供稿人:曹桂平、连芩、刘非 发布日期：2017-05-27
肝脏外科手术是治疗肝脏疾病的有效方法。2006年，黄志强和董家鸿提出了“精准肝切除（Precise Liver Resection, PLR）”的精准肝脏外科理念，旨在“追求彻底清除目标病灶的同时，确保剩余肝脏解剖结构完整和功能性体积最大化，并最大限度控制手术出血和全身性创伤侵袭，最终使手术患者获得最佳康复效果”。
近年来，随着医学影像和计算机技术的发展，3D打印技术对“精准肝脏外科”的实现发挥着越来越重要的作用。对患者的CT或MRI图像进行影像处理，在医学图像处理软件中重建出与病人真实肝脏一致的肝脏仿真模型,通过3D打印技术可获得个性化的肝脏、血管、肿瘤实体模型(图1)。
图1 A.肝脏仿真模型 B.3D打印肝脏实体模型 C.肝脏手术中的表面转移性肿瘤
与二维医学图像相比，3D打印肝脏模型更加便于手术医生理解肝脏内部病变形状、病灶位置、肝脏体积大小以及肝脏肿瘤和肝内脉管的空间位置，为医生界定肝的预切除面提供有效依据。除此之外，患者和家属借助3D打印模型能够更加直观认识病情，了解手术风险和手术必要性，便于医生确定最佳的手术方案。
在手术中，将3D打印模型置于最佳解剖位置，并与实时手术情况进行对比，可为医生提供直观的实时导航，精确引导重要脉管的分离和肿瘤病灶的切除，从而实现“精准肝切除”手术，有效降低手术风险。
2013年，Zein等采用半透明肝脏3D打印模型用于活体肝移植中（LDLT）（图2）。结果表明3D打印肝脏模型有助于关键部位的解剖定位、肝断面的脉管处理，缩短手术时间，减少术后并发症。
图2 A.术前3D打印的肝移植和实际接收的肝移植，短箭头指向肝静脉，长箭头指向肝动脉，双箭头指向门静脉 B.术前3D打印的肝叶和实际捐赠的肝叶，单箭头指向肝动脉，双箭头指向门静脉
2015年,Ryota Souzaki等利用3D打印肝脏模型辅助实施了一例儿童的肝母细胞瘤手术（图3），这是第一例关于3D打印模型作为工具辅助小儿恶性肿瘤手术规划的报告。
图3 A.3D打印肝脏模型, 黑色箭头指向的黑色线表示手术切除线,白色箭头指向肿瘤 B.肝脏结构(血管、肿瘤)位置关系，模型与病人肝脏完全匹配，HV肝静脉，PV肝门静脉
传统3D打印肝脏模型(图1B、图3A)对透明材料有特殊要求，模型成本达2000美元，较为昂贵。此外，透明材料的光线折射扭曲现象会导致肝内管道难以辨识。2015年，日本筑波大学Yukio Oshiro等已研发出价格低廉、内部结构清晰可见的肝脏立体模型，整个模型成本低至600美元。模型内部结构悬空，重要血管、肿瘤一目了然，肝脏表面覆盖有肝脏外形轮廓，便于识别肝脏、血管、肿瘤的空间相对位置(图4)。
图4 筑波大学研发的3D打印肝脏模型
目前，利用3D打印技术制作的肝脏器官模型价格高昂，主要用于科学研究领域，在临床中尚未得到普及。3D打印技术为实现“精准肝脏外科”提供了技术支持，在肝脏手术模拟、手术规划以及医疗教育等方面的应用也与日俱增。随着该技术的不断进步和完善，其在“精准肝脏外科”的临床应用中有着更加广阔的前景。