三維可視化技術在肝占位性病變精準手術中的應用效果觀察

索郎多杰 巴桑頓珠

腫瘤、肝包蟲等均是臨床上發(fā)病率較高的肝占位性病變，最近幾年中其發(fā)病率有不斷增加的趨勢，對患者身體健康構成較明顯的影響，增加家庭經濟負擔。針對肝占位性病變，若能在早期發(fā)現(xiàn)病灶、明確病灶范疇與性質，是提升臨床早期治愈率與患者生存質量的有效方法之一。根治性肝切除手術是當下臨床治療肝占位性病變的主要手段，但是因為多數(shù)患者就診時病情已發(fā)展至中晚期，病灶浸潤肝內管道，且還和門靜脈、肝靜脈及肝膽管等存在密切相關性，增加根治性切除手術難度，故而對其治療只能是最大限度的切除病灶。術前評估肝臟大小、體積具有很大必要性[1]。既往有臨床實踐表明，三維重建及虛擬手術系統(tǒng)能準確測算出肝臟及病灶是大小與體積，能協(xié)助外科醫(yī)生更精確的設定虛擬切割平面、擬定可行治療方案，該項技術在國內外肝臟占位病變切除領域有數(shù)次成功應用的案例[2-3]。本文采集35 例肝占位性病變患者病例資料進行分析，評價三維可視化技術在提升肝切除術精準性方面體現(xiàn)的價值，以供同仁參考，具體內容如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采 集2018 年10 月—2019 年11 月 前 來 我 院 就 診 的35 例肝占位性病變患者臨床資料，包括男性22 例，女性13 例；年齡34 ～76 歲，平均年齡（54.94±4.29）歲。腫瘤10 例，肝功Child-Pugh 分級：A 級者7 例，B 級者3 例。肝包蟲25 例。

1.2 方法

1.2.1 腫瘤 （1）分割圖像與三維重建：10 例腫瘤患者術前均行64 排CT 掃描檢查，獲得亞毫米掃描數(shù)據(jù)，將其整合至三維可視化軟件MI-3DVS 內，對肝臟、門靜脈系統(tǒng)、腫瘤組織以及肝周圍臟器行分割與三維重建處理。確定肝癌所處肝段，判斷其和臨近血管間的相關性。在分割目標臟器時，MI-3DVS 采用體繪制聯(lián)合面繪制的方法進行，利用脈管增強法提取肝內脈管系統(tǒng)。（2）在三維重建后，以Couniaud 肝分段原理為基礎，利用MI-3DVS 進行個體化肝臟分段處理，并計算全肝、各個肝段及腫瘤對應的體積。（3）擬定手術計劃：結合腫瘤所在肝段，腫瘤和門靜脈與肝靜脈在空間上建設的相關性，規(guī)劃出虛擬切除平面，觀察腫瘤及切除平面與靜脈各級分支間距及對應的所屬關系，對需切除及保留肝臟體積再行計算，依照術前肝功能分級狀況，設定最后的肝切除平面和方式。把三維重建和虛擬手術圖像、視頻資料等帶到手術室，用于術中動態(tài)觀察與比較分析，指導現(xiàn)實手術操作。

1.2.2 肝包蟲病 （1）計算虛擬肝臟體積有關參數(shù)：25 例患者術前均接受64 排螺旋CT 肝臟三期薄層（1 mm）增強掃描，將掃描數(shù)據(jù)以DICOM 格式導進MI-3DVS 軟件內，測算經三維重建后患者的全肝體積、病灶體積、病灶和各個管道的間距、剩余肝臟體積、虛擬切除肝臟體積、剩余肝靜脈回流肝區(qū)在健康肝組織體積的比重等。（2）設計虛擬手術方案：認真觀察三維重建的肝臟模型表面，定位肝臟占位情況，調整透明系數(shù)，觀察肝臟內部管道走行特征，在和腫瘤邊界相距約2 ～3 cm處設定邊界，探析最適宜的分割方向，開啟片面剪裁流程將非病灶肝組織予以剪切處理，獲得虛擬手術切割的包括包蟲病病灶在內的肝組織。（3）計算切除的病灶體積：測量現(xiàn)實手術切除的病灶及周圍肝組織質量，用“1 g=1 mL”換算得出切除的肝臟體積。

1.3 統(tǒng)計學處理

2 結果

2.1 腫瘤

10 例患者均順利完成肝臟三維重建、肝區(qū)個體化分段、體積測算，重建肝內血管分支均達到三級以上，能清晰的呈現(xiàn)出肝臟內各血管系統(tǒng)立體解剖形態(tài)，肝臟分段及腫瘤所處位置、規(guī)格大小、具體數(shù)目。術中所觀察到的腫瘤情況和術前規(guī)劃相符率達到100%（10/10）。依照三維重建結果擬定術前計劃，現(xiàn)實手術操作和術前規(guī)劃相符率為100%（10/10），手術切除工作順利進行，圍手術期未出現(xiàn)死亡病例，2 例患者術后出現(xiàn)胸腔積液，經引流處理后符合臨床治愈標準。

2.2 肝包蟲病

25 例肝包蟲病患者均接受手術切除治療，發(fā)現(xiàn)病灶位于肝右葉20 例，肝左葉3 例，侵犯左、右二葉2 例。

采用三維重建技術檢測肝臟體積，發(fā)現(xiàn)25 例病患全肝體積取值范圍為1 048.98 ～3 642.01 mL，平均為（1 825.61±575.19）mL；病灶體積18.96 ～1 914.71 mL 不等，均值為（549.12±441.23）mL；病灶在全肝中所占比例為1.23%～52.55%，平均為（27.68± 16.59）%。

25 例患者均順利完成肝切除手術，其中15 例行半肝切除術，10 例行肝局部切除術。虛擬設計切除肝臟的體積為47.80 ～2 193.70 mL，平均為（762.12±504.17）mL，在全肝體積中所占比例為3.04%～65.74%，平均為（39.22±18.74）%。

依照三維重建圖像，觀察并獲得病灶和管道兩者的相關性，對手術實際狀況和三維重建情況進行比較分析，發(fā)現(xiàn)部分管道和病灶相關性在術中被證實，和術前重建分析狀況大體一致。25 例肝包蟲病患者實際手術術式和虛擬手術計劃方案相吻合。25 例接受肝切除手術治療的患者，術中實際切除肝臟的體積是105.47 ～2 351 mL，平均為（755.84±501.86）mL。在全肝體積中占6.69%～64.55%，平均為（38.97±16.97）%。和手術實際切除肝臟組織體積相比較，虛擬手術設計切除的體積相對較大，但經比較分析，兩者差異無統(tǒng)計學意義（t=0.044，0.039，P 均＞0.05）。

3 討論

3.1 腫瘤

肝切除是當下臨床治療肝占位性病變的主要手段之一。既往有統(tǒng)計資料記載[4]，我國大部分肝癌患者有肝炎背景，并且肝內管道變異發(fā)生率偏高。正因如此，切除手術之前準確評估肝臟儲備能力與肝內脈管解剖結構，能為擬定手術治療方案、選擇適宜的肝切除形式提供可靠的參照，還有益于降低圍術期患者死亡的風險。三維可視化技術是現(xiàn)代影像學與計算機學的較差學科，用于醫(yī)療領域中，為臨床解剖學與外科學的發(fā)展開拓了新局面。伴隨三維可視化技術水平及相關儀器性能的改進、提升，為肝臟外科手術步入精準肝切除階段[5]。

對肝臟及肝內管道進行三維重建，能為臨床醫(yī)師了解肝內脈管系統(tǒng)的空間關系及變異狀況創(chuàng)造便利條件。既往，臨床診斷肝臟占位性病變診斷與設計手術方案時，二維CT、MRI 圖像為重要依據(jù)，針對連續(xù)的二維平面圖像，外科醫(yī)師需在腦中進行三維重建，構建立體圖像，以此去確定肝內病變的具體部位，該種人腦三維重建是基于嫻熟的二維圖像閱片進行的，并聯(lián)合過往一定的外科手術案例作出比較分析，歷經專科訓練方能達成預設目標[6]。該種在人腦內重建圖像有短暫性與不穩(wěn)定性特征，難以持久、真實的呈現(xiàn)于整個治療團隊面前，并且不同外科醫(yī)生腦內形成的重建結果和現(xiàn)實情況的相符度存在一定差異，術者臨床經驗水平是影響其準確性的主要因素之一。基于患者個體初始CT 圖像數(shù)據(jù)，以三維可視化軟件為支撐重建的三維圖像，不僅能清晰地的重現(xiàn)出病患肝臟及肝內脈管系統(tǒng)的三維立體解剖結構，且重建所獲得的結果和個體化特征相匹配[7]。以相關軟件的分析功能為支撐，能夠單獨或聯(lián)合觀察肝靜脈、門靜脈、腫瘤及全肝的解剖形態(tài)，更精確的判斷出是否存有解剖變異等狀況，還能把重建獲得的圖像永久性呈現(xiàn)于治療團隊眼前。

在本次研究中，采用自行研發(fā)的三維可視化軟件MI-3DVS，其自帶肝臟分段功能模塊，順沿門靜脈血管分支走行，獲取中心線，應用最近鄰域近似分割法，測算出門靜脈系統(tǒng)末梢血管對應的供血范疇，進而設定肝段平面與相應范疇。以Couniaud 分段原理為基礎的肝臟分段功能，與個體化門靜脈解剖特征相吻合，可以準確定位腫瘤所處肝段，并測算出全肝、腫瘤、腫瘤所在肝段及剩余肝段對應的體積，為肝臟體積的臨床評估提供較可靠依據(jù)。本次研究中，術中縮減和術前三維重建相符率為100%。三維可視化技術不僅能提供準確的肝臟及肝內血管三維圖像，其具備的虛擬手術功能為手術規(guī)劃設計發(fā)揮較好的輔助作用。通過觀察不同切除平面，能更好的確定平面的切除與保留情況，減少術后肝衰竭發(fā)生的風險。本組患者實際手術過程和術前手術規(guī)劃的相符率達到了100%，手術過程順利，圍手術期未出現(xiàn)死亡病例，體現(xiàn)出該項技術在肝臟腫瘤、特別是復雜肝臟腫瘤精準切除術前規(guī)劃中持有較好的應用價值[7]。但其作為最近幾年中發(fā)展起來的一種新型技術，關于其應用價值還需進一步作出檢驗，外科醫(yī)生與計算機人員應加強合作，減少三維重建中人為干預，最大限度的提升臟器分割的精確度與速度、仿真手術的逼真性。

3.2 肝包蟲病

當下，臨床針對肝包蟲病的病灶定位與測量的方法諸多，以CT、CTA、MRI 及三維成像技術等較為常見，因為肝臟解剖結構復雜，分布著動脈、靜脈、門靜脈及膽管，部分患者可能并發(fā)肝硬化、個體變異、占位病灶侵犯及既往手術史等，若僅依賴腹部超聲及二維CT 難以迎合精確病灶切除的要求[8]。

現(xiàn)代影像學技術和信息技術結合的產物是以肝臟影像三維重建及虛擬手術為基礎的數(shù)字軟件，其能清晰的呈現(xiàn)出肝段、腫瘤及肝內門靜脈、肝動脈等在解剖結構上存在的關系，并定量分析其相互毗鄰關系，規(guī)劃出完整切除病灶并且還能最大限度的保留正常肝組織，測算出殘留肝體積，評價肝臟代償功能，將肝包蟲病患者術中突發(fā)情況發(fā)生率降至最低水平，規(guī)避肝門時間及相關術后并發(fā)癥，為患者術后康復提供有效幫助[9]。

肝包蟲病因為生長方式獨特，早期癥狀缺乏特異性，前來就診的患者病情往往發(fā)展到晚期，病灶經常侵犯周邊軟組織、朝遠處轉移、對肝后下腔靜脈形成壓迫，增加了完整切除病灶的難度，經常會造成病灶無法根治性切除，殘留部分病灶。三維重建技術盡管在肝包蟲病治療領域的應用偏少，但依然有一些案例被報道[10-13]。在本次研究中，25 例肝包蟲病患者中，虛擬手術欲切除肝臟體積和術中實際切除體積差異無統(tǒng)計學意義（t=0.044，0.039，P 均＞0.05）。

綜合全文，針對肝占位性病變患者，采用三維可視化技術能提升術前診斷的精確性，術前對手術方案作出規(guī)劃，以進一步提升術中操作準確度，優(yōu)化臨床治療效果，促進病情轉歸進程。