三維數字化技術在單通道腔鏡甲狀旁腺手術中的應用

陳靈勰， 宣 明， 丁 昊， 張永昶， 陳 誠，匡 潔， 嚴佶祺， 邱偉華,， 談 堅

（1．上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院外科，上海 200025；2．民航上海醫院-瑞金醫院古北分院普外科，上海 200336）

原發性甲狀旁腺功能亢進 (primary hyperparathyroidism,PHPT)是較常見的內分泌疾病之一，手術是唯一根治性治療方法。1996年，Gagner［1］首次報道完全腔鏡甲狀旁腺切除術，標志著PHPT治療進入微創時代。目前，腔鏡輔助或多通道腔鏡甲狀旁腺手術應用廣泛，已在大量PHPT病人中實踐。然而甲狀旁腺生長隱匿，多位于甲狀腺背側，與甲狀腺解剖關系并不恒定，術前定位和術中探查時存在不確定性。如何精準定位甲狀旁腺，選擇合適的手術入路并減少機體創傷，成為腔鏡甲狀旁腺手術探討的重要問題。

三維(3-dimensional,3D)數字化技術是基于人工智能的新型影像學方法，是精準醫學發展的重要方向。3D數字化技術經過多年的發展，為腫瘤定位、手術規劃提供了全新視角［2］。在精準外科理念的指導下，為進一步減少創傷，筆者采用經乳暈單通道腔鏡甲狀旁腺切除術(trans-areola single-site endoscopic parathyroidectomy,TASSEP)治療 PHPT，并用3D可視化模型進行術前病灶定位及手術入路設計、組織分離步驟和血管離斷順序等數字化手術規劃，取得良好效果。

資料與方法

一、一般資料

回顧性分析2017年4月至2018年12月，上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院古北分院行TASSEP治療的12例PHPT病人臨床資料。其中男3例，女9例，平均年齡(54.3±13.2)歲。臨床癥狀為5例反復腎結石發作，1例惡心嘔吐，2例四肢酸痛。4例為體檢發現，無明顯臨床表現(見表1)。術前測定甲狀旁腺素 (parathyroid hormone，PTH)為(232.30±260.72)ng/L，血鈣(2.92±0.45)mmol/L。所有病人均充分獲知手術方式并簽署知情同意書，由同一組手術醫師完成手術。

表1 病人資料

二、病人特征

目前腔鏡甲狀旁腺切除術指征尚無確切指南規定。本研究病例為：①診斷良性PHPT；②病灶位于頸部；③有強烈的美容需求。

研究病例無頸部放射史和手術史；無嚴重基礎疾病、其他手術禁忌或麻醉禁忌。

三、術前定位診斷

所有病人術前均行頸部高分辨率超聲檢查、單光子發射CT/CT(single photon emission computed tomography/computed tomography，SPECT/CT) 及 超薄層增強CT檢查，層厚0.625 mm，包括平掃期、動脈期、靜脈期。病灶定位右上2例，右下3例，左上3例，左下4例(見表1)。

將病人頸部超薄層增強CT圖像以DICOM格式存儲，導入INCOOL 3D精準手術規劃分析系統(杭州英庫科技有限公司)的本地工作站。通過中央服務器云計算獲得3D可視化模型。3D模型下載到本地工作站，由手術醫師自主進行高自由度地觀察，精確地規劃手術入路、組織分離步驟、血管離斷順序。

四、麻醉及手術方法

采用靜吸復合全身麻醉。病人取仰臥位，頸部呈輕度后仰。于病人體表標記病灶、解剖標志投影，畫出手術操作路徑(見圖1)。常規消毒鋪巾，于乳暈上緣分別做5 mm、12 mm切口，兩切口間距約5 mm。逐層切開皮膚、皮下組織至深筋膜層表面。沿皮下疏松間隙向操作路徑區域注射膨脹液(1 mg腎上腺素∶500 mL生理鹽水)約20 mL。用皮下分離棒沿操作路徑預分離皮下隧道，置入5 mm及12 mm trocar、STORZ 30°10 mm 腔鏡鏡頭、Harmonic 超聲刀，注入CO2，氣壓維持于6 mmHg。沿胸前壁分離皮下隧道至頸闊肌深面，上至甲狀軟骨水平，兩側至胸鎖乳突肌內側緣，建立手術操作空間。

圖1 經乳暈單通道入路示意圖

打開頸白線，置入兩枚針式拉鉤(專利已授權)用于牽拉組織。根據術前規劃游離肌肉和甲狀腺，暴露保護喉返神經，探查甲狀旁腺病灶，置入直徑2.3 mm微型操作鉗(專利已授權)，抓持病灶包膜，運用精細化被膜解剖完整分離甲狀旁腺，切除病灶(見圖 2)。

圖2 切除甲狀旁腺

將切除標本裝入標本袋中取出，送冷凍病理檢查。創面仔細止血，縫合頸白線。檢查皮下隧道，退出腔鏡器械?？p合切口，無菌敷料覆蓋，胸部予以加壓包扎。甲狀旁腺切除后10～20 min，抽取靜脈血測定PTH。根據Miami標準，病灶切除后10～20 min PTH值與術前相比，下降50%以上，表明手術有效［3-4］。術中出血量估計采用10.0 cm×0.5 cm干紗條。

五、手術指標和隨訪

統計分析病人手術時間、術中出血量、手術病理診斷、術后并發癥發生、術后PTH和血鈣等臨床數據。病人術后1個月首次隨訪，以3個月為隨訪間隔，每次隨訪均復查血鈣和PTH。術后6個月血鈣和PTH均在正常范圍，則判定PHPT生化治愈。同時進行美容滿意度評分，評分0～10分，0分為非常不滿意，10分為非常滿意。

結 果

一、3D數字化技術應用

根據頸部超薄層增強CT掃描檢查，通過數字化技術立體構建3D可視化模型定位病灶，12例均成功定位甲狀旁腺病灶(見圖3)。11例3D可視化模型病灶定位與SPECT/CT檢查定位一致，同時與超聲定位一致，并在術中得到證實。1例SPECT/CT檢查與3D可視化模型定位不一致，而術中證實3D可視化模型定位準確。

基于成像原理，SPECT/CT檢查僅能顯示甲狀旁腺病灶大致位置，無法辨清與甲狀腺背側腺體輪廓關系。根據3D可視化模型可清楚辨識甲狀旁腺病灶與甲狀腺背側腺體輪廓關系，其中A型(緊密型)9例，B型(非緊密型)3例(見圖4)。分類結果均在術中得到證實。

甲狀旁腺的血供多呈“極性”分布，即血管蒂分布于病灶長軸的一極。術前3D可視化模型可清楚辨識血管位置(見圖5)。根據術前規劃的血管離斷順序，甲狀旁腺順行切除7例，逆行切除5例。

圖3 3D可視化模型：病灶定位

圖4 3D可視化模型：甲狀腺與甲狀旁腺

圖5 3D可視化模型：甲狀旁腺與頸部血管

二、手術結果

12例均根據術前數字化輔助手術設計方案順利完成TASSEP，無中轉開放手術。手術時間(97.1±30.3)min，術中出血量(18.7±2.8)mL。病人均成功切除甲狀旁腺病灶。本研究病人均為單病灶。常規病理檢查結果顯示：5枚為甲狀旁腺腺瘤，6枚為甲狀旁腺增生，1枚為甲狀旁腺囊腫(見表1)。術后未發生出血、感染、聲音嘶啞、飲水嗆咳、吞咽困難等并發癥。術后第1天PTH(23.35±11.42)ng/L，血鈣(2.33±0.24)mmol/L。術后根據有無口周麻木、手足抽搐等臨床癥狀及血鈣水平補充鈣劑。

隨訪發現，病人腎結石、惡心嘔吐、四肢酸痛等癥狀均得到緩解。隨訪至術后6個月，所有病人均判定為生化治愈。目前無復發征象。美容滿意度評分中位數為8(7～10)分，總體美容效果滿意。

討 論

精準外科治療是以病灶清楚顯露、臟器保護、損傷控制三要素為基礎的外科新模式，以達到病人術后最佳康復的目的［5］。近年來，以術前精準定位、內鏡微創技術、術中導航識別等為特征的新技術已應用于甲狀旁腺疾病精準外科治療。本研究運用3D數字化技術作術前精準定位及數字化手術設計，行TASSEP治療PHPT。

對于可能存在多個病灶的病人，如懷疑為家族性或遺傳性甲狀旁腺功能亢進癥，由于本團隊已完成單通道腔鏡甲狀腺手術480余例，可在單通道條件下完成甲狀腺直徑7 cm腫瘤的切除，因此對病灶大小、個數無技術上的限制。

目前，將3D數字化技術運用于甲狀旁腺定位的報道仍較少。1999 年，Ishibashi等［6］最早將其用于甲狀旁腺病灶定位。通過基于CT檢查的3D數字化技術，建立3D可視化模型，可清晰、直觀地展示異位甲狀旁腺病灶位置，及其與周圍組織的解剖關系。其中1例病人根據3D可視化模型定位的病灶更改了手術計劃。Rodgers等［7］根據 4D-CT檢查進行3D成像，獲得直觀的3D解剖圖像，幫助了解甲狀旁腺病灶與血管、甲狀腺的關系。尤其是對于部分隱匿的甲狀旁腺，可提供精確的定位信息［6］。D'Agostino等［8-9］通過頸部薄層CT掃描檢查重建頸部結構的3D虛擬模型，并結合SPECT掃描檢查結果，定位建立3D代謝影像評估模型。該研究發現3D虛擬模型、3D代謝影像評估模型在甲狀旁腺病灶術前定位的準確性明顯優于SPECT、CT和超聲檢查。其能在術中進行虛擬的實時導航，尤其適用于腔鏡甲狀旁腺手術。

本研究運用TASSEP治療PHPT。基于超薄層增強CT檢查在云端構建3D可視化模型，下載到本地工作站進行操作。3D可視化模型包括皮膚、脊椎、胸骨及肋骨、咽喉部、動靜脈、氣管、食管、甲狀腺、淋巴結及增大的甲狀旁腺病灶等。該模型能調整組織透明度，并以組織和器官為單位減影顯示，僅顯示所需解剖結構，達到更好的立體透視效果。該模型可由手術醫師自主旋轉、切割，獲得高自由度、多層次、多維度、全角度的透視定位，充分顯示解剖細節，展現病灶邊界，了解病灶與周圍組織的立體空間關系。更重要的是明確病灶與甲狀腺解剖關系，尤其是與甲狀腺背側腺體輪廓的關系。

TASSEP 最早由 Kang 等［10］首先報道。 TASSEP只通過位于胸壁深筋膜淺層疏松結締組織內的穿刺路徑，建立操作空間，顯著減少術中皮下分離面積，因此最大限度減少了手術創傷。然而TASSEP除觀察鏡外，只有一把操作器械，手術視野、操作方式、手術流程與常規手術明顯不同。運用3D可視化模型進行數字化輔助手術設計，調整模型至TASSEP視角，規劃合理手術入路，精準設計組織分離步驟，制定安全的血管離斷方案，克服自下而上腔鏡視野的局限性，降低術中出血風險。同時，根據3D可視化模型的甲狀旁腺病灶與周圍器官立體解剖關系，術前精準規劃手術方案，縮短手術時間、避免盲目探查，減少周圍正常組織創傷，降低手術難度及并發癥發生風險，保證手術安全性與精確性。

PHPT病人甲狀旁腺病灶營養血管常較明顯。3D可視化模型可較清晰地顯示病灶血管蒂。結合腔鏡的放大效應，對于血管蒂分布于下極的甲狀旁腺病灶，可安全、簡便地先離斷供血血管，再“順行法”切除甲狀旁腺病灶。然而對于血管蒂位于上極的甲狀旁腺病灶，基于TASSEP的手術視角、操作空間和操作角度，可使用微型操作鉗完整游離甲狀旁腺病灶，再離斷營養血管，“逆行法”切除甲狀旁腺病灶。合理設計血管離斷順序可降低出血風險，避免中轉開放手術，保障手術安全、順利。

當前，3D數字化技術尚不能對喉返神經徑路進行全程識別。通過3D可視化模型中氣管、食管、甲狀腺、Zuckerkandl結節與頸部血管的位置，能部分預測喉返神經可能的徑路，輔助規劃TASSEP術中神經顯露方式，有助于喉返神經的保護。

PHPT的精準外科治療，用3D可視化模型進行數字化手術設計，能明確病灶定位診斷，降低手術風險，提高TASSEP手術安全性與有效性，系統優化和實現精準手術，為病人提供良好的美容及微創效果。