三維可視化技術在肝門部膽管癌術前評估中的應用*

余 璠 魯 正

三維可視化技術在肝門部膽管癌術前評估中的應用*

余 璠 魯 正

目的：探討三維可視化技術在肝門部膽管癌術前評估中的應用價值。方法：收集2014年3月至2016年4月蚌埠醫學院第一附屬醫院38例肝門部膽管癌手術患者臨床資料，將所有患者分為兩組，對照組術前未行三維可視化重建（n=20），觀察組術前行三維可視化重建（n=18）。分析兩組術前診斷結果與術中實際情況的相符程度，并比較兩組相關手術指標。結果：在腫瘤縱向和門靜脈、肝動脈垂直方向侵犯評估中，觀察組和對照組都具有較高的準確率，二者無顯著性差異。而在肝門部解剖分型上，觀察組中所有患者分型與術中實際吻合，吻合率高于對照組（100%vs.70%，P＜0.05），同時對肝體積的預估和實測更加精確（r=0.986，P＜0.001）。此外，與對照組相比，觀察組平均術中出血量、手術時間明顯減少（P＜0.05），R0切除率無明顯差異。結論：三維可視化技術能精準完成肝門部膽管癌術前評估。

計算機輔助三維成像術前評估肝門部膽管癌

肝門部膽管癌（hilarcholangiocarcinoma，HCCA），是指發生于肝總管、左右肝管或其匯合部的膽管黏膜上皮癌，全世界發病率為1/100 000～2/100 000，但發病率有明顯上升的趨勢［1］。根治性手術是使HCCA患者長期生存甚至治愈的唯一可能手段［2］，但由于肝門部膽管、血管解剖復雜，變異概率高，腫瘤鄰近血管易侵犯，且常合并阻塞性黃疸，受損的肝功能限制了切肝范圍等因素存在，HCCA手術切除率低且整體預后不佳［3］，精準的術前評估是提高肝門部膽管癌手術切除率、降低手術死亡率的前提［4］。傳統的影像學評估方法因為缺乏整體感和立體感，在判讀過程中容易產生偏差［5］。近年來三維可視化技術（three-di?mensional visualization technology）（簡稱3D技術）出現并應用于臨床，具有視覺立體直觀等優點，在HC?CA術前評估方面顯示出較高的臨床價值及應用前景［6］，但其可靠性還有待于在臨床實踐中進一步驗證。本研究通過回顧性分析蚌埠醫學院第一附屬醫院肝膽外科自2014年3月至2016年4月38例HCCA手術患者臨床資料，探討3D技術在HCCA術前評估中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

為排除其他因素對研究結果產生影響，選擇納入標準為：1）肝功能Child-Pugh分級均為A～B級；2）Bismuth-CorletteⅡ、Ⅲ、Ⅳ型肝門部膽管癌患者，且不伴有遠處轉移，術后病理均證實為膽管癌。排除標準：1）術前肝功能分級C級，或患者伴有其他合并疾病難以耐受大手術的病例。2）拒絕行手術治療的患者。納入研究患者共38例，術前基于3D技術進行手術評估和手術規劃患者18例（觀察組），應用CT影像資料行術前規劃患者20例（對照組），兩組患者的臨床病理特征相似（表1）。該研究獲得本院倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 三維重建方法所有患者均行肝臟三期薄層64排CT掃描（層厚1.25 mm），掃描圖像以DICOM格式儲存傳輸，觀察組患者DICOM文件導入深圳旭東公司開發的腹部三維可視化系統進行重建，將各期CT數據進行程序化圖像分割、配準，重建對象包括肝臟、肝動、靜脈系統、門靜脈系統，腫瘤位置，計算肝臟各段體積，合成三維模型用于術前評估。

1.2.2 術前評估內容腫瘤進展程度：HCCA可沿膽管縱向侵犯以及突破膽管向鄰近門靜脈、肝動脈垂直方向侵犯，分為兩個方向進行評估。1）縱向侵犯評估以Bismuth-Corlette分型進行評級，觀察組患者在3D模型中剔除其他組織，僅顯示腫瘤和膽道系統，旋轉視野獲得縱向侵犯信息。對照組中通過閱讀CT資料通過膽管的狹窄、腔內占位等征象來判斷。2）垂直方向評估對照組判斷采用Baek分型［7］作為評估肝動脈、門靜脈侵犯程度標準。觀察組判斷方法在3D模型中單獨顯示腫瘤與門靜脈或肝動脈，多角度觀察腫瘤與血管位置關系。侵犯程度分級：0級，血管顯示良好（血管無侵及）；Ⅰ級，血管有壓跡或推移（腫瘤與血管緊密相鄰）；Ⅱ級，腫瘤與血管融合成塊、完全包裹血管。

圍肝門部脈管分型：膽管解剖分型采用Couniaud分型方法［8］，門靜脈分型采用Cheng分型方法［9］，肝動脈變異分型采用Michels分型方法［10］。

肝體積的計算：在觀察組中，通過軟件模塊自動測算出肝臟各段體積，術后對切除肝臟利用排水法得出肝體積，將術前三維重建測算出的肝體積與術后實際結果進行對比。

1.2.3 手術方案規劃在計算機中完成手術方案設計，手術方案應同時滿足以下條件：1）達到多維度的R0切緣；2）剩余肝體積至少要大于標準肝體積的30%；3）確保預保留側肝臟入、出肝血流和膽汁引流通暢。

1.2.4 手術方法根據術前評估信息制定手術方案，施行半肝、擴大半聯合尾狀葉肝切除、肝外膽管切除、肝十二指腸韌帶內骨骼化清掃和膽管-空腸Roux-en-Y吻合術。手術方法：常規選擇右上腹反“L”形切口進腹，探查有無腹腔轉移病灶、遠處淋巴結轉移。骨骼化清掃肝十二指腸韌帶，充分游離待切除側肝臟，選擇預切除側區域血流阻斷方式，沿肝缺血線離斷肝實質，將標本整塊切除，術中行快速冷凍檢查明確上下切緣是否達到R0切除級別，將斷面膽管整形后，行膽腸Roux-en-Y吻合。1.2.5術后觀察指標收集并記錄兩組患者術中出血量、手術時間、R0切除率，以及術后并發癥如膽瘺、切口感染、肺部感染、腹腔積液、肝功能不全的發生情況。

表1 兩組患者的術前一般臨床資料比較Table1 Comparison of the clinicopathological characteristics between the two groups of patients

1.3 統計學處理

采用SPSS 22.0軟件包進行統計學分析。計量資料用x±s形式表示，兩組中計量資料比較采用t檢驗，計數資料采用χ2檢驗。觀察組中通過3D技術測算切肝體積與術后實際體積比較采用相關性檢驗。P＞0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 術前評估結果

2.1.1 進展程度評估將兩組術前評估分別與術后實際結果對照：1）縱向進展準確率觀察組縱向評估準確率達88.9%（16/18）；對照組中評估準確率為85%（17/20），兩組評估準確率差異無統計學意義（P= 0.552）；2）垂直方向進展準確率觀察組中門靜脈、肝動脈侵犯評估準確率分別為：94.4%（17/18）、88.9%（16/18）。對照組中門靜脈、肝動脈侵犯評估準確率分別為90%（18/20）、85%（17/20），兩組評估準確率差異均無統計學意義（P=0.541，0.552）。

2.1.2 肝門部脈管解剖分型觀察組中術前發現肝動脈解剖變異6例，門靜脈變異4例；膽管解剖變異2例，觀察組所有術前評估分型結果與術中探查結果完全吻合（圖1），分型準確率達到100%；對照組中術前發現肝動脈變異2例，門靜脈變異1例，膽管解剖變異1例，經術中確認有2例肝動脈、3例門靜脈、1例膽管變異未在術前得到預判，分型準確率為70%，兩組準確率差異具有統計學意義（P=0.014）。

2.1.3 肝體積測算觀察組18例患者中術前預估肝體積（516.6±105.2）mL，實際切除肝體積為（545.2±122.2）mL，兩者之間存在高相關性（t=0.986，P＜0.001）。

2.2 手術規劃與實際結果

對照組患者手術規劃與實際術式情況為：左半肝聯合尾狀葉切除3例，右半肝聯合尾狀葉切除7例，擴大左半肝聯合尾狀葉切除3例，擴大右半肝聯合尾狀葉切除6例，1例患者術前擬行右半肝聯合尾狀葉切除因術中發現盆腔轉移放棄轉行而姑息性膽道內引流術。觀察組所有患者均按術前擬定方案完成手術，具體情況如下：左半肝聯合尾狀葉切除6例，右半肝聯合尾狀葉切除8例（圖2），擴大左半肝聯合尾狀葉切除1例，擴大右半肝聯合尾狀葉3例。

2.3 手術相關指標

觀察組術中出血量和手術時間均少于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），觀察組R0切除率高于對照組，但差異無統計學意義（表2，P＞0.05）。觀察組術后并發癥發生情況：膽瘺1例，腹腔積液1例，肺部感染1例，并發癥發生率為22.2%（3/18）；對照組中患者發生膽瘺2例，腹腔積液2例，肺部感染1例，并發癥發生率為25%（5/20）。觀察組術后并發癥總體發生率低于對照組，但差異無統計學意義（P＞0.05）。發生術后并發癥的患者，均通過保守治療后痊愈。

圖1 三維重建顯示肝門部解剖變異Figure1 Three‐dimensional imaging reconstruction shows the anatomical variation of hepatic hilum

圖21 例Ⅲa型患者資料Figure2 Data of one patient with Bismuth‐Corlette type IIIa

表2 兩組患者手術情況比較Table2 Comparison of the operative parameters between the two groups

3 討論

根治性手術切除是HCCA患者治愈和獲得長期生存的首選治療方式［11］，但迄今為止根治性HCCA手術仍是外科學具有挑戰性的難題。要提高R0切除率，術前需對腫瘤進展范圍、肝門區脈管解剖、預留肝臟體積等進行精準評估。傳統二維影像方法需要外科醫生在大腦中進行“空間重建”，該過程常因不同醫生的經驗差異而產生不同程度偏差。通過3D技術將癌灶浸潤范圍和肝門部解剖精確標定在個體化肝臟三維構象中，在HCCA術前進行精準評估，很好地體現了“精準膽道外科”理念［12］。

縱向進展評估以往是以直接膽道造影作為“金標準”，準確率可達到90%以上［13］，但因有創性及誘發膽管炎風險限制其在臨床上的廣泛應用，本研究觀察組評估準確率88.9%；通過3D技術可以在近乎無創下任意角度觀察膽管系統，特別是其特有90°頭側視野可以有效防止膽管遮擋問題，在縱向評估方面達到近似膽道造影的準確率。在垂直方向評估上，據統計多排CT對右肝動脈侵犯評估準確率達到94.4%，門靜脈評估準確率達到87%［14］。本研究中雖然觀察組準確率要高于對照組，但是差異無統計學意義，在腫瘤進展評估方面3D技術雖然增加了直觀性，但目前在還原組織結構亞微觀水平細節相比二維診斷方法并未獲得質的飛躍，如腫瘤血管侵犯情況，手術醫生對腫瘤侵犯血管具體層次了解，術中能否將其從血管外膜可靠剝離，目前影像及3D技術均不具備完整描繪細節的精度。

Saito等［15］指出術前明確肝門解剖變異，有助于避免術中損傷肝臟脈管。據統計肝動脈、門靜脈、膽管變異概率分別為21%、17%、32%［16］。術前判斷肝門部脈管解剖分型對手術決策非常重要，如本研究中發現MichelsⅢ型肝動脈病例有如下解剖特點：替代右肝動脈起始位置較低且深，廓清時可能將其誤認為門靜脈右側腫大的淋巴結或神經束；因替代肝右動脈是供應右肝唯一的動脈，誤傷后將會造成右肝及肝內膽道的缺血，甚至肝膿腫的形成；而門靜脈C型變異，即門靜脈右前支直接發自門靜脈主干，而門靜脈右后支匯入門靜脈左支。在這種變異存在時，右半肝切除時，必須分離出門靜脈左支和右前支，將門靜脈左支置帶保護后，才可以切斷門靜脈右前支。

Endo等［17］指出，盡管CT、MRI腫瘤進展評估準確性有了很大提高，手術有效性并沒有隨之獲得改善，其中不可忽視的原因是通過斷層影像很難辨識出肝門區解剖結構，而3D技術在該方面顯示出極大的優越性。我們有以下體會：在術前已明確患者個體化解剖信息的情況下，手術分離過程中將會遇到哪支血管，是否可以結扎或必須保留均會心中有數，手術進度就會加快，發生誤損傷、出血的概率也會很低。

準確計算剩余肝臟體積對于確保肝切除手術安全至關重要。相對于常規CT或MRI積分測量方法不易完成分段肝體積測量，而3D技術可以通過門脈流域算法精準測出各肝段體積，而且與術后實際情況具有高相關性，精準肝體積的測量為實現精準肝切除提供了可靠的保證。

在3D技術下可以進行虛擬仿真手術，應用切割功能進行虛擬肝臟切線設計，在仿真切肝的同時顯示出該方案的殘余肝臟體積，以及斷面的膽管、血管信息。根據殘余肝臟體積我們可以選擇應用術前預處理手段如減黃、PVE等手段等提高切肝安全性；而斷面膽管信息可以指導進行膽管重建技術，由于肝內膽管不同的匯合方式，斷面常存在數支膽管，術前預判可以減少術后膽瘺發生的可能性，同時測算各膽管殘端的距離，如果距離較近，為減少吻合口數目，可將鄰近膽管整形縫合形成共同開口再與空腸進行吻合；最后根據斷面血管信息，如該血管是必須保留的，那么就可以在術前做好充分的血管重建準備基礎上，術中從容地進行血管切除重建，從而保證了入、出肝血管結構的完整性。

3D技術可以精準定位病灶累及范圍，直觀顯示肝門部脈管解剖，為術前精確診斷、手術安全保障提供了有力的支持。相信在不遠的將來，3D技術將會成為HCCA精準術前評估的“利器”。

[1]Huang ZQ.Hilar cholangiocarcinoma[J].Chinese Journal of Digestive Surgery,2013,12(3):166‐169.[黃志強.肝門部膽管癌[J].中華消化外科雜志,2013,12(3):166‐169.]

[2]Chinese anti‐cancer association of China.Guideline for the diagnosis and therapy of hilar cholangiocarcinoma(2015)[J].Chinese Journal of Hepatobiliary Surgery,2015,21(8):505‐511.[中國抗癌協會.肝門部膽管癌規范化診治專家共識(2015)[J].中華肝膽外科雜志,2015,21 (8)505‐511.]

[3]Goenka MK,Goenka U.Palliation:Hilarcholangiocarcinoma[J].World Journal of Hepatology,2014,6(8):559‐569.

[4]Zeng N,Fang CH,Fan YF,et al.The construction of three‐dimensional visualization platform and its application in diagnosis and treatment for hilar cholangiocarcinoma[J].Chin J Surg,2016,54(9):680‐685.[曾寧,方馳華,范應方,等.肝門部膽管癌三維可視化精準診療平臺構建及臨床應用[J].中華外科雜志,2016,54(9):680‐685.]

[5]Department of surgery Chinese Medical Association.Diagnosis and treatment of hilar cholangiocarcinoma healing guide(2013 Edition)[J]. ChinJ Surg,2013,51(10):865‐871.[中華醫學會外科學分會膽道外科學組.肝門部膽管癌診斷和治療指南(2013版)[J].中華外科雜志,2013, 51(10).]

[6]Chinese Society of Digital Medicine.Complex three‐dimensional vi‐sualization of liver cancer expert consensus[J].Chinese journal of Practical Surgery,2017,37(1):53‐59.[中華醫學會數字醫學分會.復雜性肝臟腫瘤三維可視化精準專家共識[J].中國實用外科雜志,2017, 37(1):53‐59.]

[7]Baek SY,SheaforDH,Keogan MT,et al.Two‐dimensional multiplanar and three‐dimensional volume‐rendered vascular CT in pancreatic carcinoma:interobserver agreement and comparison with standard helical techniques[J].AJR AmJ Roentgenol,2012,176(176):1467‐1473.

[8]Blumgart LH.Surgery of the liver,biliary tract,and pancreas(4th edition)[M].2006:16‐21.

[9]Cheng YF,Huang TL,Lee TY,et al.Variation of the intrahepatic portal vein;angiographic demonstration and application in living‐related hepatic transplantation[J].Transplant Proc,1996,28(3):1667‐8.

[10]Fang CH.Digital hepatic surgery[M].Beijing:People's Military Medical Press,2014:139‐162.[方馳華.數字化肝臟外科學[M].北京:人民軍醫出版社,2014:139‐162.]

[11]Weiss MJ,Cosgrove D,Herman JM,et al.Multimodal treatment‐strategies for advanced hilarcholangiocarcinoma[J].Langenbecks Ach Surg,2014,399(6):679‐692.

[12]Dong JH,Ye S.Continuous improvement of curative effect of hilar cholangiocarcinoma by precise liver surgical technique[J/OL].Chin J Oper Proc Gen Surg(Electronic Edition),2015,9(5):1‐4.[董家鴻,葉晟.不斷提高肝門部膽管癌切除的精準化水平[J].中華普外科手術學雜志電子版,2015,9(5):1‐4.]

[13]Reitz S,Slam K,Chambers LW.Biliary,pancreatic,and hepatic imaging for the general surgeon[J].Surg Clin North Am,2011,91(1):59‐92.

[14]Okumoto T,Sato A,Yamada T,et al.Correct diagnosis of vascular en‐casement and longitudinal extension of hilarcholangiocarcinoma by four‐channel multidetector‐row computed tomography[J].Tohoku J Exp Med,2009,217(217):1‐8.

[15]Saito S,Yamanaka J,Miura K,et al.A novel 3D hepatectomy simulation based on liver circulation:application to liver resection and trans‐plantation[J].Hepatology,2005,41(6):1297‐1304.

[16]Radtke A,Nadalin S,Sotiropoulos GC,et al.Computer‐Assisted op‐erative planning in adult living donor liver transplantation:a new way to resolve the dilemma of the middle hepatic vein[J].World J Surg, 2007,31(1):175‐185.

[17]Endo I,Shimada H,Sugita M,et al.Role of three‐dimensional imaging in operative planning for hilar cholangiocarcinoma[J].Surgery,2007, 142(5):666‐675.

（2016‐10‐27收稿）

（2017‐03‐19修回）

Application of three-dimensional visualization technology in preoperative assessment of hilar cholangiocarcinoma

Fan YU,Zheng LU

Department of Hepatobiliary Surgery,The First Affiliated Hospital of Bengbu Medical College,Bengbu 233000,China

Zheng LU;E‐mail:luzhengdr@163.com

Objective:To investigate the application of three‐dimensional visualization technology in preoperative assessment of hilar cholangiocarcinoma.Methods:Thirty‐eight patients with hilar cholangiocarcinoma who underwent surgery from March 2014 to April 2016 were enrolled in the retrospective study.Among the cases,an observational group of 18 patients had preoperative three‐dimensional visualization surgical planning,while a control group of 20 patients did not have the visualization surgical plan.The preoperative diagnostic results were analyzed with the actual intraoperative findings.Related surgicall indicators between the two groups were compared.Results: No significant difference in the accuracy rates of longitudinal and vertical infiltration of cholangiocarcinoma between was observed the observational group and control group.While the vascular and ductal branching pattern of all patients are consistent with intraoperative findings,the coincidence rate was higher in the observational group than that in the control group(100%vs.70%,P＜0.05).The estimated liver volumes were also exactly consistent with the actual liver volume(r=0.986,P＜0.001).In comparison with the control group,the average intraoperative blood loss and operative time of the observational group were significantly lower.However,the potential curative resection between the two groups exhibited no significant difference.Conclusion:Three‐dimensional visualization technology can accurately complete the preoperative evaluation of hilarcholangiocarcinoma.

computer‐assisted three‐dimensional imaging,preoperative assessment,hilar cholangiocarcinoma

10.3969/j.issn.1000-8179.2017.08.249

余璠專業方向為肝門部膽管癌外科綜合治療。E-mail：yufan110664@163.com

蚌埠醫學院第一附屬醫院肝膽外科（蚌埠市233000）

*本文課題受安徽省科技攻關項目（編號：1604a0802088）資助

魯正luzhengdr@163.com

This work was supported by the Anhui Science and Technology Project(No.1604a0802088)