三維重建技術(shù)與二維影像輔助肝切除術(shù)的Meta分析

喬婷，王峻峰，胡蘋(píng)蘋(píng)，晉云，楊超，石萬(wàn)紅

（1.昆明理工大學(xué)附屬醫(yī)院&云南省第一人民醫(yī)院肝膽外科/數(shù)字醫(yī)學(xué)研究中心，云南昆明650034；2.昆明醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院器官移植科，云南昆明650034）

肝臟是人體內(nèi)臟里最大的器官，人體消化系統(tǒng)中最大的消化腺，尿素合成的主要器官，也是新陳代謝的重要器官，在生命活動(dòng)中占很重要的地位[1]同時(shí)也是腫瘤好發(fā)部位之一。

病理學(xué)檢查在指導(dǎo)臨床治療和評(píng)估，疾病預(yù)后方面仍然具有重要的地位和作用，特別是對(duì)疑難肝臟疾病的確診至關(guān)重要[2]，因此診斷肝臟病灶是否為良、惡性的標(biāo)準(zhǔn)依然是活組織檢查，但活檢并不能全面評(píng)估病灶的信息，而影像學(xué)技術(shù)在一定程度上減少了肝穿刺活組織檢查的需求[3]。

傳統(tǒng)上，臨床外科醫(yī)師應(yīng)用彩色多普勒超聲、CT、MRI 等相關(guān)輔助檢查[4]，對(duì)B 超、CT、MRI 提供的二維圖像進(jìn)行術(shù)前解剖定位和模擬切除。醫(yī)生憑借經(jīng)驗(yàn)和閱歷對(duì)于患者的二維醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行診斷和術(shù)前方案的制定，其主觀性較強(qiáng)，但卻具有很大的不確定性[5]。

計(jì)算機(jī)技術(shù)和影像技術(shù)的快速發(fā)展，使醫(yī)學(xué)影像三維重建技術(shù)逐步應(yīng)用于臨床。三維重建借助計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)B 超、CT、MRI 的二維斷層圖像序列高通量地提取大量影像信息，實(shí)現(xiàn)腫瘤分割、特征提取和模型建立，將二維影像轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂辛Ⅲw效果的三維圖像，并憑借對(duì)海量影像數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更深層次的挖掘、預(yù)測(cè)和分析來(lái)輔助醫(yī)師做出最準(zhǔn)確的診斷。相比于傳統(tǒng)的二維影像，三維重建能更好的描述肝臟病灶形態(tài)特征和三維解剖結(jié)構(gòu)，可以對(duì)重建后的立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同角度的觀察測(cè)量、定位剖切，然后應(yīng)用于診斷、術(shù)前方案制定和治療、術(shù)后評(píng)估等各個(gè)環(huán)節(jié)，為診療手段提供更為準(zhǔn)確的數(shù)字式信息，使檢測(cè)結(jié)果更加直觀清晰，彌補(bǔ)平面檢測(cè)結(jié)果的不足。但三維重建技術(shù)是否在肝臟切除中更有優(yōu)勢(shì)，目前還缺乏高質(zhì)量證據(jù)的支持。因此，本文系統(tǒng)評(píng)價(jià)應(yīng)用三維重建技術(shù)與二維影像比較輔助肝切除術(shù)的臨床效果，為臨床治療方案的選擇提供參考。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.1.1 研究類(lèi)型國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)表的，在肝切除術(shù)中應(yīng)用三維重建技術(shù)的臨床研究。首選隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)（randomized controlled trial，RCT），若無(wú)RCT，則納入其他類(lèi)型的臨床對(duì)照試驗(yàn)。

1.1.2 研究對(duì)象經(jīng)過(guò)臨床診斷患有原發(fā)性肝臟良、惡性腫瘤、肝膽管結(jié)石病、肝臟轉(zhuǎn)移性腫瘤或其他需要外科手術(shù)治療疾病的患者。

1.1.3 干預(yù)措施試驗(yàn)組術(shù)前應(yīng)用三維重建技術(shù)評(píng)估肝臟；對(duì)照組術(shù)前應(yīng)用常規(guī)二維影像進(jìn)行相關(guān)的術(shù)前評(píng)估。

1.1.4 結(jié)局指標(biāo)⑴手術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率；⑵手術(shù)后肝功能（衰竭）發(fā)生率；⑶術(shù)中出血量；⑷術(shù)后復(fù)發(fā)率；⑸術(shù)后1年生存率。

1.1.5 排除標(biāo)準(zhǔn)⑴重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)；⑵非中、英文文獻(xiàn)；⑶原始研究數(shù)據(jù)無(wú)法提??；⑷干預(yù)措施不相符；⑸試驗(yàn)設(shè)計(jì)中未設(shè)置對(duì)照組（二維組）。

1.2 文獻(xiàn)檢索策略

計(jì)算機(jī)檢索EMbase、PubMed、The Cochrane Library、CNKI、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)及VIP 數(shù)據(jù)庫(kù)，搜集國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)表的有關(guān)三維重建技術(shù)與二維影像輔助肝切除術(shù)比較的臨床試驗(yàn)，檢索時(shí)限從建庫(kù)至2018年12月。英文檢索詞包括：Three-Dimensional Reconstruction；3D Visualization、Hepatectomy；Hepatectomies。中文檢索詞包括：三維重建；三維可視化技術(shù)；3D（Three Dimensional）；肝切除術(shù)等。

1.3 文獻(xiàn)篩選與資料提取

首先篩除重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)，然后通過(guò)閱讀標(biāo)題進(jìn)行文獻(xiàn)篩選，在排除明確不相關(guān)的文獻(xiàn)后，進(jìn)一步閱讀文獻(xiàn)摘要和全文，最終確定是否納入。資料提取主要內(nèi)容包括：⑴基本資料。第一作者、發(fā)表年份、研究時(shí)間、研究設(shè)計(jì)類(lèi)型、樣本量、所研究的疾病類(lèi)型。⑵研究對(duì)象的基本特征。年齡、性別和疾病狀況等。⑶干預(yù)措施。術(shù)前評(píng)估方法和術(shù)后實(shí)際測(cè)量指標(biāo)等。⑷偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵要素。⑸所關(guān)注的結(jié)局指標(biāo)和結(jié)果測(cè)量數(shù)據(jù)。術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率、術(shù)中出血量、術(shù)后肝功能衰竭發(fā)生率、術(shù)后復(fù)發(fā)率和生存率。

1.4 納入研究的偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

因未檢索到RCT，所以使用紐卡斯?fàn)?渥太華量表[6]（The Newcastle-Ottawa scale，NOS）對(duì)納入研究的偏倚風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用Cochrane 協(xié)作網(wǎng)提供的RevMan 5.3 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。連續(xù)性變量采用均數(shù)差（mean difference，MD）為效應(yīng)統(tǒng)計(jì)量，二分類(lèi)變量采用比值比（odds ratio，OR）和95% 置信區(qū)間（confidence interval，CI）衡量效應(yīng)分析統(tǒng)計(jì)量，以漏斗圖判斷發(fā)表偏倚，并利用Stata 15.0 進(jìn)行Egger分析檢驗(yàn)。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)篩選結(jié)果

初檢共獲得相關(guān)文獻(xiàn)601 篇，經(jīng)過(guò)逐層篩選后，最終納入12 個(gè)臨床研究。文獻(xiàn)篩選流程及結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 文獻(xiàn)篩選流程圖Figure 1 Literature screening process

2.2 納入文獻(xiàn)的基本特征

共納入有效文獻(xiàn)12 篇[7-18]。其中9 篇[7-15]涉及術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率，5 篇[8-9,11,15-16]涉及術(shù)后肝功能衰竭發(fā)生率，9 篇[7-8,11-17]涉及術(shù)中出血量，6 篇[7,9,12,15,18]涉及生存率。共包括1 428 例患者，其中二維組705 例，三維組723 例。納入研究的基本特征見(jiàn)表1，偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 納入研究的基本特征Table 1 Basic characteristics of the included studies

表2 納入研究的偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果Table 2 Results of the bias risk evaluation in the included studies

2.3 Meta分析結(jié)果

2.3.1 術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率共納入9 個(gè)研究[7-15]。固定效應(yīng)模型Meta 分析結(jié)果顯示，三維組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率低于二維組（OR=0.69，95%CI=0.51～0.92，P=0.01），兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖2）。

圖2 三維組與二維組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率比較的Meta分析Figure 2 Meta-analysis of comparison of postoperative complications between three-dimensional group and two-dimensional group

2.3.2 術(shù)中出血量共納入9 個(gè)研究[7-8,11-17]。隨機(jī)效應(yīng)模型Meta 分析結(jié)果顯示，三維組術(shù)中出血量少于二維組（MD=-63.85，95%CI=-98.66～-29.04，P=0.000 3），兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖3）。

圖3 三維組與二維組術(shù)中出血量比較的Meta分析Figure 3 Meta-analysis of the comparison of intraoperative blood loss between three-dimensional group and two-dimensional group

2.3.3 術(shù)后肝功能衰竭發(fā)生率共納入5 個(gè)研究[8-9,11,15-16]。固定效應(yīng)模型Meta 分析結(jié)果顯示，三維組術(shù)后肝功能衰竭的發(fā)生率低于二維組（OR=2.19，95%CI=0.96～5.00，P=0.06），兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖4）。

圖4 三維組與二維組術(shù)后肝功能衰竭發(fā)生率比較的Meta分析Figure 4 Meta analysis of the comparison of the incidence of liver failure between three-dimensional group and two-dimen‐sional group

2.3.4 術(shù)后復(fù)發(fā)率共納入5 個(gè)研究[7-8,15,17-18]。固定效應(yīng)模型分析結(jié)果顯示，三維組少術(shù)后復(fù)發(fā)率低于二維組（OR=0.29，95%CI=0.16～0.53，P<0.000 1），兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖5）。

圖5 三維組與二維組術(shù)后1年復(fù)發(fā)率比較的Meta分析Figure 5 Meta-analysis of the comparison of the postoperative 1-year recurrence rates between three-dimensional group and two-dimensional group

2.3.5 術(shù)后生存率共納入6 個(gè)研究[7-9,12,15,18]。固定效應(yīng)模型Meta分析結(jié)果顯示，三維組術(shù)后生存率高于二維組（OR=2.43，95%CI=1.61～3.68，P<0.000 1），兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖6）。

圖6 三維組與二維組術(shù)后1年生存率比較的Meta分析Figure 6 Meta-analysis of the comparison of the postoperative 1-year survival rates between three-dimensional group and twodimensional group

2.3.6 敏感度分析 在RevMan 5.3 軟件中，采用逐一剔除單個(gè)納入研究的方法對(duì)結(jié)局指標(biāo)進(jìn)行敏感性分析，合并結(jié)果未發(fā)生較大改變，說(shuō)明本研究Meta 分析結(jié)果較為穩(wěn)定。

2.3.7 發(fā)表偏倚基于術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率指標(biāo)，用RevMan 5.3 軟件繪制漏斗圖進(jìn)行發(fā)表偏倚分析，結(jié)果顯示各研究在漏斗兩側(cè)分布不完全對(duì)稱，提示可能存在發(fā)表偏倚（圖7）。用Stata 15.0 進(jìn)行Egger分析，結(jié)果顯示無(wú)明顯偏倚（95%CI=-22.292 93～28.708 56，t=0.30，P=0.775）（圖8）。

圖7 基于術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率的漏斗圖Figure 7 Funnel plot based on incidence of postoperative complication

圖8 Egger回歸圖Figure 8 Egger regression plot

3 討論

3.1 醫(yī)學(xué)影像三維重建的發(fā)展與應(yīng)用

醫(yī)學(xué)影像三維重建利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)二維影像學(xué)檢查的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算、分割提取、圖像融合等處理[20]，進(jìn)行虛擬手術(shù)演示以及三維圖像測(cè)量，使臨床外科醫(yī)師可借助醫(yī)學(xué)三維手術(shù)仿真、術(shù)中導(dǎo)航等操作系統(tǒng)，為術(shù)前精確評(píng)估、規(guī)劃手術(shù)方案，進(jìn)行手術(shù)操作提供了更直觀更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

上世紀(jì)70年代開(kāi)始，醫(yī)學(xué)影像成像設(shè)備不斷改善，醫(yī)學(xué)成像方法越來(lái)越多。新的成像技術(shù)為觀察組織和器官的功能提供了非常有效的手段，因此而成為重要的醫(yī)療診斷工具。但二維影像很難滿足準(zhǔn)確的術(shù)前評(píng)估和術(shù)前規(guī)劃的要求，只能對(duì)病情做定性分析，診斷的結(jié)果取決于讀片經(jīng)驗(yàn)和對(duì)醫(yī)學(xué)影像的主觀理解。不同的醫(yī)生診斷相同的疾病時(shí)，有時(shí)會(huì)診斷出不同的結(jié)果。90年代以后，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)迅速發(fā)展，并逐步滲透到醫(yī)療領(lǐng)域。利用計(jì)算機(jī)對(duì)二維圖像進(jìn)行分析處理，分割提取，三維重建等；多角度、多層次分析和觀察病灶，對(duì)感興趣區(qū)域做出定性和準(zhǔn)確的定量分析，從而提高了醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性和正確性。隨著三維重建技術(shù)在臨床上的逐步推廣應(yīng)用，該技術(shù)從骨科輔助置釘[21]、神經(jīng)外科顱腦模型的重建[22-23]、整形外科[24-27]等領(lǐng)域，逐步過(guò)渡到了肝膽外科領(lǐng)域[28]，成為肝膽外科疾病的術(shù)前診斷評(píng)估、手術(shù)規(guī)劃制定，術(shù)中指導(dǎo)、術(shù)后評(píng)估的重要工具[29]。

3.2 醫(yī)學(xué)影像三維重建的優(yōu)勢(shì)

在三維肝臟模型上，虛擬肝臟切除技術(shù)能準(zhǔn)確的提供安全的手術(shù)切除界線，并根據(jù)肝內(nèi)血管分支進(jìn)行血管分布區(qū)域的劃分，預(yù)先判斷這些血管的分布范圍，再計(jì)算血管及其分支的供血區(qū)域范圍，避免肝臟實(shí)質(zhì)灌注不足或發(fā)生梗阻的風(fēng)險(xiǎn)[30]，最大限度地保留功能性的肝組織。醫(yī)生可以通過(guò)觀察虛擬肝切除評(píng)估并設(shè)計(jì)出最佳的手術(shù)切除方案，以此提高復(fù)雜性肝切除手術(shù)的成功率，減少術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生，加速患者的痊愈康復(fù)。

本研究結(jié)果顯示，利用肝臟三維重建所獲得的詳細(xì)的解剖信息與傳統(tǒng)二維影像學(xué)比較，三維重建可減少患者術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，減少術(shù)中出血量，而且經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)規(guī)劃預(yù)測(cè)切除的肝臟體積與實(shí)際切除的體積較為一致，避免了術(shù)后因肝臟剩余體積不足而導(dǎo)致肝功能不全甚至衰竭的問(wèn)題。

本研究的納入文獻(xiàn)數(shù)量較少，共納入12 篇文獻(xiàn)，且無(wú)RCT，所以未進(jìn)行亞組分析，可能影響結(jié)果的可信度。且納入研究人種較為單一，可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。納入患者的基礎(chǔ)疾病、手術(shù)方式、技術(shù)水平、研究設(shè)計(jì)等的不同，都會(huì)影響結(jié)果的可信度，因此存在一定的局限性。

綜上所述，肝臟三維重建技術(shù)有助于解剖性肝切除術(shù)前安全評(píng)估，利于術(shù)中的精細(xì)操作，可減少術(shù)中出血量，縮短治療時(shí)間，減少并發(fā)癥發(fā)生，然而由于受到納入文獻(xiàn)數(shù)量及質(zhì)量的限制，需要得到更具可信度的高質(zhì)量RCT 研究的結(jié)論，更好地確定醫(yī)學(xué)影像三維重建的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。但當(dāng)前證據(jù)顯示，應(yīng)用三維重建技術(shù)輔助肝切除，可提高肝臟腫瘤的切除率，縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中出血量，并能減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，在精確術(shù)前評(píng)估和手術(shù)規(guī)劃，精細(xì)手術(shù)操作，精良術(shù)后管理等方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。