3D肝臟分析軟件用于復雜型肝癌切除術前評估

龔梅林，劉麗麗，冉 雄，何佩佩，肖林康，李 康*

(1.重慶市人民醫院放射科，2.肝膽胰外科 肝膽胰腺外科研究所，重慶 400013)

原發性肝癌發病率僅次于肺癌、結腸癌及胃癌，居全球惡性腫瘤第4位[1]，我國肝癌發生率居全球首位。根治性肝切除術為治療肝癌的最有效方法[2]?，F代“精準肝臟外科”理念強調，應在完整切除病灶的前提下最大限度地保留殘肝結構和功能的完整性[3]，使得精準術前評估的重要性日益凸顯。傳統CT 2D后處理技術僅能基于二維圖像觀察肝臟內部解剖結構，無法滿足“精準外科”的需求。有學者[4]認為3D打印模型有助于精準切除肝臟腫瘤，但費用較高。本研究觀察3D肝臟分析軟件用于復雜型肝切除術前評估原發性肝細胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年9月—2020年10月重慶市人民醫院30例于肝臟切除術前接受3D肝臟分析軟件評估的原發性HCC患者(3D組)及2016年1月—2018年8月30例接受2D后處理軟件術前評估的原發性HCC患者(2D組)。3D組男18例、女12例，年齡19～76歲，平均(50.2±11.1)歲；2D組男17例、女13例，年齡21～79歲，平均(51.9±9.9)歲；均由同一名醫師主刀施行復雜型肝臟切除術[5-6]，術前增強CT提示原發性肝癌，術前未接受放射、化學治療及任何肝臟相關手術，亦無其他惡性腫瘤病史，術后病理證實為HCC，且術中均R0切除HCC；CT增強掃描與手術時間間隔≤2周，術后隨訪1年。本研究獲院倫理委員會批準。檢查前患者均簽署相關知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Philips Brilliance 64 slices及IQon Spectral多層螺旋CT。囑患者仰臥，先行腹部平掃，掃描范圍為膈頂至肝臟下緣水平，參數：管電壓120 kV，管電流采用自動控制技術，螺距1，準直器寬度64×0.625 mm；之后以3～4 ml/s流率經肘靜脈注射80～100 ml碘克沙醇(320 mgI/ml)，采用閾值監測手動觸發掃描，將ROI置于肝門水平腹主動脈中心，CT值達120 HU(約需15 s)后延遲15 s手動觸發掃描，獲得動脈晚期圖像，再分別延遲約45 s及105 s手動觸發掃描，獲得門靜脈期及實質期圖像。以層厚1.0 mm、層間距0.5 mm進行圖像重建。

1.3 圖像分析 由2名具有5年以上腹部影像學診斷經驗的放射科醫師分別采用圖像存儲與傳輸系統(picture archiving and communications system, PACS)或以3D肝臟分析軟件進行閱片，意見產生分歧時經協商達成一致。

1.3.1 3D組 將門靜脈期原始圖像傳輸至3D肝臟分析軟件工作平臺(liver analysis application，Philips星云太空站，V6.0)，采用自動及半自動算法進行分割和計算。先以軟件自動識別肝內血管及肝段并加以手動校正；之后手動勾畫腫瘤輪廓，生成3D圖像，并以不同顏色表示肝臟解剖結構；最后自動計算肝內血管體積、癌灶體積、總肝體積(包括肝實質、肝內血管及癌灶體積)、有效肝體積(除去肝內血管及HCC癌灶后的肝實質體積)、擬切除肝體積(手術切緣距腫瘤邊緣大于1 cm)及其占總肝體積的百分比和殘肝體積及其占總肝體積的百分比(圖1、2)。

1.3.2 2D組 于PACS觀察圖像并進行多平面重建和容積再現，測量肝臟腫瘤各徑線，觀察肝動脈、門靜脈、肝靜脈和膽管解剖結構及腫瘤與肝內血管和膽管的關系。

1.4 觀察指標 記錄手術時間、術中出血量、手術方式改變率和術后并發癥(主要包括肝衰竭、腹腔出血、膽瘺、感染、腹腔積液)發生率、術后住院時間、術后1年死亡率及1年復發轉移率。

1.5 統計學分析 采用SPSS 24.0統計分析軟件。以±s表示符合正態分布的計量資料，采用獨立樣本t檢驗進行組間比較；以頻數表示計數資料，采用χ2檢驗或Fisher精確概率法進行組間比較。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

3D組1例、2D組8例術中改變了原計劃手術方式，增加了切除肝段數量或轉為肝葉切除。3D組手術時間、術中出血量及術中手術方式改變率均明顯少于2D組(P均<0.05，表1)。

表1 復雜肝腫瘤切除術前接受3D與2D軟件評估的原發性HCC患者臨床資料比較

圖1 患者男，48歲，原發性HCC，術前以3D肝臟分析軟件進行評估 A～D.肝臟3D圖像，黃色示肝實質、紫色示門靜脈、藍色示肝靜脈，綠色及橙色示2個癌灶； E、F.基于肝臟軸位CT(E)及3D圖(F)計算有效肝體積為1 637.6 cm3，總肝體積為1 765.2 cm3，腫瘤體積分別為20.4及55.3 cm3，肝內血管體積為58.8 cm3

圖2 患者，男，53歲，原發性HCC，術前以3D肝臟分析軟件進行評估 基于肝臟軸位CT圖(A，紫色示擬切除區域)及殘余肝組織3D圖像(B，黃色示肝實質、紫色示門靜脈、藍色示肝靜脈)計算擬切除肝體積及其占總肝體積的百分比分別為955.0 cm3及51.7%，殘肝體積及其占總肝體積的百分比為891.4 cm3及48.3%

3 討論

精準切除肝臟腫瘤術前行影像學評估有助于臨床制定合理手術方案、選擇最佳手術方式。本研究對比觀察3D肝臟分析軟件與傳統2D影像學后處理技術用于復雜肝臟腫瘤切除術前評估的效果，發現術前采用CT 2D后處理技術進行評估時，由于無法顯示腫瘤與肝動脈、門靜脈、肝靜脈及膽管的空間關系，制定手術計劃存在較強主觀性[7]；而3D肝臟分析軟件可自動識別肝內血管及肝段、重建肝臟3D圖像，支持進行多角度旋轉以直觀顯示肝臟復雜解剖結構，并有助于精準計算腫瘤體積及術后殘肝體積等，其效果基本等同于3D打印模型[4,7]，具有較高的客觀性。

AN等[8]觀察2D與3D技術用于超聲引導下射頻消融治療HCC的差異，發現3D組首次消融成功率明顯高于2D組，而病灶局灶性進展率明顯低于2D組。本研究3D組1例及2D組8例術中改變了原計劃手術方式，額外增加了切除肝段數量或轉為肝葉切除；3D組手術時間、術中出血量和手術方式改變率均少于2D組，與上述研究結果相符合。

肝臟體積可反映肝實質細胞數量，用于評估肝功能儲備情況。既往研究[9]報道，切除HCC后的殘肝體積與術后肝衰竭發生率具有明顯相關性，提示采用3D肝臟分析軟件計算殘肝體積有助于預估術后肝衰竭可能性。對發生肝衰竭概率較高的患者，需在保證病灶R0切除的前提下適當調整切除范圍，以盡可能減少切除的肝臟體積。3D肝臟分析軟件還可用于肝移植術前評估，有助于減少術后供體并發癥發生率[10]。有學者[11]采用3D肝臟分析軟件評估肝脾容積，結合紋理分析及實驗室指標判斷肝硬化程度，結果顯示其診斷效能優于超聲彈性成像。此外，3D肝臟分析軟件亦可用于教學[12]。

綜上所述，3D肝臟分析軟件用于復雜型HCC切除術前評估具有一定價值。然而，本研究樣本量小，且術后隨訪時間較短，有待后續進一步完善。