全息影像在機器人輔助腹腔鏡腎部分切除術中的優(yōu)勢

咸金明，潘鐵軍，田洪哲，劉 偉，劉 波，周 宇，王 濤

（1. 武漢科技大學醫(yī)學院，湖北武漢 430065 ；2. 中國人民解放軍中部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院泌尿外科，湖北武漢 430070）

腎癌是泌尿系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率隨著年齡的增長不斷升高，且在泌尿系腫瘤相關病死率中已經超過膀胱癌位居第一，給患者的生活質量及生命安全均造成嚴重的威脅[1-2]。局限性腎癌的治療目前仍以手術為主，而腹腔鏡腎部分切除術( laparoscopic partial nephrectomy,LPN）因其可以減少遠期心血管疾病及慢性腎功能不全的發(fā)生[3-4]，且治療早期腎癌的腫瘤學療效與腹腔鏡根治性腎臟切除術(laparoscopic radical nephrectomy，LRN)并無明顯差異[5]，所以被認為是目前治療早期腎惡性腫瘤的首選方法，但LPN 較LRN 的手術難度卻大大提升。機器人輔助腹腔鏡技術是集臨床醫(yī)學、生物力學、機械學、計算機科學等多領域高科技手段于一體的外科手術系統(tǒng)，其設計理念是通過使用微創(chuàng)的方法，實施精準復雜的外科手術[6]。全息影像技術（holographic display，HD）作為影像學方面的尖端技術，能將互動展示性、實用性完美融合，在醫(yī)學領域的應用也日益廣泛[7-9]，本文將全息影像和機器人輔助腹腔鏡這2 項當前尖端的技術融合并應用于腎部分切除術中。

1 資料與方法

1. 1 一般資料回顧性分析2019 年11 月-2021 年1 月中國人民解放軍中部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院由同一術者完成的機器人輔助腹腔鏡腎部分切除術患者的臨床資料，將復雜性腎腫瘤（RENAL 評分≥7 分）病例連續(xù)性納入研究，共44 例，其中男性26 例，女性18 例；年齡22～82 歲，平均（51.93±2.09）歲；體質指數（body mass index, BMI）16.41～32.81，平 均（23.97±0.47）；根據術中是否使用全息影像導航分為：全息影像實時術中導航（holographic robot-assisted laparoscopic partial nephrectomy,HRLPN）組和非全息影像實時術中導航(robot-assisted laparoscopic partial nephrectomy,RLPN）組。其中RLPN 組患者24 例，HRLPN 組患者20 例，兩組患者術前一般資料差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05，表1）。

表1 兩組患者的基線資料比較 （±s）

表1 兩組患者的基線資料比較 （±s）

BMI：體質指數；eGFR：腎小球濾過率估值（estimated glomerular filtration rate，eGFR）；RLPN：非全息影像實時術中導航；HRLPN：全息影像實時術中導航。

項目性別/例（%）男性女性年齡/歲BMI腫瘤最大直徑/mm術前肌酐/μmol·L-1 RENAL評分/分術前eGFR/mL·min-1 RLPN組（n=24）16（66.67）8（33.33）51.42±2.80 24.34±0.69 37.91±3.77 75.71±6.35 8.25±0.22 105.6±7.2 HRLPN組（n=20）10（50.00）10（50.00）52.55±3.21 23.89±0.76 42.01±4.90 64.65±5.07 8.45±0.28 109.9±8.57 χ2/t值1.254 0.268 0.438 0.672 1.323 0.575 0.368 P值0.263 0.790 0.664 0.505 0.193 0.568 0.715

1. 2 建立全息影像HRLPN 的所有患者術前均行腎臟血管成像（renal artery computed tomography angiography，RACTA），由同一位診斷經驗豐富的影像科醫(yī)師結合患者病史進行影像診斷（圖1A）。將RACTA 的醫(yī)學數字影像（digital imaging and communications in medicine,DICOM）數據上傳全息分析規(guī)劃系統(tǒng)工作站（北京仁馨醫(yī)療科技有限公司）,由同一位工程師進行全息影像重建，用于術前準備及術中導航（圖1B）。

圖1 不同影像學信息對照及實時術中導航情況

1. 3 手術方法所有手術均由本院泌尿外科同一高年資主任醫(yī)師完成。所有患者均采用全身麻醉，術前常規(guī)留置導尿，取健側臥位，均按常規(guī)機器人輔助腹腔鏡手術方式進入腹腔[10]。

RLPN 組：打開側腹膜，顯露腎周脂肪，在腎臟輪廓內側打開脂肪囊，尋找腎下極，在腎下極內側尋找輸尿管，游離輸尿管上段，打開腎臟筋膜，在腎周筋膜內側游離腎臟至腎蒂處，充分游離出腎動脈及其副動脈，盡量避免游離期間損傷血管，找到腫瘤位置，緊貼腫瘤包膜盡可能完整顯露腫瘤表面，在距腫瘤周圍0.5 cm 處以電刀標記切除范圍，以哈巴狗鉗夾閉腎動脈，沿標記剜除腫瘤。在完整切除腫瘤的前提下，盡可能地保護周圍組織、避免破壞腎單位和供應動脈，用可吸收免打結倒刺縫線完整縫合腎臟。

HRLPN 組：打開側腹膜，顯露腎周脂肪，在腎臟輪廓內側打開脂肪囊，顯示腎臟大體輪廓，將重建后的全息影像數據導入機器人手術系統(tǒng)，使手術實時操作器官結構與全息影像虛擬器官結構模型相融合（圖1C），術者根據融合定位，確定腎臟血管位置及腫瘤供應血管位置，盡量避免分離期間損傷血管，緊貼腫瘤包膜盡可能完整顯露腫瘤表面，選擇性夾閉并離斷腫瘤供應血管，精準剜除腫瘤，用可吸收免打結倒刺縫線完整縫合腎臟。

1. 4 觀察指標觀察兩組患者的手術時間、血管分離時間（從手術開始到充分分離腎動脈的時間）[11]、熱缺血時間、腫瘤切除時間（從開始切除腫瘤到完全切除腫瘤的時間）、術后病理切緣情況、轉開放率，術中失血量以及術中輸血情況等。

1. 5 統(tǒng)計學處理采用GraphPad Prism 7.00 統(tǒng)計軟件處理數據，連續(xù)計量資料，統(tǒng)計結果以均值士標準差（±s）表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料采用χ2檢驗方法分析，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

兩組患者手術均順利完成，均未發(fā)生術中并發(fā)癥，無術中轉開放手術或根治性腎切除術，術后所有患者的病理切緣均為陰性；其中術中輸血患者HRLPN 組2 例，RLPN 組3 例；HRLPN 組較RLPN 組的手術時間[（110.8±8.18）minvs. (135.8± 8.66）min]、血管分離時間[（62.85±4.61）minvs.(77.88±4.43）min]、熱缺血時間[（26.13±0.95）minvs.（30.23±0.72）min] 短，差異均統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。而兩組的腫瘤切除時間、術中失血量、術后3個月的血肌酐、eGFR 以及eGFR 下降度差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05，表2）。

表2 兩組患者術中情況對比 （±s）

表2 兩組患者術中情況對比 （±s）

eGFR：腎小球濾過率估值。

項 目手術時間/min熱缺血時間/min血管分離時間/min腫瘤切除時間/min失血量/mL術后肌酐/μmol·L-1術后eGFR/mL·min-1 eGFR下降度/mL·min-1 RLPN組（n=24）135.80±8.66 30.23±0.72 77.88±4.43 8.213±0.36 89.58±21.78 91.92±6.91 86.80±6.71 18.80±3.02 HRLPN組（n=20）110.8±8.18 26.13±0.95 62.85±4.61 8.35±0.91 74.50±10.92 76.40±6.12 94.68±8.24 15.21±3.32 t值2.068 3.514 2.338 0.151 0.583 1.650 0.750 0.799 P值0.044 0.001 0.024 0.881 0.563 0.107 0.457 0.429

3 討 論

雖然RLPN 可在完整切除腫瘤的同時最大程度地保留腎單位、減少并發(fā)癥發(fā)生、保護腎功能，但也增加了手術難度。因此，在提高手術安全性及有效性的前提下，如何有效地降低手術難度則是泌尿外科醫(yī)生所經受的一大考驗。眾所周知，LPN 的主要難點在于：①如何準確尋找腎動脈或腫瘤供血動脈；②如何快速準確地定位腫瘤位置、深度和切除的范圍；③如何在最短的時間內完整切除腫瘤并保證切緣陰性。想要完美地完成一臺腎部分切除手術，那么影像學的支持是必不可少的，傳統(tǒng)的影像學是以CT、RACTA等二維影像學技術予以術者幫助（圖1A）,術者通過二維影像完成術前評估以及手術方案的制定，但是CT 與RACTA 等影像只能給術者一個平面斷層的數據，缺乏立體感，使得術者不能直觀地分清組織結構以及病變組織周圍的情況，這對于病灶的顯示有一定局限性，甚至可能引起病灶的遺漏[12],且二維數據需要術者在腦海中重建各組織器官以及病變的三維關系，因此會與實際的解剖關系有些許差異或遺漏[13]，術中也需術者反復查看影像學資料以明確病變與周圍組織的關系，缺乏良好的互動展示性，影響目標血管的分離、阻斷，影響腫瘤的準確定位、切除，無形中延長了手術時間，增加了手術風險。

HD 作為影像學的尖端技術，可以提供高清、立體的重建影像，而且它還可以通過旋轉、移動、縮放、拆解、測量、內窺等方式，直觀地提供病變的大小、所在位置、病變與周圍器官及組織，特別是病變與血管的關系等信息（圖1B），讓術者對于手術的方式、手術入路等有一個完美的規(guī)劃。術中應用全息影像實時導航[14-15]，術者在機器人視野中，除能夠看到手術實際影像外，還可以同時看到HD 的實時融合影像（圖1C），可通過其良好的互動展示性做到提前預判腎蒂血管走行、腫瘤位置、腫瘤的深度、腫瘤切除的安全范圍，達到精準定位和顯微解剖的目的，避免了手術的盲目性，借助其可視化性能明確組織下的血管走向，判斷有無副腎動脈，甚至可以準確定位腫瘤供血動脈，再結合術者的解剖知識和經驗做到術中實時認知融合、精準分離、精準切除，這在很大程度上縮短了血管分離時間，本研究也證實了這一觀點，HRLPN 組的血管分離時間明顯較RLPN 組短，一定程度上縮短了手術時間。RLPN 組的熱缺血時間與HRLPN 組比較明顯較長，全息影像引導下高選擇性夾閉并離斷腫瘤供應血管，縮短局部腎臟熱缺血時間，有助于術后腎功能的恢復[16]。除此之外，HRLPN 也可以縮短術中尋找腫瘤的時間，全息影像可以透過半透明的腎臟和已渲染的腫瘤圖像輔助腫瘤定位、明確腫瘤的邊界，腫瘤的深度，這縮短了手術時間。從理論上講，HRLPN 組術中實時導航可精確定位腫瘤的位置，能有效減少腫瘤切緣陽性率，尤其是對于內生型腫瘤或者靠近腎門的復雜性腎腫瘤，使用HD 可視化技術的實時導航能起到安全、便捷、高效的作用[17]，在腫瘤定位方面及切除范圍方面具有無可替代的作用，但因本研究樣本量有限，這一優(yōu)勢暫無法體現。

目前，HD 的最大缺陷是需要體外配準,即應用全息影像技術實時術中導航的過程中無法實現自動的匹配融合，作為一項新的臨床輔助技術，現階段全息影像不可以獨立指導手術的實施，再者本研究中HRLPN 組病例相對較少，兩組病例術后隨訪時間較短，缺乏遠期療效對比。

綜上所述，將HD 和機器人輔助腹腔鏡手術這兩個尖端技術融合并應用于腎部分切除術，可在一定程度縮短手術時間、血管分離時間及熱缺血時間。據研究在腎部分切除術中尋找目標動脈時間、手術時間和并發(fā)癥發(fā)生率方面，三維重建組明顯優(yōu)于未使用三維重建組[18-19]，這也進一步佐證了我們的研究結果。相比較普通的三維重建而言（圖1B、D），三維重建并不能顯示出靜脈影，腫瘤與腎盂的關系也不能清晰地顯示，甚至腫瘤的邊界也比較模糊，然而HD 有很大的改善，并且有更好的互動展示性，使術者在術前更合理、定量地制定手術方案。這對于選擇最佳手術途徑、減少周圍組織損害、減少并發(fā)癥等都有著重要意義，使術者在術前即胸有成竹。也可以將患者抽象的二維影像以直觀和立體的呈現方式展現給患者及家屬，使患者及家屬更易了解病情和手術方案及手術難點所在[20-22]，在一定程度上縮小了醫(yī)患雙方之間專業(yè)知識的差距，降低醫(yī)患矛盾風險。再者，腎部分切除手術是一個要求精準、精確的微創(chuàng)手術，醫(yī)師很難在短時間內熟練掌握，HD 有助于醫(yī)師充分理解腫瘤及其周圍情況，有助于提高醫(yī)師對手術的理解，降低學習難度，提高手術的安全性[23]。