3D-Slicer虛擬現實技術在鼻內窺鏡下鼻腔鼻竇惡性腫瘤切除術中的應用效果△

侯俊勝，陶學勇，鮑志國，翟性友

河南大學第一附屬醫院1耳鼻咽喉頭頸外科，2影像科，河南 開封 475000 3解放軍總醫院海南醫院耳鼻咽喉頭頸外科，海南 三亞 572013

鼻腔鼻竇惡性腫瘤是僅次于鼻咽癌和喉癌的頭頸部惡性腫瘤，早期缺乏明顯的臨床表現，但隨著病情的不斷進展，鼻腔內開始出現惡臭膿血、逐漸堵塞等，嚴重者會出現眼球移位、復視、視力減退等表現。目前，鼻腔鼻竇惡性腫瘤確診時，患者多已處于中晚期，單純放化療效果不如手術治療，手術治療已成為鼻腔鼻竇惡性腫瘤的首選治療方案，且隨著醫學科學技術不斷發展，醫學界對其手術治療的關注度日益提升。鼻內窺鏡下手術作為鼻腔鼻竇惡性腫瘤的常用手術方案之一，治療效果相對穩定，但多項臨床研究顯示，鼻腔鼻竇腫瘤，尤其是侵及顱底、眶周、眶內及血管神經的患者，實施鼻內窺鏡下鼻腔鼻竇腫瘤切除手術的難度較大，手術治療效果欠佳。有研究證實，通過三維重建技術能在術前詳細了解鼻腔解剖結構，還可模擬內鏡操作，為手術的順利實施提供安全保障。基于此，本研究探討3D-Slicer虛擬現實技術在鼻內窺鏡下鼻腔鼻竇惡性腫瘤切除手術中的應用效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年6月至2019年6月在河南大學第一附屬醫院接受鼻內窺鏡下鼻腔鼻竇惡性腫瘤切除術患者。納入標準：①經病理學檢查證實為鼻腔鼻竇惡性腫瘤；②術前影像學資料完整，根據腫瘤位置分為Ⅰ型（病變局限于鼻腔內且未浸潤其他組織）、Ⅱ型（病變已損害鼻腔鼻竇外結構）；③符合鼻內窺鏡下鼻腔鼻竇惡性腫瘤切除術適應證，手術由同組手術醫師實施；④均未在外院接受Ⅰ期手術治療；⑤臨床資料均完整。排除標準：①病變范圍已侵及皮膚、額竇前壁，且經2個周期的誘導化療后腫瘤仍未消退；②影像學檢查結果顯示腫瘤已出現遠處轉移；③肝腎、心肺功能過差，不能耐受手術；④近期有鼻腔內手術史；⑤合并精神類疾病、造血及凝血系統障礙、內分泌功能異常疾病（腎上腺占位、甲亢等）等。依據納入和排除標準，本研究共納入80例鼻腔鼻竇惡性腫瘤患者，根據術中是否應用3D-Slicer虛擬現實技術將其分為觀察組和對照組各40例，對照組患者僅給予鼻內窺鏡下腫瘤切除術，觀察組患者在鼻內窺鏡下腫瘤切除術中聯合應用3D-Slicer虛擬現實技術。對照組中，男22例，女18例；年齡30～70歲，平均（45.32±7.12）歲；分型：Ⅰ型28例，Ⅱ型12例。觀察組中，男 25例，女 15例；年齡 30～70歲，平均（46.87±7.05）歲；分型：Ⅰ型26例，Ⅱ型14例。兩組患者性別、年齡和分型比較，差異均無統計學意義（

P

＞0.05），具有可比性。本研究經醫院倫理委員會批準，所有患者均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 手術方法

對照組患者僅實施鼻內窺鏡下鼻腔鼻竇惡性腫瘤切除術，手術方案：患者均在手術室內進行靜吸復合麻醉，仰臥位手術，抬頭15°后對手術區域進行消毒，Ⅰ型患者經鼻內鏡觀察后將剝離器由鼻內插入，并探觸腫瘤情況，再使用咬切鉗、切割吸引器相結合后徹底切除腫瘤，且切除范圍＞腫瘤范圍；Ⅱ型患者經鼻內鏡明確中鼻甲部位，使用黏膜鉗去除中鼻甲、中鼻道處病變，修整中鼻甲；經鼻道進入篩竇去除篩泡、鉤突，并清除病變，再切除篩竇內全部氣房，盡可能保持其表面平滑，以獲得更優的術后上皮化，將開放后的篩竇變為平滑空腔；使用剝離器切開上頜竇口的膜部后去除其后半部，鉗除篩竇與上頜竇后壁間隔，再由下鼻道清除上頜竇內病變黏膜。30°內鏡明確額竇入口，鉗除額竇入口周圍間隔，盡可能保留鼻額管和額隱窩周圍黏膜，切除額竇、篩竇、上頜竇及其周圍組織間腫瘤組織。

觀察組患者在鼻內窺鏡下鼻腔鼻竇惡性腫瘤切除術前使用3D-Slicer虛擬現實技術，具體操作如下：入組患者均根據術前影像學檢查結果由同一醫師使用3D-Slicer軟件三維重建鼻內解剖結構，使用Registration模塊進行影像學圖像融合，成功后再使用Segment Editor模塊、Volume Rendering模塊進行圖像重建，獲得鼻內組成、腫瘤、血管等解剖結構，并通過三維圖像明確腫瘤與動脈、視神經、顱底間的關系，了解并模擬手術情況，對存在較大個體差異的蝶竇內解剖結構進行術前重建。

1.3 觀察指標和評價標準

1.3.1 圍手術期指標 比較兩組患者術中出血量、手術時間、術后住院時間，統計腫瘤切除率，其中腫瘤切除比例于術后48 h內使用MRI檢查確定，全切為未檢測出腫瘤殘留，次全切為腫瘤殘留＜10%，部分切除為腫瘤殘留≥10%且＜20%。

1.3.2 炎性因子 術前1天、術后1周，抽取兩組患者空腹外周靜脈血5 ml肝素抗凝，使用貝克曼流式細胞儀檢測單個核細胞，經佛波酯誘導培養后測定輔助性T細胞（helper T，Th）1細胞內γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ）、Th2細胞內白細胞介素-4（interleukin-4，IL-4）水平。

1.3.3 生活質量 術前3天、術后1個月，采用鼻腔鼻竇結局測試22條量表（sinonasal outcome test-22，SNOT-22）評估兩組患者的術后生活質量，SNOT-22量表包括鼻部癥狀（7個條目）、鼻外癥狀（1個條目）、耳部及頭面部癥狀（4個條目）、心理情況（6個條目）、睡眠情況（4個條目）5個維度共22個條目，評分越高表示生活質量越差。

1.3.4 并發癥發生情況 比較兩組患者的并發癥發生情況，包括視神經損傷、顱內血腫、腦脊液漏、鼻腔粘連等。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 圍手術期指標的比較

觀察組Ⅰ、Ⅱ型患者的手術時間、住院時間均明顯短于對照組，差異均有統計學意義（Ⅰ型：

t

=4.850、6.465，

P

＜0.01；Ⅱ型：

t

=4.396、3.950，

P

＜0.01）；觀察組Ⅰ、Ⅱ型患者術中出血量均明顯少于對照組，差異均有統計學意義（

t

=32.331、12.995，

P

＜0.01）（表1）。觀察組患者的腫瘤全切率為90.00%，高于對照組的72.50%，差異有統計學意義（

χ

=4.021，

P

=0.045）（表2）。

表1 兩組患者的圍手術期指標（±s）

表2 兩組患者的腫瘤切除情況[n（%）]

2.2 炎性因子水平的比較

術前1天，兩組患者IFN-γ、IL-4水平比較，差異均無統計學意義（

P

＞0.05）。術后1周，兩組患者IFN-γ水平均高于本組術前，IL-4水平均低于本組術前，且觀察組患者IFN-γ水平高于對照組，IL-4水平低于對照組，差異均有統計學意義（

P

＜0.05）。（表 3）

表3 手術前后兩組患者炎性因子水平的比較

2.3 生活質量的比較

術前3天，兩組患者SNOT-22量表各維度評分比較，差異均無統計學意義（

P

＞0.05）。術后1個月，兩組患者SNOT-22量表各維度評分均低于本組術前，且觀察組患者SNOT-22量表各維度評分均低于對照組，差異均有統計學意義（

P

＜0.05）。（表4）

表4 手術前后兩組患者SNOT-22量表評分的比較

2.4 并發癥發生情況的比較

觀察組并發癥總發生率為12.50%（5/40），低于對照組患者的32.50%（13/40），差異有統計學意義（

P

＜0.05）。

3 討論

鼻腔鼻竇惡性腫瘤是頭頸部的常見腫瘤之一，確診時患者多已處于中晚期，但放化療治療效果均不理想，隨著手術微創化趨勢日益明顯，越來越多醫療團隊開始探索鼻內窺鏡下對惡性腫瘤治療的可行性。多項研究結果顯示，鼻內窺鏡下鼻腔鼻竇惡性腫瘤切除術可最大限度地保留患者的器官及生理機能，有利于疾病恢復和心理狀態的改善。隨著虛擬現實技術的不斷進步，其在醫療領域的應用日漸廣泛，虛擬軟件操作相對簡單，同時具有較好的交互性和便捷性，三維重建技術能幫醫護人員在術前獲得詳細的解剖學信息，進而制訂更加完善且安全的手術治療方案。因此，本研究使用3D-Slicer虛擬現實技術，評估該技術在鼻腔鼻竇惡性腫瘤中的應用效果。

本研究采用的虛擬現實技術，將術前鼻竇影像學檢查資料轉換為3D解剖影像，形成鼻腔鼻竇腫瘤及其侵及壓迫周圍組織3D模型，并通過該模型了解腫瘤的大小及其浸潤范圍（神經及血管），幫助醫護人員進行較為清晰的風險評估，據此擬訂較為詳盡的手術切除范圍、明確術中需注意的解剖部位等，從而進一步優化手術方案，使手術效果更為理想。本研究使用3D-Slicer虛擬現實技術能有效縮短手術時間、住院時間，減少術中出血量，且在一定程度上提高全切率，降低術后并發癥發生率，這與姜義道的研究結果類似，表明該技術能在一定程度上減小手術難度，縮短術后恢復時間，盡可能徹底地清除鼻腔鼻竇腫瘤，避免傷及患者的重要組織和器官，從而降低術后并發癥發生率。

腫瘤發生發展及患者的預后均與機體的免疫功能密切相關，尤其是淋巴細胞功能，而T淋巴細胞在腫瘤免疫監測中發揮一定的中心調控作用。孫潔等的研究結果顯示，鼻腔鼻竇惡性腫瘤患者Th1和Th2亞群處于失衡狀態，其中Th2處于優勢分化狀態，進而抑制Th1的增殖分化，導致機體抗腫瘤免疫功能減弱，抑制正常細胞的凋亡，使腫瘤細胞逃逸免疫監視和免疫攻擊而異常增生。本研究結果顯示，全體患者術后Th1細胞內IFN-γ水平高于術前，Th2細胞內IL-4水平低于術前，且使用3D-Slicer虛擬現實技術的患者變化更明顯，表明該技術對腫瘤源性免疫抑制的解除效果較好，可有效改善患者的免疫功能，逆轉細胞因子的失衡狀態。本研究結果顯示，術前經3D-Slicer虛擬現實技術擬訂手術計劃的患者，術后1個月SNOT-22量表各維度評分均較低，表明該技術能有效提高患者的術后生活質量，這可能是因該技術通過虛擬三維圖像，使術者能夠更詳盡地了解解剖結構，有效避免盲目手術帶來的不確定影響，從而有效改善患者的術后恢復情況。

綜上所述，3D-Slicer虛擬現實技術能有效改善鼻內窺鏡下鼻腔鼻竇惡性腫瘤切除術的效果，提高術后生活質量。