CT三維重建在肝膽外科的應(yīng)用現(xiàn)狀

姜 超，王海久，任 利，陽(yáng)丹才讓，侯立朝，周 灜，溫 浩，樊海寧

(1青海大學(xué)附屬醫(yī)院 肝膽胰外科，西寧 810000；2 青海省包蟲(chóng)病研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海大學(xué)包蟲(chóng)病省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西寧 810000;3 新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 消化血管外科中心肝膽包蟲(chóng)病科，烏魯木齊 830054)

CT三維重建在肝膽外科的應(yīng)用現(xiàn)狀

姜 超1,2，王海久1,2，任 利1,2，陽(yáng)丹才讓1,2，侯立朝1,2，周 灜1,2，溫 浩3，樊海寧1,2

(1青海大學(xué)附屬醫(yī)院 肝膽胰外科，西寧 810000；2 青海省包蟲(chóng)病研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海大學(xué)包蟲(chóng)病省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西寧 810000;3 新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 消化血管外科中心肝膽包蟲(chóng)病科，烏魯木齊 830054)

隨著影像技術(shù)的發(fā)展，CT三維重建技術(shù)已廣泛應(yīng)用于肝膽外科的臨床實(shí)踐中。CT三維重建能夠?qū)⒍S圖像進(jìn)行分割重建形成三維投影圖像，可清晰地顯示病灶位置與肝內(nèi)管道系統(tǒng)之間的關(guān)系，對(duì)術(shù)前評(píng)估肝體積，制訂診療決策，術(shù)中精準(zhǔn)操作及術(shù)后個(gè)體化管理等具有重要價(jià)值，推進(jìn)了肝膽外科和微創(chuàng)技術(shù)不斷發(fā)展，在臨床應(yīng)用上顯示出了極大的前景。

計(jì)算機(jī)斷層掃描； 成像,三維； 肝疾病； 膽道外科手術(shù)； 綜述

三維重建技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)CT和MRI的二維圖像進(jìn)行分割重建導(dǎo)出三維模型[1]，進(jìn)而可以從任意視角進(jìn)行觀察的三維投影圖像。三維重建技術(shù)可協(xié)助術(shù)前觀察病灶大小、形狀和空間位置等定性或定量信息，評(píng)估病灶和正常組織之間的關(guān)系，評(píng)估器官流入和流出道，使全方位觀察實(shí)體器官成為可能，從而將精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和個(gè)體化診治理念與臨床實(shí)踐緊密結(jié)合。目前三維重建技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于臨床和教學(xué)，現(xiàn)就三維重建在肝膽外科臨床應(yīng)用的相關(guān)文獻(xiàn)作一總結(jié)。

1 三維重建技術(shù)在肝臟外科的應(yīng)用

肝占位性病變包括肝惡性腫瘤(原發(fā)性肝癌、轉(zhuǎn)移性肝癌等)、肝良性腫瘤(肝血管瘤、肝腺瘤、肝纖維瘤等)、肝囊腫、肝包蟲(chóng)病等。根治性外科手術(shù)是治療絕大多數(shù)肝良惡性腫瘤的一線治療方法。但肝臟解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、脈管變異較多，文獻(xiàn)[2-3]記載門(mén)靜脈變異率為3.6 %～35%，是肝臟手術(shù)的難點(diǎn)所在。獲益于CT、MRI的三維重建影像技術(shù)的發(fā)展，肝臟外科不斷涌現(xiàn)出非原位肝切除、聯(lián)合肝臟離斷和門(mén)靜脈結(jié)扎的分期肝切除術(shù)等新型術(shù)式，取得了較為滿意的療效。三維重建可從任意角度顯示肝臟病灶的位置及其與周圍血管的空間毗鄰關(guān)系，能夠?qū)⒘Ⅲw肝臟及肝內(nèi)管道系統(tǒng)的走行一并呈現(xiàn)。在肝內(nèi)管道的研究[4-5]中，通過(guò)三維重建可以發(fā)現(xiàn)肝靜脈的變異和分型，了解肝短靜脈的分布、大小和數(shù)量，對(duì)預(yù)防術(shù)中肝短靜脈損傷和術(shù)后肝淤血有重要意義。

1.1 三維重建在肝占位性病變中的應(yīng)用 何翼彪等[6]和范應(yīng)方等[7]對(duì)三維重建應(yīng)用于肝癌和肝包蟲(chóng)病分別進(jìn)行了研究，結(jié)果表明重建后的圖像能夠清晰地顯示病灶與肝內(nèi)管道的關(guān)系，術(shù)前通過(guò)精細(xì)的手術(shù)規(guī)劃，應(yīng)用三維重建測(cè)得的肝體積與實(shí)際切除的肝體積無(wú)明顯差異，并且應(yīng)用三維重建技術(shù)后可明顯縮短手術(shù)時(shí)間、減少術(shù)中出血量、降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率及復(fù)發(fā)率。嬰幼兒在行肝腫瘤切除手術(shù)時(shí)，術(shù)前三維重建模型能夠?qū)κ中g(shù)可行性進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測(cè)術(shù)后肝功能[8]。行血管瘤手術(shù)治療時(shí)，項(xiàng)楠等[9]術(shù)前應(yīng)用三維重建技術(shù)確定結(jié)扎血管，以防止手術(shù)出血。此外，胡志剛等[10]率先報(bào)道應(yīng)用三維重建技術(shù)成功對(duì)1例肝細(xì)胞癌患者實(shí)施聯(lián)合肝臟離斷和門(mén)靜脈結(jié)扎的分階段肝切除術(shù)，通過(guò)一期結(jié)扎門(mén)靜脈右支，將左右半肝離斷，此時(shí)術(shù)前評(píng)估剩余肝體積為195 ml，占標(biāo)準(zhǔn)肝體積的16%。術(shù)后3周再次行三維重建測(cè)得的剩余肝體積為394 ml，占標(biāo)準(zhǔn)肝體積的33%，二期成功行右半肝切除，術(shù)前三維重建手術(shù)規(guī)劃與實(shí)際手術(shù)相符，術(shù)后患者恢復(fù)良好。

1.2 三維重建在終末期肝臟疾病中的應(yīng)用 右半肝活體肝移植目前仍是成人活體肝移植的主要術(shù)式，因右半肝的解剖復(fù)雜，術(shù)前對(duì)流出道、流入道和膽道引流的詳細(xì)評(píng)估至關(guān)重要[11]。術(shù)前的肝臟三維重建可以準(zhǔn)確的顯示肝內(nèi)管道的走行、有無(wú)變異，對(duì)外科醫(yī)生移植術(shù)前明確肝門(mén)血管情況，預(yù)制訂肝門(mén)重建方案及術(shù)中快速準(zhǔn)確地進(jìn)行肝門(mén)血管吻合有著重要的意義[12-13]。對(duì)于肝體積的測(cè)量，目前薄層螺旋CT被認(rèn)為是實(shí)質(zhì)臟器體積最準(zhǔn)確的測(cè)量工具[14-15]。多排螺旋CT聯(lián)合三維重建技術(shù)，能夠準(zhǔn)確地評(píng)估切除的肝臟體積與殘肝體積，誤差僅在5%左右[16]。在成人右半肝移植時(shí)，既要保證捐獻(xiàn)者剩余左肝的體積能夠滿足其本身需要，又要保證切取下的移植肝體積能夠滿足受者需要[17]，根據(jù)術(shù)前肝臟三維重建的評(píng)估，能夠保證供體與受體各自的有效肝體積，防止供體術(shù)后并發(fā)癥和受體術(shù)后的小肝綜合征[18]。對(duì)于終末期肝泡型包蟲(chóng)病患者，溫浩等[19]首次利用三維重建技術(shù)進(jìn)行術(shù)前評(píng)估，成功實(shí)施自體肝移植術(shù)并獲得良好的療效。Samstein等[20]報(bào)道了通過(guò)全腹腔鏡左肝切除活體肝移植的短期效果良好。值得注意的是，腹腔鏡肝移植手術(shù)較開(kāi)腹手術(shù)有一定的弊端，尤其在供體存在血管或膽道變異的情況下，對(duì)術(shù)中大血管意外損傷的出血控制可能會(huì)受到腹腔鏡肝移植手術(shù)術(shù)野不佳及器械操作困難所限制[21]，對(duì)此術(shù)前行肝臟三維重建的意義即顯現(xiàn)出來(lái)。在2型肝動(dòng)脈變異時(shí)的肝移植中，術(shù)前三維重建模型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)肝臟管道的離斷及移植肝臟血管手術(shù)吻合過(guò)程的三維仿真[22]。仿真的手術(shù)過(guò)程符合臨床手術(shù)過(guò)程，能夠有效節(jié)約術(shù)中血管重建時(shí)間，減少膽道系統(tǒng)因溫缺血而引發(fā)的并發(fā)癥。

2 三維重建技術(shù)在膽道外科的應(yīng)用

膽道系統(tǒng)疾病包括膽石癥、膽管結(jié)石、化膿性膽管炎和膽道腫瘤等，因解剖位置與肝動(dòng)脈、門(mén)靜脈相鄰，所以術(shù)前評(píng)估對(duì)于膽道手術(shù)的成功至關(guān)重要。有資料[23]報(bào)道，圍肝門(mén)部膽管的變異率為36%，大大增加了膽道手術(shù)的難度。螺旋CT三維重建作為一種無(wú)損傷性的影像學(xué)技術(shù)，可用于檢測(cè)膽管腔內(nèi)外的病理改變，對(duì)膽道疾病的診斷具有重要價(jià)值[24]。范應(yīng)方等[25]應(yīng)用三維重建技術(shù)可清晰顯示肝內(nèi)膽管樹(shù)，甚至四級(jí)肝內(nèi)膽管，能夠發(fā)現(xiàn)膽管的變異，結(jié)石的大小、數(shù)量、位置以及狹窄或擴(kuò)張，膽管的長(zhǎng)度和直徑，膽管和肝內(nèi)血管系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)情況等，對(duì)于膽道結(jié)石行取石術(shù)或行手術(shù)切除都有重要意義。通過(guò)術(shù)前對(duì)肝臟和膽囊結(jié)石數(shù)據(jù)進(jìn)行三維可視化及虛擬手術(shù)研究，不僅可顯示膽囊三角區(qū)的組織結(jié)構(gòu)形態(tài)及周圍炎性浸潤(rùn)情況，還可以進(jìn)行術(shù)前演練，優(yōu)化手術(shù)方案，評(píng)價(jià)腹腔鏡手術(shù)的可行性，提高手術(shù)安全性，降低并發(fā)癥發(fā)生率，減少再手術(shù)的機(jī)會(huì)[26-27]。

目前關(guān)于肝移植術(shù)后膽道缺血性病變的防治和肝外膽管的血供等問(wèn)題不斷出現(xiàn)[28]。據(jù)報(bào)道[29]肝外膽管出血、損傷引起的膽管狹窄和膽道吻合口瘺的發(fā)生均可能與膽管血供的損傷有關(guān)，因此膽管的血供問(wèn)題應(yīng)予以重視。通過(guò)基于亞毫米CT掃描數(shù)據(jù)的三維重建能夠精確顯示肝外膽管及其各部分血供的分布，對(duì)于了解肝外膽管血供和膽囊動(dòng)脈分型具有重要意義[30]。當(dāng)肝外膽管發(fā)生出血時(shí)，可以根據(jù)出血的部位結(jié)扎相應(yīng)的供血?jiǎng)用}。在行膽總管探查術(shù)或膽腸吻合術(shù)時(shí)，肝外膽管及其血供的三維重建可顯示肝外膽管前壁有無(wú)橫跨的供血?jiǎng)用}，可分別指導(dǎo)切開(kāi)和吻合部位的選擇，避免損傷膽管供血?jiǎng)用}，防止術(shù)后發(fā)生膽管缺血性狹窄或膽漏等并發(fā)癥。

在膽道惡性腫瘤中肝門(mén)部膽管癌占60%～70%，且發(fā)病率有逐年升高的趨勢(shì)[31]。根治性手術(shù)切除是目前公認(rèn)的肝門(mén)部膽管癌的最佳治療方法[32]。通過(guò)三維重建技術(shù)，對(duì)于預(yù)測(cè)手術(shù)切緣陰性的準(zhǔn)確率高達(dá)94.4%[33]，可用于術(shù)前規(guī)劃手術(shù)方案，為根治性切除提供重要依據(jù)。據(jù)報(bào)道[34]64排CT膽道和血管三維重建在準(zhǔn)確評(píng)估肝門(mén)部膽管癌的膽道和血管侵犯、術(shù)前診斷、可切除性和安全性評(píng)估中均有較高價(jià)值。既往研究[35-36]顯示，采用三維重建技術(shù)結(jié)合影像技術(shù)指導(dǎo)肝門(mén)膽管癌手術(shù)完全可替代有創(chuàng)的膽道和血管造影。

3 結(jié)論

CT三維重建技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于空間立體感強(qiáng)，可進(jìn)行任意旋轉(zhuǎn)、切割及測(cè)量，較常規(guī)圖像更為清晰、直觀，通過(guò)旋轉(zhuǎn)可以在三維空間的任意位置、任意角度直觀立體地顯示病灶與周圍結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系。術(shù)前三維重建對(duì)于肝體積的測(cè)量和評(píng)估與實(shí)際手術(shù)切除的肝體積誤差較小，基本能夠滿足對(duì)肝切除和肝移植的術(shù)前體積評(píng)估。此外，三維重建所提供的仿真手術(shù)能夠幫助外科醫(yī)生在手術(shù)前制訂合理的個(gè)體化手術(shù)方案，對(duì)選擇最佳手術(shù)方式、增加手術(shù)成功率、減小手術(shù)損傷、減少手術(shù)時(shí)間、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和并發(fā)癥的發(fā)生等具有十分重要的意義。另一方面，在臨床教學(xué)中通過(guò)三維重建圖像可以清晰地顯示肝內(nèi)管道及其走行，從而改變了傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教學(xué)模式。

4 不足和展望

盡管數(shù)字技術(shù)對(duì)醫(yī)學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)巨大，但是也存在其局限的一面，如在行肝臟和血管三維重建過(guò)程中，無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別肝臟輪廓和肝內(nèi)血管，需手工進(jìn)一步修改。完整制作一個(gè)肝臟三維重建模型需30 min左右，加之術(shù)前討論和手術(shù)模擬亦需要30 min左右，大大占用了外科醫(yī)生的醫(yī)療時(shí)間。三維重建軟件對(duì)CT影像的要求較高，多需薄層掃描，對(duì)于血管顯影的抓拍也要求嚴(yán)格，這些因素均為開(kāi)展三維重建技術(shù)的前提條件。此外，目前流行的三維重建軟件大多為國(guó)外研發(fā)，我國(guó)自主研發(fā)的相關(guān)軟件較少，尚未得到較好的推廣，且三維重建軟件價(jià)格較高，對(duì)于技術(shù)普及實(shí)施較困難。

通過(guò)對(duì)既往文獻(xiàn)的回顧，三維重建技術(shù)的不斷發(fā)展和臨床應(yīng)用推進(jìn)了肝膽外科和微創(chuàng)技術(shù)不斷的興起，顯示出了極大的前景[37]。相信今后的三維重建圖像與新興的三維打印技術(shù)的完美結(jié)合將為肝膽外科手術(shù)保駕護(hù)航，成為肝膽外科迎接新挑戰(zhàn)的一把利器。

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引證本文：JIANG C,WANG HJ,REN L,et al.Application status of three-dimensional CT reconstruction in hepatobiliary surgery[J].J Clin Hepatol,2017,33(2):389-393.(in Chinese)

姜超，王海久，任利，等.CT三維重建在肝膽外科的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].臨床肝膽病雜志,2017,33(2):389-393.

(本文編輯：劉曉紅)

Application status of three-dimensional CT reconstruction in hepatobiliary surgery

JIANGChao,WANGHaijiu,RENLi,etal.

(DepartmentofHepatopancreatobiliarySurgery,TheAffiliatedHospitalofQinghaiUniversity,Xining810000,China)

With the development of imaging technology,three-dimensional CT reconstruction has been widely used in hepatobiliary surgery.Three-dimensional CT reconstruction can divide and reconstruct two-dimensional images into three-dimensional images and clearly show the location of lesion and its relationship with the intrahepatic bile duct system.It has an important value in the preoperative assessment of liver volume,diagnosis and treatment decision-making process,intraoperative precise operation,and postoperative individualized management,and promotes the constant development of hepatobiliary surgery and minimally invasive technology,and therefore,it holds promise for clinical application.

tomography,spiral computed； imaging,three-dimensional； liver diseases； biliary tract surgical procedures； review

10.3969/j.issn.1001-5256.2017.02.041

2016-11-08；

2016-11-25。

青海大學(xué)中青年科研基金(2014-QYT-1/2013-QYY-4)；青海省科技廳項(xiàng)目(2012-N-536/2016-SF- A5)

姜超(1989-)，男，主要從事普外科基礎(chǔ)與臨床研究及包蟲(chóng)病方面的研究。

溫浩，電子信箱：dr.wenhao@163.com；

樊海寧，電子信箱：fanhaining@medmail.com.cn。

R445； R656

A

1001-5256(2017)02-0389-05