全息影像技術(shù)在機(jī)器人腎部分切除術(shù)術(shù)前規(guī)劃中的應(yīng)用

郝帥營(yíng)，張 剛，陳 旭，陸菁菁，張凱，李鴻波，朱 剛

(北京和睦家醫(yī)院：1.放射科；2.泌尿外科，北京 100015)

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)以其操作精細(xì)、視野清晰等優(yōu)勢(shì)，被越來越多地應(yīng)用于腎部分切除術(shù)中。詳細(xì)的術(shù)前規(guī)劃能更好地幫助術(shù)者提前熟悉腫瘤與相關(guān)重要解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系[1-6]。隨著影像技術(shù)的發(fā)展，全息影像技術(shù)可以立體地顯示病變及鄰近組織結(jié)構(gòu)[1]，近年來逐漸被應(yīng)用于臨床工作中。本研究回顧7例患者采用全息影像技術(shù)，輔助完成機(jī)器人腎部分切除術(shù)(robot-assisted partial laparoscopic nephrectomy，RAPN)的手術(shù)方案規(guī)劃。

1 資料與方法

1.1 一般資料分析北京和睦家醫(yī)院2018年9月至2021年2月收治的7例腎腫瘤患者的臨床、影像和病理資料。7例患者中男性6例，女性1例；平均年齡50(30～67)歲；腫瘤位于右腎者4例，左腎3例；R.E.N.A.L.(Radius,Exophytic/endophytic,nearness,Anterior/Posterior,Location)評(píng)分平均為8(6～10)分。

1.2 全息三維影像的構(gòu)建使用西門子64排雙源計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)系統(tǒng)(SOMATOM Definition Flash)對(duì)患者進(jìn)行腹盆部掃描。掃描范圍從膈頂至恥骨聯(lián)合，掃描電壓120 kV，自動(dòng)管電流，掃描層厚5 mm，重建層厚1.5 mm。首先進(jìn)行平掃，然后采用高壓注射器經(jīng)套管針向靜脈內(nèi)團(tuán)注對(duì)比劑，流速為3～4 mL/s，動(dòng)脈期、靜脈期及延遲期掃描時(shí)間分別為25～30、60～70、180～300 s。

CT數(shù)據(jù)采用醫(yī)療數(shù)字影像傳輸協(xié)議(digital imaging and communication in medicine，DICOM)格式，上傳至全息三維可視化分析規(guī)劃系統(tǒng)工作站，由專業(yè)工程師將CT動(dòng)脈期、靜脈期和延遲期進(jìn)行圖像融合，重建成全息影像，用以輔助手術(shù)方案規(guī)劃。為了便于觀察，對(duì)正常腎實(shí)質(zhì)采用半透明化重建，以腎段動(dòng)脈分布為依據(jù)做腎段劃分，將腫瘤、血管和集合系統(tǒng)等關(guān)鍵的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)用不同顏色區(qū)分。

1.3 圖像評(píng)價(jià)2位放射科醫(yī)生和2位泌尿外科醫(yī)生進(jìn)行圖像觀察，并達(dá)成共識(shí)。醫(yī)生先閱讀CT二維圖像，然后再對(duì)全息影像進(jìn)行評(píng)價(jià)。觀察腎動(dòng)脈和腎靜脈是否存在變異。腎動(dòng)脈變異包括：①多支腎動(dòng)脈；②腎動(dòng)脈過早分支；③混合型[7]。腎靜脈變異包括：環(huán)主動(dòng)脈左腎靜脈、主動(dòng)脈后左腎靜脈、左腎靜脈匯合過晚、異?；亓骷白竽I靜脈與脾靜脈異常溝通、多支右腎靜脈、右腎靜脈匯合過晚[8]。評(píng)價(jià)全息影像對(duì)腫瘤位置的顯示效果。測(cè)量腫瘤最大徑并與術(shù)后病理測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。

2 結(jié) 果

2.1 全息影像對(duì)顯示腎動(dòng)脈和腎靜脈變異的價(jià)值全息影像清晰地顯示腎動(dòng)脈和腎靜脈變異(表1，圖1C、E、F)。在腎動(dòng)脈變異方面，全息影像顯示多支腎動(dòng)脈2例：其中2支腎動(dòng)脈1例、副腎動(dòng)脈1例、腎動(dòng)脈過早分支1例。全息影像還發(fā)現(xiàn)腎靜脈變異3例：主動(dòng)脈后左腎靜脈1例、兩支右腎靜脈1例、右腎靜脈匯合過晚1例。在圖像評(píng)價(jià)過程中，僅閱讀二維圖像時(shí)漏診1例主動(dòng)脈后左腎靜脈變異，全息影像直觀顯示出了全部腎靜脈變異(圖1E)。

A：患者1，CT增強(qiáng)動(dòng)脈期；B：患者1，全息影像顯示內(nèi)生型腫瘤(黃色)位于左腎上前段和下前段；C：患者1，全息影像同時(shí)顯示了腎動(dòng)脈(紅色)、腎靜脈(藍(lán)色)和集合系統(tǒng)(綠色)，顯示了兩支右腎靜脈變異；D：患者3，CT動(dòng)脈期軸位圖像；E：患者3，全息影像后面觀顯示右側(cè)腎動(dòng)脈過早分支和左側(cè)主動(dòng)脈后腎靜脈變異，還顯示了腫大的淋巴結(jié)(黃色)；F：患者4，全息影像后面觀顯示右側(cè)副腎動(dòng)脈和右腎靜脈匯合過晚變異。圖1 CT全息影像對(duì)腎腫瘤和腎血管變異的顯示效果

2.2 全息影像對(duì)腎腫瘤位置與大小的評(píng)價(jià)全息影像立體顯示了7例腎腫瘤的邊界和其所處的腎段，對(duì)未凸出腎表面的腎內(nèi)型腫瘤的瘤體亦可清晰顯示(圖1B)。全息影像所提示的腫瘤位置與術(shù)中所見吻合。通過術(shù)前CT和全息影像，術(shù)前所測(cè)7例患者平均腫瘤最大徑(3.97±1.77)cm，術(shù)后病理平均腫瘤最大徑(3.76±1.73)cm，CT所測(cè)腫瘤最大徑平均比病理最大徑多(0.21±0.16)cm，術(shù)前CT所測(cè)腫瘤最大徑和術(shù)后病理腫瘤最大徑差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。7例患者的詳細(xì)資料見表1。

表1 7例腎腫瘤患者的臨床資料和手術(shù)病理結(jié)果

2.3 手術(shù)和病理結(jié)果采用達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)(Da Vinci Robotic Assisted Surgical Systems)，7例患者均成功的完成了RAPN手術(shù)?；颊咂骄中g(shù)時(shí)間183(145～240)min，平均出血量102(10～220)mL。術(shù)后均未出現(xiàn)并發(fā)癥。術(shù)后病理診斷：血管平滑肌脂肪瘤1例，嫌色腎細(xì)胞癌1例，腎嗜酸細(xì)胞腺瘤1例，透明細(xì)胞癌3例，透明細(xì)胞乳頭狀腎細(xì)胞癌1例，切緣均陰性。腫瘤病理分期：2例為T1aN0M0，2例為T1bN0M0，1例為T1bN0M1(表1)。

3 討 論

全息影像技術(shù)是近年來應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一種三維可視化技術(shù)，其通過三維成像技術(shù)將傳統(tǒng)的二維圖像制作成高清晰度、超強(qiáng)色域、立體感強(qiáng)的三維影像[5,9]。本研究中，全息影像立體和直觀地顯示了7例腎腫瘤的大小、位置以及血管變異，為制定RAPN手術(shù)方案提供了很好的資料，降低了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

RAPN術(shù)前規(guī)劃中的一個(gè)重要方面是了解腎動(dòng)、靜脈的位置、形態(tài)和是否存在變異。對(duì)于合并血管變異的腎腫瘤患者，手術(shù)難度和風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)有所增加。術(shù)前明確血管變異的存在及其表現(xiàn)形式對(duì)減少術(shù)中出血、縮短手術(shù)時(shí)間有重要意義[2-6]。通常每個(gè)腎有1條腎動(dòng)脈和1條腎靜脈。然而，多支腎動(dòng)脈，腎動(dòng)脈過早分支或主動(dòng)脈后腎靜脈等變異并不少見[7-8,10]。在本研究中，術(shù)前全息影像清晰顯示了3例腎動(dòng)脈變異和3例腎靜脈變異，對(duì)術(shù)中處理變異血管起到了重要的提示作用，有助于避免血管損傷等嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生。趙健等[12]報(bào)道284例機(jī)器人輔助腹腔鏡腎部分切除術(shù)前行血管造影檢查，發(fā)現(xiàn)腎動(dòng)脈變異總的發(fā)生率為39.3%。腎動(dòng)脈變異中較常見的是副腎動(dòng)脈變異，手術(shù)時(shí)應(yīng)避免誤傷副腎動(dòng)脈而造成相應(yīng)供血區(qū)域腎組織缺血。腎靜脈的走行、數(shù)量及注入部位等變異類型多種多樣，以環(huán)主動(dòng)脈左腎靜脈和主動(dòng)脈后左腎靜脈更有臨床意義[8]。與上述文獻(xiàn)[7-8,10,12]中采用的立體渲染(volume rendering，VR)重建技術(shù)比較，全息影像可以多時(shí)相融合更清晰地展示腎腫瘤、腎動(dòng)脈、靜脈和集合系統(tǒng)。王亞楠等[4]對(duì)11例腎門部腫瘤采用全息影像技術(shù)引導(dǎo)RAPN治療腎門部腫瘤，認(rèn)為全息影像模型立體地呈現(xiàn)了腫瘤與周圍血管及集合系統(tǒng)的關(guān)系，有助于術(shù)者更加精準(zhǔn)地進(jìn)行腫瘤剜除，減少并發(fā)癥發(fā)生。全息影像中腎臟呈半透明狀態(tài)，并且腎臟、腫瘤、動(dòng)靜脈、集合系統(tǒng)分別經(jīng)過不同顏色渲染，直觀顯示手術(shù)部位的三維立體空間結(jié)構(gòu)，幫助醫(yī)生充分了解腫瘤與周圍血管的關(guān)系。

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)雖具有三維視野、穩(wěn)定高清圖像和過濾生理震顫等優(yōu)勢(shì)，但在操作過程中術(shù)者雙手無法直接感觸到腫瘤，所以術(shù)前準(zhǔn)確了解腎腫瘤位置尤其重要。泌尿外科機(jī)器人手術(shù)與三維影像結(jié)合，有助于提高術(shù)者的解剖定位能力，使手術(shù)操作更加精確，縮短了手術(shù)時(shí)間，減少了手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率，增加了手術(shù)的安全性[2]。在本研究中，全息影像立體形象地顯示了腎腫瘤和其所在腎段，有助于術(shù)者對(duì)腫瘤位置的判斷，選擇更加合適的手術(shù)入路，在完整切除腫瘤的同時(shí)，最大限度地保留腎單位。趙子臣等[13]采用全息影像腹腔鏡融合技術(shù)對(duì)5例腎內(nèi)型腫瘤行腎部分切除術(shù)，全息影像所提示的腫瘤位置，與肉眼及術(shù)中超聲所定位的位置吻合。全息影像通過精確的圖像數(shù)據(jù)建立起三維可視化圖像，能夠使術(shù)者在術(shù)前獲得更全面的腫瘤信息，制訂準(zhǔn)確的手術(shù)方案[5]。

腫瘤大小是腎細(xì)胞癌分期的重要指標(biāo)，也是決定治療策略的一個(gè)關(guān)鍵因素。臨床醫(yī)生依靠影像學(xué)推測(cè)腫瘤大小來指導(dǎo)患者治療策略的選擇。如果腫瘤大小的影像學(xué)和病理學(xué)測(cè)量結(jié)果之間存在差異，可能對(duì)臨床實(shí)踐有一定影響[14]。JEFFERY等[14]的研究顯示，術(shù)前CT容易高估實(shí)性腎腫瘤大小，平均所測(cè)腫瘤大小較病理所測(cè)大3.1 mm。本研究術(shù)前CT所測(cè)腫瘤平均大小較病理所測(cè)大2.1 mm。CT所測(cè)腫瘤平均大小和病理大小之間差異雖然不大，但對(duì)于少數(shù)患者來說可能會(huì)導(dǎo)致術(shù)前分期和病理分期之間的差異從而影響治療策略的選擇。在術(shù)前腫瘤最大徑的測(cè)量過程中，放射科醫(yī)生需結(jié)合二維圖像和全息影像，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行審閱，減少偏差。

本研究病例數(shù)較少，仍需要納入更多的病例進(jìn)行研究，以驗(yàn)證全息影像的應(yīng)用范圍和價(jià)值。但初步臨床應(yīng)用結(jié)果顯示，全息影像可清晰顯示腎動(dòng)脈和腎靜脈變異，直觀地顯示病變的大小、位置以及與周圍重要組織和器官的毗鄰關(guān)系，有助于指導(dǎo)機(jī)器人輔助下腎部分切除術(shù)的術(shù)前規(guī)劃，提高手術(shù)的精準(zhǔn)性和安全性。