基于CT數(shù)據(jù)的術前3D重建在胸腔鏡下近肺門處良性腫瘤摘除術的應用價值

左濤，趙軻，陳治國，徐迪，陳寶鈞

（華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬武漢中心醫(yī)院 胸外科，湖北 武漢430014）

肺良性腫瘤是指發(fā)生在肺實質或支氣管內的良性腫瘤，主要有炎性假瘤、肺錯構瘤、肺硬化性血管瘤等。其發(fā)病率遠較肺部惡性腫瘤低，但部分肺良性腫瘤不斷生長，甚至可能發(fā)生惡變，且通過非手術方法常難與惡性腫瘤相鑒別[1-3]。因此外科手術是肺良性腫瘤診斷和治療的最確切的手段。為盡可能減少切除正常肺組織，切除方式以局部切除是為首選。外周型腫塊可選擇楔形切除術，而近肺門處病變行肺葉切除損失過多肺組織，并加重了患者的經(jīng)濟和身體負擔。

隨著數(shù)字醫(yī)學迅猛發(fā)展，3D重建技術已經(jīng)被廣泛應用于骨科、口腔科、普外科等臨床科室[4-6]。胸外科也開始有初步的應用，主要應用于肺段切除或穿刺活檢[7-9]。肺門的血管、支氣管解剖變異較多，手術難度大。三維計算機血管掃描成像技術重建肺血管、支氣管，可清晰地呈現(xiàn)肺部解剖結構，有助于近肺門處良性腫瘤的精準切除。本文回顧性分析與總結華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬武漢中心醫(yī)院開展的基于CT數(shù)據(jù)的術前3D重建在胸腔鏡下近肺門處良性腫瘤摘除術，擬為其臨床應用提供相關可行性分析及理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年1月1日—2019年1月1日華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬武漢中心醫(yī)院胸外科就診的肺門區(qū)良性腫瘤患者18例，分為研究組12例和對照組6例。研究組術前經(jīng)胸部增強CT 檢查后建立3D 重建模型，并在3D 模型指導下行胸腔鏡下近肺門處良性腫瘤摘除術。對照組3D重建，直接行胸腔鏡下腫瘤摘除術。所有患者納入標準：①位于肺門處＜5 cm的腫瘤，臨床考慮良性可能性大；②以下至少滿足1條：患者有咳嗽、胸悶、咳血等臨床表現(xiàn)；病灶不能完全除外惡性可能；復查過程中病灶增大；③無法行肺楔形切除術或行肺楔形切除術損傷肺葉或肺段支氣管、動靜脈；④病灶距離肺表面≤2 cm。排除標準：①術前明確診斷為惡性或臨床考慮惡性可能性大的；②術中發(fā)現(xiàn)腫塊與肺組織粘連緊密。

患者中男性11 例，女性7 例；年齡45～76 歲。術前診斷均考慮良性腫瘤，其中左上肺5例，左下肺3 例，右上肺5 例，右中葉1 例，右下肺4 例。合并高血壓4 例，糖尿病2 例，冠狀動脈粥樣硬化性心臟病1 例。有吸煙史10 例。術前評估心肺功能，行頭部磁共振、腹部B 超、骨掃描等檢查排除手術禁忌。腫瘤與支氣管鄰近的患者行纖維支氣管鏡檢查或超聲支氣管鏡檢查排除氣道侵犯。

1.2 影像資料獲取

所有患者應用雙源CT掃描儀（Deft-nition，德國西門子公司）行胸部增強CT 檢查。取仰臥位，雙手置于頭頂，于肱正中靜脈或前臂靜脈內以5 ml/s的速率注入非離子型對比劑（碘氟沙醇）約60 ml，然后以相同的速率注入30～40 ml 生理鹽水沖洗。注入對比劑后約16～20 s后開始追蹤肺動脈性三期掃描，即肺動脈期、肺靜脈期和延遲期，掃描范圍從胸廓入口平面至肋膈角平面。掃描參數(shù)為：管電壓120 kV，有效管電流約150～180 mAs，準直器厚度0.6 mm，重建層厚0.625 mm。機器內置三維后處理軟件處理重建后圖像。見圖1。

1.3 3D重建圖像獲取及入路規(guī)劃

將CT 掃描數(shù)據(jù)以DICOM 格式導入INCOOL 3D+軟件（杭州英庫醫(yī)療科技公司）。利用分割工具中的動態(tài)區(qū)域，使用軟件中的分割功能模塊，即可獲得胸部3D 重建模型（見圖2）。若模型表面粗糙可適當給予光滑處理，從任意角度旋轉、調整模型顏色及透明度能更好地顯示腫塊與周圍結構之間的位置關系。根據(jù)3D重建圖像，分析肺結節(jié)與肺門處肺血管及肺段支氣管位置、結構關系（見圖3～5），預先規(guī)劃手術方式和避讓路線（見圖6）。以腫瘤為圓心，術前明確其各個方向的血管、支氣管走向，并做好記錄。測量其距胸膜表面最近且無血管、氣管通行的路徑。

圖1 近肺門腫瘤的CT表現(xiàn)

圖2 3D重建模型

圖3 腫瘤與肺動脈位置關系的3D重建圖像

圖4 腫瘤與肺靜脈位置關系的3D重建圖像

圖5 腫瘤與肺段支氣管的位置關系的3D重建圖像

圖6 結節(jié)周圍少血管、氣管區(qū)及規(guī)劃手術入路

1.4 手術過程

雙腔氣管插管全身麻醉，健側單肺通氣。采用單操作孔胸腔鏡手術方式：囑麻醉醫(yī)師單肺通氣后，取第7或8肋間腋中線行1 cm切口為觀察孔，腋前線第4肋間取2 cm切口為操作孔。人工氣胸后，徹底塌陷肺組織。對照CT圖像，以卵圓鉗探查高度可疑肺門處，發(fā)現(xiàn)類圓形可活動的腫瘤即為病灶。游離腫瘤附近肺門組織，對照術前3D 重建圖像，整個術中均注意保護腫瘤附近肺動脈、肺靜脈、支氣管。探查腫瘤表面肺組織最菲薄處無血管、氣管結構后，電刀切開腫瘤表面臟層胸膜，鈍性剝離直至瘤體，沿腫瘤的包膜分離。對于術前認為有惡性可能的，可應用9 F頭皮針對腫瘤進行穿刺活檢，術中快速冰凍切片排除惡性后再繼續(xù)手術。腫瘤基底部有明顯血管蒂時用血管夾夾閉處理后切斷，否則僅用電刀處理。完整摘除腫瘤后立即送快速病理學檢查除外惡性腫瘤。肺創(chuàng)面如有出血，采用噴凝模式止血。為避免損傷肺血管，或引發(fā)大出血、肺淤血或肺栓塞，盡量不縫合肺創(chuàng)面。溫鹽水沖洗，膨肺檢查無明顯出血及漏氣，留置28 F胸管后關胸。

2 結果

手術切除腫瘤經(jīng)病理學檢查排除惡性腫瘤。研究組患者均得到完整、清晰的3D 重建模型，醫(yī)生根據(jù)重建模型分析肺腫瘤與肺門處肺血管及段支氣管位置、結構關系。手術過程順利，手術時間（40.3±8.9）min，術中出血（60.5±10.7）ml，無中轉開胸；術后病理：肺錯構瘤6例，硬化性肺泡細胞瘤5例，神經(jīng)鞘瘤1例。術后并發(fā)癥咯血2例，肺漏氣1例，無死亡及嚴重并發(fā)癥發(fā)生。對照組手術時間（45.7±12.1）min，術中出血（240.9±90.7）ml。術后病理：肺錯構瘤3例，神經(jīng)鞘瘤1 例，炎癥假瘤1 例。術中中轉開胸1 例，修補肺動脈。術后并發(fā)咯血1例，肺漏氣1例，肺栓塞1例，肺內巨大血腫1例，其中肺內巨大血腫行二次手術切除肺葉。研究組手術時間短于對照組（P＜0.05），并發(fā)癥發(fā)生率低于對照組（P＜0.05）。全部患者術后隨訪半年均無復發(fā)。見圖7、8。

圖7 手術切除腫瘤的大體標本

圖8 錯構瘤術后病理切片

3 討論

隨著低劑量CT 平掃的在我國的普及，肺結節(jié)的檢出率明顯增加。大部分結節(jié)考慮為良性，無需手術。但部分肺良性腫瘤不斷生長，有惡變的可能，需通過外科手術進行診斷和治療。相比肺葉切除而言，良性腫瘤的部分切除可最大限度地保留正常的肺組織，使患者術后獲取更好的生活質量。尤其對高齡、心肺功能差等患者，部分切除可減少相關并發(fā)癥。然而對于近肺門的良性腫瘤，行肺段切除手術復雜、費用高昂，行楔形切除損傷肺門區(qū)重要結構，甚至常常被迫中轉開胸或選擇肺葉切除術。此時，胸腔鏡下肺良性腫瘤的摘除術是最優(yōu)的手術方式。

而數(shù)字醫(yī)學的發(fā)展，使基于影像學數(shù)據(jù)的3D 重建技術為快速、精準、高效地制造個性化模型提供解決方案[10]。通過該技術能以立體化的角度全面系統(tǒng)地觀察肺門的局部解剖結構，深入而完善地了解肺門內各組織的形態(tài)、數(shù)量、分布、毗鄰關系、個性化變異、腫瘤血供等，使手術醫(yī)師在術前能對手術的術式、入路、切除范圍等進行全面細致的設計和評估，力求在達到切除目的的同時避免損傷肺血管、支氣管等重要結構，使手術更加精確、安全、微創(chuàng)。

本研究通過術前3D 重建，明確腫瘤和各組織的關系，術中操作順利，無大出血等并發(fā)癥出現(xiàn)。且肺良性腫瘤，尤其是錯構瘤和硬化性血管瘤，一般具有完整的包膜，與周圍正常疏松的肺組織有明顯界限，而且多無大的血管供血，因而摘除術安全、可靠[11-12]。通過術前3D 辨認肺血管方位后，能明顯減低重要結構的損傷，從而降低相關術后并發(fā)癥的發(fā)生率。本文研究組術后無死亡及肺梗死、肺栓塞、支氣管胸膜瘺等嚴重并發(fā)癥發(fā)生。術中如無法確定預定切除部位的胸膜下是否有大血管存在時，可應用卵圓鉗夾持5 F頭皮針，接5 ml注射器，帶負壓抽吸胸膜下組織，結合3D 圖像，確認入路安全后開始電刀游離。未通過3D 重建的患者，手術具有一定盲目性，容易損傷周圍血管，甚至可能中轉開胸或形成肺內血腫。

綜上所述，通過基于CT 數(shù)據(jù)的術前3D 重建技術，參考肺血管、支氣管和腫瘤重建圖像，為胸腔鏡下近肺門處良性腫瘤摘除術的術前規(guī)劃、術中指導提供一種個性化的方法，使手術更加安全、精準。