三維可視化技術在大肝癌精準化切除中的應用效果觀察

陳良 朱杰 李宏 陸才德 張學昌 鄭四鳴

根治性肝切除術是目前臨床治療大肝癌最有效的方法[1-2]。然而，根治性肝切除術中可能會同時切除大量完好的肝組織，影響患者術后肝功能。因此，一種可以證明結構關系并提供相對準確肝癌分期的數字模型對指導手術方式和預測患者預后意義重大。超聲、CT和MRI是診斷肝癌的常用輔助檢查手段。由于其實用性及可操作性，CT是目前診斷肝內腫塊最常用的影像學檢查。CT可詳細顯示和評估肝動靜脈和門靜脈，并重建血管三維圖像，可替代血管造影檢查。本研究采用Arigin三維重建軟件構建肝臟和腫瘤的三維圖像模型，以此計算在不同手術方式下，肝臟、腫瘤和切緣的關系，預測患者的手術風險，觀察三維可視化技術在大肝癌精準化切除中的應用效果，現報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2015年9月至2017年6月寧波市醫療中心李惠利醫院收治的擬行根治性肝切除術的大肝癌患者43例。排除標準：（1）出現肝外轉移，有子灶，肝內多發肝癌；（2）有介入、射頻消融及手術史者；（3）術后病理學檢查證實非肝細胞肝癌；（4）術后出現嚴重的麻醉及心腦血管并發癥。其中男27例，女16例；年齡42～81（63.4±14.8）歲；肝功能Child分級 A級38例，B級5例。本組患者均為初診患者，術前均接受增強CT檢查。

1.2 方法 增強CT主動脈峰升高時間18s，動脈期末端30s，門靜脈期末端加150s，獲得動脈、門靜脈和延遲期。掃描參數如下：準直64行×0.5mm，龍門架轉速0.6s，截面厚度5mm，圖像重建增量1mm，120kVp，有效管電流時間充電，450mAs。

1.3 三維可視化圖像處理 Arigin三維重建軟件（昕健醫療技術有限公司）是自主研發用于醫學圖像處理的軟件。它通過分割二維CT圖像，構建肝臟解剖結構的高精度三維模型。三維建模包括以下步驟：（1）從每個器官提取CT數據并進行準確分割；（2）腫瘤、門靜脈、肝靜脈和肝實質幾何測量及個體重建；（3）肝實質、腫瘤和成像血管的體積測量；（4）根據肝血管的方向和直徑計算各區域血管灌注體積；（5）編輯切除后的肝臟圖案并實現三維效果。然后將上述片段的三維圖像重疊以產生顯示腫瘤定位的綜合三維圖像。體積計算按照以下公式：V=M/Σi=1dNi/Σj=1eLij=deM/Σi=1Ni/Σj=1Lij。其中 d 是兩層之間的距離，e是兩條線之間的距離，M是層數，Ni是i層中線的數量，Lij是i層的中j線的長度。采用該法來檢測血管容量、肝臟體積、腫瘤體積、切緣及殘肝體積等指標。大肝癌虛擬切除三維可視化模型效果圖見圖1（插頁）。

1.4 觀察指標 觀察并統計本組患者的手術切除方式與術后并發癥發生情況；比較三維可視化模型與術中實際的腫瘤體積、手術切緣、腫瘤最大徑。

1.5 統計學處理 應用SPSS 20.0統計軟件；計量資料以表示，三維可視化模型與術中實際情況的比較采用配對t檢驗；P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 手術切除方式與術后并發癥 本組患者均順利完成手術，且無術中及術后死亡病例；行左半肝切除12例，右半肝切除14例，肝中葉切除5例，不規則切除12例；術后并發癥發生情況為出血1例（2.3%），膽漏4例（9.3%），胸水9例（20.9%），腹水14例（32.5%）。

2.2 三維可視化模型與術中實際的腫瘤體積、手術切緣、腫瘤最大徑比較 見表1。

表1 三維可視化模型與術中實際的腫瘤體積、手術切緣、腫瘤最大徑比較

由表1可見，三維可視化模型與術中實際的腫瘤體積、手術切緣、腫瘤最大徑比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）。

圖1 大肝癌虛擬切除三維可視化模型(a：右半肝切除；b：肝左三葉切除；c：肝右三葉切除；d：肝中葉切除)

3 討論

根治性肝切除術是目前治療大肝癌首選的方法，然而由于慢性肝病患者的肝功能儲備受損，術后發生肝功能衰竭的風險較大，因此精準化切除腫瘤并盡可能地保留正常肝組織意義重大[2]。Lee等[3]建議在術前行MRI或術中造影了解肝臟組織與腫瘤的關系，有助于預防膽管損傷。Fang等[4]及Tian等[5]描述了一種基于CT掃描數據重建肝臟三維結構的腹部圖像處理系統，用于計算肝臟及腫瘤的體積和判定血管走行，同時模擬不同方式的肝臟切除方案。然而，術前血管造影和CT掃描重建用于評估腫瘤切除可能性大小并確定切除線的報道不多。

眾所周知，肝功能儲備與肝細胞的數量和質量高度相關，切除的正常肝臟體積越大，肝衰竭的風險越大[6]。因此，估計預切除的正常肝組織占全肝的百分比對患者術后肝功能有預測價值。本研究應用Arigin三維軟件構建大肝癌虛擬切除三維可視化模型，預測與手術切除相關的所有解剖結構及手術后剩余殘肝量。這是一種快速、準確、非侵入性的方法。有學者認為在接受根治性肝切除術的大肝癌患者中，模擬預測的肝切除量與切除標本的實際重量之間存在強烈的正相關[7]。本研究結果顯示，三維可視化模型與術中實際的腫瘤體積、手術切緣、腫瘤最大徑比較差異均無統計學意義。

部分大肝癌長在肝臟較粗管道的邊上，并產生壓迫，這種情況下的根治性肝切除術比較復雜。此外，位于肝臟Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ段的大腫瘤通常與術中出血量呈正相關[8]。本研究發現，術前的三維可視化模型有助于觀察門靜脈、肝靜脈解剖及變異的識別，確定最佳手術入路及切除線。門靜脈和肝動脈的數字化重建可以清楚地區分肝臟第一肝門解剖學上的變化，幫助手術醫生能夠避免在術中損傷變異的肝臟血管。

綜上所述，三維可視化技術有助于大肝癌的精準化切除，能為腫瘤與相鄰組織之間的空間關系提供可靠的術前三維視圖。