三維重建技術在腹腔鏡肝癌肝切除術圍術期的應用價值

周 毅，閆 浩，魏志剛

(山西醫科大學第一醫院肝膽外科，山西 太原，030001)

原發性肝癌在我國的發病率一直居高不下，死亡率也躋身世界第四[1-2]。隨著微創技術的進步，腹腔鏡下肝切除成為目前治療肝癌最常用的方法之一，精準手術的概念在腔鏡肝臟手術領域也得到了發展，其目的是最大限度地減少術中損傷，盡可能保護正常肝組織，加速術后康復[3-5]。雖然近年腹腔鏡肝切除術各種手術方式及技術技巧得到應用推廣，但目前仍是肝臟外科領域的高難度手術，需要精確的術前評估及嚴謹的學習、培訓。肝臟的血管系統縱橫交錯，手術醫師需對腫瘤與重要脈管之間的位置關系、脈管系統的解剖變異有充分了解，以較好地完成手術。其次，為保證患者的術后安全，尤其術前化驗指標與評分提示肝臟功能較差的患者，如何精準評估剩余肝臟的體積、在不增加肝出血風險的前提下縮短肝缺血時間，已成為腹腔鏡肝切除術精準化的關鍵。肝臟個體化三維重建可幫助術者結合個體化重建圖像于術前明確腫瘤與重要管道的關系，劃出預計切除范圍，測量殘余肝臟體積。在虛擬手術過程中不斷摸索最佳的手術入路，術前擬定穿刺孔位置、擬切除范圍及處理肝臟血流、游離肝臟的次序、肝臟實質離斷方式，從而減少手術創傷及肝門阻斷的次數，推進手術進度，提高手術療效，加速術后恢復[6-7]。目前多數研究報道，三維重建對肝切除術具有一定的指導意義，但對不同難度的肝切除術是否都有意義尚存在爭議。此研究旨在進一步探討三維重建對不同難度的腹腔鏡肝切除術相關指標的影響。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2016年6月至2021年11月就診于山西醫科大學第一醫院肝膽胰外科中心行腹腔鏡肝切除術的70例原發性肝癌患者的臨床資料，包括年齡、性別、腹部手術史、乙肝病史、肝硬化情況，術前相關化驗指標包括天冬氨酸氨基轉移酶(aspartate aminotransferase，AST)、丙氨酸氨基轉移酶(alanine aminotransferase，ALT)、總膽紅素、甲胎蛋白；術前檢查包括腹部平掃+增強計算機斷層掃描(computerized tomography，CT)、腹部平掃+增強核磁共振、Child-Pugh評分、手術難度評分；手術資料包括手術時間、術中出血量、輸血情況、中轉開腹、實際切除體積是否大于預計切除體積；術后相關資料包括術后第1天、第3天、第5天的ALT與AST，術后并發癥、術后住院時間及病理診斷。

1.2 納入與排除標準 納入標準：(1)臨床資料完整，數據有效；(2)18～80歲；(3)無肝外遠處器官轉移；(4)美國麻醉醫師協會分級Ⅰ、Ⅱ級，可耐受手術；(5)原發性肝癌；(6)無其他相關重要疾病。排除標準：(1)行姑息手術；(2)無法耐受手術；(3)曾行肝臟相關手術；(4)同期行多個手術。

1.3 三維重建的方法 進行CT全身掃描，CT參數：掃描層厚為5 mm，薄層重組層厚為0.625 mm。以醫學數字成像和通信標準格式存儲圖像，并導入海信計算機輔助手術系統軟件進行圖像處理，構建肝臟三維立體模型，分別顯示腫瘤與肝臟、腫瘤與門脈系統、腫瘤與靜脈系統、腫瘤與動脈系統之間的關系。由術者與助手團隊進行術前討論分析，模擬手術切割，制定個體化手術方案。

1.4 分組依據及評分標準 DSS-B評分[8]依據肝臟占位的大小與部位、肝功能評分、預計切除的肝段，以及占位與門脈、肝內膽管、肝靜脈的關系綜合評估腹腔鏡肝切除術的難度。評分大于7分為復雜手術，余者為非復雜手術。分組依據：排除有肝臟手術史的3例、同期行結腸癌等其他手術的4例患者，余者按術前二維圖像進行手術難度評分，再依據是否行三維重建，將患者分為四組，復雜三維重建組16例、復雜對照組14例、非復雜三維重建組16例、非復雜對照組17例。重建組術前充分使用重建模型制定手術方案、評估剩余肝體積；對照組則常規利用二維影像制定手術方案。

1.5 手術方法 麻醉后患者取仰臥小分腿位，常規消毒鋪巾。臍下做觀察孔，建立氣腹，壓力維持在12～14 mmHg，劍突下建立主操作孔，分別在主操作孔與觀察孔中點、肋緣下右側鎖骨中線、右側腋前線做輔助孔。切除膽囊，解剖第一肝門，離斷右肝動脈，結扎門靜脈右支，見圖1A、圖1B。根據肝表面缺血線由下向上離斷肝臟，用Hem-o-lok夾閉肝中靜脈Ⅴ、Ⅷ的優勢支，并離斷，其余小管道及分支用超聲刀離斷，見圖1C、圖1D。游離肝后下腔靜脈部分，逐支用Hem-o-lok夾閉并離斷肝短靜脈，建立隧道后用切割閉合器離斷右肝蒂，見圖1E。沿下腔靜脈右側向第二肝門分離，充分暴露肝右靜脈，建立隧道后用切割閉合器離斷，見圖1F。游離肝周韌帶，取出標本，充分止血，檢查創面，放置引流管。

圖1 A：解剖右肝動脈；B：解剖門靜脈右支；C：肝臟缺血線；D：肝中靜脈優勢分支；E：解剖肝短靜脈；F：圍繞右肝靜脈建立隧道

2 結 果

2.1 一般資料 各組間患者性別、年齡、術前白蛋白、甲胎蛋白、ALT、AST、Child-Pugh分級、凝血酶原時間、腹部手術史及乙肝病史等一般指標差異均無統計學意義(P>0.05)，見表1、表2。

表1 復雜組患者一般資料的比較

表2 非復雜組患者一般資料的比較

2.2 手術療效的比較

2.2.1 復雜組手術相關指標的比較 復雜重建組手術時間、術中出血量、術中輸血率、實際切除>預計切除例數、中轉開腹率及術后住院時間均優于復雜對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；胸水、腹水為術后主要并發癥，復雜對照組術后發生膽漏1例；并發癥均通過保守治療后好轉。見表3。

續表1

續表2

表3 復雜重建組與復雜對照組術中、術后資料的比較

2.2.2 非復雜組手術相關指標的比較 非復雜重建組手術時間短于非復雜對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，兩組術中出血量、中轉開腹率、實際切除肝體積>預切切除肝體積、術后住院時間及輸血率差異均無統計學意義(P>0.05)。見表4。

表4 非復雜重建組與非復雜對照組術中、術后資料的比較

2.2.3 術后化驗指標的比較 四組患者術后不同時點ALT、AST差異均無統計學意義(P>0.05)。見表5、表6。

表5 復雜重建組與復雜對照組術后肝功能指標的比較

表6 非復雜組重建組與非復雜對照組術后肝功能指標的比較

2.3 重建結果與案例分析 患者女，52歲，于2019年10月主因“右上腹不適1月余”入院。行二維CT圖像初步定位腫瘤位于肝臟Ⅵ、Ⅶ段，利用公式TuV=ABC/2(cm3)初步估算腫瘤體積，A、B、C取腫瘤在冠狀面、矢狀面、橫斷面的最大徑，見圖2。進行三維重建后，可直觀地看到腫瘤位于肝臟右后葉，即肝臟的Ⅵ、Ⅶ段，腫瘤與肝臟的體積分別為71.50 mL、882.40 mL，腫瘤體積占總肝臟體積的8.10%；其次，分開顯示、觀察靜脈系統、門脈系統與腫瘤的關系，發現腫瘤包繞了門脈的右后支，與Ⅴ、Ⅷ段的門脈右前支關系清晰，見圖3C，但觀察靜脈系統，腫瘤與右肝靜脈關系欠清，疑似壓迫侵犯，見圖3B，切除范圍初步擬定為右后葉切除或右半肝。在重建基礎上初步進行術前模擬切除，非解剖性模擬切除見圖3E，于肝中靜脈右側選擇截面，系統估算出預計切除肝體積為438.50 mL (49.70%)，預計剩余肝臟體積443.90 mL(50.30%)；解剖性模擬肝切除：選擇依據門脈的肝臟流域分段，清晰看到分段以不同顏色表示，且計算出每段肝臟的體積，見圖4A；在門靜脈流域分段中，虛化肝臟Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ后，從上面觀、后面觀可發現，腫瘤部分位于Ⅷ段，見圖4B、圖4C，因此為達到根治性切除，最佳切除范圍應為右半肝，預計切除肝體積為53.40%，預計剩余肝臟體積為46.60%，患者Child-Pugh評分A級，可耐受手術。經手術團隊討論，因腫瘤位于肝右葉，且患者可耐受全麻，因此選擇前入路行腹腔鏡右半肝切除術，具體手術步驟見1.5。

圖2 A：門脈期橫切面；B：門脈期矢狀面；C：門脈期冠狀面；其中紅色部分為腫瘤位置

圖3 A：腫瘤在虛化后的肝臟中的位置；B：單獨顯示腫瘤與下腔靜脈系統；C：單獨顯示腫瘤與門靜脈系統，可見腫瘤的一支供養血管；D：腫瘤與肝臟脈管系統；E：初步選擇的肝臟截面及切除、殘余肝體積

圖4 A：門靜脈系統流域分段及各段體積占比；B：虛化Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ上面觀及各段體積占比；C：虛化Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ后面觀及各段體積占比

3 討 論

3.1 精準術前評估 隨著微創技術的進步，精準手術的概念在腔鏡肝臟手術領域也得到了發展，這一概念適用于肝切除的整體圍術期。精確的術前評估、精準的術中切除是精準肝切除術的兩個核心問題。為避免嚴重的術后并發癥，應進行完善的術前評估，結合患者基本情況選擇最佳切除范圍。有報道，對于正常肝臟，確保剩余肝體積與總肝體積之比>0.3，對于肝硬化合并肝炎、肝功能異常的患者，確保剩余肝體積與總肝體積之比>0.5，可使得術后肝衰竭的發生率顯著降低。術前常規生化檢查、Child-Pugh評分與吲哚菁綠15 min測試都是傳統術前評價肝臟功能的主要方式，但上述指標的準確性常受血清膽紅素水平、血流動力學穩定性異常的影響[9-10]。目前常用且精確的術前肝功能評估方法是通過三維重建可視技術計算殘余肝臟體積。以往對肝總體積、殘肝體積的評估多采用術前CT等二維圖像進行簡單計算，結果的準確度欠佳[11]。三維重建可依據術前CT資料，客觀、方便、精準地計算出肝臟總體積、腫瘤大小，隨即選擇手術切面，結合肝臟功能選擇切除范圍并預估剩余肝體積，這可有效減少根治性肝切除術后肝衰竭等嚴重并發癥的發生[12]。本研究中，復雜對照組中9例(64.3%)實際切除>術前預計切除，而復雜重建組中僅3例(18.8%)實際切除>術前預計切除，可在一定程度上保留殘肝體積，避免術后肝衰竭等嚴重并發癥的發生，這對切除范圍較大的復雜肝臟手術尤為重要。

3.2 重要脈管的毗鄰 肝臟有兩套復雜的血液供應系統，縱橫交錯，因此出血是腹腔鏡肝切除術需要解決的首要問題。常規肝門阻斷確實可在一定程度上減少出血，然而，長時間的肝門阻斷本身就是對患者肝臟的一種損傷。傳統外科手術通常需要超過30 min的肝門阻斷，這對于高難度的右肝切除術而言更是如此。因此，減少術中出血量、縮短肝臟缺血時間成為腹腔鏡肝切除術的核心問題。因此術前影像學評估是肝臟手術的關鍵環節。然而，常規影像學檢查都是二維資料，需要外科醫生進行空間想象模擬，在心里進行構建，由于外科醫生經驗不同，對二維影像的閱讀會有不同程度的預測偏差。而三維重建可客觀明確地顯示肝臟內肝靜脈、肝動脈、門靜脈的方向及其與腫瘤的關系，通過旋轉、放大、分裂等技術，恢復肝臟組織、血管內的實際空間感，使術者跨過腦中影像學重建的步驟，專注于結構的真實解剖分布，充分定位腫瘤及其與肝內脈管系統的關系，確保腫瘤附近重要血管的結扎止血，減少甚至無需肝門阻斷，節約手術時間，提高手術療效，加速術后恢復。本研究中復雜重建組手術時間、術中出血量均優于復雜對照組，非復雜重建組手術時間也優于對照組，提示三維重建可明確脈管關系，避免損傷及不必要的肝門阻斷，減少出血量、縮短肝臟缺血時間，這對復雜腹腔鏡肝切除的術后恢復至關重要。

3.3 手術入路的選擇 由于肝門的特殊解剖位置及肝門血管、膽管的解剖變異，腹腔鏡手術中確切的肝門解剖成為手術成功的關鍵步驟之一。術者可通過在三維重建模型中充分了解患者肝門的特異解剖位置，不再是根據經驗進行分離，使肝門預處理變得相對容易。Oshiro等[12]報道了三維重建可幫助術者選擇最佳操作孔的位置及手術入路，以減少損傷，避免中轉開腹。本研究中，復雜重建組中3例(18.8%)中轉開腹，復雜對照組7例(50.0%)，差異有統計學意義(P=0.029)。術前根據三維重建圖像，擬定穿刺孔位置、擬切除范圍及處理肝臟血流、游離肝臟的次序，制定個體化手術方案，調整常規解剖入路，可能避免因門靜脈損傷引起的大量出血，減少盲目止血增加肝門靜脈缺血時間的風險，降低中轉開腹率，減少手術創傷及肝門阻斷的次數，推進手術進度，提高手術療效，加速術后恢復。

3.4 實時引導 由于腹腔鏡手術中術者無法直接觸及肝臟，即使術前行三維重建，也難以實時定位實質性占位病變，追蹤精確的解剖路徑。有學者[13]試行將術中三維成像實時同步重疊匹配手術圖像，將三維重建圖像與實體視野完美結合，精確定位實體腫瘤，可避免重要的血管損傷，從而在不增加肝臟缺血時間的情況下實現“無血切除”。雖然近年還有很多個案報道[14-15]，但均因目前技術上的限制，尚不能實現低容錯的重建圖像與腔鏡下圖像完美融合。

Zhu等[16]報道，術中超聲可略微彌補這一缺陷，但同時伴有一定的局限性，一是對于直徑<1 cm的占位敏感度不高；二是在腹腔鏡手術中操作較為繁瑣，無法實現在術者操作的同時提供實時定位與導航。近年吲哚菁綠熒光融合成像引導技術受到越來越多的重視與關注[17]。其可通過代謝異常熒光顯示病變，但假陽性率較高，對于肝臟深部的腫瘤顯影效果欠佳，受個體代謝差異影響較大[18-19]。

3.5 CT的缺陷及核磁的應用 三維重建的準確性依賴于術前CT資料的準確性。首先由于圖像的軟組織對比度較低，CT增強時如果不能清晰顯示器官與腫瘤的邊界，可能影響腫瘤邊界的準確勾畫；其次，CT檢查過程中，圖像的抓捕、患者自主呼吸導致的臟器移位等因素可能導致影像出現偽影、移位，三維重建的準確性也會因此受到一定影響，所以仍需術者注意術中情況與術前資料的誤差。

已有研究表明[20-21]，CT嚴重低估了呼吸影響下目標器官的運動影響。此外，Yamamoto等[22]指出，90.0%的胸部與腹部CT圖像會受到偽影的影響。Sentker等[23]的研究表明，CT數據中的圖像偽影對肝癌的臨床結果有負面影響。有報道對比后發現磁共振成像可更清晰、準確地識別軟組織，偽影較少，對肝臟及腫瘤邊界的勾畫更準確，而且相較CT沒有輻射危害[24]。未來核磁的發展可能會為重建提供更準確的術前資料。

3.6 不同難度的肝切除術 復雜肝臟切除手術一直以來都是肝臟外科的難題，而腹腔鏡下的復雜性肝切除術更是肝臟外科的一座高峰，或因瘤體體積、位置影響，常難以暴露，且經常毗鄰、侵犯重要脈管結構，術中極易出現血管損傷、膽管損傷等，導致中轉開腹，術后容易出現肝衰竭、膽漏等并發癥，且手術時間一般較長，因此一般只在較大的肝臟外科中心、由具備豐富腹腔鏡手術經驗的術者施術。

本研究中30例患者行復雜腹腔鏡下肝切除術，復雜三維重建組手術時間、出血量、輸血率、中轉開腹率、實切>預切率、術后住院時間等均優于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。這可能受益于前文提到的三維重建可于術前評估殘余肝體積，客觀精確地三維構建腫瘤，顯示脈管毗鄰關系，預演手術、擬定切除范圍、選擇恰當的手術方式及入路。分析行非復雜腹腔鏡下肝切除術的33例患者的臨床資料，提示非復雜重建組與非復雜對照組除手術時間有差異外，其余指標差異并無統計學意義。對于非復雜腹腔鏡肝切除術，三維重建可能僅限于協助術者觀察定位腫瘤、發現脈管變異，對于可熟練施行非復雜肝切除術的肝臟外科醫生意義有限。

綜上所述，三維重建可幫助術者直觀顯示腫瘤位置，明確血管毗鄰關系，規劃手術切除范圍，精準估測殘余肝臟體積。三維重建對于高難度的腹腔鏡肝癌肝切除術具有一定的指導意義，可提高手術療效，但對非復雜腹腔鏡肝切除術的意義尚待進一步研究討論。