肝尾狀葉管道3D可視化模型的構建及意義

張繼成+余洋洋+魏勝超

摘 要：目的 探討構建尾狀葉肝靜脈、門靜脈3D可視化模型及血管的結構特征。方法 128排螺旋CT對5例新鮮肝標本進行掃描，并進行三維重建。記錄螺旋CT影像下肝尾狀葉門靜脈和肝尾狀葉靜脈的空間位置關系及結構特點。結果 重建的肝內(nèi)管道系統(tǒng)結構清晰，層次分明，肝尾狀葉血管分布明顯，能同時對肝尾狀葉門靜脈和肝尾狀葉靜脈進行任意方位的旋轉(zhuǎn)，能清晰地顯示出尾狀葉管道全方位的解剖結構。結論 以明膠-氧化鉍填充劑作為灌注材料，能夠為肝尾狀葉管道三維可視化提供新的技術支持，為臨床肝尾狀葉手術術前方案提供理論依據(jù)與指導。

關鍵詞：肝尾狀葉；門靜脈；肝靜脈；3D可視化

中圖分類號：R322 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.02.020

文章編號：1006-1959（2018）02-0057-03

Abstract：Objective To study the 3D visualization model of caudate lobar hepatic vein and portal vein and the structural characteristics of blood vessels.Methods 5 fresh liver specimens were scanned by 128 slice spiral CT.Three-dimensional reconstruction was performed.The spatial location and structural characteristics of caudate lobe portal vein and caudate lobe vein were recorded on spiral CT images.Results The reconstructed intrahepatic conduit system was clearly structured and hierarchical.The vascular distribution of caudate lobe of liver was obvious.The portal vein of caudate lobe and the vein of caudate lobe of liver could be rotated in any direction at the same time.Can clearly show the caudal leaves a full range of anatomical structures.Conclusion Gelatin - bismuth oxide filler as perfusion material can provide new technical support for three-dimensional visualization of the caudate lobe of the liver and provide a theoretical basis and guidance for the clinical preoperative program of the liver caudate lobe.

Key words：Caudate lobe；Portal vein；Hepatic vein；3D visualization

隨著精準醫(yī)學的快速發(fā)展，更加精確的手術正逐漸成為當今手術的需求，然而肝臟內(nèi)管道系統(tǒng)復雜，給肝臟手術帶來很大困擾。尤其肝尾狀葉切除手術難度大、風險高，曾被視為手術禁區(qū)，主要原因在于其位置特殊、毗鄰關系復雜[1-3]，而數(shù)字化技術的應用可以將肝臟管道進行精準的重建[4-5]。隨著科技的不斷進步，目前CT已自帶軟件可以進行三維重建，構建肝尾狀葉臟管道的三維結構，從而使對肝尾狀葉內(nèi)部管道的研究進一步深入，這將在很大程度上提高肝尾狀葉手術的準確性。三維重建技術最大優(yōu)點在于可從任意角度、任意方位上觀察，并可任意切割[6-7]。本實驗采用明膠-氧化鉍對標本肝靜脈和明膠-氧化鉛對標本肝門靜脈管道灌注后，運用CT進行多次掃描，利用CT自帶軟件再進行三維重建的方法來顯示肝尾狀葉內(nèi)2套靜脈管道系統(tǒng)結構及相互位置關系，以期為臨床教學和外科手術等提供便利。

1資料與方法

1.1一般資料 甲醛溶液（Formaldehyde solution西隴化工股份有限公司，分析純）、明膠（Sigma G-2500，強度為 300Bloom）、氧化鉍（Bismuth oxideBio 化學名三氧化二鉍原型，國藥集團化學試劑有限公司，分析純）；64層CT（美國QE Lights Speed VCT）等。

1.2方法

1.2.1采集肝臟標本 上于膈腔靜脈裂孔，下于腎靜脈上方切斷下腔靜脈，于肝十二指腸韌帶近十二指腸側(cè)切斷，獲得離體肝標本。

1.2.2肝內(nèi)管道的沖洗和固定 結扎門靜脈、下腔靜脈一端，肝門靜脈插管，下腔靜脈另一端插管，配制10%～20%甲醛溶液，從肝靜脈、門靜脈灌注甲醛溶液，沖洗肝內(nèi)管道并固定肝臟外形，對懸浮狀態(tài)下的肝臟灌注造影劑。

1.2.3造影劑的配制與灌注 造影劑為氧化鉍與明膠混懸液，其配方為：300 Bloom的明膠30.0 g，100 ℃沸水300.0 ml，氧化鉍150.0 g。在40 ℃溫水的儲槽中，采用40 ml注射器從下腔靜脈持續(xù)手工灌注造影劑。灌注時注意觀察，肝標本遠端顯現(xiàn)出點狀灌注顏色時，即停止灌注。灌注后將標本放入冰柜進行冷藏，以便明膠凝集。

1.2.4 CT掃描與三維重建 先從下腔靜脈灌注明膠-氧化鉍，標本固定于人體正常位置，連續(xù)掃描，掃描層厚5.0 mm，層距5.0 mm，拆薄后層厚0.625 mm，層距0.625 mm，電壓120 kV，電流106 mA。掃描后的二維圖像數(shù)據(jù)儲存于計算機內(nèi)。再用已經(jīng)配制好的明膠-氧化鉍造影填充劑對同一標本門靜脈脈進行灌注，然后進行第二次掃描。采用CT自帶軟件進行三維重建。利用表面成像的方法顯示其外部形態(tài)，用透明成像的方法顯示其內(nèi)部管道系統(tǒng)。endprint

2結果

橫斷面原始圖像及其三維圖像重建均達到滿意的效果，可清晰顯示5級以上門靜脈分支、肝靜脈屬支。在CT橫斷層標本上，可見的2～3支尾狀葉肝靜脈匯入下腔靜脈；2～3支尾狀葉門靜脈，來自于門靜脈左支和右支。直徑多為1.5～5.0 mm。通過CT自帶軟件重建了尾狀葉肝靜脈、門靜脈的三維圖像。通過調(diào)節(jié)軟件相關參數(shù)，可以控制圖像演示的方位、角度等，實現(xiàn)人機交互的任意三維旋轉(zhuǎn)，整體顯示清晰、生動形象，見圖1～圖3。

3討論

3.1肝尾狀葉管道三維可視化的研究現(xiàn)狀 尾狀葉又稱Spiegel葉、肝背段（dorsal segment）、Couinaud分類中的Ⅰ肝段。對尾狀葉范圍的確認目前尚無統(tǒng)一的標準，一般認為尾狀葉是Cantlie線與鐮狀韌帶兩個矢狀面之間的、肝背裂后肝背部的部分，可分為三部分[8]，即spiegel葉、腔靜脈旁部與尾狀突。肝尾狀葉因其位置特殊、毗鄰關系復雜，故切除手術難度大、風險高，曾被視為手術禁區(qū)[9]。目前關于肝尾狀葉的解剖研究及手術方案已有不少報道，折占飛[10]等選取42具成人離體尸肝標本，采用雕琢法觀測肝尾狀葉形態(tài)、毗鄰及管道，制作6具肝靜脈鑄型標本，觀測尾狀葉靜脈系統(tǒng)屬支及走行，成功重建尾狀葉及毗鄰主要管道空間關系。汪坤菊[11]等采用64排螺旋CT對5例新鮮肝標本進行掃描并進行三維重建，記錄螺旋CT影像下尾狀葉門靜脈內(nèi)徑、數(shù)量、走向及毗鄰關系，可直觀形象地體現(xiàn)尾狀葉門靜脈的空間位置關系。劉天錫[12]等采用雕琢法和斷層解剖觀測肝尾狀葉形態(tài)、毗鄰，血管系統(tǒng)的來源、走行。

本實驗將從下腔靜脈灌注了明膠-氧化鉍的肝臟標本固定于人體正常位置行第1次掃描。掃描后的二維圖像數(shù)據(jù)儲存于計算機內(nèi)。然后接著采用明膠-氧化鉍造影填充劑對同一標本門靜脈灌注并進行第2次掃描。利用兩次掃描的結果能夠?qū)Ω戊o脈和肝門靜脈分別進行有效的三維可視化，可清楚顯示肝尾狀葉血管分布，層次清晰，邊緣光滑，可任意角度多方位旋轉(zhuǎn)，并可將二者疊加同時進行顯示。

3.2肝尾狀葉管道三維可視化的研究意義 肝切除術是治療肝臟腫瘤的首選方法，但由于肝臟解剖結構復雜，血管變異也較常見，加之其質(zhì)脆、易出血，使肝切除的難度加大，術中誤傷血管、膽管的情況時有發(fā)生，僅依靠二維平面影像學圖像可能很難滿足精確肝臟切除的要求[13-14]。肝尾狀葉癌需行手術切除，而肝尾狀葉位置較深，變異較多，毗鄰大血管，手術操作復雜，具有很大困難和風險，加之尾狀葉內(nèi)管道分布不定，故長期以來一直被視為手術的禁區(qū)。因此，在進行尾狀葉手術之前需要了解其內(nèi)部血管走行，即術前行常規(guī)血管檢查，它可為外科醫(yī)生提供精確的肝內(nèi)血管的解剖，降低手術風險，減少意外的發(fā)生。由此可見，肝臟的血管三維重建在一定程度上對于保證手術的安全性以及提高手術效率等方面起到了重要的作用。

綜上所述，肝尾狀葉血管的三維重建為建立肝尾狀葉血管動態(tài)模型，了解不同活體肝尾狀葉血管分布、走行及與病變的關系等提供了有效的途徑；也為肝尾狀葉葉切除、介入手術等提供了多角度、多層面的直觀圖像。同時也為臨床醫(yī)學生的虛擬手術操作以及手術教學開辟了一條新途徑。

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收稿日期：2017-6-23；修回日期：2017-07-22

編輯/楊倩endprint