男性盆腔三維數字化重建在腹腔鏡前列腺癌根治術中的應用

陸智強, 張艷斌, 席俊華, 魏 燦, 楊曉亮, 井俊峰

(安徽醫科大學附屬合肥醫院 泌尿外科, 安徽 合肥, 230011)

前列腺癌是中老年男性常見的惡性腫瘤之一，近年來其發病率呈上升趨勢[1-2]。目前，根治性前列腺切除術是局限性前列腺癌的主要治療手段[3]，在臨床上得到了廣泛開展。計算機斷層掃描(CT)和核磁共振成像(MRI)是前列腺癌術前規劃的重要方法，可顯示前列腺大小、腫瘤浸潤范圍等。然而, CT和MRI并不能直觀地展示前列腺、骨盆、血管等重要結構，有一定的局限性。隨著數字化技術的發展，基于增強CT和MRI數據構建的三維模型能立體地反映人體解剖結構，有助于術者制訂術前規劃方案，并已在其他臨床學科廣泛應用[4-5]。本研究重建男性盆腔三維模型，探討其在腹腔鏡前列腺癌根治術中的應用價值，現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年11月—2021年10月就診于安徽醫科大學附屬合肥醫院泌尿外科的43例前列腺腫瘤患者為研究對象，年齡64～80歲，平均(73.44±4.56)歲。將43例患者隨機分為實驗組21例(術前基于CT和MRI數據進行數字化三維重建)和對照組22例(采用傳統二維圖像進行術前規劃)。納入標準: ① 術前前列腺穿刺Gleason評分≤7分者; ② 臨床分期為T1～T2期，無淋巴結和遠處轉移者; ③ 有完整的病理和隨訪資料者。排除標準: ① 術前行內分泌治療者; ② 伴有心腦血管嚴重疾病，無法耐受手術者; ③ 有盆腔既往外傷史或手術史者。所有患者均由同一術者完成手術，手術方式采用腹腔鏡下根治性前列腺切除術。

1.2 重建方法

1.2.1 影像學數據采集: ① 采用飛利浦多層螺旋CT獲取數據。肘靜脈注入造影劑后，患者行增強CT檢查，包括平掃期、動脈期、靜脈期、排泄期。完成4個時相掃描后，對原始圖像數據進行1 mm薄層處理[6]。② 采用西門子Skyra3.0T全身磁共振掃描儀獲取數據。患者行盆腔MRI平掃，得到T1加權和T2加權的橫斷位、冠狀位、矢狀位數據，掃描層厚設置為2 mm[6]。所有數據以dicom格式儲存并拷貝。

1.2.2 三維模型重建: 將實驗組患者的數據導入紫微帝星公司研發的三維重建軟件中，采用閾值分割自動算法和人工分割方法進行圖像重建。CT和MRI數據經過融合處理，構建出完整盆腔數字化三維模型，解剖結構包括前列腺、精囊腺、膀胱、骨盆、盆腔血管以及集合系統等。通過調整模型角度來展現所有相關解剖結構。

1.2.3 基于模型的術前規劃: 在軟件中，術者可立體地觀察目標手術區域，使用軟件的測量工具測量骨盆維度參數、前列腺體積大小、凸向膀胱部分的體積、與后方直腸的相對位置、神經血管束的位置等，并據此制訂手術方案。

1.3 統計學方法

2 結 果

本研究成功重建了實驗組21例男性患者盆腔的三維模型，模型采用不同的顏色標記各個組織，可直觀地展示膀胱、前列腺、精囊腺、骨盆、神經及血管等盆腔結構，還可以通過調整組織對比度、放大或縮小模型以及旋轉等功能，幫助術者在術前掌握患者的精細解剖結構，制訂術前規劃方案。見圖1。本研究43例患者均成功完成腹腔鏡前列腺癌根治術，無中轉開放手術患者，術中未發生嚴重并發癥，術后病理結果均為前列腺腺癌。2組患者臨床資料比較，差異均無統計學意義(P>0.05), 見表1。實驗組平均手術時間短于對照組，差異有統計學意義(P=0.010); 2組術中出血量、淋巴結轉移率、切緣陽性率比較，差異均無統計學意義(P=0.114、0.705、0.488)。見表2。術后1、3個月，實驗組尿失禁發生率均低于對照組，差異有統計學意義(P=0.026、0.048)。見表3。2組恥骨結節凸出患者的三維模型見圖2; 前列腺中葉凸向膀胱患者的三維模型見圖3; 神經血管束重建的三維模型見圖4。

A: 原始CT圖像; B: 原始MRI圖像; C: 整體模型; D: 局部模型。

表1 2組患者臨床資料比較

表3 2組術后并發癥發生情況比較[n(%)]

與對照組比較, *P<0.05。

1: 前列腺; 2: 膀胱; 3: 輸尿管; 4: 直腸; 5: 精囊腺。

1: 前列腺; 2: 膀胱; 3: 輸尿管; 4: 瘤體; 5: 神經血管束。

3 討 論

目前數字化三維重建技術發展迅速，已廣泛應用于臨床各學科領域[7-8]。腹腔鏡下前列腺癌根治術中，手術入路的選擇、前列腺的完整分離、神經血管束的保留、斷端的縫合都需要做好術前規劃，避免術中可能遇到的問題和風險。傳統的CT和MRI檢查多為黑白圖像，僅能在二維平面上顯示前列腺及周圍結構，解剖識別度不高，無法了解盆腔的各維度參數、腫瘤的空間位置、前列腺凸向膀胱的大小等。3D重建技術可將傳統二維數據轉化為三維可視化模型，通過不同的顏色標記和透明度調整展現各組織結構，術者可以在術前熟悉患者盆腔各組織的立體空間位置，制訂手術方案，同時也可在模型中模擬手術操作過程。近年來學者采用CT為數據源進行重建，本研究利用MRI對于軟組織分辨力較高這一優勢，創新地將CT與MRI數據相融合，重建出更完整、精細的盆腔組織結構，可明確腫瘤、前列腺與周圍結構的關系以及血管和神經的走行，有助于成功實施腹腔鏡下前列腺癌根治術。

男性盆腔因個體不同而有明顯差異，骨盆窄深、大前列腺的患者，手術操作難度較大。此類患者若同時伴有恥骨結節突出，在分離前列腺尖部及縫扎背深靜脈復合體(DVC)時將難以暴露視野。NAM D H等[9]研究發現，腹腔鏡前列腺癌根治術中，手術時間與骨盆的各徑線參數有關。MASON B M等[10]認為前列腺癌根治術的時間與前列腺體積和盆腔指數的比值呈正相關，窄深盆腔伴較大體積的前列腺會導致手術難度增加。作者既往采用二維圖像進行標記與測量骨盆參數，但二維圖像的空間局限性和個體的差異性可造成測量誤差。通過盆腔三維重建對骨盆和前列腺進行精準測量并掌握參數指標，可在術前評估手術操作的困難度，優化困難盆腔患者的手術路線。本研究中, 4例重建患者盆腔較深, 2例伴有恥骨結節突出，在術前規劃時發現經腹膜外途徑可導致視野受限，增加手術難度。將手術路徑定為經腹腔途徑，能獲得更好的視野與空間。此外，在腹腔鏡穿刺孔位置的選擇上，在常規基礎上整體上移1～2 cm, 縮小鏡頭、器械與水平面的角度，也可獲得良好視野，降低操作難度，縮短手術時間。

腹腔鏡前列腺癌根治術的手術并發癥主要包括呼吸道及盆腔感染、腸道損傷、術后切緣陽性、吻合口漏尿、術后尿失禁等[11-12]。精準地獲取患者病灶與周圍組織的三維模型，立體展示手術關鍵部位的結構關系，可顯著降低手術并發癥發生率[13]。腹腔鏡前列腺癌根治術的尿控與尿道的分離、尿道與膀胱的縫合、膀胱頸的重建緊密相關。本研究中，實驗組患者術后1、3個月尿失禁發生率均低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05), 其中實驗組2例患者重建后發現前列腺中葉較大，測量得出凸向膀胱體積較多，在術中難以分離切除。通過旋轉患者的立體模型，可明確前列腺解剖、膀胱頸和三角區的結構特點，有助于術前辨識空間關系，提高術者術中感知的精確度，完整切除前列腺。在降低切緣陽性率的同時可盡量保留較小的膀胱頸口及膀胱頸部內括約肌，縮短手術時間，改善術后尿控狀況[14-15]。

前列腺癌瘤體的空間定位較為困難，傳統的二維影像學無法對瘤體準確定位[16]。本研究重建獲得的前列腺癌模型可直觀地顯示腫瘤的空間位置和侵犯范圍，有助于辨別前列腺腫瘤與神經血管束的位置關系，在術前為保留神經血管束的前列腺癌根治術提供指導。模型中神經血管束遠離瘤體側則適合保留，靠近瘤體側則不宜保留，進而可降低術后切緣陽性率，同時也為醫患溝通提供客觀依據。本研究中，盆腔血管的重建依賴增強CT掃描，但靜脈掃描對比顯示較動脈差，前列腺癌根治術中背深靜脈復合體(重要的解剖標志)的重建較困難，未能得到滿意重建效果。因此，盆腔靜脈的精準重建有待進一步研究。

綜上所述，男性盆腔3D數字化重建能立體還原前列腺癌患者的盆腔解剖結構，有助于術者規劃手術方案，指導精細的手術操作過程，避免術中損傷組織和器官，降低手術并發癥發生率，縮短手術時間。