蔡明月 江凱 徐蒙萊 蔣駿麟

目前臨床上仍以手術(shù)切除作為治療原發(fā)性肝癌的首選手段，而術(shù)前影像學(xué)精確評(píng)估是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)肝切除的必要條件[1-2]。但普通二維影像學(xué)檢查難以準(zhǔn)確反映肝內(nèi)復(fù)雜Glisson系統(tǒng)分布情況，加上手術(shù)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)膽管、血管變異現(xiàn)象，而肝臟腫瘤生長(zhǎng)部位各異，可能并發(fā)血管侵犯及血管內(nèi)癌栓狀況[3]。近年來，有研究表明，數(shù)字醫(yī)學(xué)經(jīng)三維可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)肝臟三維重建，可直觀、清晰觀察腫瘤組織，判斷肝內(nèi)血管解剖結(jié)構(gòu)，明確腫瘤與肝內(nèi)脈管系統(tǒng)的毗鄰關(guān)系，獲得更為精確的術(shù)前評(píng)估，經(jīng)虛擬手術(shù)反復(fù)試驗(yàn)，達(dá)到指導(dǎo)手術(shù)目的[4]。但目前臨床上多側(cè)重于分析該技術(shù)用于巨塊型肝癌可切除性評(píng)估中的作用，鮮有報(bào)道分析利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)肝癌術(shù)前三維重建模擬手術(shù)與實(shí)際手術(shù)情況的一致性[5]。

資料與方法

一、 一般資料

2016年8月至2019年8月無錫市第五人民醫(yī)院收治的原發(fā)性肝癌患者144例，男90例，女54例，年齡為(58.6±10.2)歲。入選標(biāo)準(zhǔn)：①入院后確診[6]；②腫瘤直徑≤10 cm，均行肝切除術(shù)；③肝功能Child-Pugh分級(jí)為A～B級(jí)；④吲哚菁綠15 min滯留率≤10%；⑤臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①其他部位惡性腫瘤；②嚴(yán)重凝血功能障礙；③腹腔腫瘤轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移；④門靜脈癌栓形成、肝內(nèi)轉(zhuǎn)移性子灶。患者簽署知情同意書，獲醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

二、方法

(一)術(shù)前CT檢查 術(shù)前均接受上腹部螺旋CT平掃聯(lián)合增強(qiáng)檢查。檢查前患者禁食4 h以上，訓(xùn)練呼吸憋氣，盡可能控制呼吸運(yùn)動(dòng)所致偽影。先行常規(guī)上腹部平掃聯(lián)合增強(qiáng)掃描，取患者仰臥位，選擇頭足方向，自膈頂至平臍為掃描范圍。管電壓選擇120 KV，選擇自動(dòng)適應(yīng)管電流(旋轉(zhuǎn)0.5 s/w)，矩陣512 mm×512 mm，視野 60～70 cm，螺距0.2。以日本東芝公司生產(chǎn)的Aquilion One 320排螺旋CT行肝膽胰脾CT檢查，先執(zhí)行平掃掃描。結(jié)束平掃期后經(jīng)肘靜脈注入碘帕醇(國藥準(zhǔn)字H20053388，上海博萊科信誼藥業(yè))75 mL，注射速度為4 mL/s。掃描過程中矚患者屏住呼吸，注入對(duì)比劑延遲27 s行動(dòng)脈期掃描，延遲60 s時(shí)予以門靜脈期掃描。結(jié)束增強(qiáng)掃描后每期層厚切薄至1 mm，數(shù)據(jù)采集后以DICOM文件格式存儲(chǔ)。所有CT結(jié)果示肝癌，未發(fā)現(xiàn)門靜脈癌栓形成、肝內(nèi)轉(zhuǎn)移性子灶及腹腔腫瘤轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移影像學(xué)表現(xiàn)。

(二)肝臟三維模型重建 (1)CT圖片導(dǎo)入：原始CT平掃期、動(dòng)脈期、靜脈期數(shù)據(jù)以DICOM文件格式導(dǎo)入三維重建系統(tǒng)數(shù)字醫(yī)學(xué)影像診斷軟件(Youktal)中，可在屏幕中分屏顯示原始CT橫截面圖列、矢狀切面和冠狀切面圖列。于其中一個(gè)圖列中執(zhí)行某點(diǎn)定位時(shí)可同時(shí)在另外兩個(gè)圖列中找到該點(diǎn)另一切面CT圖對(duì)應(yīng)位置，以三條互相垂直且不同顏色直線交點(diǎn)表示。(2)圖像分析及重建：軟件中肝臟模型建立采用三維重建器官切割方法進(jìn)行，在CT值與正常肝臟組織同樣位置上構(gòu)建種子點(diǎn)若干，閾值范圍適當(dāng)調(diào)整后誘導(dǎo)所有種子點(diǎn)呈充填生長(zhǎng)，且占滿整個(gè)肝臟模型。經(jīng)比較不同圖列(冠狀切面和橫截面圖列)，分析種子點(diǎn)是否占滿肝臟模型，后經(jīng)計(jì)算機(jī)三維計(jì)算實(shí)現(xiàn)三維肝臟模型重建。以同法實(shí)現(xiàn)肝臟占位，胰腺、脾臟、膽囊等器官三維模型的重建。后選擇增強(qiáng)動(dòng)脈期CT數(shù)據(jù)，在某條動(dòng)脈上經(jīng)通用分割算法設(shè)置種子點(diǎn)若干，經(jīng)閾值分析行與動(dòng)脈期血管接近的CT閾值范圍區(qū)間計(jì)算。同法選擇靜脈期及門靜脈CT數(shù)據(jù)，實(shí)施肝靜脈及門靜脈三維管道模型重建。若重建過程中數(shù)據(jù)量龐大，出現(xiàn)計(jì)算機(jī)無法計(jì)算狀況，可經(jīng)軟件中數(shù)據(jù)采集框行計(jì)算感興趣區(qū)域采集，將采集框以外CT數(shù)據(jù)屏蔽。(3)后期加工：經(jīng)軟件工具(包括剪裁、選擇連通區(qū)域等工具)剔除非該臟器組織，后整合所有單個(gè)模型，還原肝臟和病變?nèi)S立體面貌，顯示各器官及腫瘤病變所在。

(三)肝臟三維重建術(shù)前評(píng)估 重建模型行360°多軸向旋轉(zhuǎn)，縮小或放大圖像，并對(duì)重建器官模型行透明化處理，基于清晰顯示肝臟情況下觀察肝臟內(nèi)管道走行狀況，多角度分析腫瘤形態(tài)、大小及腫瘤與肝臟各重要血管的比鄰關(guān)系，明確有無血管侵犯及癌栓形成等情況。同時(shí)，于三維重建軟件中顯示所有經(jīng)三維重建后模型的體積，根據(jù)患者有無肝硬化及腫瘤侵犯范圍，于三維重建模型圖中擬定適合肝切除方式，經(jīng)軟件工具行模擬肝切除。同樣，于屏幕中顯示直接重建模型中切除后剩余肝體積值，并計(jì)算剩余功能肝體積百分比。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、手術(shù)情況分析

144例患者均成功通過三維重建肝臟及肝內(nèi)血管模型，通過術(shù)前評(píng)估，虛擬手術(shù)后有5例因腫瘤侵犯下腔靜脈而無法耐受手術(shù)，行肝動(dòng)脈造影+化療栓塞術(shù)；其余患者均成功實(shí)施肝切除術(shù)，其中肝左外葉切除手術(shù)74例，第Ⅳ肝段切除術(shù)5例，第Ⅵ肝段切除15例，第Ⅶ、Ⅷ肝段切除術(shù)15例，右半肝切除術(shù)5例，左半肝切除術(shù)10例，不規(guī)則肝切除15例。手術(shù)時(shí)間為(260.5±148.0)min，術(shù)中出血量為(196.7±90.7)mL。圖1，圖2為2例患者術(shù)前影像學(xué)表現(xiàn)。

A：術(shù)前CT檢查動(dòng)脈期，紅色箭頭處為腫瘤；B：術(shù)前CT檢查，黃色箭頭處為腫瘤供血?jiǎng)用}；C：術(shù)前CT檢查靜脈期，紅色箭頭處為腫瘤，肝左靜脈位于其下方；D：術(shù)前肝臟三維重建，腫瘤與供血?jiǎng)用}關(guān)系；E：術(shù)前肝臟三維重建，肝臟與腫瘤3D可視化全景圖，綠色為腫瘤；F：術(shù)前肝臟三維重建，容積再現(xiàn)，體現(xiàn)肝臟腫瘤與肝動(dòng)脈關(guān)系，紅色箭頭處為腫瘤

A：術(shù)前CT檢查動(dòng)脈期，紅色箭頭處為腫瘤；B：術(shù)前CT檢查靜脈期，紅色箭頭處為腫瘤；C：術(shù)前肝臟三維重建，肝臟與腫瘤3D可視化全景圖，粉紅色箭頭處為腫瘤；D：術(shù)前肝臟三維重建，容積再現(xiàn)，肝臟腫瘤與肝動(dòng)脈的關(guān)系，紅色箭頭處為腫瘤；E：術(shù)前肝臟三維重建，虛擬肝臟可視化，預(yù)切除平面為黃色箭頭所示處

二、術(shù)后切除腫瘤與術(shù)前三維重建計(jì)算所得結(jié)果比較

139例肝切除患者術(shù)前基于三維可視化技術(shù)下測(cè)得全肝體積為(1500.5±447.9)mL，虛擬肝切除體積為(507.8±184.4)mL，標(biāo)準(zhǔn)功能肝體積比值(剩余肝體積/功能全肝體積)為52%～74%，平均為(64.0±8.5)%。術(shù)后將切除的肝組織置入裝有水的量筒中，經(jīng)水測(cè)法獲取實(shí)際肝切除體積為(523.0±175.8)mL。虛擬肝切除體積與實(shí)際肝切除體積差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.703，P=0.482)，經(jīng)Pearson′s相關(guān)性分析顯示二者呈正相關(guān)(r=0.949，P<0.01)。見圖3。

圖3 虛擬與實(shí)際肝切除體積的線性相關(guān)圖

三、預(yù)后情況分析

所有肝切除者術(shù)后住院時(shí)間為(9.0±2.0)d。術(shù)后出血3例，通過輸血和止血等治療后均成功止血；膽漏2例，分別通過充分引流7、9 d后痊愈；雙側(cè)胸腔積液2例，通過實(shí)施右側(cè)胸腔穿刺抽液后痊愈出院；急性心機(jī)梗塞2例，待轉(zhuǎn)入心內(nèi)科繼續(xù)治療后好轉(zhuǎn)出院。隨診3月發(fā)現(xiàn)所有患者均未出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移情況。

討 論

肝臟腫瘤巨大或腫瘤與第一、二、三肝門鄰近時(shí)，會(huì)增加手術(shù)難度，引起術(shù)中出血和術(shù)后肝衰竭，故術(shù)前掌握肝內(nèi)脈管系統(tǒng)解剖、準(zhǔn)確評(píng)估殘肝體積尤為重要[7]。以往肝切除術(shù)前評(píng)估常規(guī)采用二維影像學(xué)檢查方法(如MRI、CT等)，無法精確顯示肝內(nèi)脈管結(jié)構(gòu)及其與腫瘤的毗鄰關(guān)系[8]。

近年來，基于CT技術(shù)的可視化三維圖像重建技術(shù)在肝膽外科領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。利用該技術(shù)重建的肝臟三維模型可自任意角度透過臟器進(jìn)行全面觀察，方便術(shù)者對(duì)腫瘤與肝內(nèi)脈管系統(tǒng)的毗鄰關(guān)系進(jìn)行直觀分析，利于術(shù)者準(zhǔn)確把握腫瘤可切除性及切除范圍；同時(shí)，可采用MI-3DVS進(jìn)行仿真手術(shù)，經(jīng)反復(fù)預(yù)切除，提高術(shù)者手術(shù)預(yù)見性，進(jìn)而熟悉手術(shù)過程，確保切緣陰性同時(shí)盡可能保留殘肝解剖結(jié)構(gòu)完整，縮短手術(shù)時(shí)間，預(yù)防重要血管損傷[9-11]。本研究中1例第Ⅳ肝段切除術(shù)患者，術(shù)前重建顯示腫瘤與肝中靜脈上方緊貼，因術(shù)前準(zhǔn)備充分，術(shù)中該處謹(jǐn)慎操作，未發(fā)現(xiàn)損傷情況，可見若術(shù)前未掌握變異血管走行、類型，術(shù)中易引起血管損傷，增加術(shù)中出多，延長(zhǎng)手術(shù)時(shí)間。有5例肝右葉上段腫瘤患者術(shù)前三維重建后發(fā)現(xiàn)腫瘤侵犯下腔靜脈而選擇肝動(dòng)脈造影+化療栓塞術(shù)，避免了下腔靜脈損傷風(fēng)險(xiǎn)；其余患者均成功實(shí)施手術(shù)，實(shí)際手術(shù)過程中出血量少，手術(shù)時(shí)間較短，證實(shí)了可視化三維圖像重建技術(shù)在肝臟切除術(shù)中具有良好指導(dǎo)性及準(zhǔn)確預(yù)測(cè)性。

以往術(shù)前主要通過CT/MRI影像粗略計(jì)算肝臟體積，或通過PACS系統(tǒng)二維影像獲取全肝體積、剩余肝臟體積，所得結(jié)果精確度欠缺，可能與二維CT或MRI影像計(jì)算肝體積不精確、肝臟病變情況下單位體積內(nèi)肝臟功能并不一致有關(guān)[12]。而基于二維CT數(shù)據(jù)的可視化三維圖像重建技術(shù)，經(jīng)術(shù)前準(zhǔn)確判斷肝臟切除手術(shù)所致剩余肝體積缺血或淤血狀況，可確保肝切除手術(shù)的安全性及精確性[13-15]。本研究中，139例肝切除患者術(shù)前基于三維可視化技術(shù)下測(cè)得全肝體積、虛擬肝切除體積、標(biāo)準(zhǔn)功能肝體積比值，術(shù)后切除腫瘤獲取實(shí)際肝切除體積，發(fā)現(xiàn)虛擬與實(shí)際肝切除體積無顯著變化，但二者呈正相關(guān)，與既往報(bào)道[16]相符，證實(shí)術(shù)前三維重建具備計(jì)算肝臟體積的精準(zhǔn)性與提高虛擬切除技術(shù)的可行性。本研究中，術(shù)后13例患者存在并發(fā)癥，經(jīng)對(duì)癥治療后好轉(zhuǎn)，且隨診無腫瘤復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移病例，證實(shí)可視化三維圖像重建技術(shù)在改善手術(shù)預(yù)后方面具有重要意義。

綜上，利用三維可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)肝癌術(shù)前三維重建模擬手術(shù)與實(shí)際手術(shù)情況存在一致性，術(shù)前經(jīng)三維可視化技術(shù)重建可精確評(píng)估手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，精確計(jì)算腫瘤體積及剩余肝臟體積，明確最佳手術(shù)方案。但本文屬單中心研究，而計(jì)算機(jī)行虛擬肝切除的操作體驗(yàn)與實(shí)際手術(shù)存在一定距離，故今后期望擴(kuò)大樣本量，經(jīng)投映方式重建器官后術(shù)者可直接在投映假象中操作行虛擬手術(shù)。