Mimics三維重建在胸腔鏡支氣管源性囊腫切除術前的應用效果

劉 毅 周 雄 李 敏 黃智雄 盧秋良

支氣管源性囊腫是前腸囊腫的一種類型,首先于1859年被 Meyer 發現并報道,是一種胚胎時期原始前腸發育畸形的先天性疾病,臨床少見。支氣管源性囊腫發病率為3%～16%,癥狀不典型,影像學表現復雜,囊腫內容物常混雜,低密度囊腫較少,診斷難度較大,容易誤診[1-2]。

支氣管源性囊腫治療主要行手術切除。傳統手術采取經正中胸骨鋸開路徑或胸部后外側切口開放手術[3-4],但因創傷大,已逐步被胸腔鏡手術所替代。電視胸腔鏡手術(VATS)是微創手術,具有良好的視野和較小的創傷等優勢[5-6],但先天性囊腫多與周圍組織或血管粘連,盲目分離,易發生誤傷,甚至發生難以避免的大量出血。因此,嚴謹、精細的術前規劃尤為重要。

Mimics交互式醫學圖像控制系統是一種醫學影像控制系統,由比利時Materialise公司發明,是模塊化結構的軟件。我科自2017年1月至2023年3月采用Mimics軟件進行術前規劃,取得了較滿意的效果,現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集我院 2017 年1月至 2023年3月確診為支氣管源性囊腫的60例患者作為研究對象。納入標準:①前縱隔占位,術后病理確診為支氣管源性囊腫;②既往無胸膜炎、胸腔手術史及胸膜黏連;③未合并其他需要手術治療的胸部腫瘤疾病。排除標準:嚴重心、肺功能不全,6個月內有心臟支架植入術、心腦血管意外病史。

按照是否用Mimics軟件行術前規劃將患者分為術前規劃組40例和不規劃組20例。規劃組中男性25例,女性15例,年齡34～ 55歲;21例因體檢時發現入院,伴有咳嗽、咳痰10例,胸悶氣短8例,伴吞咽不適1例。不規劃組男性12例,女性8例,年齡33～54歲;9例因體檢時發現入院,伴有咳 嗽、咳痰9例,胸悶氣短2例。2組一般資料比較,差異均無統計學意義(P>0.05),具有可比性。見表1。2組CT均表現多為低密度、周圍組織清晰的類圓形囊腫,無差異。囊腫1.8 cm×1.2 cm～6.4 cm×2.6 cm大小,平均最大直徑3.5 cm左右。病灶平掃CT值19～50 Hu,平均38.7 Hu,動態增強掃描均未見強化。

表1 2組患者基礎資料比較

1.2 方法

所有患者完善術前準備,包括戒煙 1 周,實驗室檢查均無明顯異常,心肺功能評估可耐受全麻手術。

1.2.1 術前規劃 術前以DICOM格式將胸部增強及1.0 mm薄層CT檢查的CT斷層二維圖像信息導入三維重建作業系統中,縱隔窗較好分割重建氣道。利用不同組織在肺部灰度值的差異,盡量顯示囊腫周圍小血管,設定適當的閾值。閾值分割重建肺葉,然后用區域成長的方法立體重建。術前評估異常的供血動脈和病變的肺組織結構,分析囊腫與肺動靜脈和支氣管的空間相鄰關系,制定手術方案。

1.2.2 手術方式 ①規劃組:以肺內型囊腫為例。根據三維重建模型此例患者囊腫位于左上肺前亞段,未見解剖變異。囊腫為良性疾病,只需S3c切除即可。擬規劃手術步驟:離斷v3c→A3c→B3c→沿囊腫邊緣及膨脹萎陷識別肺段間平面最大限度完整切除囊腫。手術方式采用單操作孔胸腔鏡手術切除:雙腔氣管插管全身麻醉達成,健側90°臥位,患側上肢打開置于手架。根據術前規劃制定最佳切口位置。切口長3 cm 左右為宜。先打開前后縱隔胸膜,顯露囊腫部分表面。先囊腫表面細心分離。游離V3及V3c,絲線結扎,超聲刀離斷。繼續深面游離A3c,絲線結扎,超聲刀離斷。囊腫基底顯露B3c,藍釘離斷B3c,沿囊腫邊緣及膨脹萎陷識別肺段間平面最大限度藍釘完整切除囊腫。②不規劃組:同以肺內型囊腫為例。常規第5肋間切口,由于采用楔形切除方式,置腔鏡縫合器角度問題,切口適當延長1～2 cm,明確囊腫周圍血管及氣管位置,避免強行剝離損傷臨近肺段血管。

1.3 觀察指標

統計手術切口長度、手術時間、術中出血量、胸管引流時間、胸管總引流量、住院時間、并發癥發生率等情況。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 2組患者圍術期指標比較

規劃組手術切口長度短于不規劃組,手術時間和胸管引流及住院時間均短于規劃組,術中出血量、胸管總引流量少于規劃組,差異均有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 2組患者術中術后情況比較

2.2 2組患者術后并發癥發生情況比較

規劃組術后并發癥總發生率低于對照組,差異有統計學意義(χ2=5.742,P=0.016),見表3。

表3 2組患者并發癥發生情況比較(例,%)

3 討論

支氣管源性囊腫是因胚胎發育期呼吸系統發育異常而引起的呼吸道疾病,是由于氣管或肺芽發育期的不同,使原支氣管組織分離形成盲管,在肺實質內或縱隔的各個部位發育成囊腫。臨床上根據囊腫所處的位置分為肺內型、縱隔型及異位型三種類型。縱隔型按Maier分型分為氣管旁型、隆突下型、肺門型、食管旁型及其他部位型等五種類型[7]。本研究隆突氣管旁型和肺內型的囊腫占93.3%。

支氣管源性囊腫臨床癥狀不典型,當囊腫繼發感染刺激周圍組織、氣管或囊液短期內增多時,患者可出現 咳嗽、咳痰、胸痛癥狀[8-9]。上縱隔支氣管源性囊腫壓迫腔靜脈或食管、右喉返神經可致上腔靜脈綜合征、聲音嘶啞等癥狀[10-11]。肺內型支氣管源性囊腫長期反復感染,機化后CT可呈現肺軟組織腫塊影,此時較難與肺癌、肺隔離癥鑒別,尤其是當軟骨形成囊壁時,容易被認為肺錯構瘤。縱隔型支氣管源性囊腫與胸腺囊腫、胸腺瘤CT表現相似。我科曾遇到1例縱隔支氣管源性囊腫。患者因咳嗽、胸悶在省級醫院診治,行氣管鏡顯示氣管內未見囊腫開口,CT示隆突下淋巴結腫大;EBUS穿刺出壞死物,考慮淋巴結感染給予抗感染治療后,反復咳嗽癥狀無法緩解。來我院后,行肺增強CT也與上級醫院一樣提示隆突下腫大淋巴結可能,淋巴結內液性暗區,提示部分高密度影。與家屬充分溝通后行單操作孔胸腔鏡手術。術中探查:切除第 7 組淋巴結后,發現隆突下有一緊貼氣管的囊腫。一些小軟骨構成囊壁一部分。術后病理證實為縱隔支氣管源性囊腫。支氣管源性囊腫的臨床表現和肺部常規檢查特異性不明顯,即使術前行增強CT和氣管鏡檢查,也不能明確無氣管開口的囊腫[12]。中后縱隔的支氣管源性囊腫,周圍血管豐富,易與周圍組織黏連緊密,強行分離,極易引起難以彌補的大量出血[13]。增強CT僅提供二維圖像,不能立體直觀展現肺部血管分布和走形,需要在手術中去分辨囊腫周圍異常的血管,這不僅增加手術時間,也提升了支氣管源性囊腫手術的難度,術后出血、肺炎等相應的并發癥也會常見[14]。我們在術前應用Mimics軟件進行三維重建規劃手術,取得以下一些優勢:①首先,Mimics軟件可以將增強CT導入的二維圖像重建為三維幾何圖像,如肺、縱隔等,對囊腫、動脈、靜脈、氣管等組織結構可以進行不同顏色的標記。可以通過360度旋轉、放大縮小的方式,以主刀醫生的視角,從不同角度、不同層次對目標組織進行半透明化的近肺組織凸顯,從而在整個縱隔和肺內形成囊腫的具體詳細位置,使手術步驟得到優化,手術難度降低,術中思考時間減少,達到手術時間縮短的目的。②通過三維重建技術可以更加清晰分辨肺部的小血管,特別是從囊腫穿行的異常的肺靜脈,做到心中有數,尤其是對于多囊腔的囊腫能做到術中不遺留。③通過三維重建技術形成立體的空間結構,能夠制定更精準更微創的切口位置,避免單操作孔距離靶組織過遠,操作角度過大,降低操作難度。本研究規劃組手術切口長度,手術時間和住院時間及胸管引流時間,術中出血量、胸管總引流量優于不規劃組,差異均有統計學意義(P<0.05),提示三維重建技術使手術設計更精確,更有利于患者術后早期恢復。④對于多囊腔的囊腫,甚至多囊腔開口氣道的囊腫,Mimics軟件可以對于CT層厚1 mm的圖形進行數據分析,精準顯示囊腫的結構,避免手術遺留問題,減少氣管瘺的發生。本研究規劃組術后肺部感染、持續液氣胸等并發癥發生率低于不規劃組,差異有統計學意義(P<0.05)。提示三維重建技術減少了手術創傷,手術安全性相對較高。⑤通過術前Mimics三維重建應用分析,可以加強主刀醫生和助手對整個手術步驟的默契程度,甚至可以更加形象具體地與患者家屬進行術前談話,增加醫生的信任度。

綜上所述,支氣管源性囊腫是臨床上較容易誤診的一類先天性疾病,因其臨床癥狀無特征性,影像學較難鑒別,需要手術切除病理確診。術前應用Mimics軟件進行三維重建,可以提供清晰的空間解剖結構,使術前手術方案更精確,降低了手術難度,手術也更安全可靠,臨床應用價值較高。