《Frontiers in Transplantation》：A novel preoperative simulation approach for pediatric kidney transplantation to support donor-recipient size matching using dialysis fluid-enhanced CT imaging and 3D printing
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背景(Background)：成人供肾与低龄小儿受者之间的尺寸不匹配(size mismatch)仍是小儿肾移植中重要的技术难题。为此，研究人员探索了一种新型术前方法来评估供-受者解剖相容性。
方法(Methods)：3例小儿受者在移植前接受活体供者分期对比增
背景(Background)：成人供肾与低龄小儿受者之间的尺寸不匹配(size mismatch)仍是小儿肾移植中重要的技术难题。为此，研究人员探索了一种新型术前方法来评估供-受者解剖相容性。
方法(Methods)：3例小儿受者在移植前接受活体供者分期对比增强CT(contrast-enhanced CT)数据分割，生成患者特异性三维打印肾脏模型。通过腹腔内灌注透析液后采集受者CT数据集，将供肾数字化虚拟置入以进行数字模拟，假设该方法可对术前的空间适合度及手术可行性进行客观评估。
结果(Results)：术前模拟与建模方法有助于3例患儿均成功完成肾移植，无因移植物放置导致的术中并发症。术后恢复顺利，随访6个月移植物功能满意。
结论(Conclusion)：将三维打印供肾模型与基于透析液增强CT成像的数字模拟相结合，是一种可行的小儿受者术前供-受体尺寸匹配方法，可优化手术规划、使极低体重儿童更安全地接受活体供肾，并有望减少透析时间。
论文解读：应用透析液增强CT与三维打印辅助小儿肾移植供-受体尺寸匹配的术前模拟研究
该研究发表于《Frontiers in Transplantation》。肾移植是终末期肾病患儿的首选治疗，优于透析，但在接受成人活体供肾的低龄、低体重小儿受者中，成人供肾体积常超过受者可用腹腔容积，导致移植物放置困难、血管吻合受限、灌注不良、腹壁关闭困难，甚至引发肾同种异体移植物间隙综合征(renal allograft compartment syndrome)及血管血栓等早期外科并发症。目前术前评估主要依赖超声、CT或MRI、供-受体体重比或体表面积(body surface area, BSA)比及术者主观判断，缺乏客观的移植物占位与腹腔空间适配性模拟工具。为解决这一临床问题，研究人员提出并验证了一种结合供肾CT分割三维(three-dimensional, 3D)建模与打印、受者腹腔透析液扩张后非增强CT采集、以及虚拟供-受体拟合模拟(virtual donor-recipient fit simulation)的新型术前规划流程，并在3例接受成人活体供肾的小儿受者中开展可行性病例系列研究。结果显示所有患儿顺利完成移植，无尺寸不匹配相关并发症，6个月移植物存活且功能良好，提示该整合方法可为极小年龄小儿肾移植提供患者特异性的解剖学容纳度评估，辅助手术决策。
研究人员纳入2024至2025年间3例拟行成人活体供肾移植的小儿受者（年龄23–33个月，体重11.5–13.6 kg，均长期行腹膜透析(peritoneal dialysis, PD)），开展回顾性病例系列分析。关键技术方法包括：(1)活体供者行多期对比增强CT（动脉期、静脉期、排泄期，薄层0.6 mm重建），使用Mimics Medical Core软件进行阈值分割及手动修饰，分别提取肾实质、动静脉及输尿管，整合生成供肾虚拟表面模型并计算CT分割体积，同时以聚乳酸(polylactic acid, PLA)材料按1∶1比例桌面级3D打印供肾实体模型；(2)受者经由原有PD导管按约30 mL/kg注入腹腔透析液以扩张腹膜腔，行镇静下非增强腹部CT（80 kV，双源CT），利用透析液与软组织衰减差异勾画腹膜腔并可量化腹腔容积，分割肝脏、腹壁、主动脉分叉、脊柱及肋骨等结构；(3)将供肾虚拟模型导入受者CT数据集，在三维及多平面重组(multiplanar reconstruction, MPR)视图中进行刚体变换(rigid transformation)——平移与旋转，虚拟放置于预期髂窝/腹腔位置，由移植外科医师综合评估移植物取向、与腹壁/骨盆/腰大肌/肝脏/受者血管关系、有无受压或血管成角风险及预估腹壁关闭难度，不以预设毫米阈值判定，而是定性判断手术可行性；(4)物理3D打印模型用于多学科讨论、家属沟通及门诊向受者体表比对外形大小，但不做体内物理适配测试。
受者与供者特征(Recipient and donor characteristics)
3例受者原发病分别为双侧肾发育不良伴膀胱输尿管反流、双侧肾发育不良、肺炎球菌相关溶血尿毒综合征，PD时长18–27个月。供者为3名成年活体供者（32–43岁，BMI 20.4–28.9 kg/m2），供肾体积CT分割值为111.7–148.8 cm3，其中2例取左肾（双支肾动脉1例），1例取右肾。说明研究对象的临床基线符合极低龄小儿接受成人供肾的典型场景。
手术与短期结局(Operative and short-term outcomes)
3例均经正中剖腹术(midline laparotomy)行腹腔内供肾植入，动脉端吻合至远端腹主动脉(abdominal aorta)，静脉至下腔静脉(inferior vena cava)，输尿管膀胱吻合(ureteroneocystostomy)。所有病例术中无移植物放置、容纳或腹壁关闭相关困难，未发生腹腔间隙综合征(abdominal compartment syndrome)或伤口愈合并发症。术后6个月移植物存活率100%，无需重返透析；平均血清肌酐35.0 μmol/L（参考上限＜41 μmol/L），平均校正估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate, eGFR)（采用Schwartz公式）94.4 mL/min/1.73 m2；Clavien–Dindo分级记录到感染、腹泻、BK/CMV/EBV病毒血症等，但无一例归因于尺寸不匹配或腹腔空间不足。表明术前模拟指导下的手术规划未引致空间相关并发症且早期移植肾功能优良。
讨论与结论
研究人员指出，本工作流程通过供体特异性与受者特异性影像融合，超越传统影像学指标与经验判断，实现了对小儿受者有限腹腔内移植物预期容纳度的个体化定性评估。虚拟模拟重点关注整体移植物尺寸、预期方位、与腹壁及骨性盆腔/腰大肌/肝脏的间距、血管可达性及有无压迫成角，由外科医师综合判定而非单一距离阈值。CT分割所得真实形态体积较椭球近似体积(π/6×W×D×H)更能反映不规则肾脏实际外形，本研究仅将椭球估算作描述性参考。实体3D打印模型起视觉触觉辅助与医患沟通作用，因材质刚性无法模拟软组织形变及腹壁顺应性，未来可采用柔性材料改进。本研究局限含样本量小、回顾性设计、未行术后CT验证实际移植物位置、未考虑术后水肿及呼吸运动等动态因素、打印模型未做独立体积校验。该技术亦可拓展至复杂解剖（先天性畸形、既往腹部手术、再次移植等）或其他腹腔脏器移植的空间规划。
结论(Conclusion)：整合透析液增强受者CT、供肾分割、虚拟拟合模拟及真尺存3D打印的术前规划方法在小儿肾移植供-受体尺寸匹配中具可行性，可提供患者特异性移植物容纳度信息并辅助极低龄受者接受成人活体供肾的手术计划，可作为传统尺寸评估与术者判断的补充。尚需前瞻性研究验证客观空间度量指标、评估临床影响并探索其在复杂解剖及其他移植术式中的应用价值。
