計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)在兒童肝臟原發(fā)性間葉腫瘤手術(shù)中的應(yīng)用

何靜，陳勝男，夏楠，王菲菲，李桐，劉紅，郝希偉，陳鑫，董蒨

（1.青島大學(xué)附屬醫(yī)院 小兒外科，山東 青島 266000；2.青島大學(xué) 山東省數(shù)字醫(yī)學(xué)與計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266003）

肝臟間葉腫瘤是一類由纖維、脂肪和其他間葉細(xì)胞分化而來的良性和惡性腫瘤[1]。其中肝臟錯構(gòu)瘤（hepatic melancholy hamartoma，HMH）是一種良性間葉源性肝腫瘤，由各種間葉構(gòu)成，大部分發(fā)生在2歲以內(nèi)，個別病例可超過5歲。有研究證明該腫瘤可惡化成為肝未分化肉瘤，使腫瘤惡性程度加劇[2]。另外，未分化胚胎性肉瘤（undifferentiated sarcoma of the liver，UESL）是肝臟原發(fā)間葉源性腫瘤（hepatic mesenchymal tumor，HMT）類別中發(fā)病率最高的惡性腫瘤，該腫瘤僅發(fā)生于肝臟，約占所有小兒肝臟惡性腫瘤的7%[3]。綜合來看，這兩種間葉腫瘤都具備生長迅速、瘤體大的特點(diǎn)[4-5]，最有效的治療手段仍以手術(shù)切除為主[6-7]。

由于肝臟解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，手術(shù)難度較大，尤其是嬰幼兒肝臟血管精細(xì)且多變，處理比成人更困難[8]，因此精準(zhǔn)的術(shù)前判斷與規(guī)劃尤為重要。近年來隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)的興起和人體臟器三維可視化技術(shù)的臨床應(yīng)用，大大提升了外科手術(shù)的精準(zhǔn)性和安全性[9]。海信計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)（Hisense computer assisted surgery system，Hisense CAS）是一款基于小兒肝膽胰脾疾病研發(fā)改進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)。我們前期應(yīng)用發(fā)現(xiàn)其可以清晰顯示腫瘤與血管的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對小兒肝臟血管的精準(zhǔn)重建，提高肝臟腫瘤的可切除性[10]?，F(xiàn)已應(yīng)用于小兒及成人肝、膽、胰、胃、腹膜后腫瘤、肺及泌尿系統(tǒng)疾病的診斷，取得良好效果。本研究對2009年4月至2020年11月青島大學(xué)附屬醫(yī)院收治并進(jìn)行肝臟腫瘤切除術(shù)的原發(fā)性肝臟間葉腫瘤患兒臨床資料進(jìn)行回顧性分析。

1 資料和方法

1.1 一般資料

2009年4月至2020年11月在青島大學(xué)附屬醫(yī)院小兒外科共收治肝臟間葉腫瘤8例，其中男3例，女5例，年齡0.9～9歲。臨床表現(xiàn)：均有腹部膨隆、腹部不適等癥狀。AFP 0.61～52.98 ng/mL，詳見表1。4例僅進(jìn)行上腹部增強(qiáng)檢查（表1病例5至8），4例對增強(qiáng)CT進(jìn)行三維重建（表1病例1至4）。

表1 肝臟原發(fā)性間葉腫瘤患兒的臨床資料

1.2 設(shè)備及材料

CT：美國GE64層螺旋CT、飛利浦MX4000雙層螺旋CT、美國Gebrightspeed Elite16層CT。

海信計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)：青島大學(xué)附屬醫(yī)院在國家科技計(jì)劃課題支持下與海信集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)的手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)[11]。

1.3 術(shù)前檢查與手術(shù)規(guī)劃

1.3.1 上腹部增強(qiáng)CT檢查：檢查前常規(guī)禁飲食4～6 h，對不配合的兒童采取10%的水合氯醛保留灌腸，劑量為0.5 mg/kg。建立靜脈通道，注入碘海醇15～20 mg/kg。掃描結(jié)束時將圖像數(shù)據(jù)傳至工作站并以醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信（digital imaging and communications in medicine，DICOM）格式存儲。

1.3.2 三維重建：將所掃描CT的三期圖像文件導(dǎo)入CAS海信系統(tǒng)進(jìn)行三維重建。

1.3.3 手術(shù)模擬：手術(shù)方案設(shè)計(jì)及模擬肝切除的方法及對比分析：（1）患兒術(shù)前由術(shù)者團(tuán)隊(duì)首先通過觀察二維CT影像制定手術(shù)切除方案?；純? 至4 再行三維成像，深度分析及對手術(shù)規(guī)劃方案進(jìn)行重新修訂，使用計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行模擬切除，精確計(jì)算肝臟體積。根據(jù)肝臟腫瘤的部位、數(shù)目、與周圍重要血管和膽管的關(guān)系制定相應(yīng)的手術(shù)方案。（2）對比分析計(jì)算機(jī)輔助三維成像與二維影像的不同及對手術(shù)規(guī)劃的影響。

1.4 手術(shù)方法

根據(jù)術(shù)前CT或三維成像結(jié)果系統(tǒng)規(guī)劃手術(shù)方案，選擇右上腹肋緣下斜切口或“人”字形切口進(jìn)入腹腔，探查腫瘤位置、大小、以及與周圍臟器、血管的關(guān)系。依據(jù)術(shù)前規(guī)劃切斷肝臟相應(yīng)的周圍韌帶，顯露并解剖肝門，將欲切除肝葉的脈管予以結(jié)扎切斷。注意保護(hù)重要血管，將腫瘤完整切除。腫瘤切離過程可行肝門阻斷，阻斷時間小于20 min。

2 結(jié)果

2.1 影像學(xué)檢查結(jié)果

8例間葉腫瘤患兒CT均顯示為單發(fā)囊實(shí)性占位，其中5例邊緣尚清，3例邊緣欠清，具體位置見表1。瘤體表現(xiàn)為肝內(nèi)巨大低密度影，最大徑約113～150 mm。可見團(tuán)塊狀或條索狀混雜密度影，周圍組織器官受壓明顯，肝內(nèi)膽管可有擴(kuò)張。部分病例增強(qiáng)CT檢查顯示三期掃描強(qiáng)化程度不明顯。超聲檢查發(fā)現(xiàn)，部分病例表現(xiàn)為實(shí)性腫塊，主要為高回聲，并伴有局灶性無回聲、囊性部分，CT掃描的囊性外觀與超聲檢查上的實(shí)性外觀之間存在差異。

2.2 三維成像及模擬肝切除

4 例患兒成功對腫瘤、肝臟及周圍血管進(jìn)行三維重建。根據(jù)患兒腫瘤的情況，結(jié)合腫瘤、肝管系統(tǒng)等進(jìn)行模擬切割，進(jìn)行多種模擬腫瘤切除的方法，選擇最優(yōu)的切除方式，進(jìn)行合理的術(shù)前規(guī)劃（見表2）。

表2 三維重建結(jié)果

2.3 手術(shù)結(jié)果

8例均成功切除腫瘤，腫瘤位置形狀符合術(shù)前判斷（見表1）。術(shù)中所見與三維重建結(jié)果相符，手術(shù)過程預(yù)見性強(qiáng)。4例未行三維重建的患兒平均手術(shù)時間為（184±44）min，術(shù)中平均出血量為（53±37）mL，行三維重建的4 例病例平均手術(shù)時間為（170±46）min，術(shù)中平均出血量為（38±42）mL。術(shù)后患兒均恢復(fù)良好，隨訪時間3個月～5年，未見復(fù)發(fā)。

2.4 典型病例

病例1：患兒男，0.9歲，因“發(fā)現(xiàn)腹腔實(shí)性占位14 d”入院。于外院行腹部超聲檢查示肝臟占位，后于我院行CT檢查提示，患兒肝臟實(shí)性占位，腫瘤巨大，肝內(nèi)巨大軟組織腫塊延伸至下腹部腹腔內(nèi)，壓迫門靜脈的主干，肝門靜脈的左右支。左下腹脾下方片狀影，肝母細(xì)胞瘤可能性大（見圖1A～C），后行超聲引導(dǎo)下病理穿刺，提示穿刺結(jié)果為錯構(gòu)瘤可能性大，但由于穿刺結(jié)果較少，仍需結(jié)合臨床及影像學(xué)。三維重建提示：腫瘤位于肝中葉，擠壓肝臟變形（見圖1D～F）。由于腫瘤位置居中，涉及肝臟Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ，與肝臟主要血管、膽管結(jié)構(gòu)及深度有關(guān)，需要大量切除，計(jì)劃采取肝中葉切除術(shù)，肝中葉切除術(shù)技術(shù)復(fù)雜，嚴(yán)密謹(jǐn)慎的術(shù)前規(guī)劃是實(shí)施手術(shù)的前提條件。術(shù)前精確評估腫瘤體積為462.9 mL，腫瘤雖緊貼周圍血管，但未侵犯門靜脈（見圖1G）。利用海信CAS系統(tǒng)模擬手術(shù)后，計(jì)算出行肝臟中葉切除術(shù)后，肝臟剩余體積為184.8 mL，發(fā)生術(shù)后肝衰竭可能性較小。按照術(shù)前規(guī)劃進(jìn)行手術(shù)，完整切開腫瘤（見圖1H），術(shù)后病理證實(shí)為肝錯構(gòu)瘤（見圖1I），患兒術(shù)后恢復(fù)好，無復(fù)發(fā)。

圖1 病例1，患兒男，0.9歲，肝錯構(gòu)瘤診療情況

病例3：患兒女，6 歲，因“發(fā)熱腹痛5 d，發(fā)現(xiàn)肝占位性病變3 d”入院。行CT提示腫瘤體積較大，位于肝左葉，腫瘤凸向上方生長，食管下段及鄰近器官受壓，周圍脂肪間隙模糊。伴有肝內(nèi)膽管擴(kuò)張（見圖2A～C）。由于患兒腫瘤體積較大，屬于巨大肝臟腫瘤，以往對于小兒巨大肝臟腫瘤，多認(rèn)為是不可切除腫瘤。因巨大肝臟腫瘤易出現(xiàn)術(shù)中大出血、術(shù)后肝功能衰竭等圍手術(shù)期最危險的并發(fā)癥。應(yīng)用三維重建后（見圖2D～F），顯示肝臟體積624.2 mL，腫瘤體積1 392.4 mL，占肝臟體積69%?；純鹤蟀敫螖D壓變形，肝靜脈、門靜脈及其右側(cè)分支、下腔靜脈均被腫瘤擠壓移位，但無明顯浸潤、包裹。術(shù)者進(jìn)行多種術(shù)式的模擬，對腫瘤、肝臟管道系統(tǒng)等進(jìn)行組合、模擬切割確定手術(shù)方案為左半肝切除術(shù)。術(shù)中取上腹正中“人”字形切口，探查見肝左葉15 cm×12 cm×10 cm大小囊實(shí)性腫塊。按計(jì)劃決定行左半肝切除術(shù)（見圖2G）。手術(shù)順利，術(shù)中出血量約100 mL，輸血漿100 mL。術(shù)后病理證實(shí)為肝臟未分化胚胎性肉瘤（見圖2I）。患兒自2020年11月手術(shù)至今，定期返回我院術(shù)后化療，恢復(fù)良好。

圖2 病例3，患兒女，6歲，肝臟未分化胚胎性肉瘤診療情況

3 討論

肝臟原發(fā)性間葉腫瘤臨床罕見，其良性病變以海綿狀血管瘤最為常見，少見的有局灶性結(jié)節(jié)增生、肝臟炎性假瘤和錯構(gòu)瘤等，惡性的有纖維組織細(xì)胞瘤、各種肉瘤等。由于血管瘤起源于動靜脈短路，生長模式繼發(fā)于擴(kuò)張，而不是肥大或增生，嚴(yán)格來說屬于血管畸形。故排除于此次研究，選擇病例較多的錯構(gòu)瘤和未分化胚胎性肉瘤列入了研究范圍。

在本組病例中，8 例患兒AFP均未升高或僅輕微升高。而肝母細(xì)胞瘤或肝臟等實(shí)體腫瘤中，AFP水平常可達(dá)500 ng/mL以上。將AFP水平與影像學(xué)相結(jié)合，可以將間葉腫瘤與實(shí)體腫瘤相鑒別。另外，免疫組化研究表明，AFP是由增生的肝細(xì)胞和腫物的囊性膽管上皮細(xì)胞產(chǎn)生的[12]。本組病例中，囊性成分更多的錯構(gòu)瘤AFP水平升高稍明顯，這也支持AFP局部產(chǎn)生的假設(shè)。

無論是良性還是惡性的間葉腫瘤，化療效果均不理想?，F(xiàn)階段，肝臟錯構(gòu)瘤和肝未分化胚胎性肉瘤的首選治療方式都是腫瘤切除或以腫瘤切除為主輔助化療等[6-7]。而肝切除術(shù)前需根據(jù)各種影像學(xué)檢查判斷是否能安全地完成腫瘤切除。增強(qiáng)CT可以清晰地顯示腫瘤的界限，但很難更加清楚地顯示腫瘤與門靜脈及肝靜脈的關(guān)系[13]。典型病例1中，患兒腫瘤巨大，且位于肝臟中心，腫瘤的特殊位置給手術(shù)帶來了困難，三維重建后，清晰顯示了腫瘤部位及與血管的毗鄰關(guān)系，調(diào)整角度見腫瘤雖貼近門靜脈，但未對其造成侵犯，進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃后，成功實(shí)施了肝中葉腫瘤切除術(shù)。計(jì)算機(jī)輔助三維成像能全方位顯示肝臟及其內(nèi)部管道結(jié)構(gòu)的位置、形態(tài)及其腫瘤與周圍大血管等結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系，提供二維CT圖像難以顯示的區(qū)域，提高術(shù)者術(shù)前對腫瘤與血管關(guān)系的精準(zhǔn)定位，為肝切除手術(shù)的安全實(shí)施提供保證[14]。

由于肝臟間葉腫瘤往往體積巨大，完整切除腫瘤后，會因?yàn)槭Ｓ喔误w積不足，導(dǎo)致術(shù)后肝功能障礙等并發(fā)癥的發(fā)生，因此術(shù)前殘肝比率的評估對手術(shù)預(yù)后至關(guān)重要[15]。典型病例3中，患兒CT提示肝臟體積624.2 mL，腫瘤體積1 392.4 mL。我們在術(shù)前模擬腫瘤切除，預(yù)測行左半肝手術(shù)切除后，患兒剩余肝臟體積約為465.5 mL，保證了手術(shù)的安全性。術(shù)前模擬手術(shù)切除及計(jì)算殘肝體積作為三維重建圖像的優(yōu)勢，可以提高手術(shù)安全性，降低術(shù)后肝功能衰竭的發(fā)生率[16]。同時三維重建還可以模擬手術(shù)還能預(yù)見性的制定血管離斷及重建方案來保護(hù)殘肝功能，幫助患者術(shù)后肝功能恢復(fù)。

綜上所述，Hisense CAS計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)能立體直觀顯示腫瘤位置、周圍組織壓迫及血管系統(tǒng)變異情況，并輔助醫(yī)師進(jìn)行術(shù)前手術(shù)規(guī)劃，為巨大原發(fā)性間葉腫瘤患兒的個體化精準(zhǔn)手術(shù)治療提供保障，提高兒童復(fù)雜化肝腫瘤切除的成功率，對精準(zhǔn)手術(shù)的實(shí)施具有重要意義。由于肝臟間葉腫瘤發(fā)生率較低，研究數(shù)據(jù)較少，但小范圍內(nèi)可見行三維重建后的病例在手術(shù)時間和出血量方面都具有一定優(yōu)勢，即手術(shù)時間更短，出血量相對較少。后續(xù)我們團(tuán)隊(duì)仍會繼續(xù)擴(kuò)大病例樣本和應(yīng)用范圍，進(jìn)行對照研究，驗(yàn)證結(jié)果。