三維可視化技術在特殊肝段肝癌切除術中的應用研究

陸洪炳

肝臟是人體最大也是唯一一個有著四套管道系統(tǒng)的實質性器官，解剖學研究結果顯示，肝臟是一個分段性器官，不同肝段其脈管系統(tǒng)血液供應、膽汁引流均是獨立的[1]。肝臟分段解剖在描述肝臟病變位置、認識其解剖結構、制定治療計劃等諸多方面均有重要價值[2]。多層螺旋CT三維重建技術中應用的容積再現(xiàn)、最大密度投影、表面遮蓋等技術均能清晰直觀的顯示肝臟三維解剖結構與脈管系統(tǒng)走行，在該技術基礎上可清晰劃分肝段，尤其是特殊肝段[3]。本研究旨在觀察三維可視化技術用于特殊肝段肝癌切除術的效果，以指導臨床。現(xiàn)報道如下。

資料與方法

一、一般資料

選擇2017年3月至2019年3月在我院肝膽外科接受特殊肝段肝癌切除術者41例為研究對象，其中男32例，女9例；年齡31～70歲，平均(47.17±12.14)歲；腫瘤體積(43.49～725.45) cm2，平均(267.17±151.24)cm2；術前肝功能Child-Pugh評級[4]：A級31例，B級10例。全部患者均符合如下入選標準：(1)納入標準：①經(jīng)證實均為肝內(nèi)單發(fā)病灶；②全部患者及其家屬對本次研究實施內(nèi)容知情，并簽署知情同意書。(2)排除標準：①有遠處轉移可能性；②預計生存時間不足3個月；③合并嚴重肝硬化或其他肝臟疾病者；④伴其他心、腎等重要臟器功能不全者。全部手術的實施均由肝膽外科副高及以上職稱醫(yī)師主刀。

二、方法

(一)圖像分割/三維重建 肝切除術前為患者實施64排螺旋CT掃描，獲得相應數(shù)據(jù)后，將獲得數(shù)據(jù)導入至三維可視化軟件，分別行肝臟、門靜脈系統(tǒng)(脾靜脈與腸系膜上靜脈)、肝靜脈系統(tǒng)、下腔靜脈、肝動脈系統(tǒng)(腹腔干與分支)、腫瘤組織及肝臟周圍組織。對肝癌所在肝段精確定位，并判斷肝癌所在位置與周圍鄰近血管具體關系。經(jīng)體繪制與面繪制相結合的分割法，使用三維可視化軟件分割目標臟器，使用脈管增強法提取肝內(nèi)脈管系統(tǒng)。

(二)肝臟分段、計算體積 完成三維重建后，使用三維可視化軟件實施基于Couniaud肝分段原理個體化肝分段，同時計算全肝、各肝段及腫瘤體積，三維可視化軟件MI-3DVS由南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院提供。

(三) 制定手術規(guī)劃 確定腫瘤所在肝段后，根究腫瘤與肝靜脈及門靜脈的空間關系，設計虛擬切除平面，分析腫瘤與切除平面肝靜脈、門靜脈各分支所屬關系及距離，計算肝臟切除體積及保留體積，結合術前肝功能分級，確定肝切除平面與方式。將三維重建虛擬手術圖像及視頻帶入手術室內(nèi)，用于術中操作的觀察與對比，以指導實際手術的實施。

三、觀察指標

(1)手術相關指標：對比兩組患者術中失血量、肝門阻斷時間、手術時間及實際切除肝體積等手術相關指標情況；(2)肝功能損害程度：術后第3 d、7 d、10 d、14 d晨起后抽取患者空腹外周靜脈血3 mL，檢測其凝血功能與肝功能，經(jīng)凝血酶原時間(PT)、總膽紅素、肝性腦病、腹水等指標判斷其術后肝功能損害程度[5-6]：1分：總膽紅素<34.2 μmol/L，PT延長時間<4 s，無腹水或少量腹水，無肝性腦病；2分：總膽紅素水平34.2～51.3 μmol/L，PT延長時間4～6 s，中等腹水，Ⅰ～Ⅱ期肝性腦??；3分：總膽紅素水平>51.3 μmol/L，PT延長時間>6 s，大量腹水，Ⅲ～Ⅳ期肝性腦病。各指標分值相加0～1分為輕度，2～4分為中度，>4分為重度。(3)并發(fā)癥：術后各時點檢測患者肝功能與凝血功能，密切觀察并記錄患者有無腹水、肝性腦病等并發(fā)癥發(fā)生。

四、統(tǒng)計學方法

結 果

一、 兩組患者手術相關指標比較

研究組術中失血量少于對照組，肝門阻斷時間、手術時間均短于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；兩組間實際切除肝體積比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。

二、 兩組患者術后肝功能損害程度比較

研究組術后肝功能損害程度不及對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

表1 兩組患者手術相關指標比較(±s)

表2 兩組患者術后肝功能損害程度比較n(%)

三、兩組患者術后并發(fā)癥發(fā)生率比較

研究組術后腹水1例(4.67%)、肝性腦病0，對照組腹水3例(15%)、肝性腦病2例(10%)，術后并發(fā)癥發(fā)生率研究組均略低于對照組，但組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

討 論

三維可視化技術作為現(xiàn)代影像學與計算機學交叉學科，其研制與應用普及為外科手術與解剖學帶來突破[7]。以原始二維CT影像為基礎，通過三維可視化技術實施的三維重建獲得的三維圖像，一方面能清晰顯示肝內(nèi)脈管系統(tǒng)與肝臟立體解剖，另一方面重建結果還符合患者個性化特點[8]。憑借三維技術分析功能，可聯(lián)合或單純探查肝靜脈、門靜脈、腫瘤與全肝解剖，同時便于臨床醫(yī)師發(fā)現(xiàn)解剖變異，并將重建的三維圖像保存呈現(xiàn)給治療團隊[9]。早在2000年，Lamade等[10]為對比肝臟二維與三維圖像對手術方案設計的優(yōu)越性，要求外科醫(yī)師按照患者肝臟二維與三維圖像，在模型上對腫瘤位置進行標記，并標記出術中需要切除的范圍，用相應的評分系統(tǒng)評估并對比了二者的準確性，結果顯示，較二維成像，三維成像的腫瘤定位與手術切除范圍估計準確性均顯著提高，分別提高37%、31%，該結果充分體現(xiàn)了三維可視化技術指導肝癌切除術實施方案制定的重要價值。Togo等[11]在1998年的研究中證實，三維圖像更利于臨床醫(yī)師全面、直觀的了解肝癌患者肝內(nèi)脈管系統(tǒng)的走行及其與周圍組織的空間關系，通過判斷患者腫瘤與門靜脈的空間關系，可提高腫瘤定位準確性至100%，而經(jīng)二維CT定位準確率僅為75%，二者間比較有顯著差異。

本研究結果顯示，研究組術中失血量少于對照組，肝門離斷時間、手術時間短于對照組，提示三維可視化技術用于肝癌切除術利于縮短肝門離斷時間、減少術中失血量，對增加手術安全性意義重大。隨著肝臟外科與相關學科的發(fā)展，肝切除術成功率大大提高，手術死亡率顯著降低。但在實際工作中，肝切除術的實施仍會帶來不同程度的肝功能損害，甚至肝功能衰竭的情況也時有發(fā)生，可見僅僅保證肝癌切除術圍術期安全性遠遠不夠，在此基礎上還應保證最佳恢復效果，將患者肝功能損害降到最低。本研究結果顯示，研究組術后肝功能損害程度不及對照組，提示三維可視化技術用于特殊肝段肝切除術前評估，利于減少術后肝功能損傷；且研究組術后并發(fā)癥發(fā)生率低于對照組，進一步體現(xiàn)了三維可視化技術用于特殊肝段肝癌切除的價值，可預防術后并發(fā)癥發(fā)生，利于預后。究其原因，三維可視化技術能測量病灶體積、全肝體積、殘肝體積等相關參數(shù)，臨床醫(yī)師可結合患者其他資料，提高術前評估的精確性，還能將肝臟解剖結構清晰、直觀的顯示出現(xiàn)，建立并呈現(xiàn)出肝臟內(nèi)復雜脈管系統(tǒng)與病灶間的空間關系，為精準切除方案的制定與實施提供置管肝臟模型[12]。

綜上所述，三維可視化技術用于特殊肝段肝癌切除術前腫瘤評估，利于縮短術中肝門阻斷時間及手術時間，術中失血量降低，在一定程度上減少對周圍正常肝臟的損傷，術后并發(fā)癥發(fā)生率明顯降低，流域提高手術安全性，可推廣應用。