基于CT模型的三維重建技術對食管癌瘤體解剖結構及毗鄰結構的評估價值

趙瑾，李慧芳，史展

河南科技大學第一附屬醫院影像中心，河南 洛陽 471000

中國食管癌的發病率較高，患者早期臨床癥狀不典型，一旦出現吞咽困難，疾病已進展至晚期。近年來，新輔助放療聯合手術治療已成為食管癌患者的主要治療方法，而術前明確食管癌分期對于判斷腫瘤預后及制訂合適的治療策略具有重要意義。臨床常用的術前評估方法主要以增強CT、胃鏡、消化道造影為主，可以對腫瘤的位置、范圍進行評估，同時在此基礎上擬定食管癌的治療方案，但是對于評估瘤體的具體位置及其與周圍組織的毗鄰關系效果并不好。隨著醫學技術的發展，三維重建技術以影像學設備獲取到的二維圖像為基礎，通過計算機運算，重建出可直接觀測的三維重建圖片，重建后的血管網絡清晰，可視性強，可以對病變周圍動脈情況、變異情況等進行分析，同時還能夠根據治療方案進行具體的測量。本研究分析了基于CT 模型的三維重建技術對食管癌瘤體解剖結構及毗鄰結構的評估價值，以期為臨床治療方案的制訂提供依據，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018 年3 月至2020 年12 月于河南科技大學第一附屬醫院經消化道內鏡病理診斷為食管癌的患者。納入標準：①術前明確診斷為食管癌；②年齡為18～80 歲；③所有患者均符合腹腔鏡下食管癌根治術的手術指征；④術前行胸部及上腹部增強CT 檢查；⑤影像學資料和術后病理資料完整。排除標準：①病歷資料缺失；②食管癌術后復發患者。根據納入與排除標準，本研究共納入112 例食管癌患者，男102 例，女10 例；年齡44～80 歲，平均（66.4±7.9）歲；胃鏡檢測病變距中切牙距離26～43 cm，平均（32.98±3.65）cm；T 分期中T期18 例，T期31例，T期63 例；淋巴結陽性70 例，淋巴結陰性42例。根據胃鏡檢查通過情況將患者分為可通過組（

n

=76）和不可通過組（

n

=36）。

1.2 方法

1.2.1 基于CT 模型的三維立體重建方法 采用320排螺旋CT開展胸部平掃及增強掃描，CT掃描參數：管電壓120 kV，管電流300 mAs，層厚5 mm，層距5 mm，造影劑參數：流速3 ml/s，總量60～70 ml。將5 mm 的影像學圖像薄層處理為層厚為1.25 mm的圖像，使用Mimics 軟件層層手動分割食管及周圍軟組織進行三維重建，全方位觀察、平移、縮放、旋轉三維重建模型，測量腫瘤各方面相關數據。三維重建模型主要用于術前規劃，測量食管癌病變長度，分析腫瘤與周圍血管解剖結構關系、淋巴結特征，用以評估微創手術風險、選擇合適的手術方案及手術路徑。

1.2.2 手術方法 所有手術過程均在三維重建模型下開展，患者左側臥位，麻醉滿意后常規置入手術器械，游離胸段食管和奇靜脈弓，對奇靜脈弓離斷后進行胸部淋巴結清掃，將胃腸韌帶打開后對胃網膜左血管和胃網膜上的血管分支進行離斷，打開肝胃韌帶，對腹部淋巴結進行清掃后將食管打開，在頸部沿胸鎖乳突肌前緣做一個5 cm 切口，按術前規劃將食管癌及部分食管切除，制作管狀胃完成吻合結束手術。

1.3 觀察指標

使用三維重建方法測量食管病變長度，對不同病理T 分期的瘤體重建特點進行分析，比較淋巴結陰性和淋巴結陽性患者的三維重建測量數據，所有數據均測量3 次取平均值。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 食管病變長度的測量結果

112 例食管癌患者均進行胃鏡檢查，內鏡測量食管病變長度為（4.47±1.91）cm，病理測量食管病變長度為（4.61±1.61）cm，三維測量食管病變長度為（4.62±1.88）cm，差異無統計學意義（

P

＞0.05）。可通過組和不可通過組患者的內鏡測量食管病變長度、病理測量食管病變長度、三維測量食管病變長度比較，差異均無統計學意義（

P

＞0.05）（表1）。

表1 不同方法測量可通過組和不可通過組食管癌患者的食管病變長度（cm，±s）

2.2 不同病理T 分期食管癌患者三維重建測量數據的比較

T、T期食管癌患者的瘤體體積、病理測量食管病變長度、三維測量食管病變長度、三維測量食管病變厚度均大于T期患者，差異均有統計學意義（

P

＜0.05）；T、T期食管癌患者的瘤體體積、病理測量食管病變長度、三維測量食管病變長度、三維測量食管病變厚度比較，差異均無統計學意義（

P

＞0.05）。T、T、T期食管癌患者的正常食管CT值和瘤體CT 值比較，差異均無統計學意義（

P

＞0.05）。（表2）

表2 不同病理T 分期食管癌患者三維重建測量數據的比較

2.3 淋巴結陰性和淋巴結陽性食管癌患者三維重建測量數據的比較

淋巴結陽性患者的淋巴結CT 值大于淋巴結陰性患者，淋巴結長徑、短徑均長于淋巴結陰性患者，淋巴結體積大于淋巴結陰性患者，差異均有統計學意義（

P

＜0.05）。（表3）

表3 淋巴結陰性和淋巴結陽性食管癌患者三維重建測量數據的比較

2.4 典型圖片

患者，女，66 歲，病理學檢查證實為食管癌，三維重建顯示腫瘤體積為11 091 mm，矢狀面CT 顯示腫瘤與周圍組織存在浸潤、粘連。（圖1）

圖1 食管癌患者的三維重建圖像及矢狀面CT圖像

3 討論

食管癌是消化系統中最為常見的惡性腫瘤之一，臨床預后較差，由于早期臨床癥狀不明顯，因此大部分患者就診時已處于中晚期，錯失了手術治療機會，多數患者需要開展綜合治療。食管癌患者的主要臨床癥狀是吞咽困難，部分患者由于年齡增長導致身體各項機能指標降低，免疫力下降，而且傳統的開胸和開腹手術會對患者造成二次傷害，因此容易發生肺部感染等并發癥，進而影響手術效果和預后。食管癌手術治療包括腫瘤切除、淋巴結清掃和消化道重建，腫瘤根治性切除時應注意切除的廣度，應包括腫瘤周圍的纖維、脂肪組織和所有的淋巴結，消化道重建多采用食管氣管作為胃，因此明確食管癌分期對選擇合適的治療方案具有重要意義。造影檢查在臨床中較為常用，能夠對食管的形態、擴張情況、充盈情況進行分析，內鏡檢查則可以對消化道黏膜進行分析，CT、MRI 等檢查能夠了解是否出現周圍臟器和淋巴結侵犯。

本研究中112 例食管癌患者均進行胃鏡檢查，內鏡測量食管病變長度為（4.47±1.91）cm，病理測量食管病變長度為（4.61±1.61）cm，三維測量食管病變長度為（4.62±1.88）cm，說明三者具有較好的一致性。根據胃鏡檢查通過情況將患者分為可通過組和不可通過組，兩組患者的內鏡測量食管病變長度、病理測量食管病變長度、三維測量食管病變長度比較，差異均無統計學意義（

P

＞0.05），也說明了三者具有較好的一致性。研究認為，食管癌手術屬于精細復雜手術，術前對腫瘤的特征、分期進行準確評價有利于手術獲得成功，傳統的檢查手段一般是獲取二維圖像，因此在判斷腫瘤情況時會受到限制，術前獲取的信息可能與術中實際情況不同，導致臨床醫師在手術過程中選擇困難，嚴重者會導致解剖結構誤傷，增加了手術治療的不確定性。三維重建技術是指通過醫學影像方法獲取二維圖像，利用計算機做出可以直接觀測的三維立體結構圖像，人體的食管位于后縱隔內，后方和脊柱緊貼，前方則與氣管、支氣管、心血管結構相鄰，利用三維技術可以對食管癌和淋巴結、毗鄰血管等進行精確計算，于術前對手術視野和角度進行模擬計算，提高了手術的安全性。本研究發現，在完成瘤體的三維重建后，不同腫瘤T 分期的瘤體體積、三維測量食管病變長度及三維測量食管病變厚度比較，差異均有統計學意義（

P

＜0.05），提示利用三維重建可詳細呈現食管和腫瘤的解剖結構及毗鄰結構，有助于臨床進行術前規劃，實現精準化外科的目標。研究顯示，三維重建技術可以直觀地顯示食管癌的位置、長度和血管分布情況，為確保手術成功提供重要依據，有助于減少手術中對患者重要臟器的盲目探查。有學者采用三維重建模型在術前對腫瘤的可切除性進行評估，可協助手術醫師了解患者的個體化差異，同時還對食管和周圍血運情況進行分析，全面了解是否存在變異血管，避免手術過程中對血管結扎錯誤而導致并發癥發生。有研究發現，在食管癌手術過程中對胃周動脈的處理較為復雜，主要是因為人體胃右動脈起源變異性大，部分患者存在胃左動脈起源自副肝左動脈、肝總動脈或肝固有動脈，在制作管狀胃時進行動脈剝離或者結扎需要十分小心，防止對副肝左動脈造成損傷，一旦處理不當就會導致供血區域發生壞死。本研究的三維重建結果顯示，淋巴結陽性患者的淋巴結CT 值高于淋巴結陰性患者，淋巴結長徑、短徑均長于淋巴結陰性患者，淋巴結體積大于淋巴結陰性患者，差異均有統計學意義（

P

＜0.05）。提示三維重建可以通過淋巴結體積和形態更準確地評估淋巴結是否轉移，對于手術中淋巴結清掃術式的選擇具有重要意義。可見，三維重建技術可對變異血管進行全方位了解，術者通過術前觀察可以避免術中扎錯相應血管，避免并發癥發生，而且通過仔細觀察及測量可在保證周圍重要臟器安全的前提下，提高術中完整切除淋巴結的成功率。

本研究說明三維重建模型在術前規劃及術中指導中均具有重要的臨床應用價值，能夠清晰、立體地展示食管癌和淋巴結的毗鄰解剖結構，為臨床開展精準治療提供參考依據。但是由于入組患者數量少，模型的建立及數據的測量存在一定的主觀性，因此還需進一步擴大樣本量深入論證分析。

綜上述所，基于CT模型的三維重建技術有助于明確食管癌的具體病變位置、長度及毗鄰結構，對食管癌術前診斷和治療策略的制訂具有重要意義。