三維可視化技術(shù)在肝占位性病變精準(zhǔn)手術(shù)中的應(yīng)用效果觀察

索郎多杰 巴桑頓珠

腫瘤、肝包蟲等均是臨床上發(fā)病率較高的肝占位性病變，最近幾年中其發(fā)病率有不斷增加的趨勢，對患者身體健康構(gòu)成較明顯的影響，增加家庭經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。針對肝占位性病變，若能在早期發(fā)現(xiàn)病灶、明確病灶范疇與性質(zhì)，是提升臨床早期治愈率與患者生存質(zhì)量的有效方法之一。根治性肝切除手術(shù)是當(dāng)下臨床治療肝占位性病變的主要手段，但是因?yàn)槎鄶?shù)患者就診時(shí)病情已發(fā)展至中晚期，病灶浸潤肝內(nèi)管道，且還和門靜脈、肝靜脈及肝膽管等存在密切相關(guān)性，增加根治性切除手術(shù)難度，故而對其治療只能是最大限度的切除病灶。術(shù)前評估肝臟大小、體積具有很大必要性[1]。既往有臨床實(shí)踐表明，三維重建及虛擬手術(shù)系統(tǒng)能準(zhǔn)確測算出肝臟及病灶是大小與體積，能協(xié)助外科醫(yī)生更精確的設(shè)定虛擬切割平面、擬定可行治療方案，該項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)外肝臟占位病變切除領(lǐng)域有數(shù)次成功應(yīng)用的案例[2-3]。本文采集35 例肝占位性病變患者病例資料進(jìn)行分析，評價(jià)三維可視化技術(shù)在提升肝切除術(shù)精準(zhǔn)性方面體現(xiàn)的價(jià)值，以供同仁參考，具體內(nèi)容如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采 集2018 年10 月—2019 年11 月 前 來 我 院 就 診 的35 例肝占位性病變患者臨床資料，包括男性22 例，女性13 例；年齡34 ～76 歲，平均年齡（54.94±4.29）歲。腫瘤10 例，肝功Child-Pugh 分級：A 級者7 例，B 級者3 例。肝包蟲25 例。

1.2 方法

1.2.1 腫瘤 （1）分割圖像與三維重建：10 例腫瘤患者術(shù)前均行64 排CT 掃描檢查，獲得亞毫米掃描數(shù)據(jù)，將其整合至三維可視化軟件MI-3DVS 內(nèi)，對肝臟、門靜脈系統(tǒng)、腫瘤組織以及肝周圍臟器行分割與三維重建處理。確定肝癌所處肝段，判斷其和臨近血管間的相關(guān)性。在分割目標(biāo)臟器時(shí)，MI-3DVS 采用體繪制聯(lián)合面繪制的方法進(jìn)行，利用脈管增強(qiáng)法提取肝內(nèi)脈管系統(tǒng)。（2）在三維重建后，以Couniaud 肝分段原理為基礎(chǔ)，利用MI-3DVS 進(jìn)行個(gè)體化肝臟分段處理，并計(jì)算全肝、各個(gè)肝段及腫瘤對應(yīng)的體積。（3）擬定手術(shù)計(jì)劃：結(jié)合腫瘤所在肝段，腫瘤和門靜脈與肝靜脈在空間上建設(shè)的相關(guān)性，規(guī)劃出虛擬切除平面，觀察腫瘤及切除平面與靜脈各級分支間距及對應(yīng)的所屬關(guān)系，對需切除及保留肝臟體積再行計(jì)算，依照術(shù)前肝功能分級狀況，設(shè)定最后的肝切除平面和方式。把三維重建和虛擬手術(shù)圖像、視頻資料等帶到手術(shù)室，用于術(shù)中動(dòng)態(tài)觀察與比較分析，指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)手術(shù)操作。

1.2.2 肝包蟲病 （1）計(jì)算虛擬肝臟體積有關(guān)參數(shù)：25 例患者術(shù)前均接受64 排螺旋CT 肝臟三期薄層（1 mm）增強(qiáng)掃描，將掃描數(shù)據(jù)以DICOM 格式導(dǎo)進(jìn)MI-3DVS 軟件內(nèi)，測算經(jīng)三維重建后患者的全肝體積、病灶體積、病灶和各個(gè)管道的間距、剩余肝臟體積、虛擬切除肝臟體積、剩余肝靜脈回流肝區(qū)在健康肝組織體積的比重等。（2）設(shè)計(jì)虛擬手術(shù)方案：認(rèn)真觀察三維重建的肝臟模型表面，定位肝臟占位情況，調(diào)整透明系數(shù)，觀察肝臟內(nèi)部管道走行特征，在和腫瘤邊界相距約2 ～3 cm處設(shè)定邊界，探析最適宜的分割方向，開啟片面剪裁流程將非病灶肝組織予以剪切處理，獲得虛擬手術(shù)切割的包括包蟲病病灶在內(nèi)的肝組織。（3）計(jì)算切除的病灶體積：測量現(xiàn)實(shí)手術(shù)切除的病灶及周圍肝組織質(zhì)量，用“1 g=1 mL”換算得出切除的肝臟體積。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 腫瘤

10 例患者均順利完成肝臟三維重建、肝區(qū)個(gè)體化分段、體積測算，重建肝內(nèi)血管分支均達(dá)到三級以上，能清晰的呈現(xiàn)出肝臟內(nèi)各血管系統(tǒng)立體解剖形態(tài)，肝臟分段及腫瘤所處位置、規(guī)格大小、具體數(shù)目。術(shù)中所觀察到的腫瘤情況和術(shù)前規(guī)劃相符率達(dá)到100%（10/10）。依照三維重建結(jié)果擬定術(shù)前計(jì)劃，現(xiàn)實(shí)手術(shù)操作和術(shù)前規(guī)劃相符率為100%（10/10），手術(shù)切除工作順利進(jìn)行，圍手術(shù)期未出現(xiàn)死亡病例，2 例患者術(shù)后出現(xiàn)胸腔積液，經(jīng)引流處理后符合臨床治愈標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 肝包蟲病

25 例肝包蟲病患者均接受手術(shù)切除治療，發(fā)現(xiàn)病灶位于肝右葉20 例，肝左葉3 例，侵犯左、右二葉2 例。

采用三維重建技術(shù)檢測肝臟體積，發(fā)現(xiàn)25 例病患全肝體積取值范圍為1 048.98 ～3 642.01 mL，平均為（1 825.61±575.19）mL；病灶體積18.96 ～1 914.71 mL 不等，均值為（549.12±441.23）mL；病灶在全肝中所占比例為1.23%～52.55%，平均為（27.68± 16.59）%。

25 例患者均順利完成肝切除手術(shù)，其中15 例行半肝切除術(shù)，10 例行肝局部切除術(shù)。虛擬設(shè)計(jì)切除肝臟的體積為47.80 ～2 193.70 mL，平均為（762.12±504.17）mL，在全肝體積中所占比例為3.04%～65.74%，平均為（39.22±18.74）%。

依照三維重建圖像，觀察并獲得病灶和管道兩者的相關(guān)性，對手術(shù)實(shí)際狀況和三維重建情況進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)部分管道和病灶相關(guān)性在術(shù)中被證實(shí)，和術(shù)前重建分析狀況大體一致。25 例肝包蟲病患者實(shí)際手術(shù)術(shù)式和虛擬手術(shù)計(jì)劃方案相吻合。25 例接受肝切除手術(shù)治療的患者，術(shù)中實(shí)際切除肝臟的體積是105.47 ～2 351 mL，平均為（755.84±501.86）mL。在全肝體積中占6.69%～64.55%，平均為（38.97±16.97）%。和手術(shù)實(shí)際切除肝臟組織體積相比較，虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)切除的體積相對較大，但經(jīng)比較分析，兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.044，0.039，P 均＞0.05）。

3 討論

3.1 腫瘤

肝切除是當(dāng)下臨床治療肝占位性病變的主要手段之一。既往有統(tǒng)計(jì)資料記載[4]，我國大部分肝癌患者有肝炎背景，并且肝內(nèi)管道變異發(fā)生率偏高。正因如此，切除手術(shù)之前準(zhǔn)確評估肝臟儲(chǔ)備能力與肝內(nèi)脈管解剖結(jié)構(gòu)，能為擬定手術(shù)治療方案、選擇適宜的肝切除形式提供可靠的參照，還有益于降低圍術(shù)期患者死亡的風(fēng)險(xiǎn)。三維可視化技術(shù)是現(xiàn)代影像學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)的較差學(xué)科，用于醫(yī)療領(lǐng)域中，為臨床解剖學(xué)與外科學(xué)的發(fā)展開拓了新局面。伴隨三維可視化技術(shù)水平及相關(guān)儀器性能的改進(jìn)、提升，為肝臟外科手術(shù)步入精準(zhǔn)肝切除階段[5]。

對肝臟及肝內(nèi)管道進(jìn)行三維重建，能為臨床醫(yī)師了解肝內(nèi)脈管系統(tǒng)的空間關(guān)系及變異狀況創(chuàng)造便利條件。既往，臨床診斷肝臟占位性病變診斷與設(shè)計(jì)手術(shù)方案時(shí)，二維CT、MRI 圖像為重要依據(jù)，針對連續(xù)的二維平面圖像，外科醫(yī)師需在腦中進(jìn)行三維重建，構(gòu)建立體圖像，以此去確定肝內(nèi)病變的具體部位，該種人腦三維重建是基于嫻熟的二維圖像閱片進(jìn)行的，并聯(lián)合過往一定的外科手術(shù)案例作出比較分析，歷經(jīng)專科訓(xùn)練方能達(dá)成預(yù)設(shè)目標(biāo)[6]。該種在人腦內(nèi)重建圖像有短暫性與不穩(wěn)定性特征，難以持久、真實(shí)的呈現(xiàn)于整個(gè)治療團(tuán)隊(duì)面前，并且不同外科醫(yī)生腦內(nèi)形成的重建結(jié)果和現(xiàn)實(shí)情況的相符度存在一定差異，術(shù)者臨床經(jīng)驗(yàn)水平是影響其準(zhǔn)確性的主要因素之一。基于患者個(gè)體初始CT 圖像數(shù)據(jù)，以三維可視化軟件為支撐重建的三維圖像，不僅能清晰地的重現(xiàn)出病患肝臟及肝內(nèi)脈管系統(tǒng)的三維立體解剖結(jié)構(gòu)，且重建所獲得的結(jié)果和個(gè)體化特征相匹配[7]。以相關(guān)軟件的分析功能為支撐，能夠單獨(dú)或聯(lián)合觀察肝靜脈、門靜脈、腫瘤及全肝的解剖形態(tài)，更精確的判斷出是否存有解剖變異等狀況，還能把重建獲得的圖像永久性呈現(xiàn)于治療團(tuán)隊(duì)眼前。

在本次研究中，采用自行研發(fā)的三維可視化軟件MI-3DVS，其自帶肝臟分段功能模塊，順沿門靜脈血管分支走行，獲取中心線，應(yīng)用最近鄰域近似分割法，測算出門靜脈系統(tǒng)末梢血管對應(yīng)的供血范疇，進(jìn)而設(shè)定肝段平面與相應(yīng)范疇。以Couniaud 分段原理為基礎(chǔ)的肝臟分段功能，與個(gè)體化門靜脈解剖特征相吻合，可以準(zhǔn)確定位腫瘤所處肝段，并測算出全肝、腫瘤、腫瘤所在肝段及剩余肝段對應(yīng)的體積，為肝臟體積的臨床評估提供較可靠依據(jù)。本次研究中，術(shù)中縮減和術(shù)前三維重建相符率為100%。三維可視化技術(shù)不僅能提供準(zhǔn)確的肝臟及肝內(nèi)血管三維圖像，其具備的虛擬手術(shù)功能為手術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)發(fā)揮較好的輔助作用。通過觀察不同切除平面，能更好的確定平面的切除與保留情況，減少術(shù)后肝衰竭發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。本組患者實(shí)際手術(shù)過程和術(shù)前手術(shù)規(guī)劃的相符率達(dá)到了100%，手術(shù)過程順利，圍手術(shù)期未出現(xiàn)死亡病例，體現(xiàn)出該項(xiàng)技術(shù)在肝臟腫瘤、特別是復(fù)雜肝臟腫瘤精準(zhǔn)切除術(shù)前規(guī)劃中持有較好的應(yīng)用價(jià)值[7]。但其作為最近幾年中發(fā)展起來的一種新型技術(shù)，關(guān)于其應(yīng)用價(jià)值還需進(jìn)一步作出檢驗(yàn)，外科醫(yī)生與計(jì)算機(jī)人員應(yīng)加強(qiáng)合作，減少三維重建中人為干預(yù)，最大限度的提升臟器分割的精確度與速度、仿真手術(shù)的逼真性。

3.2 肝包蟲病

當(dāng)下，臨床針對肝包蟲病的病灶定位與測量的方法諸多，以CT、CTA、MRI 及三維成像技術(shù)等較為常見，因?yàn)楦闻K解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布著動(dòng)脈、靜脈、門靜脈及膽管，部分患者可能并發(fā)肝硬化、個(gè)體變異、占位病灶侵犯及既往手術(shù)史等，若僅依賴腹部超聲及二維CT 難以迎合精確病灶切除的要求[8]。

現(xiàn)代影像學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物是以肝臟影像三維重建及虛擬手術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字軟件，其能清晰的呈現(xiàn)出肝段、腫瘤及肝內(nèi)門靜脈、肝動(dòng)脈等在解剖結(jié)構(gòu)上存在的關(guān)系，并定量分析其相互毗鄰關(guān)系，規(guī)劃出完整切除病灶并且還能最大限度的保留正常肝組織，測算出殘留肝體積，評價(jià)肝臟代償功能，將肝包蟲病患者術(shù)中突發(fā)情況發(fā)生率降至最低水平，規(guī)避肝門時(shí)間及相關(guān)術(shù)后并發(fā)癥，為患者術(shù)后康復(fù)提供有效幫助[9]。

肝包蟲病因?yàn)樯L方式獨(dú)特，早期癥狀缺乏特異性，前來就診的患者病情往往發(fā)展到晚期，病灶經(jīng)常侵犯周邊軟組織、朝遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、對肝后下腔靜脈形成壓迫，增加了完整切除病灶的難度，經(jīng)常會(huì)造成病灶無法根治性切除，殘留部分病灶。三維重建技術(shù)盡管在肝包蟲病治療領(lǐng)域的應(yīng)用偏少，但依然有一些案例被報(bào)道[10-13]。在本次研究中，25 例肝包蟲病患者中，虛擬手術(shù)欲切除肝臟體積和術(shù)中實(shí)際切除體積差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.044，0.039，P 均＞0.05）。

綜合全文，針對肝占位性病變患者，采用三維可視化技術(shù)能提升術(shù)前診斷的精確性，術(shù)前對手術(shù)方案作出規(guī)劃，以進(jìn)一步提升術(shù)中操作準(zhǔn)確度，優(yōu)化臨床治療效果，促進(jìn)病情轉(zhuǎn)歸進(jìn)程。