三維預演模型及膜解剖在腹腔鏡結(jié)腸癌根治術(shù)中的應用

王冬冬，張 帥，毛劍平，韓元圣，吳相柏

(三峽大學第二人民醫(yī)院結(jié)直腸肛門外科，三峽大學肛腸診療研究所，結(jié)直腸癌精準診療宜昌市重點實驗室，湖北 宜昌，443000)

目前我國結(jié)直腸癌的發(fā)病率與死亡率均保持上升趨勢，2018年中國癌癥統(tǒng)計報告顯示，我國結(jié)直腸癌的發(fā)病率與死亡率在全部惡性腫瘤中分別位居第3、第5，其中新發(fā)病例37.6萬，死亡病例19.1萬，城市遠高于農(nóng)村,且結(jié)腸癌的發(fā)病率上升顯著，多數(shù)患者確診時已屬中晚期[1]。手術(shù)是治療結(jié)腸癌的重要手段，手術(shù)的精準性及安全性一直是結(jié)直腸外科醫(yī)師關(guān)注的焦點，目前研究顯示，術(shù)前腹部CT血管造影(CT angiography，CTA)、三維成像技術(shù)在顯示腫瘤位置、供血血管、與周圍組織關(guān)系、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等方面效果顯著，對滋養(yǎng)血管結(jié)扎部位、腫瘤切除、淋巴結(jié)清掃范圍等指導作用較好，可減少術(shù)中副損傷、意外出血[2-4]，然而對三維手術(shù)預演模型、膜解剖指導下的腹腔鏡結(jié)腸癌精準切除相關(guān)研究較少。因而，為了避免損傷重要血管、縮短手術(shù)時間、減少術(shù)后并發(fā)癥，腹腔鏡結(jié)腸癌根治術(shù)前精準全面評估結(jié)腸腫瘤的位置、毗鄰關(guān)系、滋養(yǎng)血管及其解剖變異尤為重要。因此筆者通過術(shù)前建立三維手術(shù)預演模型精準顯示腫瘤位置、滋養(yǎng)血管、腫瘤與周圍組織的關(guān)系、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況，指導術(shù)者制定手術(shù)預演方案，包括結(jié)腸腫瘤滋養(yǎng)血管結(jié)扎的部位、擬切除腸管的長度與位置、淋巴結(jié)清掃范圍等，同時在膜解剖理念指導下行腹腔鏡結(jié)腸癌根治性切除術(shù)，提高手術(shù)質(zhì)量，改善預后，延長生存期。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2019年1月至2020年12月宜昌市第二人民醫(yī)院結(jié)直腸肛門外科收治的需要行腹腔鏡手術(shù)治療、滿足病例收集標準的結(jié)腸癌患者的臨床資料，納入標準：(1)≥18周歲；(2)經(jīng)電子結(jié)腸鏡檢查、組織病理活檢診斷為結(jié)腸癌；(3)病例資料、數(shù)據(jù)均記錄完整。排除標準：(1)心肺肝腎等嚴重功能不全；(2)嚴重腸梗阻，癌腫廣泛轉(zhuǎn)移，腹腔內(nèi)粘連嚴重；(3)對造影劑過敏。入選患者60例，其中男44例，女16例，平均(63.03±10.54)歲，兩組患者臨床資料差異無統(tǒng)計學意義，見表1。術(shù)前行腹部增強CT、腹部CTA、聯(lián)合結(jié)腸融合成像檢查，建立三維手術(shù)預演模型的34例患者作為觀察組；術(shù)前常規(guī)行腹部CT或腹部增強CT排除遠處轉(zhuǎn)移并行腹腔鏡下全結(jié)腸系膜切除術(shù)(complete mesocolic excision，CME)的26例患者作為對照組，兩組患者術(shù)中均基于膜解剖理論進行手術(shù)操作?；颊呷朐撼Ｒ?guī)問診查體，并行血常規(guī)、肝腎功能、凝血功能等實驗室檢查，術(shù)前均簽署告知書及手術(shù)同意書，本研究通過宜昌市第二人民醫(yī)院倫理委員會審核批準。

表1 兩組患者臨床資料的比較

1.2 檢查方法 患者檢查前準備：清潔腸道，憋尿，用灌腸整復儀經(jīng)肛門結(jié)腸充氣；采用SOMATOM Definition FLASH雙源螺旋CT，掃描參數(shù)：管電壓120 kV，自動管電流調(diào)制技術(shù)，螺距0.6，重建層厚0.6～1 mm，層間距0.6 mm，矩陣512×512，啟用對比劑跟蹤觸發(fā)技術(shù)，觸發(fā)CT掃描閾值為120 HU，使用雙筒高壓注射器，自右肘正中靜脈注射對比劑碘海醇(320 mgI/mL)，劑量為70～80 mL，注射速率為5.0 mL/s，進行動脈期、靜脈期、平衡期掃描，動脈期延遲時間為25～30 s，掃描范圍上至膈頂，下至恥骨聯(lián)合下3 cm，完成掃描后將數(shù)據(jù)傳至Syngo.via工作站，對層厚1 mm的圖像采用容積成像、最大密度投影、多平面重建、曲面重建等方法進行腸系膜血管、結(jié)腸腫瘤及結(jié)腸三維融合圖像重建，建立三維手術(shù)預演模型。所獲圖像均由2名高年資放射科醫(yī)師進行仔細評估，以取得一致意見為最終結(jié)果。

1.3 手術(shù)方案 兩組患者均由同一固定手術(shù)團隊施術(shù)，術(shù)前建立三維手術(shù)預演模型，確定結(jié)腸腫瘤位置、滋養(yǎng)血管、結(jié)腸腫瘤與周圍組織的關(guān)系及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況，指導術(shù)者制定術(shù)前手術(shù)預演方案，包括滋養(yǎng)血管結(jié)扎的部位、擬切除腸管的長度與位置、淋巴結(jié)清掃范圍，術(shù)中基于膜解剖理論行腹腔鏡下結(jié)腸癌根治性切除術(shù)，根據(jù)術(shù)中滋養(yǎng)血管、淋巴結(jié)清掃范圍決定腸管切斷線，嚴格執(zhí)行腹腔鏡結(jié)腸癌操作指南及CME原則。

1.4 觀察指標 分別記錄兩組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、淋巴結(jié)清掃數(shù)量、住院時間及術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況，并進行對比分析。

2 結(jié) 果

60例患者均順利完成腹腔鏡手術(shù)，無中轉(zhuǎn)開腹，術(shù)中未出現(xiàn)副損傷，觀察組手術(shù)時間短于對照組，術(shù)中出血量、術(shù)后住院時間少于對照組，見表2、表3；兩組術(shù)后并發(fā)癥總發(fā)生率差異無統(tǒng)計學意義(χ2=1.5796，P>0.05)，觀察組術(shù)后發(fā)生炎性腸梗阻1例，對照組術(shù)后發(fā)生炎性腸梗阻2例，消化道出血1例，腹瀉1例，均經(jīng)積極保守治療后治愈，見表4；兩組淋巴結(jié)清掃數(shù)量差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

表2 兩組乙狀結(jié)腸癌患者圍手術(shù)期指標的比較

表3 兩組右半結(jié)腸癌患者圍手術(shù)期指標的比較

表4 兩組患者術(shù)后并發(fā)癥的比較(n)

3 討 論

結(jié)腸癌是消化道常見惡性腫瘤，發(fā)病率呈逐年上升趨勢，世界范圍內(nèi)其發(fā)病率、死亡率居所有惡性腫瘤的第3位，2017年美國結(jié)直腸癌的發(fā)病率位居惡性腫瘤第4位，然而死亡率高居第2位[5]。其診療過程涉及手術(shù)、化療、放療、影像學評估、病理學評估、內(nèi)窺鏡等多種手段，多學科綜合治療模式可明顯改善結(jié)腸癌診療水平，然而迄今為止，手術(shù)切除仍是結(jié)腸癌最主要且有效的治療方法，對于癌腫局限于腸壁內(nèi)的患者而言，切除病變腸段及其淋巴引流區(qū)，可有望達到徹底根治的目的，隨著手術(shù)技術(shù)及設備的革新，結(jié)腸癌手術(shù)的微創(chuàng)治療特點已得到臨床公認，其治療的有效性及安全性也得到廣泛認可，其臨床應用也不斷突破年齡限制。研究表明，大于75歲的老年人行腹腔鏡輔助結(jié)直腸癌手術(shù)同樣是安全、有效的[6]。

通過術(shù)前精準全面評估(包括結(jié)腸腫瘤位置評估、滋養(yǎng)血管評估、區(qū)域淋巴結(jié)評估、腸段切除及淋巴結(jié)清掃范圍的評估等)獲取相關(guān)手術(shù)信息指導術(shù)者手術(shù)操作，術(shù)中做到心中有數(shù)，有的放矢，使手術(shù)操作更加流暢、精準，是結(jié)直腸外科醫(yī)師孜孜不倦追求的目標。(1)術(shù)前滋養(yǎng)血管的評估：國內(nèi)外均有報道，并證實通過術(shù)前腹部CTA檢查重建重要血管的解剖，術(shù)前發(fā)現(xiàn)重要血管解剖變異，可避免術(shù)中損傷，從而減少術(shù)中或術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，提高手術(shù)安全性與有效性。Hiroishi等于腹腔鏡結(jié)直腸癌手術(shù)前行腹部CTA及CT結(jié)腸成像(CT colonography，CTC)檢查，進行圖像三維重建，發(fā)現(xiàn)可很好地顯示乙狀結(jié)腸動脈(sigmoid artery，SA)及右結(jié)腸動脈的分支類型及回結(jié)腸動脈(ileocolic artery，ICA)、腸系膜上靜脈的位置關(guān)系，以及副結(jié)腸中動脈的存在，指導術(shù)者進行滋養(yǎng)血管的離斷，避免副損傷，提高手術(shù)安全性[2]。國內(nèi)學者卞林杰等一項前瞻性研究共納入80例行腹腔鏡右半結(jié)腸癌手術(shù)的患者，隨機分為三維融合圖像組與傳統(tǒng)CT組，發(fā)現(xiàn)三維融合圖像組術(shù)前評估能很好地顯示Helen胃結(jié)腸干分型及其變異，與傳統(tǒng)CT組相比，手術(shù)時間更短，術(shù)中出血更少，淋巴結(jié)清掃數(shù)量更多，差異有統(tǒng)計學意義，但兩者術(shù)后并發(fā)癥、住院時間差異無統(tǒng)計學意義。此研究認為，三維重建融合圖像是非常有效的術(shù)前評估手段，可避免術(shù)中損傷，提高治療效果。但此項研究納入的病例均為中國人，且病例數(shù)較少，可能存在人種解剖方面的差異，導致研究結(jié)果偏倚。此外，未對腸系膜淋巴結(jié)清掃范圍、腸段切斷線進行深入研究[7]。另有文獻報道，右結(jié)腸動脈有41%直接發(fā)自腸系膜上動脈(superior mesenteric artery，SMA)，在腸系膜上靜脈腹側(cè)的占51%～57%，ICA在腸系膜上靜脈側(cè)的占43%～49%[8]。SA有58%起源于直腸上動脈(superior rectal artery，SRA)，42%起源于左結(jié)腸動脈(left colic artery，LCA)[9]。術(shù)前發(fā)現(xiàn)這些重要血管的解剖變異，術(shù)中可有效避免血管副損傷，提高手術(shù)的安全性。如圖1、圖2，可清晰顯示腸系膜下動脈(inferior mesenteric artery，IMA)與SMA的分支、右結(jié)腸動脈的發(fā)出等。副結(jié)腸中動脈發(fā)生率文獻報道為5%～49.2%[10]。研究中我們未發(fā)現(xiàn)副結(jié)腸中動脈的變異，日本學者Hiroishi等也未發(fā)現(xiàn)其變異[2]。(2)術(shù)前結(jié)腸腫瘤的評估：術(shù)前準確評估結(jié)腸腫瘤的位置、大小、分期等，對于精準診斷及手術(shù)操作均具有很好的指導作用，傳統(tǒng)電子結(jié)腸鏡檢查對于腫瘤位置的判斷存在一定偏差，甚至需借助術(shù)中結(jié)腸鏡檢查定位結(jié)腸腫瘤位置。國外一項納入217例結(jié)腸癌患者的前瞻性觀察性研究顯示，術(shù)前行CTC檢查評估結(jié)腸腫瘤，CTC在腫瘤定位與T分期中能提供有效且準確的信息，且對篩選出新輔助治療獲益的局部進展期結(jié)腸腫瘤患者具有較高的臨床價值，其定位結(jié)腸腫瘤的準確性可高達92.4%，T分期評估的準確度、靈敏度及特異度分別為87.1%、88.5%及84.1%。然而N分期準確度、靈敏度及特異度則相對較低，分別為69.3%、74%及67.1%[11]。此外，一項納入86例結(jié)腸癌的患者術(shù)前行CTC檢查，結(jié)果顯示，CTC可準確定位所有病灶，與術(shù)后病理T分期顯著相關(guān)，可顯示原發(fā)腫瘤的滋養(yǎng)血管，加快淋巴結(jié)的準確清掃[12]。國內(nèi)學者戎禎祥同樣認為術(shù)前增強CT、CTC檢查及多層螺旋CT三維重建，可準確反映并模擬結(jié)腸腫瘤的準確位置，對于術(shù)前制定手術(shù)方案、手術(shù)切除范圍具有重要指導意義[4]。本研究中我們同樣應用CTC進行術(shù)前腫瘤的評估，見圖3、圖4，發(fā)現(xiàn)CTC可準確定位結(jié)腸腫瘤的具體位置及T分期，對確定術(shù)中腸段切除長度具有很好的指導作用。(3)術(shù)前淋巴結(jié)清掃范圍及腸段切除線的評估：關(guān)于結(jié)腸癌的腸段切除范圍，即腫瘤兩端的腸管切除長度，目前亦存在爭議，歐美國家多采用“10 cm原則”，即腫瘤兩端各切除10 cm正常腸管。根據(jù)第9版日本《大腸癌處理規(guī)約》要求[13]，需根據(jù)術(shù)中滋養(yǎng)血管、淋巴結(jié)清掃范圍決定切斷線。即根據(jù)腫瘤部位與主干血管的位置關(guān)系，決定每個區(qū)域具體的淋巴結(jié)清掃范圍。結(jié)腸癌腸旁區(qū)域淋巴結(jié)的范圍根據(jù)腫瘤與支配動脈的位置關(guān)系可分為4種類型：①腫瘤位于支配動脈正下面的情況，距腫瘤邊緣10 cm范圍的口側(cè)、肛側(cè)腸管的腸旁淋巴結(jié)。②有1根支配動脈位于腫瘤邊緣10 cm內(nèi)，超過支配動脈流入部位5 cm、對側(cè)距腫瘤邊緣10 cm范圍腸管的腸旁淋巴結(jié)。③支配動脈距腫瘤邊緣10 cm內(nèi)有2根動脈，口側(cè)、肛側(cè)均超過支配動脈流入部位5 cm范圍的腸旁淋巴結(jié)。④距腫瘤邊緣10 cm內(nèi)無支配動脈，超過腫瘤邊緣最近動脈5 cm，對側(cè)距腫瘤邊緣10 cm腸壁的腸旁淋巴結(jié)。我們認為根據(jù)術(shù)中滋養(yǎng)血管及淋巴結(jié)清掃范圍決定腸段切斷線更加符合腫瘤的生物學行為，可改善患者預后。(4)術(shù)前腸系膜淋巴結(jié)評估：對術(shù)前腸系膜淋巴結(jié)的評估目前仍無特別有效的檢查手段，術(shù)前三維手術(shù)預演模型可顯示部分明顯腫大淋巴結(jié)，見圖5，淋巴結(jié)的清掃更多依賴于術(shù)者的臨床經(jīng)驗，根據(jù)術(shù)中滋養(yǎng)血管的判斷決定淋巴結(jié)清掃范圍。國外學者Chand等將靛青綠熒光注入結(jié)腸癌周圍及其漿膜下顯示結(jié)腸癌引流區(qū)域淋巴結(jié)，可清掃更多陽性淋巴結(jié)，改善患者預后[14]，因設備要求較高，我們尚未開展相關(guān)研究。本研究結(jié)果顯示，兩組淋巴結(jié)清掃數(shù)量差異無統(tǒng)計學意義，提示術(shù)前三維手術(shù)預演模型對于淋巴結(jié)的清掃并無很好的臨床指導價值，因此在今后的研究中，我們需要尋找更加有效的手段顯示清掃區(qū)域的淋巴結(jié)，提高手術(shù)的根治性，改善患者預后。此外，有國內(nèi)外學者將虛擬現(xiàn)實及三維打印技術(shù)應用于結(jié)直腸外科手術(shù)的術(shù)前評估，也取得不錯的臨床效果，然而其技術(shù)要求較高，費用相對昂貴，加之耗時較長，臨床應用受到限制[15]。

圖1 三維融合圖像(粗箭頭示乙狀結(jié)腸癌，圖像清晰顯示IMA及其分支情況，SA1/SA2起源LCA，為腫瘤滋養(yǎng)血管) 圖2 三維融合圖像(腫瘤位于升結(jié)腸，ICA為滋養(yǎng)動脈，右結(jié)腸動脈缺如)

圖3 CTC乙狀結(jié)腸腫瘤腸腔外評估(箭頭示乙狀結(jié)腸腫瘤) 圖4 CTC乙狀結(jié)腸腫瘤腸腔內(nèi)評估

圖5 三維重建顯示腸系膜淋巴結(jié)(箭頭為轉(zhuǎn)移淋巴結(jié))

2010年，日本外科醫(yī)師篠原尚論述“從膜的解剖解讀術(shù)式要點”，從胚胎學起源對膜解剖理論進行了系統(tǒng)化闡述[16]。2015年國內(nèi)龔建平教授進一步對外科膜解剖進行了詳細介紹，他認為膜解剖為外科醫(yī)生膜間分離提供了解剖學依據(jù)，膜間是沒有或少有血管的，這樣使得術(shù)中出血開始走向微出血，乃至零出血，由于被切除組織被膜完整包裹，完整清除了局部淋巴結(jié)、脂肪結(jié)締組織，使術(shù)后局部復發(fā)率明顯下降，從外科手術(shù)與局部解剖學的角度對CME的概念重新作出了更全面的詮釋。包括系膜的形態(tài)、分布不均一性，系膜與系膜床間融合的不均一性等。這也將CME術(shù)中尋找間隙、層面的技巧上升為穩(wěn)定的操作路徑，為建立規(guī)范化的結(jié)腸癌手術(shù)提供了理論依據(jù)[17]。鐘鳴教授認為，膜解剖的概念從胚胎解剖學角度，將系膜解剖、血管解剖與淋巴解剖融合在一起，既補充說明了CME中系膜與血管根部的關(guān)系，又給D3淋巴結(jié)清掃提供了理論基礎。從膜解剖理論出發(fā)，將CME與D3淋巴結(jié)清掃相結(jié)合，清晰分辨結(jié)腸系膜、血管與淋巴結(jié)的關(guān)系，才能順利完成結(jié)腸癌的根治手術(shù)[18]。同樣將膜解剖理論應用于腹腔鏡全直腸系膜切除術(shù)中，將有助于保持直腸系膜的完整切除、保護盆自主神經(jīng)[19]。池畔教授提出，膜解剖發(fā)現(xiàn)了以往未曾認識的結(jié)直腸膜間隙(如小腸升結(jié)腸間隙)、膜結(jié)構(gòu)(如橫結(jié)腸系膜根、全直腸系膜切除術(shù)終點線)，基于膜解剖可使CME與全直腸系膜切除術(shù)更加完美，并兼顧結(jié)直腸癌手術(shù)的根治性(避免癌結(jié)節(jié)與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)殘留)與功能性(保護了重要的神經(jīng)結(jié)構(gòu))，該套理論可促進“微出血”或“無血”微創(chuàng)結(jié)直腸外科手術(shù)的穩(wěn)定開展[20]。筆者在臨床實踐中也發(fā)現(xiàn)基于膜解剖理念的指導并主動建立穩(wěn)定的操作路徑可又好又快地完成高質(zhì)量的腹腔鏡CME。

本研究中筆者應用三維手術(shù)預演模型術(shù)前精準評估結(jié)腸腫瘤位置、滋養(yǎng)血管、與周圍組織的關(guān)系、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況，指導術(shù)者制定術(shù)前手術(shù)預演方案，包括結(jié)腸系膜血管結(jié)扎的部位、擬切除腸管的長度與位置、淋巴結(jié)清掃范圍，同時在膜解剖理念指導下行腹腔鏡結(jié)腸癌根治性切除，結(jié)果顯示，觀察組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、術(shù)后住院時間優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，充分體現(xiàn)了術(shù)前三維手術(shù)預演模型的優(yōu)勢及價值所在，然而兩組淋巴結(jié)清掃數(shù)量、術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率差異無統(tǒng)計學意義，其原因主要在于術(shù)前三維手術(shù)預演模型對腸系膜淋巴結(jié)大小、范圍顯示效果欠佳，其淋巴結(jié)的清掃還主要依賴于術(shù)者的臨床經(jīng)驗。本研究結(jié)果顯示，術(shù)前三維手術(shù)預演模型指導下的手術(shù)并不能有效減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，其原因也可能與病例數(shù)偏少有關(guān)。本研究雖然取得不錯的臨床效果，但也存在一定不足：(1)納入病例數(shù)相對較少，其中橫結(jié)腸癌及左半結(jié)腸癌由于病例數(shù)較少未納入臨床研究；(2)術(shù)前三維手術(shù)預演模型對腸系膜淋巴結(jié)大小、范圍等顯示效果欠佳。以上因素可能對本研究結(jié)果造成一定偏倚。因此，今后我們需要設計更大樣本、前瞻性研究論證該研究的結(jié)果，積極尋求使引流淋巴結(jié)顯影的有效方法，進行更徹底的淋巴結(jié)清掃，提高手術(shù)療效，減少術(shù)后并發(fā)癥。

綜上所述，三維手術(shù)預演模型與膜解剖指導下的腹腔鏡結(jié)腸癌精準根治術(shù)是安全、有效的，且經(jīng)濟成本較低，術(shù)前構(gòu)建三維手術(shù)預演模型可充分顯示結(jié)腸腫瘤的空間位置、供血情況、離斷腸管位置及淋巴結(jié)清掃范圍，指導術(shù)者進行精準手術(shù)操作，高質(zhì)量完成腹腔鏡CME，手術(shù)精準快速，安全有效，避免了術(shù)中副損傷，術(shù)中出血少，手術(shù)時間短，術(shù)后康復快，值得臨床推廣應用。