Mimics三維重建技術(shù)在胸腔鏡解剖性肺段切除手術(shù)中的應(yīng)用效果分析

劉讓 陳李李 俞經(jīng)生 高從榮

目前，肺癌已成為全球惡性腫瘤發(fā)生率最多和患病率最大的原發(fā)惡性腫瘤疾病[1-2]。由于低劑量計算機(jī)斷層掃描(CT)的廣泛應(yīng)用，許多肺磨玻璃結(jié)節(jié)(ground glass nodule，GGN)在早期就被發(fā)現(xiàn)，并被監(jiān)測其潛在的惡性轉(zhuǎn)化[3]。胸腔鏡手術(shù)是早期肺腫瘤的標(biāo)準(zhǔn)治療方法，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是創(chuàng)傷小，術(shù)后恢復(fù)快，因此被胸外科醫(yī)生廣泛認(rèn)可和應(yīng)用[3-4]。解剖性肺節(jié)段切除術(shù)已被證明是一種更有效的手術(shù)治療方法，它可以保留盡可能多的肺組織，同時達(dá)到與肺葉切除術(shù)相當(dāng)?shù)哪[瘤學(xué)效果[5]。盡管胸腔鏡解剖性肺段切除方法仍在不斷進(jìn)步中[3-5]，但由于肺段的解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，細(xì)支氣管和血管變異較多，因此怎樣進(jìn)行比較精確高效的解剖性肺段切除術(shù)，仍是國內(nèi)外胸外科領(lǐng)域所關(guān)注的熱點(diǎn)。3D-CTBA可以在手術(shù)之前顯示肺段的解剖學(xué)構(gòu)造，以精確定位腫瘤區(qū)域，并明確周圍的解剖學(xué)構(gòu)造，以確定有無肺段支氣管、血管變異，并指導(dǎo)外科醫(yī)師制定手術(shù)方法，探討最佳的手術(shù)路線。本研究旨在分析Mimics三維重建技術(shù)在單操作孔胸腔鏡肺段切除術(shù)中的應(yīng)用價值。

資料與方法

一、一般資料

本研究回顧性分析了從2019年3月至2022年3月在合肥市第二人民醫(yī)院行胸部CT掃描顯示肺GGN并行單操作孔胸腔鏡手術(shù)治療的54例患者的臨床資料。所有入院接受手術(shù)治療的患者，不包括手術(shù)耐受性差、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、中風(fēng)后遺癥、嚴(yán)重肺通氣功能障礙等情況，常規(guī)行肺功能檢查、心臟超聲、全腹部彩色多普勒超聲或CT、頭顱CT或磁共振成像等檢查評估一般情況。本研究通過合肥市第二人民醫(yī)院倫理委員會審查(2022-科研-097)。

納入標(biāo)準(zhǔn)為位于肺實(shí)質(zhì)外側(cè)1/3、直徑≤2 cm的單一病灶，符合2017年NCCN指南中的肺節(jié)段切除指征，為單操作孔胸腔鏡肺段切除的指征。相反，排除標(biāo)準(zhǔn)為腫瘤與肺段界限距離<2cm的中心病變、多發(fā)病變、不符合NCCN指南肺節(jié)段切除指征的患者及不允許手術(shù)或術(shù)前檢查有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者。共有54人符合納入標(biāo)準(zhǔn)。觀察組A采用Mimics三維重建技術(shù)模擬肺三維立體圖形，分析解剖關(guān)系及變化。對照組B組行增強(qiáng)CT掃描。

二、 研究方法

1 三維重建

兩組患者均行胸部CT增強(qiáng)掃描，以進(jìn)一步診斷和確定腫瘤位置。此外，觀察組患者利用Mimics三維重建軟件進(jìn)一步定位腫瘤，確定解剖關(guān)系及解剖變異，模擬手術(shù)過程。肺動脈為紅色，肺靜脈為藍(lán)色，支氣管則為綠色(圖1)。

圖1 術(shù)前三維重建顯示與術(shù)中完成圖像

2 術(shù)前定位

由于肺小結(jié)節(jié)在手術(shù)中常難以看見，術(shù)中通過手指觸摸或者器械滑摸確定結(jié)節(jié)位置成功率僅30%左右，所以術(shù)前定位顯得尤為重要。臨床常選取解剖標(biāo)志，如肺頂、肺底、肺肋骨前緣、肺肋骨面中線、肺肋骨面后邊線、葉間裂等作為參考。我們對考慮術(shù)中難以尋找的肺結(jié)節(jié)患者常規(guī)行術(shù)前CT引導(dǎo)下Hook-wire定位，靠近胸膜的肺結(jié)節(jié)行亞甲藍(lán)定位(圖2)。

圖2 美蘭定位

3 外科手術(shù)方法

所有患者均行單操作孔胸腔鏡肺段切除術(shù)和縱隔淋巴結(jié)切除術(shù)。手術(shù)由合肥市第二人民醫(yī)院胸外科副主任醫(yī)師帶領(lǐng)的治療團(tuán)隊進(jìn)行。助手采用"同側(cè)、高位、單手、側(cè)位"姿態(tài)鏡[6]，操作者使用胸腔鏡器械進(jìn)行手術(shù)。術(shù)中結(jié)節(jié)的位置是根據(jù)先前描述的術(shù)前定位方法確定的。部分患者先實(shí)施楔形切除術(shù)，然后實(shí)施術(shù)中的冰凍切片檢查。在冰凍切片檢查的基礎(chǔ)上，解剖分離段間靜脈、動脈、支氣管，段血管主要采用絲線、Hemolock結(jié)扎超聲刀離斷，段氣管用切割縫合器離斷。為確定肺裂段間平面，最后采用"肺擴(kuò)張-萎陷法"[7]，用切割縫合器對段間平面進(jìn)行離斷處理。術(shù)中冷凍腫瘤及切緣組織送病理檢查，根據(jù)腫瘤與切緣的距離(2cm)確定聯(lián)合肺段或肺葉切除。隨后，進(jìn)行常規(guī)的縱隔淋巴結(jié)清掃。1根胸管置于切口后緣(圖3)。

圖3 留置胸引管

三、觀察指標(biāo)

兩組手術(shù)均由同一位外科醫(yī)生完成。手術(shù)由高年資副主任醫(yī)師進(jìn)行，并由兩名外科醫(yī)生協(xié)助。觀察患者圍手術(shù)期情況。測量手術(shù)入路轉(zhuǎn)換率、手術(shù)時間、術(shù)中出血量、手術(shù)方式轉(zhuǎn)換率，手術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率，這些變量構(gòu)成主要觀察指標(biāo)，評估了上述變量在觀察組A和對照組B之間的差異。手術(shù)入路轉(zhuǎn)換率是指因術(shù)中胸腔粘連、術(shù)中出血等選擇性原因而轉(zhuǎn)行開放手術(shù)的病例比例。手術(shù)方式轉(zhuǎn)換率是指在手術(shù)過程中由于各種因素，將節(jié)段切除改為肺葉切除的比例。手術(shù)時限定義為自切皮開始到縫合結(jié)束的時限(h)。手術(shù)中的出血量定義是紗布大小和手術(shù)中的吸引量(mL)。用稱量法測定吸附液中血紅蛋白的含量。

四、統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

一、 兩組患者基本臨床資料

本研究共納入54例患者；觀察組A組24例[男14例、女10例，年齡45～76歲，平均(60.64±5.653)歲；吸煙者10例(均為男性)]和對照組B組30例[男性14例，女性16例，年齡40～78歲，平均(61.68±6.455)歲；吸煙者12例(均為男性)]。兩組患者的臨床資料一般特征無明顯差異(P>0.05)，具有可比性。詳細(xì)資料見(表1)。

表1 兩組基本臨床資料比較

二、兩組患者的圍手術(shù)期結(jié)果

本研究54例患者均順利手術(shù)治療，其中A組24例患者通過3D CT重建技術(shù)，發(fā)現(xiàn)并避免了血管變異均未行開胸手術(shù)。相反，B對照組的30例患者中，3例患者因A1+ 2L、V4+5L、A8+9R血管變異而轉(zhuǎn)開胸。A、B組手術(shù)入路轉(zhuǎn)換率分別為0%、10.0%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。其次，觀察組A無轉(zhuǎn)行肺葉切除，通過3D-CTBA重建，發(fā)現(xiàn)并避免了變異血管的損傷。對照組B中3例患者因A1+2L、A8+9R、B6R血管變異，切口邊緣缺失(<2cm)而轉(zhuǎn)行肺葉切除術(shù)。A、B組手術(shù)方式轉(zhuǎn)換率分別為0%、10.0%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

A、B組手術(shù)時間分別為(2.18±0.35)h、(2.56±0.42)h，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(p<0.01)。兩組手術(shù)時間的差異主要是由于術(shù)中局部粘連及各種結(jié)構(gòu)分離時的并發(fā)癥，在分離解剖結(jié)構(gòu)時遇到的問題包括腫瘤識別困難、出血和解剖變異。A、B組術(shù)中出血量(68.95±30.82)mL比(98.59±50.45)mL差異有統(tǒng)計意義(P<0.01)。觀察組通過三維CT重建發(fā)現(xiàn)并避免了血管變異，減少了出血。兩組圍手術(shù)期指標(biāo)結(jié)果總結(jié)詳細(xì)(見表2)。A、B組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率分別為8.33%、16.7%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見表3)。

表2 兩組觀察指標(biāo)間的對比

表3 兩組術(shù)后并發(fā)癥的對比

討 論

近年來，隨著胸外科技術(shù)的進(jìn)步，解剖性肺段切除術(shù)已逐漸被證明是有效的，肺段切除術(shù)已經(jīng)取代傳統(tǒng)的肺葉切除術(shù)，成為直徑較小肺惡性腫瘤的治療方法。肺段切除能夠在最大程度保留正常肺組織基礎(chǔ)上達(dá)到具有可與肺葉切除術(shù)相媲美的腫瘤學(xué)效果[5，8]。本研究是基于節(jié)段切除術(shù)中常見的問題而建立的。利用患者術(shù)前增強(qiáng)CT影像資料，使用三維成像軟件程序，建立患肺三維成像數(shù)據(jù)，建立了具有支氣管、動脈、靜脈和病變等重要結(jié)構(gòu)的肺三維解剖模型。收集了與術(shù)后質(zhì)量有關(guān)的一些關(guān)鍵指標(biāo)，如手術(shù)時間、手術(shù)中出血量、手術(shù)入路轉(zhuǎn)換率、手術(shù)方式轉(zhuǎn)換率、以及術(shù)后合并癥的發(fā)生率，探討Mimics三維重建技術(shù)在肺段切除術(shù)中的價值。

三維重建技術(shù)(3D-CTBA)可以利用Mimics軟件，對連續(xù)的CT圖像資料重建復(fù)原出3D幾何圖形，把平面影像圖像重新整理為立體幾何影像，以及重構(gòu)各種器官的形狀[9-10]。同時，它能夠利用軟件對肺血管、肺靜脈系統(tǒng)、支氣管、以及肺結(jié)節(jié)標(biāo)記為截然不同的色彩加以區(qū)別，同時展示并隱藏對應(yīng)的圖片，對重建圖片也能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)360°觀察，從而更好地從全方位、多角度觀察肺結(jié)節(jié)的準(zhǔn)確位置，明確結(jié)節(jié)周圍的支氣管、血管走向，有助于術(shù)前制定個性化手術(shù)方案，提高手術(shù)精確性。同時對可能損傷的血管、氣管以及手術(shù)預(yù)案做到心中有數(shù)，減少手術(shù)誤損傷，縮短手術(shù)時間，降低術(shù)中出血。與本研究結(jié)論相符合。

基于三維重建技術(shù)的應(yīng)用，病灶術(shù)中定位準(zhǔn)確性的提高，位于肺外1/3的病灶常可以楔形切除病灶組織，及時進(jìn)行冰凍切片檢查，根據(jù)術(shù)中冰凍結(jié)果決定最終手術(shù)方案，減少手術(shù)時間。在這項研究中，對照組中有3例患者先行肺楔形切除，但一次切除未成功，未找到病灶組織，病變是在額外二次楔形切除后獲得的，這增加了整個楔形切除時間。觀察組的情況并非如此，術(shù)中均能夠快速準(zhǔn)確地定位到病灶位置。因此，3D-CTBA技術(shù)可以提高術(shù)中定位時病灶切除的成功率，縮短手術(shù)時間。

在胸腔鏡手術(shù)中，基于二維CT影像并不利于完全了解復(fù)雜的肺段支氣管、血管等解剖構(gòu)造的變化，不利于多維度參考。如果處理不當(dāng)，支氣管和血管的不同解剖變異會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。但是，3D-CTBA可以提前顯示血管及支氣管解剖結(jié)構(gòu)變化，全面揭示肺部腫瘤的外形特征及其相鄰組織的空間聯(lián)系，準(zhǔn)確判斷疾病，有助于確定腫瘤診斷方法，從而有利于優(yōu)化手術(shù)操作，防止對動脈、靜脈和支氣管的意外傷害[10-11]。觀察組24例患者均未轉(zhuǎn)開胸。本組采用3D-CTBA重建技術(shù)，提前識別變異血管，并避免損傷。對照組30例患者中，有3例患者因A1+2L、V4+5L、A8+9R血管變異而轉(zhuǎn)開胸。因此，3D-CTBA可以在術(shù)前掌握解剖變異，并采取措施防止術(shù)中過度出血，避免解剖結(jié)構(gòu)損傷，降低中轉(zhuǎn)開胸及轉(zhuǎn)行肺葉切除術(shù)的可能性。

本研究中兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，可與劉俊等[12]的研究結(jié)果相比較。隨著手術(shù)出血、手術(shù)時間、手術(shù)損傷、手術(shù)轉(zhuǎn)換率、術(shù)中麻醉和機(jī)械通氣時間的減少，此外，肺萎陷發(fā)生的時間也同樣縮短，這些因素都降低了肺組織損傷和術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率。

但是，這種研究也有一定局限。目前的樣本量受研究費(fèi)用的影響，導(dǎo)致樣本量不足，結(jié)果存在潛在偏差。如果可以，我們準(zhǔn)備在以后試驗(yàn)中逐步增加樣本量，以滿足樣本量的要求。

結(jié) 論

Mimics三維重建技術(shù)應(yīng)用于解剖性肺段切除術(shù)，可降低中轉(zhuǎn)開胸轉(zhuǎn)換率、手術(shù)時間、術(shù)中出血量、轉(zhuǎn)肺葉切除術(shù)轉(zhuǎn)換率。該技術(shù)可以提高手術(shù)的精確度和安全性，值得在臨床使用。