三維重建技術(shù)在腹腔鏡肝癌肝切除術(shù)圍術(shù)期的應(yīng)用價值

周 毅，閆 浩，魏志剛

(山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院肝膽外科，山西 太原，030001)

原發(fā)性肝癌在我國的發(fā)病率一直居高不下，死亡率也躋身世界第四[1-2]。隨著微創(chuàng)技術(shù)的進步，腹腔鏡下肝切除成為目前治療肝癌最常用的方法之一，精準手術(shù)的概念在腔鏡肝臟手術(shù)領(lǐng)域也得到了發(fā)展，其目的是最大限度地減少術(shù)中損傷，盡可能保護正常肝組織，加速術(shù)后康復(fù)[3-5]。雖然近年腹腔鏡肝切除術(shù)各種手術(shù)方式及技術(shù)技巧得到應(yīng)用推廣，但目前仍是肝臟外科領(lǐng)域的高難度手術(shù)，需要精確的術(shù)前評估及嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)、培訓(xùn)。肝臟的血管系統(tǒng)縱橫交錯，手術(shù)醫(yī)師需對腫瘤與重要脈管之間的位置關(guān)系、脈管系統(tǒng)的解剖變異有充分了解，以較好地完成手術(shù)。其次，為保證患者的術(shù)后安全，尤其術(shù)前化驗指標與評分提示肝臟功能較差的患者，如何精準評估剩余肝臟的體積、在不增加肝出血風(fēng)險的前提下縮短肝缺血時間，已成為腹腔鏡肝切除術(shù)精準化的關(guān)鍵。肝臟個體化三維重建可幫助術(shù)者結(jié)合個體化重建圖像于術(shù)前明確腫瘤與重要管道的關(guān)系，劃出預(yù)計切除范圍，測量殘余肝臟體積。在虛擬手術(shù)過程中不斷摸索最佳的手術(shù)入路，術(shù)前擬定穿刺孔位置、擬切除范圍及處理肝臟血流、游離肝臟的次序、肝臟實質(zhì)離斷方式，從而減少手術(shù)創(chuàng)傷及肝門阻斷的次數(shù)，推進手術(shù)進度，提高手術(shù)療效，加速術(shù)后恢復(fù)[6-7]。目前多數(shù)研究報道，三維重建對肝切除術(shù)具有一定的指導(dǎo)意義，但對不同難度的肝切除術(shù)是否都有意義尚存在爭議。此研究旨在進一步探討三維重建對不同難度的腹腔鏡肝切除術(shù)相關(guān)指標的影響。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2016年6月至2021年11月就診于山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院肝膽胰外科中心行腹腔鏡肝切除術(shù)的70例原發(fā)性肝癌患者的臨床資料，包括年齡、性別、腹部手術(shù)史、乙肝病史、肝硬化情況，術(shù)前相關(guān)化驗指標包括天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase，AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase，ALT)、總膽紅素、甲胎蛋白；術(shù)前檢查包括腹部平掃+增強計算機斷層掃描(computerized tomography，CT)、腹部平掃+增強核磁共振、Child-Pugh評分、手術(shù)難度評分；手術(shù)資料包括手術(shù)時間、術(shù)中出血量、輸血情況、中轉(zhuǎn)開腹、實際切除體積是否大于預(yù)計切除體積；術(shù)后相關(guān)資料包括術(shù)后第1天、第3天、第5天的ALT與AST，術(shù)后并發(fā)癥、術(shù)后住院時間及病理診斷。

1.2 納入與排除標準 納入標準：(1)臨床資料完整，數(shù)據(jù)有效；(2)18～80歲；(3)無肝外遠處器官轉(zhuǎn)移；(4)美國麻醉醫(yī)師協(xié)會分級Ⅰ、Ⅱ級，可耐受手術(shù)；(5)原發(fā)性肝癌；(6)無其他相關(guān)重要疾病。排除標準：(1)行姑息手術(shù)；(2)無法耐受手術(shù)；(3)曾行肝臟相關(guān)手術(shù)；(4)同期行多個手術(shù)。

1.3 三維重建的方法 進行CT全身掃描，CT參數(shù)：掃描層厚為5 mm，薄層重組層厚為0.625 mm。以醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信標準格式存儲圖像，并導(dǎo)入海信計算機輔助手術(shù)系統(tǒng)軟件進行圖像處理，構(gòu)建肝臟三維立體模型，分別顯示腫瘤與肝臟、腫瘤與門脈系統(tǒng)、腫瘤與靜脈系統(tǒng)、腫瘤與動脈系統(tǒng)之間的關(guān)系。由術(shù)者與助手團隊進行術(shù)前討論分析，模擬手術(shù)切割，制定個體化手術(shù)方案。

1.4 分組依據(jù)及評分標準 DSS-B評分[8]依據(jù)肝臟占位的大小與部位、肝功能評分、預(yù)計切除的肝段，以及占位與門脈、肝內(nèi)膽管、肝靜脈的關(guān)系綜合評估腹腔鏡肝切除術(shù)的難度。評分大于7分為復(fù)雜手術(shù)，余者為非復(fù)雜手術(shù)。分組依據(jù)：排除有肝臟手術(shù)史的3例、同期行結(jié)腸癌等其他手術(shù)的4例患者，余者按術(shù)前二維圖像進行手術(shù)難度評分，再依據(jù)是否行三維重建，將患者分為四組，復(fù)雜三維重建組16例、復(fù)雜對照組14例、非復(fù)雜三維重建組16例、非復(fù)雜對照組17例。重建組術(shù)前充分使用重建模型制定手術(shù)方案、評估剩余肝體積；對照組則常規(guī)利用二維影像制定手術(shù)方案。

1.5 手術(shù)方法 麻醉后患者取仰臥小分腿位，常規(guī)消毒鋪巾。臍下做觀察孔，建立氣腹，壓力維持在12～14 mmHg，劍突下建立主操作孔，分別在主操作孔與觀察孔中點、肋緣下右側(cè)鎖骨中線、右側(cè)腋前線做輔助孔。切除膽囊，解剖第一肝門，離斷右肝動脈，結(jié)扎門靜脈右支，見圖1A、圖1B。根據(jù)肝表面缺血線由下向上離斷肝臟，用Hem-o-lok夾閉肝中靜脈Ⅴ、Ⅷ的優(yōu)勢支，并離斷，其余小管道及分支用超聲刀離斷，見圖1C、圖1D。游離肝后下腔靜脈部分，逐支用Hem-o-lok夾閉并離斷肝短靜脈，建立隧道后用切割閉合器離斷右肝蒂，見圖1E。沿下腔靜脈右側(cè)向第二肝門分離，充分暴露肝右靜脈，建立隧道后用切割閉合器離斷，見圖1F。游離肝周韌帶，取出標本，充分止血，檢查創(chuàng)面，放置引流管。

圖1 A：解剖右肝動脈；B：解剖門靜脈右支；C：肝臟缺血線；D：肝中靜脈優(yōu)勢分支；E：解剖肝短靜脈；F：圍繞右肝靜脈建立隧道

2 結(jié) 果

2.1 一般資料 各組間患者性別、年齡、術(shù)前白蛋白、甲胎蛋白、ALT、AST、Child-Pugh分級、凝血酶原時間、腹部手術(shù)史及乙肝病史等一般指標差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1、表2。

表1 復(fù)雜組患者一般資料的比較

表2 非復(fù)雜組患者一般資料的比較

2.2 手術(shù)療效的比較

2.2.1 復(fù)雜組手術(shù)相關(guān)指標的比較 復(fù)雜重建組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、術(shù)中輸血率、實際切除>預(yù)計切除例數(shù)、中轉(zhuǎn)開腹率及術(shù)后住院時間均優(yōu)于復(fù)雜對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；胸水、腹水為術(shù)后主要并發(fā)癥，復(fù)雜對照組術(shù)后發(fā)生膽漏1例；并發(fā)癥均通過保守治療后好轉(zhuǎn)。見表3。

續(xù)表1

續(xù)表2

表3 復(fù)雜重建組與復(fù)雜對照組術(shù)中、術(shù)后資料的比較

2.2.2 非復(fù)雜組手術(shù)相關(guān)指標的比較 非復(fù)雜重建組手術(shù)時間短于非復(fù)雜對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，兩組術(shù)中出血量、中轉(zhuǎn)開腹率、實際切除肝體積>預(yù)切切除肝體積、術(shù)后住院時間及輸血率差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表4。

表4 非復(fù)雜重建組與非復(fù)雜對照組術(shù)中、術(shù)后資料的比較

2.2.3 術(shù)后化驗指標的比較 四組患者術(shù)后不同時點ALT、AST差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表5、表6。

表5 復(fù)雜重建組與復(fù)雜對照組術(shù)后肝功能指標的比較

表6 非復(fù)雜組重建組與非復(fù)雜對照組術(shù)后肝功能指標的比較

2.3 重建結(jié)果與案例分析 患者女，52歲，于2019年10月主因“右上腹不適1月余”入院。行二維CT圖像初步定位腫瘤位于肝臟Ⅵ、Ⅶ段，利用公式TuV=ABC/2(cm3)初步估算腫瘤體積，A、B、C取腫瘤在冠狀面、矢狀面、橫斷面的最大徑，見圖2。進行三維重建后，可直觀地看到腫瘤位于肝臟右后葉，即肝臟的Ⅵ、Ⅶ段，腫瘤與肝臟的體積分別為71.50 mL、882.40 mL，腫瘤體積占總肝臟體積的8.10%；其次，分開顯示、觀察靜脈系統(tǒng)、門脈系統(tǒng)與腫瘤的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)腫瘤包繞了門脈的右后支，與Ⅴ、Ⅷ段的門脈右前支關(guān)系清晰，見圖3C，但觀察靜脈系統(tǒng)，腫瘤與右肝靜脈關(guān)系欠清，疑似壓迫侵犯，見圖3B，切除范圍初步擬定為右后葉切除或右半肝。在重建基礎(chǔ)上初步進行術(shù)前模擬切除，非解剖性模擬切除見圖3E，于肝中靜脈右側(cè)選擇截面，系統(tǒng)估算出預(yù)計切除肝體積為438.50 mL (49.70%)，預(yù)計剩余肝臟體積443.90 mL(50.30%)；解剖性模擬肝切除：選擇依據(jù)門脈的肝臟流域分段，清晰看到分段以不同顏色表示，且計算出每段肝臟的體積，見圖4A；在門靜脈流域分段中，虛化肝臟Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ后，從上面觀、后面觀可發(fā)現(xiàn)，腫瘤部分位于Ⅷ段，見圖4B、圖4C，因此為達到根治性切除，最佳切除范圍應(yīng)為右半肝，預(yù)計切除肝體積為53.40%，預(yù)計剩余肝臟體積為46.60%，患者Child-Pugh評分A級，可耐受手術(shù)。經(jīng)手術(shù)團隊討論，因腫瘤位于肝右葉，且患者可耐受全麻，因此選擇前入路行腹腔鏡右半肝切除術(shù)，具體手術(shù)步驟見1.5。

圖2 A：門脈期橫切面；B：門脈期矢狀面；C：門脈期冠狀面；其中紅色部分為腫瘤位置

圖3 A：腫瘤在虛化后的肝臟中的位置；B：單獨顯示腫瘤與下腔靜脈系統(tǒng)；C：單獨顯示腫瘤與門靜脈系統(tǒng)，可見腫瘤的一支供養(yǎng)血管；D：腫瘤與肝臟脈管系統(tǒng)；E：初步選擇的肝臟截面及切除、殘余肝體積

圖4 A：門靜脈系統(tǒng)流域分段及各段體積占比；B：虛化Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ上面觀及各段體積占比；C：虛化Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ后面觀及各段體積占比

3 討 論

3.1 精準術(shù)前評估 隨著微創(chuàng)技術(shù)的進步，精準手術(shù)的概念在腔鏡肝臟手術(shù)領(lǐng)域也得到了發(fā)展，這一概念適用于肝切除的整體圍術(shù)期。精確的術(shù)前評估、精準的術(shù)中切除是精準肝切除術(shù)的兩個核心問題。為避免嚴重的術(shù)后并發(fā)癥，應(yīng)進行完善的術(shù)前評估，結(jié)合患者基本情況選擇最佳切除范圍。有報道，對于正常肝臟，確保剩余肝體積與總肝體積之比>0.3，對于肝硬化合并肝炎、肝功能異常的患者，確保剩余肝體積與總肝體積之比>0.5，可使得術(shù)后肝衰竭的發(fā)生率顯著降低。術(shù)前常規(guī)生化檢查、Child-Pugh評分與吲哚菁綠15 min測試都是傳統(tǒng)術(shù)前評價肝臟功能的主要方式，但上述指標的準確性常受血清膽紅素水平、血流動力學(xué)穩(wěn)定性異常的影響[9-10]。目前常用且精確的術(shù)前肝功能評估方法是通過三維重建可視技術(shù)計算殘余肝臟體積。以往對肝總體積、殘肝體積的評估多采用術(shù)前CT等二維圖像進行簡單計算，結(jié)果的準確度欠佳[11]。三維重建可依據(jù)術(shù)前CT資料，客觀、方便、精準地計算出肝臟總體積、腫瘤大小，隨即選擇手術(shù)切面，結(jié)合肝臟功能選擇切除范圍并預(yù)估剩余肝體積，這可有效減少根治性肝切除術(shù)后肝衰竭等嚴重并發(fā)癥的發(fā)生[12]。本研究中，復(fù)雜對照組中9例(64.3%)實際切除>術(shù)前預(yù)計切除，而復(fù)雜重建組中僅3例(18.8%)實際切除>術(shù)前預(yù)計切除，可在一定程度上保留殘肝體積，避免術(shù)后肝衰竭等嚴重并發(fā)癥的發(fā)生，這對切除范圍較大的復(fù)雜肝臟手術(shù)尤為重要。

3.2 重要脈管的毗鄰 肝臟有兩套復(fù)雜的血液供應(yīng)系統(tǒng)，縱橫交錯，因此出血是腹腔鏡肝切除術(shù)需要解決的首要問題。常規(guī)肝門阻斷確實可在一定程度上減少出血，然而，長時間的肝門阻斷本身就是對患者肝臟的一種損傷。傳統(tǒng)外科手術(shù)通常需要超過30 min的肝門阻斷，這對于高難度的右肝切除術(shù)而言更是如此。因此，減少術(shù)中出血量、縮短肝臟缺血時間成為腹腔鏡肝切除術(shù)的核心問題。因此術(shù)前影像學(xué)評估是肝臟手術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，常規(guī)影像學(xué)檢查都是二維資料，需要外科醫(yī)生進行空間想象模擬，在心里進行構(gòu)建，由于外科醫(yī)生經(jīng)驗不同，對二維影像的閱讀會有不同程度的預(yù)測偏差。而三維重建可客觀明確地顯示肝臟內(nèi)肝靜脈、肝動脈、門靜脈的方向及其與腫瘤的關(guān)系，通過旋轉(zhuǎn)、放大、分裂等技術(shù)，恢復(fù)肝臟組織、血管內(nèi)的實際空間感，使術(shù)者跨過腦中影像學(xué)重建的步驟，專注于結(jié)構(gòu)的真實解剖分布，充分定位腫瘤及其與肝內(nèi)脈管系統(tǒng)的關(guān)系，確保腫瘤附近重要血管的結(jié)扎止血，減少甚至無需肝門阻斷，節(jié)約手術(shù)時間，提高手術(shù)療效，加速術(shù)后恢復(fù)。本研究中復(fù)雜重建組手術(shù)時間、術(shù)中出血量均優(yōu)于復(fù)雜對照組，非復(fù)雜重建組手術(shù)時間也優(yōu)于對照組，提示三維重建可明確脈管關(guān)系，避免損傷及不必要的肝門阻斷，減少出血量、縮短肝臟缺血時間，這對復(fù)雜腹腔鏡肝切除的術(shù)后恢復(fù)至關(guān)重要。

3.3 手術(shù)入路的選擇 由于肝門的特殊解剖位置及肝門血管、膽管的解剖變異，腹腔鏡手術(shù)中確切的肝門解剖成為手術(shù)成功的關(guān)鍵步驟之一。術(shù)者可通過在三維重建模型中充分了解患者肝門的特異解剖位置，不再是根據(jù)經(jīng)驗進行分離，使肝門預(yù)處理變得相對容易。Oshiro等[12]報道了三維重建可幫助術(shù)者選擇最佳操作孔的位置及手術(shù)入路，以減少損傷，避免中轉(zhuǎn)開腹。本研究中，復(fù)雜重建組中3例(18.8%)中轉(zhuǎn)開腹，復(fù)雜對照組7例(50.0%)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.029)。術(shù)前根據(jù)三維重建圖像，擬定穿刺孔位置、擬切除范圍及處理肝臟血流、游離肝臟的次序，制定個體化手術(shù)方案，調(diào)整常規(guī)解剖入路，可能避免因門靜脈損傷引起的大量出血，減少盲目止血增加肝門靜脈缺血時間的風(fēng)險，降低中轉(zhuǎn)開腹率，減少手術(shù)創(chuàng)傷及肝門阻斷的次數(shù)，推進手術(shù)進度，提高手術(shù)療效，加速術(shù)后恢復(fù)。

3.4 實時引導(dǎo) 由于腹腔鏡手術(shù)中術(shù)者無法直接觸及肝臟，即使術(shù)前行三維重建，也難以實時定位實質(zhì)性占位病變，追蹤精確的解剖路徑。有學(xué)者[13]試行將術(shù)中三維成像實時同步重疊匹配手術(shù)圖像，將三維重建圖像與實體視野完美結(jié)合，精確定位實體腫瘤，可避免重要的血管損傷，從而在不增加肝臟缺血時間的情況下實現(xiàn)“無血切除”。雖然近年還有很多個案報道[14-15]，但均因目前技術(shù)上的限制，尚不能實現(xiàn)低容錯的重建圖像與腔鏡下圖像完美融合。

Zhu等[16]報道，術(shù)中超聲可略微彌補這一缺陷，但同時伴有一定的局限性，一是對于直徑<1 cm的占位敏感度不高；二是在腹腔鏡手術(shù)中操作較為繁瑣，無法實現(xiàn)在術(shù)者操作的同時提供實時定位與導(dǎo)航。近年吲哚菁綠熒光融合成像引導(dǎo)技術(shù)受到越來越多的重視與關(guān)注[17]。其可通過代謝異常熒光顯示病變，但假陽性率較高，對于肝臟深部的腫瘤顯影效果欠佳，受個體代謝差異影響較大[18-19]。

3.5 CT的缺陷及核磁的應(yīng)用 三維重建的準確性依賴于術(shù)前CT資料的準確性。首先由于圖像的軟組織對比度較低，CT增強時如果不能清晰顯示器官與腫瘤的邊界，可能影響腫瘤邊界的準確勾畫；其次，CT檢查過程中，圖像的抓捕、患者自主呼吸導(dǎo)致的臟器移位等因素可能導(dǎo)致影像出現(xiàn)偽影、移位，三維重建的準確性也會因此受到一定影響，所以仍需術(shù)者注意術(shù)中情況與術(shù)前資料的誤差。

已有研究表明[20-21]，CT嚴重低估了呼吸影響下目標器官的運動影響。此外，Yamamoto等[22]指出，90.0%的胸部與腹部CT圖像會受到偽影的影響。Sentker等[23]的研究表明，CT數(shù)據(jù)中的圖像偽影對肝癌的臨床結(jié)果有負面影響。有報道對比后發(fā)現(xiàn)磁共振成像可更清晰、準確地識別軟組織，偽影較少，對肝臟及腫瘤邊界的勾畫更準確，而且相較CT沒有輻射危害[24]。未來核磁的發(fā)展可能會為重建提供更準確的術(shù)前資料。

3.6 不同難度的肝切除術(shù) 復(fù)雜肝臟切除手術(shù)一直以來都是肝臟外科的難題，而腹腔鏡下的復(fù)雜性肝切除術(shù)更是肝臟外科的一座高峰，或因瘤體體積、位置影響，常難以暴露，且經(jīng)常毗鄰、侵犯重要脈管結(jié)構(gòu)，術(shù)中極易出現(xiàn)血管損傷、膽管損傷等，導(dǎo)致中轉(zhuǎn)開腹，術(shù)后容易出現(xiàn)肝衰竭、膽漏等并發(fā)癥，且手術(shù)時間一般較長，因此一般只在較大的肝臟外科中心、由具備豐富腹腔鏡手術(shù)經(jīng)驗的術(shù)者施術(shù)。

本研究中30例患者行復(fù)雜腹腔鏡下肝切除術(shù)，復(fù)雜三維重建組手術(shù)時間、出血量、輸血率、中轉(zhuǎn)開腹率、實切>預(yù)切率、術(shù)后住院時間等均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。這可能受益于前文提到的三維重建可于術(shù)前評估殘余肝體積，客觀精確地三維構(gòu)建腫瘤，顯示脈管毗鄰關(guān)系，預(yù)演手術(shù)、擬定切除范圍、選擇恰當(dāng)?shù)氖中g(shù)方式及入路。分析行非復(fù)雜腹腔鏡下肝切除術(shù)的33例患者的臨床資料，提示非復(fù)雜重建組與非復(fù)雜對照組除手術(shù)時間有差異外，其余指標差異并無統(tǒng)計學(xué)意義。對于非復(fù)雜腹腔鏡肝切除術(shù)，三維重建可能僅限于協(xié)助術(shù)者觀察定位腫瘤、發(fā)現(xiàn)脈管變異，對于可熟練施行非復(fù)雜肝切除術(shù)的肝臟外科醫(yī)生意義有限。

綜上所述，三維重建可幫助術(shù)者直觀顯示腫瘤位置，明確血管毗鄰關(guān)系，規(guī)劃手術(shù)切除范圍，精準估測殘余肝臟體積。三維重建對于高難度的腹腔鏡肝癌肝切除術(shù)具有一定的指導(dǎo)意義，可提高手術(shù)療效，但對非復(fù)雜腹腔鏡肝切除術(shù)的意義尚待進一步研究討論。