3D肝臟分析軟件用于復(fù)雜型肝癌切除術(shù)前評估

龔梅林，劉麗麗，冉 雄，何佩佩，肖林康，李 康*

(1.重慶市人民醫(yī)院放射科，2.肝膽胰外科 肝膽胰腺外科研究所，重慶 400013)

原發(fā)性肝癌發(fā)病率僅次于肺癌、結(jié)腸癌及胃癌，居全球惡性腫瘤第4位[1]，我國肝癌發(fā)生率居全球首位。根治性肝切除術(shù)為治療肝癌的最有效方法[2]?，F(xiàn)代“精準(zhǔn)肝臟外科”理念強(qiáng)調(diào)，應(yīng)在完整切除病灶的前提下最大限度地保留殘肝結(jié)構(gòu)和功能的完整性[3]，使得精準(zhǔn)術(shù)前評估的重要性日益凸顯。傳統(tǒng)CT 2D后處理技術(shù)僅能基于二維圖像觀察肝臟內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)，無法滿足“精準(zhǔn)外科”的需求。有學(xué)者[4]認(rèn)為3D打印模型有助于精準(zhǔn)切除肝臟腫瘤，但費用較高。本研究觀察3D肝臟分析軟件用于復(fù)雜型肝切除術(shù)前評估原發(fā)性肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年9月—2020年10月重慶市人民醫(yī)院30例于肝臟切除術(shù)前接受3D肝臟分析軟件評估的原發(fā)性HCC患者(3D組)及2016年1月—2018年8月30例接受2D后處理軟件術(shù)前評估的原發(fā)性HCC患者(2D組)。3D組男18例、女12例，年齡19～76歲，平均(50.2±11.1)歲；2D組男17例、女13例，年齡21～79歲，平均(51.9±9.9)歲；均由同一名醫(yī)師主刀施行復(fù)雜型肝臟切除術(shù)[5-6]，術(shù)前增強(qiáng)CT提示原發(fā)性肝癌，術(shù)前未接受放射、化學(xué)治療及任何肝臟相關(guān)手術(shù)，亦無其他惡性腫瘤病史，術(shù)后病理證實為HCC，且術(shù)中均R0切除HCC；CT增強(qiáng)掃描與手術(shù)時間間隔≤2周，術(shù)后隨訪1年。本研究獲院倫理委員會批準(zhǔn)。檢查前患者均簽署相關(guān)知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Philips Brilliance 64 slices及IQon Spectral多層螺旋CT。囑患者仰臥，先行腹部平掃，掃描范圍為膈頂至肝臟下緣水平，參數(shù)：管電壓120 kV，管電流采用自動控制技術(shù)，螺距1，準(zhǔn)直器寬度64×0.625 mm；之后以3～4 ml/s流率經(jīng)肘靜脈注射80～100 ml碘克沙醇(320 mgI/ml)，采用閾值監(jiān)測手動觸發(fā)掃描，將ROI置于肝門水平腹主動脈中心，CT值達(dá)120 HU(約需15 s)后延遲15 s手動觸發(fā)掃描，獲得動脈晚期圖像，再分別延遲約45 s及105 s手動觸發(fā)掃描，獲得門靜脈期及實質(zhì)期圖像。以層厚1.0 mm、層間距0.5 mm進(jìn)行圖像重建。

1.3 圖像分析 由2名具有5年以上腹部影像學(xué)診斷經(jīng)驗的放射科醫(yī)師分別采用圖像存儲與傳輸系統(tǒng)(picture archiving and communications system, PACS)或以3D肝臟分析軟件進(jìn)行閱片，意見產(chǎn)生分歧時經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。

1.3.1 3D組 將門靜脈期原始圖像傳輸至3D肝臟分析軟件工作平臺(liver analysis application，Philips星云太空站，V6.0)，采用自動及半自動算法進(jìn)行分割和計算。先以軟件自動識別肝內(nèi)血管及肝段并加以手動校正；之后手動勾畫腫瘤輪廓，生成3D圖像，并以不同顏色表示肝臟解剖結(jié)構(gòu)；最后自動計算肝內(nèi)血管體積、癌灶體積、總肝體積(包括肝實質(zhì)、肝內(nèi)血管及癌灶體積)、有效肝體積(除去肝內(nèi)血管及HCC癌灶后的肝實質(zhì)體積)、擬切除肝體積(手術(shù)切緣距腫瘤邊緣大于1 cm)及其占總肝體積的百分比和殘肝體積及其占總肝體積的百分比(圖1、2)。

1.3.2 2D組 于PACS觀察圖像并進(jìn)行多平面重建和容積再現(xiàn)，測量肝臟腫瘤各徑線，觀察肝動脈、門靜脈、肝靜脈和膽管解剖結(jié)構(gòu)及腫瘤與肝內(nèi)血管和膽管的關(guān)系。

1.4 觀察指標(biāo) 記錄手術(shù)時間、術(shù)中出血量、手術(shù)方式改變率和術(shù)后并發(fā)癥(主要包括肝衰竭、腹腔出血、膽瘺、感染、腹腔積液)發(fā)生率、術(shù)后住院時間、術(shù)后1年死亡率及1年復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移率。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 24.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，采用獨立樣本t檢驗進(jìn)行組間比較；以頻數(shù)表示計數(shù)資料，采用χ2檢驗或Fisher精確概率法進(jìn)行組間比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

3D組1例、2D組8例術(shù)中改變了原計劃手術(shù)方式，增加了切除肝段數(shù)量或轉(zhuǎn)為肝葉切除。3D組手術(shù)時間、術(shù)中出血量及術(shù)中手術(shù)方式改變率均明顯少于2D組(P均<0.05，表1)。

表1 復(fù)雜肝腫瘤切除術(shù)前接受3D與2D軟件評估的原發(fā)性HCC患者臨床資料比較

圖1 患者男，48歲，原發(fā)性HCC，術(shù)前以3D肝臟分析軟件進(jìn)行評估 A～D.肝臟3D圖像，黃色示肝實質(zhì)、紫色示門靜脈、藍(lán)色示肝靜脈，綠色及橙色示2個癌灶； E、F.基于肝臟軸位CT(E)及3D圖(F)計算有效肝體積為1 637.6 cm3，總肝體積為1 765.2 cm3，腫瘤體積分別為20.4及55.3 cm3，肝內(nèi)血管體積為58.8 cm3

圖2 患者，男，53歲，原發(fā)性HCC，術(shù)前以3D肝臟分析軟件進(jìn)行評估 基于肝臟軸位CT圖(A，紫色示擬切除區(qū)域)及殘余肝組織3D圖像(B，黃色示肝實質(zhì)、紫色示門靜脈、藍(lán)色示肝靜脈)計算擬切除肝體積及其占總肝體積的百分比分別為955.0 cm3及51.7%，殘肝體積及其占總肝體積的百分比為891.4 cm3及48.3%

3 討論

精準(zhǔn)切除肝臟腫瘤術(shù)前行影像學(xué)評估有助于臨床制定合理手術(shù)方案、選擇最佳手術(shù)方式。本研究對比觀察3D肝臟分析軟件與傳統(tǒng)2D影像學(xué)后處理技術(shù)用于復(fù)雜肝臟腫瘤切除術(shù)前評估的效果，發(fā)現(xiàn)術(shù)前采用CT 2D后處理技術(shù)進(jìn)行評估時，由于無法顯示腫瘤與肝動脈、門靜脈、肝靜脈及膽管的空間關(guān)系，制定手術(shù)計劃存在較強(qiáng)主觀性[7]；而3D肝臟分析軟件可自動識別肝內(nèi)血管及肝段、重建肝臟3D圖像，支持進(jìn)行多角度旋轉(zhuǎn)以直觀顯示肝臟復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)，并有助于精準(zhǔn)計算腫瘤體積及術(shù)后殘肝體積等，其效果基本等同于3D打印模型[4,7]，具有較高的客觀性。

AN等[8]觀察2D與3D技術(shù)用于超聲引導(dǎo)下射頻消融治療HCC的差異，發(fā)現(xiàn)3D組首次消融成功率明顯高于2D組，而病灶局灶性進(jìn)展率明顯低于2D組。本研究3D組1例及2D組8例術(shù)中改變了原計劃手術(shù)方式，額外增加了切除肝段數(shù)量或轉(zhuǎn)為肝葉切除；3D組手術(shù)時間、術(shù)中出血量和手術(shù)方式改變率均少于2D組，與上述研究結(jié)果相符合。

肝臟體積可反映肝實質(zhì)細(xì)胞數(shù)量，用于評估肝功能儲備情況。既往研究[9]報道，切除HCC后的殘肝體積與術(shù)后肝衰竭發(fā)生率具有明顯相關(guān)性，提示采用3D肝臟分析軟件計算殘肝體積有助于預(yù)估術(shù)后肝衰竭可能性。對發(fā)生肝衰竭概率較高的患者，需在保證病灶R0切除的前提下適當(dāng)調(diào)整切除范圍，以盡可能減少切除的肝臟體積。3D肝臟分析軟件還可用于肝移植術(shù)前評估，有助于減少術(shù)后供體并發(fā)癥發(fā)生率[10]。有學(xué)者[11]采用3D肝臟分析軟件評估肝脾容積，結(jié)合紋理分析及實驗室指標(biāo)判斷肝硬化程度，結(jié)果顯示其診斷效能優(yōu)于超聲彈性成像。此外，3D肝臟分析軟件亦可用于教學(xué)[12]。

綜上所述，3D肝臟分析軟件用于復(fù)雜型HCC切除術(shù)前評估具有一定價值。然而，本研究樣本量小，且術(shù)后隨訪時間較短，有待后續(xù)進(jìn)一步完善。