三維可視化技術在特殊肝段肝癌切除術中的應用研究

陸洪炳

肝臟是人體最大也是唯一一個有著四套管道系統的實質性器官，解剖學研究結果顯示，肝臟是一個分段性器官，不同肝段其脈管系統血液供應、膽汁引流均是獨立的[1]。肝臟分段解剖在描述肝臟病變位置、認識其解剖結構、制定治療計劃等諸多方面均有重要價值[2]。多層螺旋CT三維重建技術中應用的容積再現、最大密度投影、表面遮蓋等技術均能清晰直觀的顯示肝臟三維解剖結構與脈管系統走行，在該技術基礎上可清晰劃分肝段，尤其是特殊肝段[3]。本研究旨在觀察三維可視化技術用于特殊肝段肝癌切除術的效果，以指導臨床。現報道如下。

資料與方法

一、一般資料

選擇2017年3月至2019年3月在我院肝膽外科接受特殊肝段肝癌切除術者41例為研究對象，其中男32例，女9例；年齡31～70歲，平均(47.17±12.14)歲；腫瘤體積(43.49～725.45) cm2，平均(267.17±151.24)cm2；術前肝功能Child-Pugh評級[4]：A級31例，B級10例。全部患者均符合如下入選標準：(1)納入標準：①經證實均為肝內單發病灶；②全部患者及其家屬對本次研究實施內容知情，并簽署知情同意書。(2)排除標準：①有遠處轉移可能性；②預計生存時間不足3個月；③合并嚴重肝硬化或其他肝臟疾病者；④伴其他心、腎等重要臟器功能不全者。全部手術的實施均由肝膽外科副高及以上職稱醫師主刀。

二、方法

(一)圖像分割/三維重建 肝切除術前為患者實施64排螺旋CT掃描，獲得相應數據后，將獲得數據導入至三維可視化軟件，分別行肝臟、門靜脈系統(脾靜脈與腸系膜上靜脈)、肝靜脈系統、下腔靜脈、肝動脈系統(腹腔干與分支)、腫瘤組織及肝臟周圍組織。對肝癌所在肝段精確定位，并判斷肝癌所在位置與周圍鄰近血管具體關系。經體繪制與面繪制相結合的分割法，使用三維可視化軟件分割目標臟器，使用脈管增強法提取肝內脈管系統。

(二)肝臟分段、計算體積 完成三維重建后，使用三維可視化軟件實施基于Couniaud肝分段原理個體化肝分段，同時計算全肝、各肝段及腫瘤體積，三維可視化軟件MI-3DVS由南方醫科大學珠江醫院提供。

(三) 制定手術規劃 確定腫瘤所在肝段后，根究腫瘤與肝靜脈及門靜脈的空間關系，設計虛擬切除平面，分析腫瘤與切除平面肝靜脈、門靜脈各分支所屬關系及距離，計算肝臟切除體積及保留體積，結合術前肝功能分級，確定肝切除平面與方式。將三維重建虛擬手術圖像及視頻帶入手術室內，用于術中操作的觀察與對比，以指導實際手術的實施。

三、觀察指標

(1)手術相關指標：對比兩組患者術中失血量、肝門阻斷時間、手術時間及實際切除肝體積等手術相關指標情況；(2)肝功能損害程度：術后第3 d、7 d、10 d、14 d晨起后抽取患者空腹外周靜脈血3 mL，檢測其凝血功能與肝功能，經凝血酶原時間(PT)、總膽紅素、肝性腦病、腹水等指標判斷其術后肝功能損害程度[5-6]：1分：總膽紅素<34.2 μmol/L，PT延長時間<4 s，無腹水或少量腹水，無肝性腦病；2分：總膽紅素水平34.2～51.3 μmol/L，PT延長時間4～6 s，中等腹水，Ⅰ～Ⅱ期肝性腦病；3分：總膽紅素水平>51.3 μmol/L，PT延長時間>6 s，大量腹水，Ⅲ～Ⅳ期肝性腦病。各指標分值相加0～1分為輕度，2～4分為中度，>4分為重度。(3)并發癥：術后各時點檢測患者肝功能與凝血功能，密切觀察并記錄患者有無腹水、肝性腦病等并發癥發生。

四、統計學方法

結 果

一、 兩組患者手術相關指標比較

研究組術中失血量少于對照組，肝門阻斷時間、手術時間均短于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；兩組間實際切除肝體積比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

二、 兩組患者術后肝功能損害程度比較

研究組術后肝功能損害程度不及對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表1 兩組患者手術相關指標比較(±s)

表2 兩組患者術后肝功能損害程度比較n(%)

三、兩組患者術后并發癥發生率比較

研究組術后腹水1例(4.67%)、肝性腦病0，對照組腹水3例(15%)、肝性腦病2例(10%)，術后并發癥發生率研究組均略低于對照組，但組間比較差異無統計學意義(P>0.05)。

討 論

三維可視化技術作為現代影像學與計算機學交叉學科，其研制與應用普及為外科手術與解剖學帶來突破[7]。以原始二維CT影像為基礎，通過三維可視化技術實施的三維重建獲得的三維圖像，一方面能清晰顯示肝內脈管系統與肝臟立體解剖，另一方面重建結果還符合患者個性化特點[8]。憑借三維技術分析功能，可聯合或單純探查肝靜脈、門靜脈、腫瘤與全肝解剖，同時便于臨床醫師發現解剖變異，并將重建的三維圖像保存呈現給治療團隊[9]。早在2000年，Lamade等[10]為對比肝臟二維與三維圖像對手術方案設計的優越性，要求外科醫師按照患者肝臟二維與三維圖像，在模型上對腫瘤位置進行標記，并標記出術中需要切除的范圍，用相應的評分系統評估并對比了二者的準確性，結果顯示，較二維成像，三維成像的腫瘤定位與手術切除范圍估計準確性均顯著提高，分別提高37%、31%，該結果充分體現了三維可視化技術指導肝癌切除術實施方案制定的重要價值。Togo等[11]在1998年的研究中證實，三維圖像更利于臨床醫師全面、直觀的了解肝癌患者肝內脈管系統的走行及其與周圍組織的空間關系，通過判斷患者腫瘤與門靜脈的空間關系，可提高腫瘤定位準確性至100%，而經二維CT定位準確率僅為75%，二者間比較有顯著差異。

本研究結果顯示，研究組術中失血量少于對照組，肝門離斷時間、手術時間短于對照組，提示三維可視化技術用于肝癌切除術利于縮短肝門離斷時間、減少術中失血量，對增加手術安全性意義重大。隨著肝臟外科與相關學科的發展，肝切除術成功率大大提高，手術死亡率顯著降低。但在實際工作中，肝切除術的實施仍會帶來不同程度的肝功能損害，甚至肝功能衰竭的情況也時有發生，可見僅僅保證肝癌切除術圍術期安全性遠遠不夠，在此基礎上還應保證最佳恢復效果，將患者肝功能損害降到最低。本研究結果顯示，研究組術后肝功能損害程度不及對照組，提示三維可視化技術用于特殊肝段肝切除術前評估，利于減少術后肝功能損傷；且研究組術后并發癥發生率低于對照組，進一步體現了三維可視化技術用于特殊肝段肝癌切除的價值，可預防術后并發癥發生，利于預后。究其原因，三維可視化技術能測量病灶體積、全肝體積、殘肝體積等相關參數，臨床醫師可結合患者其他資料，提高術前評估的精確性，還能將肝臟解剖結構清晰、直觀的顯示出現，建立并呈現出肝臟內復雜脈管系統與病灶間的空間關系，為精準切除方案的制定與實施提供置管肝臟模型[12]。

綜上所述，三維可視化技術用于特殊肝段肝癌切除術前腫瘤評估，利于縮短術中肝門阻斷時間及手術時間，術中失血量降低，在一定程度上減少對周圍正常肝臟的損傷，術后并發癥發生率明顯降低，流域提高手術安全性，可推廣應用。