手术机器人与3D打印技术联合应用，骨肿瘤患者重燃生命希望
2019年11月15日
11月7日，在山东大学齐鲁医院华美楼4层30号手术室内，一台骨盆转移瘤切除重建手术正在紧张进行，近50厘米的切口、摆满手术室的设备和李建民主任团队医护人员认真专注而自信的表情，预示了这是一台特殊的手术。
肾癌患者，16年后骨转移
患者是因为近几个月出现左髋部疼痛而就诊，检查发现左侧髋臼存在骨质破坏，鉴于患者在16年前做过肾癌的手术，全身的系统检查是必要的，除了局部骨盆的平片、CT和磁共振，全身的CT和骨扫描或者全身PET-CT也需要用于评估患者情况。通过系统检查，患者只有左侧骨盆一处病灶，这种情况需要进一步穿刺活检来明确病灶性质。
10月14日,杨强主治医师在局麻下进行左骨盆肿瘤穿刺活检术，病理检查确诊为肾癌骨转移。在癌症家族中，肾癌相对较为特殊，容易发生骨转移，且肿瘤血运极为丰富，对放化疗和其他药物治疗相对不敏感，治疗较为棘手。对于单一病灶的肾癌骨转移患者，彻底的手术切除是临床指南所推荐的。病情明确后，经过医患沟通，确定治疗方案为彻底切除左骨盆肿瘤。
兵马未动，粮草先行
累及髋臼的骨盆肿瘤切除是骨科最大的手术之一，由于位置深在，具有特殊的三维结构和骶髂关节与髋关节两大关节，控制术中出血和完成骨关节缺损重建是面临的两大挑战。在供血日益紧张的情况下，术前大量备血和控制术中出血是手术成功的重要保障，在输血科王浩医生的支持下，术前采集了患者自身8单位红细胞和400ml全血，又备齐了10u异体红细胞和2000ml血浆。联系介入科张凯医生，决定术前放置腹主动脉球囊，术中可临时阻断腹主动脉，减少术中出血。
由于肿瘤累及破坏髋臼和骶髂关节，需要切除几乎整个左侧骨盆，骨关节缺损重建是世界性难题，国外的马鞍状假体和“冰淇淋”样假体完全不适用，国内常用的组配式假体无法达到准确定位和长期稳定，效果较差。3D打印技术是在上个世纪八十年代发展起来的制造技术，借助3D打印机和图像处理软件，可以加工制作任意形状和结构的产品，已在各行各业取得了初步应用。齐鲁医院骨肿瘤科也在国内较早开展3D打印技术的临床应用，李建民教授、杨志平教授和李昕教授一致决定，借助3D打印技术完成术前规划和重建假体制作，由杨强主治医师负责医-工沟通。患者的CT数据发给工程师，根据MRI确定肿瘤累及范围和切除范围，工程师根据切除范围设计截骨导板和假体，临床医生确认方案后开始3D打印加工。
术前X线平片和CT可见肿瘤累及左侧髋臼及髂骨（1+2区），明显影响左髋关节的负重
CT数据生成三维模型并模拟手术切除
设计作截骨导板与重建假体，假体与腰椎螺钉连接固定
3D打印制作的假体与截骨导板
万事具备，步步为营
11月7日8点，患者先到负二楼导管室由张凯医生放置腹主动脉球囊，但术中发现患者腹主动脉有钙化及扩张，无法安全放置球囊。患者到四楼手术室后，麻醉医师王蕊给予气管插管全麻，穿刺桡动脉测压，置入颈内静脉导管保证大量快速输液。患者取右侧卧漂浮体位，刀口从左侧腹股沟中点经髂前上棘沿髂嵴一直到左骶髂关节下份，总长度约50cm，切开后先找到髂总动脉，放置阻断带，术中如果出现大量出血，可以临时阻断髂总动脉以控制出血。在肿瘤外仔细分离显露，由于肾癌骨转移瘤血运极丰富，在肿瘤表面每一步分离都面临较多出血，需要用双极电刀仔细止血，灭活肿瘤表面，按计划显露左侧耻骨上支、坐骨支和骶髂关节，放置截骨导板，顺利完成截骨，将几乎整个左侧半骨盆和肿瘤完整切除。
彻底冲洗后，将3D打印的假体按术前计划放置到骶髂关节截骨面和耻骨上支截骨面，螺钉固定。精准的截骨保证了假体安放到位和髋臼空间位置与角度的准确性。髋臼除了三维空间定位，还需要有前倾角和外翻角，不恰当的位置将导致脱位、磨损、步态异常等并发症，即使在普通全髋关节置换时，髋臼假体在髋臼中的放置角度也需要仔细确认，角度不佳的情况也时常出现。半骨盆切除以后如何准确定位髋臼位置和角度是普遍性难题，而3D打印技术的引用完美解决了该难题。
最小创伤，科技护航
由于该例患者几乎将左侧半骨盆完整切除，假体在负重时面临较大的剪切力量，需增加与腰椎的连接固定，增加抗剪切力的强度。该患者已有约半米长的刀口，显露了几乎整个半侧腰部，还要增加腰椎显露的创伤吗？能否通过微创的方法置入螺钉、完成固定呢？医院刚引进的天玑骨科手术机器人为这些问题找到了答案，该手术机器人由国内自主创新研制，是国际上唯一能开展四肢、骨盆以及颈、胸、腰、骶脊柱全节段手术的骨科手术机器人系统，其临床精度达到0.8毫米，术中辐射减少70%以上，手术效率提高20%以上，具有出血少、创伤小等临床显著优势。侧卧漂浮的体位增加了腰椎置钉的难度，有了机器人的辅助，患者仅增加了两个2cm的小切口即完成了腰椎置钉和固定，大大减少了手术创伤。
11月7日18点，手术历时8小时，切除了左侧半骨盆及肿瘤，放置了半骨盆假体，置换了左侧髋关节，增加了腰椎固定。术中虽然放置了髂总动脉阻断带，但因患者动脉钙化明显，术中并未实施阻断，术中出血约4000ml，输入自体红细胞8个单位和异体红细胞8个单位，自体全血400ml，在麻醉医师和医护人员的紧密配合下，手术过程平稳有序，顺利完成。
科技助力医学进步，齐鲁医院首次联合应用手术机器人与3D打印技术于骨肿瘤外科治疗，在帮助医生更直观地进行术前讨论、模拟手术范围的同时，还可以方便医患沟通，同时实现手术的“精准性”和“前瞻性”，最大限度减少肿瘤组织残留，降低局部复发率，真正实现个体化的治疗和修复，为患者争取最大化的治疗效果，为骨盆肿瘤切除术后的重建提供了更佳的解决方案。
