基于CT模型的三維重建技術(shù)對食管癌瘤體解剖結(jié)構(gòu)及毗鄰結(jié)構(gòu)的評估價(jià)值

趙瑾，李慧芳，史展

河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像中心，河南 洛陽 471000

中國食管癌的發(fā)病率較高，患者早期臨床癥狀不典型，一旦出現(xiàn)吞咽困難，疾病已進(jìn)展至晚期。近年來，新輔助放療聯(lián)合手術(shù)治療已成為食管癌患者的主要治療方法，而術(shù)前明確食管癌分期對于判斷腫瘤預(yù)后及制訂合適的治療策略具有重要意義。臨床常用的術(shù)前評估方法主要以增強(qiáng)CT、胃鏡、消化道造影為主，可以對腫瘤的位置、范圍進(jìn)行評估，同時(shí)在此基礎(chǔ)上擬定食管癌的治療方案，但是對于評估瘤體的具體位置及其與周圍組織的毗鄰關(guān)系效果并不好。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，三維重建技術(shù)以影像學(xué)設(shè)備獲取到的二維圖像為基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)運(yùn)算，重建出可直接觀測的三維重建圖片，重建后的血管網(wǎng)絡(luò)清晰，可視性強(qiáng)，可以對病變周圍動脈情況、變異情況等進(jìn)行分析，同時(shí)還能夠根據(jù)治療方案進(jìn)行具體的測量。本研究分析了基于CT 模型的三維重建技術(shù)對食管癌瘤體解剖結(jié)構(gòu)及毗鄰結(jié)構(gòu)的評估價(jià)值，以期為臨床治療方案的制訂提供依據(jù)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018 年3 月至2020 年12 月于河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院經(jīng)消化道內(nèi)鏡病理診斷為食管癌的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前明確診斷為食管癌；②年齡為18～80 歲；③所有患者均符合腹腔鏡下食管癌根治術(shù)的手術(shù)指征；④術(shù)前行胸部及上腹部增強(qiáng)CT 檢查；⑤影像學(xué)資料和術(shù)后病理資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①病歷資料缺失；②食管癌術(shù)后復(fù)發(fā)患者。根據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)，本研究共納入112 例食管癌患者，男102 例，女10 例；年齡44～80 歲，平均（66.4±7.9）歲；胃鏡檢測病變距中切牙距離26～43 cm，平均（32.98±3.65）cm；T 分期中T期18 例，T期31例，T期63 例；淋巴結(jié)陽性70 例，淋巴結(jié)陰性42例。根據(jù)胃鏡檢查通過情況將患者分為可通過組（

n

=76）和不可通過組（

n

=36）。

1.2 方法

1.2.1 基于CT 模型的三維立體重建方法 采用320排螺旋CT開展胸部平掃及增強(qiáng)掃描，CT掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流300 mAs，層厚5 mm，層距5 mm，造影劑參數(shù)：流速3 ml/s，總量60～70 ml。將5 mm 的影像學(xué)圖像薄層處理為層厚為1.25 mm的圖像，使用Mimics 軟件層層手動分割食管及周圍軟組織進(jìn)行三維重建，全方位觀察、平移、縮放、旋轉(zhuǎn)三維重建模型，測量腫瘤各方面相關(guān)數(shù)據(jù)。三維重建模型主要用于術(shù)前規(guī)劃，測量食管癌病變長度，分析腫瘤與周圍血管解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系、淋巴結(jié)特征，用以評估微創(chuàng)手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、選擇合適的手術(shù)方案及手術(shù)路徑。

1.2.2 手術(shù)方法 所有手術(shù)過程均在三維重建模型下開展，患者左側(cè)臥位，麻醉滿意后常規(guī)置入手術(shù)器械，游離胸段食管和奇靜脈弓，對奇靜脈弓離斷后進(jìn)行胸部淋巴結(jié)清掃，將胃腸韌帶打開后對胃網(wǎng)膜左血管和胃網(wǎng)膜上的血管分支進(jìn)行離斷，打開肝胃韌帶，對腹部淋巴結(jié)進(jìn)行清掃后將食管打開，在頸部沿胸鎖乳突肌前緣做一個5 cm 切口，按術(shù)前規(guī)劃將食管癌及部分食管切除，制作管狀胃完成吻合結(jié)束手術(shù)。

1.3 觀察指標(biāo)

使用三維重建方法測量食管病變長度，對不同病理T 分期的瘤體重建特點(diǎn)進(jìn)行分析，比較淋巴結(jié)陰性和淋巴結(jié)陽性患者的三維重建測量數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)均測量3 次取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 食管病變長度的測量結(jié)果

112 例食管癌患者均進(jìn)行胃鏡檢查，內(nèi)鏡測量食管病變長度為（4.47±1.91）cm，病理測量食管病變長度為（4.61±1.61）cm，三維測量食管病變長度為（4.62±1.88）cm，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＞0.05）?？赏ㄟ^組和不可通過組患者的內(nèi)鏡測量食管病變長度、病理測量食管病變長度、三維測量食管病變長度比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＞0.05）（表1）。

表1 不同方法測量可通過組和不可通過組食管癌患者的食管病變長度（cm，±s）

2.2 不同病理T 分期食管癌患者三維重建測量數(shù)據(jù)的比較

T、T期食管癌患者的瘤體體積、病理測量食管病變長度、三維測量食管病變長度、三維測量食管病變厚度均大于T期患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＜0.05）；T、T期食管癌患者的瘤體體積、病理測量食管病變長度、三維測量食管病變長度、三維測量食管病變厚度比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＞0.05）。T、T、T期食管癌患者的正常食管CT值和瘤體CT 值比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＞0.05）。（表2）

表2 不同病理T 分期食管癌患者三維重建測量數(shù)據(jù)的比較

2.3 淋巴結(jié)陰性和淋巴結(jié)陽性食管癌患者三維重建測量數(shù)據(jù)的比較

淋巴結(jié)陽性患者的淋巴結(jié)CT 值大于淋巴結(jié)陰性患者，淋巴結(jié)長徑、短徑均長于淋巴結(jié)陰性患者，淋巴結(jié)體積大于淋巴結(jié)陰性患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＜0.05）。（表3）

表3 淋巴結(jié)陰性和淋巴結(jié)陽性食管癌患者三維重建測量數(shù)據(jù)的比較

2.4 典型圖片

患者，女，66 歲，病理學(xué)檢查證實(shí)為食管癌，三維重建顯示腫瘤體積為11 091 mm，矢狀面CT 顯示腫瘤與周圍組織存在浸潤、粘連。（圖1）

圖1 食管癌患者的三維重建圖像及矢狀面CT圖像

3 討論

食管癌是消化系統(tǒng)中最為常見的惡性腫瘤之一，臨床預(yù)后較差，由于早期臨床癥狀不明顯，因此大部分患者就診時(shí)已處于中晚期，錯失了手術(shù)治療機(jī)會，多數(shù)患者需要開展綜合治療。食管癌患者的主要臨床癥狀是吞咽困難，部分患者由于年齡增長導(dǎo)致身體各項(xiàng)機(jī)能指標(biāo)降低，免疫力下降，而且傳統(tǒng)的開胸和開腹手術(shù)會對患者造成二次傷害，因此容易發(fā)生肺部感染等并發(fā)癥，進(jìn)而影響手術(shù)效果和預(yù)后。食管癌手術(shù)治療包括腫瘤切除、淋巴結(jié)清掃和消化道重建，腫瘤根治性切除時(shí)應(yīng)注意切除的廣度，應(yīng)包括腫瘤周圍的纖維、脂肪組織和所有的淋巴結(jié)，消化道重建多采用食管氣管作為胃，因此明確食管癌分期對選擇合適的治療方案具有重要意義。造影檢查在臨床中較為常用，能夠?qū)κ彻艿男螒B(tài)、擴(kuò)張情況、充盈情況進(jìn)行分析，內(nèi)鏡檢查則可以對消化道黏膜進(jìn)行分析，CT、MRI 等檢查能夠了解是否出現(xiàn)周圍臟器和淋巴結(jié)侵犯。

本研究中112 例食管癌患者均進(jìn)行胃鏡檢查，內(nèi)鏡測量食管病變長度為（4.47±1.91）cm，病理測量食管病變長度為（4.61±1.61）cm，三維測量食管病變長度為（4.62±1.88）cm，說明三者具有較好的一致性。根據(jù)胃鏡檢查通過情況將患者分為可通過組和不可通過組，兩組患者的內(nèi)鏡測量食管病變長度、病理測量食管病變長度、三維測量食管病變長度比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＞0.05），也說明了三者具有較好的一致性。研究認(rèn)為，食管癌手術(shù)屬于精細(xì)復(fù)雜手術(shù)，術(shù)前對腫瘤的特征、分期進(jìn)行準(zhǔn)確評價(jià)有利于手術(shù)獲得成功，傳統(tǒng)的檢查手段一般是獲取二維圖像，因此在判斷腫瘤情況時(shí)會受到限制，術(shù)前獲取的信息可能與術(shù)中實(shí)際情況不同，導(dǎo)致臨床醫(yī)師在手術(shù)過程中選擇困難，嚴(yán)重者會導(dǎo)致解剖結(jié)構(gòu)誤傷，增加了手術(shù)治療的不確定性。三維重建技術(shù)是指通過醫(yī)學(xué)影像方法獲取二維圖像，利用計(jì)算機(jī)做出可以直接觀測的三維立體結(jié)構(gòu)圖像，人體的食管位于后縱隔內(nèi)，后方和脊柱緊貼，前方則與氣管、支氣管、心血管結(jié)構(gòu)相鄰，利用三維技術(shù)可以對食管癌和淋巴結(jié)、毗鄰血管等進(jìn)行精確計(jì)算，于術(shù)前對手術(shù)視野和角度進(jìn)行模擬計(jì)算，提高了手術(shù)的安全性。本研究發(fā)現(xiàn)，在完成瘤體的三維重建后，不同腫瘤T 分期的瘤體體積、三維測量食管病變長度及三維測量食管病變厚度比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＜0.05），提示利用三維重建可詳細(xì)呈現(xiàn)食管和腫瘤的解剖結(jié)構(gòu)及毗鄰結(jié)構(gòu)，有助于臨床進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化外科的目標(biāo)。研究顯示，三維重建技術(shù)可以直觀地顯示食管癌的位置、長度和血管分布情況，為確保手術(shù)成功提供重要依據(jù)，有助于減少手術(shù)中對患者重要臟器的盲目探查。有學(xué)者采用三維重建模型在術(shù)前對腫瘤的可切除性進(jìn)行評估，可協(xié)助手術(shù)醫(yī)師了解患者的個體化差異，同時(shí)還對食管和周圍血運(yùn)情況進(jìn)行分析，全面了解是否存在變異血管，避免手術(shù)過程中對血管結(jié)扎錯誤而導(dǎo)致并發(fā)癥發(fā)生。有研究發(fā)現(xiàn)，在食管癌手術(shù)過程中對胃周動脈的處理較為復(fù)雜，主要是因?yàn)槿梭w胃右動脈起源變異性大，部分患者存在胃左動脈起源自副肝左動脈、肝總動脈或肝固有動脈，在制作管狀胃時(shí)進(jìn)行動脈剝離或者結(jié)扎需要十分小心，防止對副肝左動脈造成損傷，一旦處理不當(dāng)就會導(dǎo)致供血區(qū)域發(fā)生壞死。本研究的三維重建結(jié)果顯示，淋巴結(jié)陽性患者的淋巴結(jié)CT 值高于淋巴結(jié)陰性患者，淋巴結(jié)長徑、短徑均長于淋巴結(jié)陰性患者，淋巴結(jié)體積大于淋巴結(jié)陰性患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＜0.05）。提示三維重建可以通過淋巴結(jié)體積和形態(tài)更準(zhǔn)確地評估淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移，對于手術(shù)中淋巴結(jié)清掃術(shù)式的選擇具有重要意義?？梢?，三維重建技術(shù)可對變異血管進(jìn)行全方位了解，術(shù)者通過術(shù)前觀察可以避免術(shù)中扎錯相應(yīng)血管，避免并發(fā)癥發(fā)生，而且通過仔細(xì)觀察及測量可在保證周圍重要臟器安全的前提下，提高術(shù)中完整切除淋巴結(jié)的成功率。

本研究說明三維重建模型在術(shù)前規(guī)劃及術(shù)中指導(dǎo)中均具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值，能夠清晰、立體地展示食管癌和淋巴結(jié)的毗鄰解剖結(jié)構(gòu)，為臨床開展精準(zhǔn)治療提供參考依據(jù)。但是由于入組患者數(shù)量少，模型的建立及數(shù)據(jù)的測量存在一定的主觀性，因此還需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量深入論證分析。

綜上述所，基于CT模型的三維重建技術(shù)有助于明確食管癌的具體病變位置、長度及毗鄰結(jié)構(gòu)，對食管癌術(shù)前診斷和治療策略的制訂具有重要意義。