以肝段為基礎的肝癌解剖性切除的發(fā)展及現狀

徐洪來，肖敏

（1.柳州市人民醫(yī)院,廣西 柳州 545006；2.欽州市第一人民醫(yī)院,廣西 欽州 535099）

0 引言

肝癌是我國常見的惡性腫瘤，是第2 位腫瘤致死病因[1]，嚴重威脅我國人民的生命和健康并造成了沉重的社會負擔。由于肝癌致病機制的復雜性、患者個體間的差異性以及各類臨床技術的局限性，目前的治療效果仍不理想。手術切除目前是肝癌的首選治療措施，對于BCLC0 期或A 期的患者，術后5年生存率可達60%以上，但術后5年內仍有40%-70%的患者出現腫瘤復發(fā)轉移[2]。盡管腫瘤的術后復發(fā)、轉移與多種因素相關，但肝癌切除手術的科學性、規(guī)范性也是其中一個重要因素。原發(fā)性肝癌中肝細胞癌占85%-90%，本研究中的肝癌專指肝細胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)。

1 肝臟外科產生的基礎是肝臟解剖學

肝臟手術一直是建立在解剖學發(fā)展基礎之上的。1654年Glisson 首次提出了肝段的概念[3]。1888年,德國醫(yī)生 Carl Langenbuch 完成世界首例擇期肝切除術[4]，當時，對肝臟的解剖學研究是基于肝臟表面的解剖性標志，手術并發(fā)癥的出現幾率及手術死亡率都很高。隨著對肝臟內部結構有了深入了解，許多學者根據肝臟脈管分布提出不同的肝臟分段方案。包括以Glisson 系統(tǒng)分布為基礎、以肝靜脈主干為邊界的Couinaud 分段，基于膽管、動脈系統(tǒng)的Healey 分段以及Takasaki 提出的根據Glisson 蒂的肝臟分段[5]等。其中，1954年提出的Couinaud分段方法在肝臟外科的應用最為廣泛，為現代肝臟外科奠定了解剖學基礎。在以上研究的基礎上Goldsmith 等提出了規(guī)則性肝切除術的概念，即按照肝臟內部解剖進行肝葉、半肝等切除手術。但受到當時影像學及手術技術、器械的限制，按規(guī)則性肝切除術理念行大范圍肝切除常導致術后出現肝功能衰竭。上世紀60年代，鑒于80%以上肝癌患者合并肝硬化，術后易發(fā)生肝功能不全，保留更多肝實質的不規(guī)則性肝切除術應運而生。該術式要求切緣距腫瘤至少1.0cm，而不注重肝內脈管結構，導致出血、膽瘺等并發(fā)癥發(fā)生的概率升高；而且非解剖性肝段切除，也增加了術后腫瘤復發(fā)、轉移的可能性。

2 解剖性肝癌切除術依賴于影像技術的發(fā)展

20 世紀80年代，解剖性肝切除術得到了越來越多學者的認可[6]，其具體的理念為施行相對精確的亞肝段、肝段以及聯合肝段切除等手術方式，以達到良好的治療效果又能保留足夠的剩余肝體積及其解剖結構的完整性。但解剖性肝切除術依賴于術前對肝臟脈管結構清晰、立體的顯示，而當時的影像顯示技術水平還不能滿足要求。

隨著超聲、CT、MRI 等影像學技術特別是血管增強及MRCP 等膽管顯示技術的出現及普及，使肝臟外科醫(yī)師能夠更清晰地分辨肝臟的內部結構，極大地促進了肝癌解剖性切除技術的發(fā)展。影像學的發(fā)展也對既往肝段的劃分提出了挑戰(zhàn)。Van Leeuwen 通過對CT 圖像的研究發(fā)現，肝段間裂和肝靜脈走行面之間并不存在直接的對應關系[7]。頭側肝靜脈的主干位置明確，較易確定肝段間分界；但在肝臟邊緣靜脈屬支較多且存在很多變異，實際上很難明確劃分肝段間的邊界。Wu 等發(fā)現，門靜脈分支穿越肝靜脈所在平面進入其他肝段是很常見的現象[8]。相關研究也顯示，肝段間的界面是彎曲或凸凹不平的，而并不是規(guī)則的平面[9]。以上研究證明，肝靜脈走行界面作為肝段的解剖學邊界是存在爭議的。肝動脈、肝靜脈以及門靜脈的分布及走行的變異也是常見現象。根據變異情況，Michels 分型將肝動脈分成10 型，Cheng 分型將門靜脈分為7型，而肝靜脈也有相應的Nakamura 分型[10-11]。而臨床實踐中，肝臟脈管的變異并不是僅僅限于以上變異類型。Fasel 等研究發(fā)現每個肝段的三級分支差異很大，其分支平均多達9-44支，而不僅是Couinaud 分段顯示的8 支門[12]。

傳統(tǒng)的各種肝臟分段方法是建立在群體解剖學基礎之上的，但不同個體間肝內脈管系統(tǒng)的分布和走行存在著較大的差異。肝癌患者常合并肝硬化等病變，肝臟體積、形狀、脈管分布均可發(fā)生變化；腫瘤對脈管的壓迫、侵犯，脈管癌栓形成等也會導致肝臟結構的變化。依據標準化的分段進行肝臟手術難以保證剩余肝組織脈管結構的完整性，從而增加術后肝功能衰竭、出血、膽瘺等手術并發(fā)癥的發(fā)生概率。而且肝癌細胞多沿門靜脈系統(tǒng)播散、轉移，荷瘤肝段的殘留可能增加腫瘤復發(fā)及轉移的機會[13]。臨床工作中發(fā)現，腫瘤?？绺味?，甚至跨多肝段或肝葉生長。施行標準的肝段切除常導致切緣不夠或者切除范圍過大，從而影響腫瘤切除的根治性或增加術后肝功能衰竭的發(fā)生率。因此，目前的肝臟分段方法對于指導精準的肝癌切除手術仍存在一定的局限性。

傳統(tǒng)的肝癌切除的術前規(guī)劃主要依靠CT 等二維的影像。肝臟外科醫(yī)生憑借經驗在頭腦中重建出肝臟內部解剖結構的3D 圖像并以此規(guī)劃及指導手術。這種重建出的圖像顯然具有模糊性并帶有較強的個人主觀性。

3 3D 數字技術使解剖性肝癌切除術不斷成熟

近年來，三維可視化技術逐漸被應用于肝癌手術規(guī)劃。重建的超聲、CT、MRI 等3D 影像可相對直觀、立體地顯示肝臟腫瘤的位置以及與脈管的空間關系。借助自動分割工具可實現對于腫瘤病灶、肝動脈、門靜脈、肝靜脈的分別顯示。相關軟件可以計算出特定血管的灌注以及引流區(qū)域[14-15]。利用虛擬手術功能可以設置手術切面，模擬肝切除手術并計算腫瘤體積、擬切除及保留的肝臟體積。應用3D 可視化技術進行術前評估及手術規(guī)劃，顯著地提高了肝癌切除手術的精確性、安全性及根治性[16]。

但3D 可視化技術也存在其局限性。目前，3D 影像仍然主要是通過2D 屏幕顯示，復雜的肝內脈管結構相互重疊，雖然可多角度觀察，并借助旋轉圖像進行空間結構判斷，但空間立體感仍受到較大限制。借助相關軟件可以實現虛擬手術，但手術缺乏真實感，與實際手術差別較大。由于肝臟表面及實質內均缺乏明確的解剖標志，也很難做到將規(guī)劃的手術方案準確應用于實際手術中。結合應用術中超聲有助于顯示肝腫瘤和周圍的血管關系，并協助確定手術切面。但術中超聲本身為二維圖像，精確性不夠，誤差較大，并易受操作者主觀經驗影響。

隨著材料科學及數字技術的發(fā)展，1986年誕生了3D 打印技術，具有個性化、速度快、精度高等優(yōu)勢。在醫(yī)學領域，已被應用于模型制作、植入物制造、組織工程，藥物研發(fā)試驗等方面。近年來已有研究應用透明材料制作能夠顯示脈管結構及腫瘤的肝臟模型，并用于規(guī)劃手術。其提供的立體空間效果明顯優(yōu)于3D 可視化技術。Igami 等[17]將肝臟3D 打印模型應用于小肝癌切除手術。方馳華等借助3D 打印規(guī)劃肝切除術，并在術中參照等比例肝臟模型指導手術[18]，從而起到一定的導航作用。但目前關于3D打印在肝臟手術中的應用的研究仍主要限于手術規(guī)劃，在指導手術方面作用有限。

近年來，虛擬現實(Virtual Reality,VR)、增強現實(Augmented Reality,AR)、混合現實 (Mixed Reality,MR)等3D 數字化虛擬影像技術也被應用到肝臟手術中[19-20]。VR 技術可擺脫2D 屏幕對影像的限制，可以實現立體多角度對肝臟內部機構觀察，并進行手術規(guī)劃。AR、MR 還能夠將術中實際觀察圖像與虛擬影像相融合，從而實現了對肝內解剖結構的術中定位，發(fā)揮指導手術的作用[21]。目前，這些技術仍處于實驗及起步階段，需要進一步改進及完善。

4 肝段定位與顯示技術的進展

確定肝臟切除的切面是進行肝切除術不可或缺的步驟。許多學者對肝段及手術切緣的定位及顯示進行了探索以實現解剖性肝切除術。Takasaki 提出了肝蒂橫斷法，即在肝門區(qū)阻斷擬切除肝段的肝蒂，根據相應肝段缺血導致的肝臟表面變色范圍進行切緣定位[22]。該方法需要對肝門區(qū)進行解剖，增加了手術難度以及相應并發(fā)癥的發(fā)生，而且有時因肝蒂的解剖變異、位置深無法進行結扎或阻斷經常導致定位失敗。Makuuchi 對門靜脈注射染料法進行了深入研究[23]。該方法通過術中超聲引導，穿刺擬切除肝段門靜脈分支，注入染料，再根據肝臟變色范圍進行切面定位。但注射進入門靜脈的染料易被血流稀釋導致顯示不持久及界面模糊，影響定位效果。而且由于解剖變異，或肝段門靜脈缺乏主干，常導致注射困難或失敗。近年來也有應用熒光染料進行腫瘤或肝段定位的相關研究[24-25]，取得了較好的效果。但在行肝段顯示時該方法與染料注射法類似，仍然存在定位不準確或注射困難等問題。而且熒光顯示技術需要專門設備，操作也相對復雜。到目前為止，仍然缺乏理想的肝段劃分及顯示、定位技術。以肝段為基礎的解剖性肝癌切除術的具體術式及標準也沒有統(tǒng)一，需要進一步規(guī)范化、標準化。

隨著生物醫(yī)學的進步以及人們對醫(yī)學要求的不斷提高，循證醫(yī)學已漸漸不能滿足科學及社會發(fā)展的需求。近年來，個體化醫(yī)學(Personalized medicine)及精準醫(yī)學(Precision medicine)的概念相繼出現。在肝癌手術領域則體現為以最大化清除病灶、最大化保護肝臟功能以及最小化創(chuàng)傷為核心理念的精準肝切除術[26]。肝臟解剖學、影像學、3D 數字技術及3D 打印技術的快速發(fā)展直接推動了肝臟外科的進步。但目前的肝臟分段方法、肝癌切除的術前規(guī)劃及手術操作還不能完全適應個體化及精準醫(yī)學的要求。隨著3D 數字技術的完善及創(chuàng)新，特別是人工智能的發(fā)展及應用，必將極大地推進肝癌精準解剖性切除技術的發(fā)展。