3D-CT影像技術在胸腔鏡肺手術中的應用

劉曉軍 韓笑 王盼 李建華 藍新顏

胸腔鏡肺葉切除術是肺癌治療的標準術式，隨著胸部CT在查體中的應用，肺小結節發現越來越多，胸腔鏡肺段切除術也越來越多的用來治療早期肺癌，變異的肺血管、發育不良的肺裂是影響胸腔鏡肺手術安全性的重要因素[1]。術前能夠詳細掌握個體病人肺部解剖結構有助于胸腔鏡肺手術的安全進行。三維CT支氣管血管成像(three dimensional-computed tomography bronchography and angiography，3D-CTBA)技術的出現使胸外科醫生能夠在術前構建個體病人肺部解剖結構的三維圖像。有研究顯示，肺部3D-CT影像能夠準確顯示病人肺部解剖結構，對制定術前計劃及指導術中操作具有積極意義[2-4]。2018年以來我們應用mimics軟件在術前重建個體病人肺部解剖結構3D-CT圖像制定手術計劃指導手術。現報道如下。

對象與方法

一、對象

2018年1月～2020年2月我院胸外科施行胸腔鏡下肺葉及肺段切除術并在術前建立肺血管、氣管3D-CT影像的病人115例，男性43例,女性72例,年齡32～79歲,中位年齡65歲。排除胸膜腔粘連嚴重或腫瘤較大侵犯肺血管轉為開胸手術者。其中肺葉切除103例，肺段切除術12例，術前根據3D-CT影像制定手術計劃，規劃手術入路，所有病人均順利完成手術，無死亡病例。所有病人術前查顱腦磁共振、全腹CT、骨掃描未見遠處轉移。心電圖、心臟超聲、肺功能檢查心肺功能良好，能夠耐受肺葉切除術。肺段手術適應證：(1)原位癌，微浸潤腺癌腫瘤直徑≤2 cm；(2)CT檢查示毛玻璃樣變≥50%；(3)CT隨訪腫瘤倍增時間≥400天；(4)肺孤立轉移瘤。

二、方法

1.3D-CT影像構建：病人術前應用64排螺旋CT行胸部增強CT檢查，CT影像層厚0.63 mm，圖像以DICOM格式保存，由胸外科手術醫師與我院3D打印中心影像科技術人員共同在電腦上應用mimics(Materialise NV Technologielaan Leuven,Belgium)軟件建立肺血管、氣管、肺結節3D-CT影像模型，并分辨病變肺葉、肺段血管、氣管。

2.手術方式：病人全身麻醉，雙腔氣管插管，健側90°臥位。手術方式采用兩孔法，取腋中線第7肋間1.5 cm切口為觀察孔，腋前線第4肋間4～5 cm切口為操作孔。根據3D-CT影像制定術前計劃。術中應用電鉤分離組織，血管、支氣管應用腔鏡縫合切開器離斷，發育不全的葉間裂、肺段間離斷混合使用電刀、超聲刀、腔鏡縫合切開器處理。肺段切除術病人對于肺磨玻璃結節或結節位于較深肺實質術前應用Hook-Wire穿刺定位，術中應用肺膨脹萎陷法確定段間平面，手術切緣>2 cm或肺切緣>肺結節直徑。

3.數據收集分析:由兩位胸外科醫師在術中根據實際解剖辨別肺血管走形分支，對于肺葉切除病人，收集病變肺葉動脈分支走形及數量，對于肺段切除病人收集病變肺段動脈分支走形及數量，術中實際肺血管分支未在3D-CT模型中檢測到被視為未檢測到的血管。臨床數據收集腫瘤大小、術中出血量、手術時間、術中中轉開胸手術例數、術后并發癥。

結果

本研究無死亡病例，其中103例肺葉切除病人包括38例右肺上葉，5例右肺中葉，23例右肺下葉，22例左肺上葉，15例左肺下葉。12例肺段切除病人，包括右肺上葉前段1例，右肺上葉后段1例，右肺下葉背段4例，左肺上葉固有段1例，左肺上葉舌段2例，左肺下葉背段3例。有5例胸腔鏡下肺葉切除病人中轉為開胸手術，4例因為淋巴結與肺動脈粘連致密損傷肺動脈出血，1例因為胸膜粘連致密致肺靜脈損傷出血。術后病理診斷：肺癌108例，轉移瘤2例，良性病變5例，腫瘤直徑0.7～6.0 cm，中位直徑2.4 cm，手術時間平均(132.3±34.8)分鐘，術中出血量平均(112.9±136.4)ml。4例病人術后肺漏氣，2例為肺段切除病人，帶管時間最長的1例病人術后12天愈合拔管，5例術后肺炎病人更換抗生素后治愈，4例術后肺不張病人，拔管后鼓勵病人咳嗽咳痰，術后半個月復查胸部CT肺不張消除。4例術后房顫病人，給予胺碘酮治療均轉為竇性心律。

根據術中解剖游離發現，3D-CT影像肺動脈分支與術中實際肺動脈分支符合率為97.9%(表1)，有6支肺動脈分支3D-CT影像未顯示，3例右肺上葉，3例左肺上葉，術中測量血管直徑均為≤1 mm動脈。發現14例變異的肺動脈血管，其中3例縱隔型左肺上葉舌段動脈，1例左肺下葉3支背段動脈(圖1)，1例右肺上葉后段動脈起于中葉動脈，2例右肺上葉后段動脈起于右肺下葉背段動脈，1例右肺中葉具有3支肺動脈(圖2)，6例肺上葉(3例右肺上葉、3例左肺上葉)具有異常的升支動脈(圖1)。發現3例肺靜脈血管變異，1例具有2支右肺中葉靜脈，1例右肺下葉靜脈發出1支上葉后段靜脈，1例左肺上葉舌段靜脈起于下葉靜脈。未見肺葉支氣管變異，因為肺段手術例數較少，未見變異肺段支氣管。

圖1 A：左肺上葉切除病人肺動脈、靜脈3D-CT影像，可見上葉后升支動脈起于下葉內前基底段動脈;B：左肺下葉切除病人肺動脈、靜脈3D-CT影像，可見下葉背段3支肺動脈分支

圖2 A：右肺中葉切除病人肺動脈3D-CT影像，可見右肺中葉3支肺動脈分支;B：術中操作見右肺中葉3支肺動脈分支

討論

胸腔鏡手術創傷小、恢復快，術后并發癥少[5-7]。胸腔鏡手術也有缺點，胸腔鏡手術與傳統開胸手術相比，肺部解剖結構全部需要通過術者的視覺分辨，當病人肺裂發育不全或局部組織粘連較重時,觸覺對組織結構辨認較差，單純通過視覺辨認容易造成意外損傷，增加手術風險，肺部血管變異更增加了手術風險。二維CT圖像對肺部解剖結構的分辨比較困難，CT技術的發展使外科醫生能夠在術前構建個體病人肺部解剖結構的3D-CT圖像。我們應用mimics軟件制作肺部血管、氣管的3D-CT影像，mimics有獨立的肺血管、氣管成像模塊，操作簡便，成像快。本研究制作的3D-CT影像模型肺動脈分支符合率為97.9%，與文獻報道一致[8]。所有變異血管均提前發現，術中無一例意外損傷。

胸腔鏡肺葉切除術術前通過肺3D-CT影像制定術前計劃能夠增強術者信心，減少術中出血量，提高手術安全性[1-2,9]。術中遇到肺裂發育不全、胸膜組織粘連較重的病人常轉為開胸手術。應用mimics軟件重建個體病人肺3D-CT影像，手術醫師通過3D-CT影像確定病變肺葉動脈分支數量及分布，制定詳細的術前計劃，對于肺裂發育不良的病人，術前根據3D-CT影像模擬術中操作制定手術入路，術中采用單向式手術方式，從肺門開始游離，通常先游離、離斷靜脈，再游離動脈，因為術前已知肺動脈分支數量及分布情況，術中能夠提前預判動脈血管分支，組織粘連血管顯露不清時應用花生米鈍性剝離組織顯露血管，降低了中轉開胸手術的幾率。本次研究5例轉為開胸手術病人，無一例是因為肺裂發育不良所致，4例病人因為淋巴結與肺動脈粘連致密分離時動脈出血，轉為開胸手術，1例病人胸膜粘連致密，損傷肺靜脈出血轉為開胸手術。3D-CT影像技術的應用提高了我們胸腔鏡肺葉切除術的安全性。

日本臨床腫瘤學組關于肺段切除術與肺葉切除術治療直徑≤2 cm外周非小細胞肺癌的隨機對照研究結果顯示，肺段切除術除了與較高的肺漏氣發生率相關外，幾乎所有的術中、術后并發癥及術后局部復發率、5年無復發生存率和5年總生存率二者之間均無差異[10]。肺段切除術將越來越多的用于直徑≤2 cm早期非小細胞肺癌的治療。相較于肺葉，肺段解剖變異多，胸腔鏡肺段切除術是難度更大的手術。肺3D-CT影像能夠指導術者在術前確定靶肺段的動脈、靜脈、支氣管，提前發現變異血管、氣管，確定肺結節所處肺段，幫助確定段間平面，根據肺結節與段間平面的關系確定肺段切除方式(單獨肺段切除、聯合肺段切除等)[11]。Oizumi等[12]研究表明，3D-CT能有效指導胸腔鏡肺段切除術，保證手術的安全性。Saji等[13]研究顯示，應用3D-CT肺成像模型術前估計肺段手術切緣足以使胸外科醫生準確完成解剖性肺段切除術，實現肺腫瘤的根治性切除。在肺3D-CT影像指導下，我們也嘗試開展胸腔鏡下肺段切除術，本次研究有12例病人施行胸腔鏡肺段切除術，我們選擇相對簡單的肺段手術，10例傳統肺段切除(固有段、舌段、背段)，2例右肺上葉肺段(后段、前段)切除，術前根據3D-CT影像確定靶肺段動脈、靜脈、支氣管，并應用Hook-Wire定位結節，12例手術均順利完成，無一例中轉肺葉或開胸手術，手術切緣均大于2 cm或肺切緣>肺結節直徑。術后病人恢復良好，2例肺漏氣病人，在術后第7天、第12天順利拔管。

3D-CT影像能夠很好地顯示肺動脈分支，在制定胸腔鏡肺葉、肺段切除術術前計劃中具有良好的效果，提高手術的安全性。