128層螺旋CT VR圖像融合重建技術(shù)在肝精確切除術(shù)前評估的應(yīng)用

余輝 張軍

摘要：目的：評價128層螺旋CT VR圖像融合重建技術(shù)在肝精確切除術(shù)前評估的應(yīng)用。方法：用128層螺旋CT VR圖像融合重建技術(shù)收集2017年7月至2020年7月深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院收治的 11例原發(fā)性肝癌患者影像數(shù)據(jù)，對肝臟、腫瘤、肝動脈、門靜脈、肝靜脈CT增強數(shù)據(jù)分別進行VR重建。對各重建圖像進行多色彩編碼，再進行多組圖像融合，顯示肝臟、病灶、肝血管之間的關(guān)系，并進行肝臟、病灶體積等測量，分析各項測量數(shù)據(jù)。在融合圖像上進行虛擬切除手術(shù)，選擇合理手術(shù)方案，最后將系統(tǒng)測量各數(shù)據(jù)分別與傳統(tǒng)的肝臟二維測量技術(shù)所測數(shù)據(jù)和術(shù)中實際切除情況進行分析對比。結(jié)果：11例患者實際術(shù)式均與術(shù)前規(guī)劃虛擬手術(shù)方案一致，11例患者術(shù)后均未發(fā)生肝功能衰竭、出血、膽汁瘺等嚴重并發(fā)癥，2例患者出現(xiàn)了術(shù)后胸腔積液，予以穿刺引流后恢復(fù)。結(jié)論：128層螺旋CT VR圖像融合重建技術(shù)在肝精確切除術(shù)前評估中有很大的應(yīng)用價值，有利于優(yōu)化精準肝切除手術(shù)方案的選擇。

關(guān)鍵詞：128層CT;三維重建;融合重建;原發(fā)性肝癌;精準肝切除;手術(shù)規(guī)劃

中圖分類號：R735.7文獻標識碼：BDOI：10？郾3969/j.issn.1001-0270.2021.03.10

Abstract： Objective： To evaluate the application of 128 slice spiral CT VR Multi Objects in preoperative accurate liver resection. Methods： 128 slice spiral CT VR Multi Objects was used to collect the clinical data from July 2017 to July 2020 Longgang District Peoples hospital of ShenzhenFor the image data of 11 patients with primary liver cancer， VR reconstruction was performed on the enhanced CT data of liver， tumor， hepatic artery， portal vein and hepatic vein respectively. Multi color coding was performed on the reconstructed images， and then multi group image fusion was performed to show the relationship between liver， lesion and hepatic blood vessel. The volume of liver and lesion was measured， and the measurement data were analyzed to improve the fusion image Finally， the data measured by the system were compared with the data measured by the traditional two-dimensional liver measurement technology and the actual resection situation. Results： the actual operation mode of 11 patients was consistent with the preoperative planning of virtual operation scheme. No serious complications such as liver failure， bleeding， bile fistula occurred in 11 patients. 2 patients had postoperative pleural effusion， which was recovered after puncture and drainage. Conclusion： 128 slice spiral CT VR Multi Objects has great application value in the preoperative evaluation of precise hepatectomy， which is conducive to optimizing the choice of precise hepatectomy.

Key Words： 128 slice CT; three dimensional reconstruction; Multi Objects; primary liver cancer; precise hepatectomy; operation planning

肝腫瘤的手術(shù)治療理念在不斷進步，以“最小創(chuàng)傷侵襲和最大肝臟保護，獲取最佳康復(fù)效果”的精準肝切除（precision liver resection）為肝腫瘤外科治療的理想目標[1]。董家鴻（2009）[2]提出了精準肝切除的概念和內(nèi)涵，使得精準肝切除理念進一步具體和標準化。要做到精準切除，術(shù)前評估尤為重要。術(shù)前精準、全面的影像學評估，把握切除肝臟的體積和術(shù)區(qū)血管、膽道解剖的關(guān)系，則是肝精準切除術(shù)前評估的重中之重，有著十分重要的臨床意義[3]。傳統(tǒng)的術(shù)前評估建立在CT、MR等檢查獲得的二維影像基礎(chǔ)上，主要依靠手術(shù)者的閱片經(jīng)驗，難以滿足精準肝臟切除的要求。由于術(shù)前評估不夠精確而導(dǎo)致術(shù)后出現(xiàn)嚴重的肝功能衰竭是肝切除后導(dǎo)致患者死亡的主要原因，約占死亡原因的38%[4-5]。

近年來，隨著多層螺旋CT在基層醫(yī)院的普及以及螺旋CT三維重建技術(shù)的發(fā)展，各種三維重建技術(shù)逐漸應(yīng)用于臨床，醫(yī)生利用三維影像，對肝臟腫瘤空間定位的精確性和腫瘤切除范圍的把握均有顯著性提升[6-7]。但目前沒有關(guān)于128層螺旋CT VR圖像融合重建技術(shù)對精準性肝切除指導(dǎo)作用方面的報道。

本研究應(yīng)用128層螺旋CT VR圖像融合重建技術(shù)，收集2017年7月至2020年7月深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院收治的 11例原發(fā)性肝癌患者的影像數(shù)據(jù)，對肝臟、腫瘤、肝動脈、門靜脈、肝靜脈CT增強數(shù)據(jù)分別進行VR重建。對各重建圖像進行多色彩編碼，再進行多組圖像融合，顯示肝臟、病灶、肝靜脈及門靜脈之間的關(guān)系，并對肝臟、病灶體積等進行測量，分析各項測量數(shù)據(jù)，在融合圖像上進行虛擬切除手術(shù)，選擇合理手術(shù)方案。最后將系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)分別與傳統(tǒng)的肝臟二維測量技術(shù)所測數(shù)據(jù)和術(shù)中實際切除情況進行分析對比，旨在評價VR圖像融合重建技術(shù)在肝腫瘤精準肝切除治療中的臨床應(yīng)用價值和意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象

2017年7月至2020年7月我院收治的 11例原發(fā)性肝癌患者。其中男性 7例，女性4例。年齡最小41歲，最大63歲，平均年齡53歲。所有患者術(shù)前均行CT增強檢查，并完善相關(guān)實驗室檢查、術(shù)后病理檢查明確診斷。所有研究對象均行根治性精準肝癌切除術(shù)。其中肝部分切除8例，標準左半肝切除2例，擴大左半肝切除1例。

1.2 多排螺旋CT檢查

使用64排128層螺旋CT（GE OPTIMA660），按照程序設(shè)定的腹部增強掃描程序、條件，患者先行仰臥腹部CT平掃，然后采用高壓注射器經(jīng)肘前靜脈注入非離子型造影劑（碘帕醇300-370mg/ml）70-90ml行增強掃描。注射速度 3.5-4.5ml/s，掃描延遲時間動脈期采取峰值時間檢測技術(shù)，以期能準確確定并采集到達靶血管的造影劑增強峰值時間，門脈期于對比劑開始注射后65秒，延遲期為對比劑注射后180秒。

1.3 三維重建后處理與術(shù)前規(guī)劃

對以上每個病例動脈期、門脈期、延遲期數(shù)據(jù)進行薄層重建（重建層厚0.625mm，重建間隔0.625mm，標準分辨率算法），再分別用CT自帶AW4.6工作站容積重建技術(shù)（Volume Rendering Technique，VRT）進行三維重建。分別提取分割肝臟、瘤體、肝動脈、肝門靜脈、肝靜脈的三維影像，并對各分割結(jié)構(gòu)三維影像分別進行配色，計算肝臟體積、腫瘤體積;對各組圖像進行圖像融合重建（Multi Objects），對融合圖像進行有規(guī)則的拆分、組合、多角度旋轉(zhuǎn)、透明化，以實現(xiàn)肝臟、腫瘤、肝門靜脈、肝靜脈、肝臟周圍結(jié)構(gòu)的3D可視化。明確腫瘤與肝靜脈、門靜脈以及膽道的關(guān)系及靜脈受侵犯情況，對腫瘤的空間定位作出準確分析，仔細觀察腫瘤所涉及的肝內(nèi)管道系統(tǒng)。對受累血管及膽道的長度、管徑、范圍等數(shù)據(jù)進行測量。根據(jù)融合重建圖像門脈1-2級分型為基礎(chǔ)，參照 Couinand八分段理論和TakasakiK肝三葉理論設(shè)計出不同的手術(shù)虛擬切除平面和切除范圍[8]。具體以肝中靜脈、肝右靜脈為界將肝臟分為左葉、右前葉和右后葉，再以右前葉門靜脈發(fā)出水平為界將右前葉及右后葉劃分為S5、S8、S6、S7段，左肝以肝左靜脈和左段間裂為界劃分為 S2、S3和 S4段。病灶局限于一個肝段時行模擬肝段切除，局限于左、中、右中的一葉或兩葉時，以三葉理論為基礎(chǔ)，視評估的殘肝體積情況切除一葉或兩葉。

1.4 虛擬手術(shù)

利用重建工作站自帶切割工具，在一名高年資普外科醫(yī)生的指導(dǎo)下參照 Couinand八分段理論和TakasakiK肝三葉理論對肝臟腫瘤進行虛擬切除。計算切除肝臟體積、余肝體積及余肝百分比，結(jié)合患者臨床資料，比較不同手術(shù)切除平面的情況，評估手術(shù)方案的可行性及安全性，適當調(diào)整手術(shù)方式，制定合理的手術(shù)方案。

1.5 結(jié)果分析

對比實際手術(shù)結(jié)果與預(yù)切除方案的異同，總結(jié)三維重建圖像融合技術(shù)對術(shù)前評估的作用。

2 結(jié)果

2.1 肝臟三維后處理及術(shù)前規(guī)劃結(jié)果

11例患者術(shù)前均行VR圖像融合重建并利用重建圖像行術(shù)前規(guī)劃及虛擬手術(shù)，重建后可以得到清晰完整的肝臟立體圖像，能夠直觀地觀察肝臟整體形態(tài)和肝內(nèi)門脈、肝靜脈、肝動脈等管道結(jié)構(gòu)，并且在調(diào)整各組成圖像透明度后可觀察肝內(nèi)血管和占位之間的關(guān)系，重建圖像結(jié)構(gòu)清晰、直觀，門脈均能清晰顯示1-3級分支;根據(jù)虛擬手術(shù)規(guī)劃，11例患者中，8例擬行肝部分切除術(shù)，2例擬行左半肝切除術(shù)，1例擬行擴大左半肝切除術(shù)。

2.2 手術(shù)情況

11例患者實際術(shù)式均與術(shù)前規(guī)劃虛擬手術(shù)方案一致，8例行肝部分切除術(shù)，2例行左半肝切除術(shù)，1例行擴大左半肝切除術(shù)。11例患者均未發(fā)生肝功能衰竭、出血、膽汁瘺等嚴重并發(fā)癥，2例患者出現(xiàn)了術(shù)后胸腔積液，予以穿刺引流后恢復(fù)。手術(shù)時間（min）180±30，術(shù)中出血量（ml）400±30。

3 討論

精準肝切除手術(shù)需進行精確的術(shù)前評估和精密的手術(shù)規(guī)劃，手術(shù)按照術(shù)前規(guī)劃進行，以最大限度地減少不必要的組織損傷并控制術(shù)中出血。最佳的肝癌精準切除包括根治腫瘤、腫瘤距切緣距離超過1cm、余肝組織血流出入道通暢和保留足夠功能的肝臟體積 （非肝硬變者 SFLVR ≥20%～35%，肝硬變者SFLVR≥35%～40 %[9]）。醫(yī)學影像技術(shù)的發(fā)展，為肝切除手術(shù)提供多種術(shù)前評估的方法，影像圖像由二維平面發(fā)展到三維立體影像，影像更加直觀[10-12]。

本研究使用128層螺旋CT（GE OPTIMA660）自帶AW4.6工作站進行VR圖像融合技術(shù)，可實現(xiàn)分別提取分割肝臟、瘤體、肝動脈、肝門靜脈、肝靜脈結(jié)構(gòu)。對各提取結(jié)構(gòu)進行不同彩色配色，再對各結(jié)構(gòu)進行融合重組，從而得到更加直觀且結(jié)構(gòu)、色彩層次分明的三維立體影像，能清晰、真實地顯示肝腫瘤在肝臟內(nèi)的空間結(jié)構(gòu)、肝內(nèi)門靜脈、肝靜脈等管道的走行方式、形態(tài)、粗細及其與腫瘤的關(guān)系。本研究所得VR融合圖像可進行虛擬手術(shù)規(guī)劃及術(shù)后風險分析，虛擬手術(shù)規(guī)劃能于術(shù)前設(shè)計多種手術(shù)方案并計算各種手術(shù)方案的余肝比（SFLVR），以便在術(shù)中根據(jù)實際情況選擇最適合患者的手術(shù)方案。色彩層次分明的三維立體影像使術(shù)前影像學評估由二維圖像抽象的空間推斷變?yōu)橹庇^的三維透視觀察，有助于外科醫(yī)生更加快速、直觀地對病灶與周圍結(jié)構(gòu)空間關(guān)系進一步了解，容易理解肝內(nèi)管道與病變的關(guān)系及需切除肝臟的具體界限，使術(shù)中操作更加精細，能夠精準阻斷血流，避免傷及重要脈管，減少術(shù)中出血、膽瘺等并發(fā)癥的發(fā)生，提高肝切除術(shù)的安全性，對精準肝切除術(shù)前規(guī)劃具有很大的實際應(yīng)用價值[13-14]。總之，可利用128層螺旋CT VR圖像融合重建技術(shù)對肝臟切除術(shù)進行精確的術(shù)前評估 ，能夠真實、清晰了解肝內(nèi)管道結(jié)構(gòu)，顯示肝臟病變與肝內(nèi)血管的空間關(guān)系，對臨床精準性肝切除具有良好的指導(dǎo)作用;該技術(shù)使用設(shè)備標配自帶軟件，容易獲取，操作相對簡便，無需額外購買軟件，為肝臟準確性切除帶來了便利。

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