邢金春 秦家軒 吳準(zhǔn)

醫(yī)學(xué)全息影像技術(shù)是通過(guò)相關(guān)處理軟件，將2D醫(yī)學(xué)圖像重建成包含更多信息的3D虛擬模型，同時(shí)通過(guò)混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備將3D虛擬模型導(dǎo)入真實(shí)世界并與之進(jìn)行交互，從而輔助臨床診斷及治療過(guò)程的一項(xiàng)新興技術(shù)?！叭ⅰ奔础叭啃畔ⅰ?，由CT或MRI增強(qiáng)掃描圖像重建獲得的全息影像能夠更直觀地顯示病灶的大小、形態(tài)、位置、與周圍組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系、供血血管情況等。全息影像技術(shù)在外科手術(shù)的術(shù)前、術(shù)中能夠發(fā)揮重要的輔助作用，通過(guò)全息影像瀏覽軟件，術(shù)者可以將3D虛擬模型和真實(shí)術(shù)野進(jìn)行認(rèn)知融合；通過(guò)頭戴混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備或達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，術(shù)者可以將3D虛擬模型和真實(shí)術(shù)野進(jìn)行實(shí)時(shí)影像融合。全息影像技術(shù)在泌尿外科機(jī)器人輔助腹腔鏡手術(shù)，尤其是在保留腎單位的腎部分切除術(shù)[1-15]、復(fù)雜腹膜后及腎上腺腫瘤手術(shù)[16-22]和前列腺癌根治術(shù)[23-29]中發(fā)揮著重要的輔助作用。

一、全息影像技術(shù)的建立和應(yīng)用

1.全息影像技術(shù)的建立：將患者醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(digital imaging and communications in medicine, DICOM)格式的CT或MRI增強(qiáng)掃描圖像上傳至全息影像重建工作站，由專業(yè)工程師結(jié)合患者的病情及臨床需求重建全息影像，主管醫(yī)師需與專業(yè)工程師保持溝通，給予臨床信息支持并提出臨床實(shí)際需求，對(duì)全息影像結(jié)果進(jìn)行核查驗(yàn)收。

主管醫(yī)師在術(shù)前通過(guò)全息影像工作站下載并查看重建的全息影像文件。術(shù)中通過(guò)視頻輸入、輸出端口連接線將全息影像工作站與達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)相連接，將全息影像實(shí)時(shí)投影、融合在術(shù)野圖像中(融合影像在達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)術(shù)者目鏡和全息影像工作站同步顯示)，從而實(shí)現(xiàn)術(shù)中導(dǎo)航(圖1A)。

A：融合影像在達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)和全息影像工作站同步顯示，實(shí)現(xiàn)術(shù)中導(dǎo)航；B、C：腎腫瘤隱藏前后對(duì)比，顯示腫瘤深度、腫瘤的腎內(nèi)部分形態(tài)；D、E：腹側(cè)觀，腎靜脈隱藏前后對(duì)比，顯示腎動(dòng)、靜脈血管及其分支、變異情況；F：背側(cè)觀(黃色為腫瘤，藍(lán)色為靜脈，紅色為動(dòng)脈，綠色為腎盂、輸尿管)圖1 左腎下極腫瘤全息影像

相關(guān)文件的上傳、下載、查看等操作均需要在登錄終端設(shè)備(全息影像工作站)所安裝的圖像傳輸和瀏覽軟件中來(lái)完成，用于保護(hù)患者隱私及數(shù)據(jù)安全。

2.全息影像技術(shù)的術(shù)前應(yīng)用：全息影像具有三維立體、可全角度旋轉(zhuǎn)、可自由放大縮小、組織結(jié)構(gòu)以不同顏色標(biāo)識(shí)、可自由調(diào)節(jié)透明度或隱藏拆解等特點(diǎn)，能夠更直觀地顯示病灶的大小、形態(tài)、位置，以及與周圍組織結(jié)構(gòu)的毗鄰關(guān)系、供血血管情況，在手術(shù)前能夠發(fā)揮重要的輔助作用。輔助規(guī)劃手術(shù)方案：結(jié)合全息影像擬定手術(shù)入路(如經(jīng)腹腔/經(jīng)腹膜后腔)，布局穿刺器(Trocar)的位置，預(yù)估手術(shù)切除范圍，規(guī)劃供血血管阻斷方案；輔助預(yù)估手術(shù)難度及風(fēng)險(xiǎn)：結(jié)合全息影像所顯示的病灶與周圍血管、臟器之間的關(guān)系，預(yù)估手術(shù)難點(diǎn)，以及可能損傷的重要組織結(jié)構(gòu)(如腎蒂、輸尿管、腔靜脈、腹腔干、脾血管、十二指腸等)和可能聯(lián)合切除的臟器；輔助醫(yī)患溝通：通過(guò)全息影像更直觀地向患者及家屬介紹病情、手術(shù)方案、手術(shù)難度及風(fēng)險(xiǎn)。

3.全息影像技術(shù)的術(shù)中應(yīng)用：術(shù)中將全息影像實(shí)時(shí)投影、融合在術(shù)野圖像中，可輔助辨識(shí)病灶的位置、范圍、深度、供血血管情況以及重要的毗鄰組織結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)術(shù)中輔助導(dǎo)航定位，提高手術(shù)精準(zhǔn)度。融合影像在達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)和全息影像工作站中同步顯示，使術(shù)者和助手實(shí)時(shí)同步參與全息影像的術(shù)中輔助導(dǎo)航定位過(guò)程(圖2)。

A：機(jī)器人腎部分切除術(shù)的輔助導(dǎo)航定位；B.機(jī)器人前列腺癌根治術(shù)的輔助導(dǎo)航定位圖2 全息融合影像在術(shù)中輔助導(dǎo)航定位

二、全息影像技術(shù)在泌尿外科機(jī)器人輔助腹腔鏡手術(shù)中的應(yīng)用

1.全息影像技術(shù)在機(jī)器人輔助腹腔鏡腎部分切除術(shù)中的應(yīng)用：全息影像能夠更直觀地顯示腎腫瘤的大小、形態(tài)、位置、深度及供血血管情況[1]，輔助評(píng)定R.E.N.A.L.評(píng)分。術(shù)前結(jié)合全息影像，可以輔助評(píng)估腎部分切除術(shù)的可行性[2]及術(shù)后尿漏等并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，選擇手術(shù)入路(經(jīng)腹腔/經(jīng)腹膜后腔)，布局穿刺器(Trocar)位置(腎下極腫瘤的Trocar位置適當(dāng)下移)，預(yù)估手術(shù)切除深度(是否達(dá)集合系統(tǒng)或腎竇)，擬定腎動(dòng)脈阻斷方案(根據(jù)腎動(dòng)脈分支、變異情況和腫瘤供血情況，選擇全阻斷、選擇性阻斷、超選擇性阻斷或無(wú)阻斷方案[3-5])，預(yù)估可能損傷的重要組織結(jié)構(gòu)(如腎竇、輸尿管、腎上腺、十二指腸、腔靜脈、脾血管等)，利于輔助醫(yī)患溝通。術(shù)中全息影像技術(shù)輔助導(dǎo)航定位：輔助定位腎腫瘤的位置、深度，尤其是完全內(nèi)生型腎腫瘤[6-7]；輔助定位、辨識(shí)、暴露腎動(dòng)、靜脈及其分支血管，便于供血血管阻斷；輔助辨識(shí)重要組織結(jié)構(gòu)，減少不必要的損傷(圖1B～1F，圖2A)[8-11]。武鵬等[12]回顧性分析了其單中心行全息影像技術(shù)引導(dǎo)機(jī)器人輔助腹腔鏡腎部分切除術(shù)治療的15例完全內(nèi)生型腎腫瘤患者的臨床資料，均順利完成手術(shù)，無(wú)中轉(zhuǎn)開放及大血管損傷病例，無(wú)漏尿及切緣陽(yáng)性病例，平均隨訪9個(gè)月無(wú)局部復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移病例。朱剛等[13]回顧性分析了國(guó)內(nèi)19家醫(yī)療中心行全息影像技術(shù)引導(dǎo)機(jī)器人輔助腹腔鏡腎部分切除術(shù)治療的51例腎腫瘤患者的臨床資料，其中23例有可統(tǒng)計(jì)的臨床數(shù)據(jù)，術(shù)中無(wú)周圍重要臟器損傷，無(wú)Clavien Ⅱ級(jí)及以上并發(fā)癥，全息影像技術(shù)可以幫助術(shù)者確定脂肪組織下的腎血管位置、分支情況，幫助術(shù)者識(shí)別腫瘤與集合系統(tǒng)、腎實(shí)質(zhì)、血管的相互位置，幫助術(shù)者定位完全內(nèi)生型腎腫瘤及確定切除邊界。王亞楠等[14]回顧性分析了其單中心接受全息影像技術(shù)引導(dǎo)機(jī)器人輔助腹腔鏡腎部分切除術(shù)治療的11例(與朱剛等研究中納入的6例患者存在重疊可能)腎門部腫瘤患者的臨床資料，R.E.N.A.L.評(píng)分為8～12分(平均10.7分)，均順利剜除腫瘤、完成手術(shù)，無(wú)術(shù)后發(fā)熱、繼發(fā)出血或漏尿等并發(fā)癥，無(wú)切緣陽(yáng)性病例，術(shù)后3個(gè)月復(fù)查腎臟增強(qiáng)CT未見復(fù)發(fā)。Huang等[15]回顧性分析了其單中心接受機(jī)器人輔助腹腔鏡或單純腹腔鏡保留腎單位手術(shù)治療的113例腎竇腫瘤(指50%以上體積位于腎竇內(nèi)的腎腫瘤)患者的臨床資料，并結(jié)合全息影像，首次提出針對(duì)腎竇腫瘤的“ROADS”評(píng)分系統(tǒng)，使此類復(fù)雜腎腫瘤保腎成功率升至97.5%，嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生率降至7.9%。

2.全息影像技術(shù)在機(jī)器人輔助腹腔鏡腹膜后及腎上腺腫瘤切除術(shù)中的應(yīng)用：原發(fā)性腹膜后腫瘤中，約30%為良性腫瘤(如神經(jīng)鞘瘤、纖維瘤、畸胎瘤等)，約70%為惡性腫瘤(如脂肪肉瘤、纖維肉瘤、神經(jīng)纖維肉瘤、惡性淋巴瘤等)，多數(shù)原發(fā)性腹膜后腫瘤早期無(wú)癥狀、發(fā)現(xiàn)時(shí)腫瘤體積偏大[16-17]。原發(fā)性腹膜后腫瘤位置深，病理類型多樣且生物學(xué)行為各異，當(dāng)腫瘤包繞粘連重要血管、神經(jīng)、臟器、肌肉時(shí)，處理非常棘手[16-17]。大體積腎上腺腫瘤、瘤體功能強(qiáng)大(如嗜鉻細(xì)胞瘤、皮脂腺癌等)、瘤體位置特殊(如異位腎上腺腫瘤、腫瘤毗鄰重要組織結(jié)構(gòu)等)或瘤體與周圍界限欠清晰(如原發(fā)惡性腫瘤、浸潤(rùn)性生長(zhǎng)的腫瘤、轉(zhuǎn)移瘤、既往手術(shù)史等)的腎上腺腫瘤，手術(shù)難度大、風(fēng)險(xiǎn)高。

術(shù)前結(jié)合全息影像可以輔助擬定手術(shù)入路(經(jīng)腹腔/經(jīng)腹膜后腔)，調(diào)整穿刺器(Trocar)位置，預(yù)估可能損傷的重要組織結(jié)構(gòu)(如腎蒂、輸尿管、腔靜脈、腹腔干、脾血管、十二指腸、腎上腺等)，預(yù)估可能的聯(lián)合臟器切除(如腎臟、腎上腺、脾臟，甚至部分血管等)，輔助醫(yī)患溝通[18-20]。術(shù)中全息影像技術(shù)輔助導(dǎo)航定位：輔助定位腫瘤的位置，輔助定位、辨識(shí)、暴露重要組織結(jié)構(gòu)，減少不必要的損傷[18-22](圖3)。

A～E：腹側(cè)觀；F：背側(cè)觀(黃色為腫瘤，淡黃色為胰腺，金黃色為腎上腺)圖3 全息影像顯示左腹膜后腫瘤緊鄰腎蒂上緣、腹主動(dòng)脈及腹腔干，腫瘤前方被脾血管包繞

3.全息影像技術(shù)在機(jī)器人輔助腹腔鏡前列腺癌根治術(shù)中的應(yīng)用：術(shù)前通過(guò)全息影像可以輔助預(yù)估保留前列腺神經(jīng)血管束的可行性，預(yù)估手術(shù)難度及風(fēng)險(xiǎn)，輔助醫(yī)患溝通。術(shù)中全息影像技術(shù)輔助導(dǎo)航定位：①輔助定位前列腺腫瘤的位置，降低切緣陽(yáng)性率；②輔助定位、辨識(shí)前列腺神經(jīng)血管束，減少損傷；③輔助定位、辨識(shí)前列腺底部與膀胱頸的交界、前列腺尖部與尿道的交界，避免腫瘤組織殘留；④輔助定位、辨識(shí)重要組織結(jié)構(gòu)(如輸尿管、髂血管、閉孔神經(jīng)等)，減少不必要的損傷；⑤輔助定位、辨識(shí)可疑淋巴結(jié)，輔助淋巴結(jié)清掃(圖2B)[23-29]。Porpiglia等[24-26]先后發(fā)表多篇相關(guān)研究文獻(xiàn)，分析了其單中心接受全息影像技術(shù)引導(dǎo)機(jī)器人輔助腹腔鏡前列腺癌根治術(shù)治療的30例患者的臨床資料，結(jié)果提示該技術(shù)安全有效，并進(jìn)一步引入彈性3D虛擬模型來(lái)優(yōu)化其全息影像技術(shù)。Mehralivand等[27](10例)、Schiavina等[28](26例)、朱剛等[29](5例)隨后也發(fā)表了全息影像技術(shù)引導(dǎo)機(jī)器人輔助腹腔鏡前列腺癌根治術(shù)的相關(guān)研究結(jié)果，均提示全息影像技術(shù)可在術(shù)前、術(shù)中發(fā)揮重要的輔助作用。

三、展望

全息影像技術(shù)作為一項(xiàng)新興的臨床影像技術(shù)，近年來(lái)在泌尿外科手術(shù)的術(shù)前、術(shù)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的輔助作用。通過(guò)全息影像技術(shù)，術(shù)者可以在術(shù)前更精確規(guī)劃手術(shù)方案、預(yù)估手術(shù)難度及風(fēng)險(xiǎn)，便于醫(yī)患溝通等。術(shù)中利用全息影像技術(shù)輔助導(dǎo)航定位，提高手術(shù)的精準(zhǔn)度，并增加手術(shù)的安全性。隨著全息影像技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于機(jī)器人輔助腹腔鏡腎部分切除術(shù)、腹膜后及腎上腺腫瘤切除術(shù)、前列腺癌根治術(shù)和膀胱癌、臍尿管癌根治術(shù)[13]等，該技術(shù)在泌尿外科機(jī)器人輔助腹腔鏡手術(shù)中的重要輔助作用及應(yīng)用價(jià)值將得到更好體現(xiàn)。