D打印技术下采用胸腔镜肺部小结节切除术治疗。比较两组手术指标、术后并发症发生情况、术前及术后7 d肺功能和随访12个月后疾病复发情况。结果：术前，两组肺功能指标比较比较，差异均无统计学意义（P>0.05）;术后7 d，两组FVC、FEV1及MVV水平均明显改善，且观察组均高于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。两组淋巴结清扫数比较，差异无统计学意义（P>0.05）;观察组手术时间、住院和引流时间、术中出血量及引流量均少于对照组（P<0.05）。两组术后3、6个月复发率比较，差异无统计学意义（P>0.05）;观察组术后12个月复发率及术后并发症发生率均低于对照组（P<0.05）。结论：3D打印技术用于肺部小结节患者胸外科手术治疗中能提高患者肺部功能，可减轻手术创伤，术后并发症发生率较低，能降低远期复发率，值得推广应用。

【关键词】 3D打印技术 肺部小结节 胸外科手术 肺部功能 手术创伤 术后并发症 复发率

Effect of 3D Printing Technology on Pulmonary Function in Patients with Small Pulmonary Nodules Undergoing Thoracic Surgery/ZHANG Zuxiong， GU Liang， TANG Zhixian， WU Zhicheng， ZHU Shenyu， CAO Xiying， ZHONG Weixiang， GUO Shaoming， XIE Chunfa. //Medical Innovation of China， 2021， 18（20）： -156

[Abstract] Objective： To explore the effect of 3D printing technology on pulmonary function in patients with small pulmonary nodules undergoing thoracic surgery. Method： A total of 142 patients with small pulmonary nodules treated in our hospital from April 2018 to January 2020 were selected and divided into the control group and the observation group according to the random number table method， 71 cases in each group. The control group was treated with thoracoscopic pulmonary nodule resection， and the observation group underwent CT examination before operation， thoracoscopic pulmonary nodule resection was performed under 3D printing technology. The surgical indicators， postoperative complications， pulmonary function before operation and 7 d after operation， and disease recurrence after 12 months of follow-up were compared between two groups. Result： Before operation， there were no significant differences in pulmonary function between two groups （P>0.05）. 7 d after operation， the levels of FVC， FEV1 and MVV in two groups significantly improved， and the observation group were higher than those of the control group， the differences were statistically significant （P<0.05）. There was no significant difference in the number of lymph node dissections between two groups （P>0.05）. The operation time， hospitalization and drainage time， bleeding volume and induced flow rate in the observation group were lower than those of the control group （P<0.05）. There were no significant differences in the recurrence rate between two groups at 3 and 6 months after surgery （P>0.05）. The recurrence rate at 12 months after surgery and postoperative complications rate in the observation group were lower than those in the control group （P<0.05）. Conclusion： 3D printing technology used in thoracic surgery for patients with small pulmonary nodules can improve lung function， reduce surgical trauma， lower postoperative complications， and reduce long-term recurrence， it is worthy of popularization and application.

[Key words] 3D printing technology Small pulmonary nodules Thoracic surgical Lung function Surgical trauma Postoperative complications Recurrence rate

First-author’s address： First Affiliated Hospital of Gannan Medical University， Ganzhou 341000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.20.037

肺部小结节为小的局灶性、类圆形、影像学表现为密度增高的阴影，临床既可以单发亦可多发，部分患者可伴有肺不张、肺门肿大或胸腔积液[1]。既往研究表明，肺部小结节并不等于早期肺癌，肺内多种疾病均会引起结节形成，良性疾病包括炎症、结核、霉菌及出血等[2]。近年来，随着高分辨率CT检查的普及，肺部结节检出率明显增加[3]。目前，临床上对肺部结节以电视辅助胸腔镜手术（VATS）治疗为主，是一种微创干预措施，因其创伤较小、并发症较少而被患者、医生认可[4]。肺结节患者VATS治疗时临床多CT引导为主，虽然能满足手术治疗需要，但是对肺部小结节难以实现精准定位，难以明确变异的血管，增加手术风险[5-6]。3D打印技术是一种以CT影像为基础的辅助方法，借助相应的模型，通过可粘合材料进行打印，通过打印的3D模型，医生能与助手更好地进行沟通、交流，从而制定详细的手术方案[7-8]。借助3D打印技术能确定最佳的手术入路，能减轻手术创伤，提高病灶定位准确性[9]。因此，本研究选取肺部小结节患者，探讨3D打印技术在胸外科手术切除肺部小结节患者中的效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年4月-2020年1月本院收治的肺部小结节患者142例作为研究对象。纳入标准：（1）符合肺部结节诊断标准，均经病理组织确诊[10];（2）均行胸腔镜肺部小结节切除术治疗，且患者可耐受;（3）纯磨玻璃结节、混合型磨玻璃结节，距离胸膜≥1 cm。排除标准：（1）肺部结节直径≥30 mm、确诊的恶性肿瘤;（2）严重肝肾功能异常、病灶接近肺大血管;（3）认知功能异常、肺血管性病变;（4）资料不完整。按随机数字表法将患者分为对照组和观察组，每组71例。本研究经医院伦理委员会批准，患者及家属签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 对照组 采用胸腔镜肺部小结节切除术。（1）术前定位。术前完善患者影像学检查结果，借助CT扫描精确测量结节与胸壁、壁层胸膜的距离，从而确定穿刺的部位、进针层面及路径。上述操作完毕后对患者手术区域进行常规消毒、铺巾，并给予利多卡因局部麻醉。借助放射科技术人员的配合指导，采用Care Fusion公司生产的20 G穿刺针经皮完成肺穿刺（抽取自体血5 mL），根据CT调整针尖的走形路径，并最终将其定位于小结节周边1 cm正常肺结节内，对于回抽无血者逐步回退针头，并将自体血输入路径过程中的肺实质内。再次行CT检查，并确认定位效果，完成后返回病房，并于次日行胸腔镜手术[11]。（2）手术方法。行全身麻醉，患者行单肺通气，并于第7肋腋中线、第3/4肋腋前线或第8/9肋间肩胛下角线置入胸腔鏡、主操作孔及辅助孔，并放入胸腔镜探查，借助胸腔镜的放大作用实现病灶结节的定位、探查，确定周围肺组织的界限等。根据术前定位情况，从自体血位于结节的上、下层面完成触诊，借助直线切割缝合器切除病变结节并取出标本。根据自体血输注的路径进一步寻找病变组织，操作完毕后行快速冰冻病理切片，对于恶性患者行肺叶切除及淋巴结清扫术。见图1。

1.2.2 观察组 采用胸腔镜肺部小结节切除术联合3D打印技术。（1）CT检查。术前所有患者均采用东芝Aquilion ONE320排CT机完成全肺容积扫描。患者保持仰卧位，扫描范围从胸廓入口到肋膈角平面，螺旋连续采集。根据患者情况设置CT相关参数，管电压120 kV、管电流80 mA，螺距为1.5，层厚0.5 mm。（2）3D打印技术。扫描完毕后将获得的数据格式调整为DICOM 3.0。将上述获得的数据传输到电脑中，并打开OsiriX，由胸外科医生完成窗宽、窗位的调整，充分显示右肺上动脉血管分支，记录其数量。将重建好的数据模型导出（扩展名为.stl），并传输到配套的3D打印切片软件，去除软件中的噪声、剪切并制成，从而生成3D模型切片文件。打印材料为光敏树脂（颜色为白色），打印。（3）手术方法。手术操作部位与对照组相对。见图2。

图1 肺部小结节影像及术中病灶图

注：A为病灶位于左上肺（CT图），B为穿刺针注入自体血（CT图），C为术中病灶示意图，定位点呈暗红色。

1.3 观察指标与判定标准 （1）肺功能。两组术前、术后7 d采用肺功能测定仪（生产厂家：比利时麦迪公司，型号：Medi Soft HYPAIR PROVO2）完成患者用力肺活量（FVC）、第一秒用力呼气容积（FEV1）及最大自主通气量（MVV）水平。（2）手术指标。记录两组手术、住院时间、引流时间、淋巴结清扫数、术中出血量及引流量。（3）术后并发症、复发情况。记录两组术后肺部感染、心律失常及支气管胸膜瘘发生情况，两组术后均完成12个月随访，记录患者3、6、12个月复发率。

1.4 统计学处理 采用SPSS 18.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用配对t检验;计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较 对照组男43例，女28例;年龄45～72岁，平均（57.39±5.71）岁;肺部小结节直径0.70～2.15 cm，平均（1.68±0.52）cm;病变部位：右肺上叶13例，右肺中叶14例，右肺下叶16例，左肺上叶25例，左肺下叶3例;合并症：高血压6例，糖尿病4例，高脂血症5例。观察组男41例，女30例;年龄44～73岁，平均（57.51±5.75）岁;肺部小结节直径0.68～2.19 cm，平均（1.71±0.55）cm;病变部位：右肺上叶11例，右肺中叶15例，右肺下叶17例，左肺上叶22例，左肺下叶6例;合并症：高血压5例，糖尿病6例，高脂血症4例。两组一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

2.2 两组手术前后肺功能指标比较 术前，两组肺功能指标比较，差异均无统计学意义（P>0.05）;术后7 d，两组FVC、FEV1及MVV水平均得到明显改善;且观察组均高于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.3 两组手术指标比较 两组淋巴结清扫数比较，差异无统计学意义（P>0.05）;观察组手术时间、住院、引流时间、术中出血量及引流量均少于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表2。

2.4 两组术后并发症、复发情况比较 两组术后3、6个月复发率比较，差异均无统计学意义（P>0.05）;观察组术后12个月复发率及术后并发症发生率均低于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表3。

3 讨论

胸腔镜手术是肺结节患者中常用的手术干预方法，具有手术创伤小、疼痛轻、恢复快及肺功能保存好等优点[12-15]。同时，借助腹腔镜手术能保证足够的切缘，完成淋巴结清扫，能降低术后复发率[16]。但是，胸腔镜手术亦属于是一种侵入式操作，患者手术过程中传统方法以CT辅助定位为主，虽然能保证手术顺利完成，但是CT扫描获得的为二维图像，难以精准的定位肺部小结节，尤其是小结节位于段间交界部位时，定位难度更大，增加患者定位风险，影响患者术后恢复[17]。近年来，3D打印技术在肺部小结节患者胸外科手术治疗中得到应用，且效果理想。本研究结果显示，术后7 d，两组FVC、FEV1及MVV水平均明显改善，且观察组均高于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。提示3D打印技术用于肺部小结节患者胸外科手术患者中能改善患者肺功能，利于患者恢复。3D打印技术属于是一种新型的技术，其制作相对简单，获得的模型更加具体、明了，能分辨出复杂的空间结构，帮助患者制定较为合理的手术方案[18]。近年来，随着3D打印技术的不断普及，医学模型打印的打印机与材料范围亦不断扩大，能降低患者手术风险，使得医生围术期操作更加娴熟，避免对周围组织的损伤[19]。本研究中，观察组手术、住院和引流时间、术中出血量及引流量均少于对照组（P<0.05），提示3D打印技术用于肺部小结节患者胸外科手术治疗中创伤较小。国内学者研究表明：3D打印技术的实施其精度能达到1 mm，能保证术前能为患者制定详细的手术方案[20]。本研究中，两组术后3、6个月复发率比较，差异无统计学意义（P>0.05）;观察组术后12个月复发率及术后并发症发生率均低于对照组（P<0.05）。提示3D打印技术用于肺部小结节手术患者中安全性较高，可降低远期复发率。

综上所述，3D打印技术用于肺部小结节患者胸外科手术治疗中能提高患者肺部功能，可减轻手术创伤，术后并发症发生率较低，能降低远期复发率，值得推广应用。

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（收稿日期：2021-04-09） （本文编辑：程旭然）