无创3D打印仿真模型引导下同步切除12个肺小结节

来源:医博士  | 2022-08-08    


随着胸部计算机断层扫描(CT)的广泛应用,更多以小结节为表现的早期肺癌被发现。小而非实性结节在手术中难以定位。已经开发了几种方法,例如数字触诊、经皮穿刺和超声或磁导航引导下的支气管镜检查,以用于术前或术中标记靶结节。然而,上述方法通常是侵入性的、依赖经验、耗时,并且受到高故障率的限制。此外,在多个小结节的情况下,以上方法都无法定位每个目标结节。

 

因此,本研究开发了一种用于结节定位的新型无创性技术,该技术通过定制真人大小的3D打印“仿真肺结节定位模型”进行导航,从而实现术中无创实时导航和多个结节的同步定位。在这里,本病案报告了一个典型病例,在3D打印仿真肺结节定位模型的指导下,同步切除了12个肺结节。

 

病例介绍

一名45岁女性因2年的左肺多发结节病史入院,无任何症状。高分辨率计算机断层扫描(HRCT)显示12个直径从0.4到1.0 cm不等的结节,其中大多数被确定为毛玻璃结节(GGN)。在2年的随访中,主要结节(结节11)从0.7cm增长到1.0cm。

 

患者最新胸部HRCT的原始数据以医学数字成像和通信(DICOM)格式从放射科获得,然后导入Mimics软件V21.0(Materialize Corp.)以实现全肺和肺结节的数字3D模型重建(图1a,b)。最后,使用立体光刻设备将其导入3D打印机,以生成肺部和结节仿真模型(图1c,d)。本仿真肺结节定位模型已申请专利(编号201820438425.4)。

 

根据真人大小的3D打印仿真肺结节定位模型,设计了一个手术方案来切除所有12个结节:视频辅助胸腔镜手术(VATS)扩大左心尖后段切除1-7个结节(蓝色),以及四个楔形切除在舌段(绿色)、前内侧基底段(红色)、外侧基底段(橙色)和后侧基底段(紫色)对其余结节分别进行切除(图1c,d)。

 

图1. 数字重建模型(上图)和三D打印仿真肺结节定位模型(下图),分别来自侧视图(a,c)和内侧视图(b,d)。线条表示基于仿真模型的手术计划。蓝线表示S1切除 + 2包括结节1、2、3、5、7。蓝色虚线表示S1扩大切除 + 2向S3方向切除结节4和6。绿色、红色、橙色和紫色线分别表示S4中的楔形切除 + 5(结节8),S7 + 8(结节11)、S9(结节9,10)和S10(结节12)

 

手术过程中,在仿真模型的指导下成功定位了结节。所有12个结节均被切除,其中9个结节被标记并标记进行病理检查,其余3个结节因体积小而未进行,但被包含在切除区域内。最大的结节11经病理诊断为微侵袭腺癌(MIA)。对相关淋巴结进行取样,并经病理证实无肿瘤。总手术时间为200 分钟,其中15分钟用于定位12个结节,即平均每个结节1.25分钟。

 

术后5天拔除胸管,患者顺利康复,次日出院。术后3个月进行HRCT检查,证实患者的左肺没有残余结节,残余肺扩张良好(图2)。术后随访2年,无复发迹象。

 

图2. 术后3个月胸部高分辨率CT扫描显示,患者左肺保存完好,无结节残留,残留左肺扩张良好

 

结论

肺部多发性小结节的定位是手术切除的主要障碍。在这里,本病案报告了一种基于真人大小3D打印的“模拟肺结节定位模型”的新型无创定位技术,该模型简单有效。在本文报告的同步多发性肺结节患者中,通过导航仿真定位模型,成功且方便地定位了结节,没有任何创伤。所有12个结节均精确彻底地切除,而正常肺组织保存完好。

 

医博士编译自:Li K, Ding N, Xu Y, et al. Synchronous resection of 12 small pulmonary nodules guided by a noninvasive 3D printed emulation model: A case report. Thoracic Cancer. 2022. 13(15):2260-2263.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35730109/


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