Mimics三維重建技術在胸腔鏡解剖性肺段切除手術中的應用效果分析

劉讓 陳李李 俞經生 高從榮

目前，肺癌已成為全球惡性腫瘤發生率最多和患病率最大的原發惡性腫瘤疾病[1-2]。由于低劑量計算機斷層掃描(CT)的廣泛應用，許多肺磨玻璃結節(ground glass nodule，GGN)在早期就被發現，并被監測其潛在的惡性轉化[3]。胸腔鏡手術是早期肺腫瘤的標準治療方法，該技術的優點是創傷小，術后恢復快，因此被胸外科醫生廣泛認可和應用[3-4]。解剖性肺節段切除術已被證明是一種更有效的手術治療方法，它可以保留盡可能多的肺組織，同時達到與肺葉切除術相當的腫瘤學效果[5]。盡管胸腔鏡解剖性肺段切除方法仍在不斷進步中[3-5]，但由于肺段的解剖結構復雜，細支氣管和血管變異較多，因此怎樣進行比較精確高效的解剖性肺段切除術，仍是國內外胸外科領域所關注的熱點。3D-CTBA可以在手術之前顯示肺段的解剖學構造，以精確定位腫瘤區域，并明確周圍的解剖學構造，以確定有無肺段支氣管、血管變異，并指導外科醫師制定手術方法，探討最佳的手術路線。本研究旨在分析Mimics三維重建技術在單操作孔胸腔鏡肺段切除術中的應用價值。

資料與方法

一、一般資料

本研究回顧性分析了從2019年3月至2022年3月在合肥市第二人民醫院行胸部CT掃描顯示肺GGN并行單操作孔胸腔鏡手術治療的54例患者的臨床資料。所有入院接受手術治療的患者，不包括手術耐受性差、遠處轉移、中風后遺癥、嚴重肺通氣功能障礙等情況，常規行肺功能檢查、心臟超聲、全腹部彩色多普勒超聲或CT、頭顱CT或磁共振成像等檢查評估一般情況。本研究通過合肥市第二人民醫院倫理委員會審查(2022-科研-097)。

納入標準為位于肺實質外側1/3、直徑≤2 cm的單一病灶，符合2017年NCCN指南中的肺節段切除指征，為單操作孔胸腔鏡肺段切除的指征。相反，排除標準為腫瘤與肺段界限距離<2cm的中心病變、多發病變、不符合NCCN指南肺節段切除指征的患者及不允許手術或術前檢查有遠處轉移的患者。共有54人符合納入標準。觀察組A采用Mimics三維重建技術模擬肺三維立體圖形，分析解剖關系及變化。對照組B組行增強CT掃描。

二、 研究方法

1 三維重建

兩組患者均行胸部CT增強掃描，以進一步診斷和確定腫瘤位置。此外，觀察組患者利用Mimics三維重建軟件進一步定位腫瘤，確定解剖關系及解剖變異，模擬手術過程。肺動脈為紅色，肺靜脈為藍色，支氣管則為綠色(圖1)。

圖1 術前三維重建顯示與術中完成圖像

2 術前定位

由于肺小結節在手術中常難以看見，術中通過手指觸摸或者器械滑摸確定結節位置成功率僅30%左右，所以術前定位顯得尤為重要。臨床常選取解剖標志，如肺頂、肺底、肺肋骨前緣、肺肋骨面中線、肺肋骨面后邊線、葉間裂等作為參考。我們對考慮術中難以尋找的肺結節患者常規行術前CT引導下Hook-wire定位，靠近胸膜的肺結節行亞甲藍定位(圖2)。

圖2 美蘭定位

3 外科手術方法

所有患者均行單操作孔胸腔鏡肺段切除術和縱隔淋巴結切除術。手術由合肥市第二人民醫院胸外科副主任醫師帶領的治療團隊進行。助手采用"同側、高位、單手、側位"姿態鏡[6]，操作者使用胸腔鏡器械進行手術。術中結節的位置是根據先前描述的術前定位方法確定的。部分患者先實施楔形切除術，然后實施術中的冰凍切片檢查。在冰凍切片檢查的基礎上，解剖分離段間靜脈、動脈、支氣管，段血管主要采用絲線、Hemolock結扎超聲刀離斷，段氣管用切割縫合器離斷。為確定肺裂段間平面，最后采用"肺擴張-萎陷法"[7]，用切割縫合器對段間平面進行離斷處理。術中冷凍腫瘤及切緣組織送病理檢查，根據腫瘤與切緣的距離(2cm)確定聯合肺段或肺葉切除。隨后，進行常規的縱隔淋巴結清掃。1根胸管置于切口后緣(圖3)。

圖3 留置胸引管

三、觀察指標

兩組手術均由同一位外科醫生完成。手術由高年資副主任醫師進行，并由兩名外科醫生協助。觀察患者圍手術期情況。測量手術入路轉換率、手術時間、術中出血量、手術方式轉換率，手術后并發癥發生率，這些變量構成主要觀察指標，評估了上述變量在觀察組A和對照組B之間的差異。手術入路轉換率是指因術中胸腔粘連、術中出血等選擇性原因而轉行開放手術的病例比例。手術方式轉換率是指在手術過程中由于各種因素，將節段切除改為肺葉切除的比例。手術時限定義為自切皮開始到縫合結束的時限(h)。手術中的出血量定義是紗布大小和手術中的吸引量(mL)。用稱量法測定吸附液中血紅蛋白的含量。

四、統計學分析

結 果

一、 兩組患者基本臨床資料

本研究共納入54例患者；觀察組A組24例[男14例、女10例，年齡45～76歲，平均(60.64±5.653)歲；吸煙者10例(均為男性)]和對照組B組30例[男性14例，女性16例，年齡40～78歲，平均(61.68±6.455)歲；吸煙者12例(均為男性)]。兩組患者的臨床資料一般特征無明顯差異(P>0.05)，具有可比性。詳細資料見(表1)。

表1 兩組基本臨床資料比較

二、兩組患者的圍手術期結果

本研究54例患者均順利手術治療，其中A組24例患者通過3D CT重建技術，發現并避免了血管變異均未行開胸手術。相反，B對照組的30例患者中，3例患者因A1+ 2L、V4+5L、A8+9R血管變異而轉開胸。A、B組手術入路轉換率分別為0%、10.0%，差異有統計學意義(P<0.05)。其次，觀察組A無轉行肺葉切除，通過3D-CTBA重建，發現并避免了變異血管的損傷。對照組B中3例患者因A1+2L、A8+9R、B6R血管變異，切口邊緣缺失(<2cm)而轉行肺葉切除術。A、B組手術方式轉換率分別為0%、10.0%，差異有統計學意義(P<0.05)。

A、B組手術時間分別為(2.18±0.35)h、(2.56±0.42)h，差異有統計學意義(p<0.01)。兩組手術時間的差異主要是由于術中局部粘連及各種結構分離時的并發癥，在分離解剖結構時遇到的問題包括腫瘤識別困難、出血和解剖變異。A、B組術中出血量(68.95±30.82)mL比(98.59±50.45)mL差異有統計意義(P<0.01)。觀察組通過三維CT重建發現并避免了血管變異，減少了出血。兩組圍手術期指標結果總結詳細(見表2)。A、B組術后并發癥發生率分別為8.33%、16.7%，差異無統計學意義(P>0.05)(見表3)。

表2 兩組觀察指標間的對比

表3 兩組術后并發癥的對比

討 論

近年來，隨著胸外科技術的進步，解剖性肺段切除術已逐漸被證明是有效的，肺段切除術已經取代傳統的肺葉切除術，成為直徑較小肺惡性腫瘤的治療方法。肺段切除能夠在最大程度保留正常肺組織基礎上達到具有可與肺葉切除術相媲美的腫瘤學效果[5，8]。本研究是基于節段切除術中常見的問題而建立的。利用患者術前增強CT影像資料，使用三維成像軟件程序，建立患肺三維成像數據，建立了具有支氣管、動脈、靜脈和病變等重要結構的肺三維解剖模型。收集了與術后質量有關的一些關鍵指標，如手術時間、手術中出血量、手術入路轉換率、手術方式轉換率、以及術后合并癥的發生率，探討Mimics三維重建技術在肺段切除術中的價值。

三維重建技術(3D-CTBA)可以利用Mimics軟件，對連續的CT圖像資料重建復原出3D幾何圖形，把平面影像圖像重新整理為立體幾何影像，以及重構各種器官的形狀[9-10]。同時，它能夠利用軟件對肺血管、肺靜脈系統、支氣管、以及肺結節標記為截然不同的色彩加以區別，同時展示并隱藏對應的圖片，對重建圖片也能夠進行旋轉調節360°觀察，從而更好地從全方位、多角度觀察肺結節的準確位置，明確結節周圍的支氣管、血管走向，有助于術前制定個性化手術方案，提高手術精確性。同時對可能損傷的血管、氣管以及手術預案做到心中有數，減少手術誤損傷，縮短手術時間，降低術中出血。與本研究結論相符合。

基于三維重建技術的應用，病灶術中定位準確性的提高，位于肺外1/3的病灶常可以楔形切除病灶組織，及時進行冰凍切片檢查，根據術中冰凍結果決定最終手術方案，減少手術時間。在這項研究中，對照組中有3例患者先行肺楔形切除，但一次切除未成功，未找到病灶組織，病變是在額外二次楔形切除后獲得的，這增加了整個楔形切除時間。觀察組的情況并非如此，術中均能夠快速準確地定位到病灶位置。因此，3D-CTBA技術可以提高術中定位時病灶切除的成功率，縮短手術時間。

在胸腔鏡手術中，基于二維CT影像并不利于完全了解復雜的肺段支氣管、血管等解剖構造的變化，不利于多維度參考。如果處理不當，支氣管和血管的不同解剖變異會導致嚴重的后果。但是，3D-CTBA可以提前顯示血管及支氣管解剖結構變化，全面揭示肺部腫瘤的外形特征及其相鄰組織的空間聯系，準確判斷疾病，有助于確定腫瘤診斷方法，從而有利于優化手術操作，防止對動脈、靜脈和支氣管的意外傷害[10-11]。觀察組24例患者均未轉開胸。本組采用3D-CTBA重建技術，提前識別變異血管，并避免損傷。對照組30例患者中，有3例患者因A1+2L、V4+5L、A8+9R血管變異而轉開胸。因此，3D-CTBA可以在術前掌握解剖變異，并采取措施防止術中過度出血，避免解剖結構損傷，降低中轉開胸及轉行肺葉切除術的可能性。

本研究中兩組術后并發癥發生率差異無統計學意義(P>0.05)，可與劉俊等[12]的研究結果相比較。隨著手術出血、手術時間、手術損傷、手術轉換率、術中麻醉和機械通氣時間的減少，此外，肺萎陷發生的時間也同樣縮短，這些因素都降低了肺組織損傷和術后并發癥的發生率。

但是，這種研究也有一定局限。目前的樣本量受研究費用的影響，導致樣本量不足，結果存在潛在偏差。如果可以，我們準備在以后試驗中逐步增加樣本量，以滿足樣本量的要求。

結 論

Mimics三維重建技術應用于解剖性肺段切除術，可降低中轉開胸轉換率、手術時間、術中出血量、轉肺葉切除術轉換率。該技術可以提高手術的精確度和安全性，值得在臨床使用。