基于CT的可視化三維影像重建技術在腹腔鏡腎部分切除手術中的臨床應用研究

劉高，王祥宇，方先林，蔡龍俊，郭志成，施龍，孫永明

徐州醫科大學附屬宿遷醫院（南京鼓樓醫院集團宿遷醫院）泌尿外科，江蘇宿遷 223800

腎臟腫瘤屬于臨床十分常見的一種泌尿系統疾病，一般分為良性與惡性，惡性腎臟腫瘤又稱作腎癌。臨床研究顯示，腎癌患病率占腎惡性腫瘤疾病的80%～90%以上，占成人所有惡性腫瘤疾病的2%～3%[1]。50～60歲人群為腎癌患病高發階段，同時男性患病率高于女性，對患者日常生活、健康乃至生命安全造成嚴重損害。目前臨床治療腎臟腫瘤疾病多采取腹腔鏡手術方式，其優點在于操作簡單，對患者造成傷害小，術后患者恢復快，安全性高[2]。但是人體腎臟血管變異較多，手術期間容易造成血管受損，所以需要配合術前準確評估，使醫生全面了解腎段動脈位置，保障手術順利完成。本文選取2017年1月—2021年12月徐州醫科大學附屬宿遷醫院收治的62例接受腹腔鏡腎部分切除術治療的患者，分析可視化CT三維影像重建技術的應用價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇在本院接受腹腔鏡腎部分切除術治療的患者62例，根據紅綠小球隨機抽簽結果分為觀察組（紅球，31例）與對照組（綠球，31例）。對照組男19例，女12例；年齡25～78歲，平均（46.52±4.19）歲。觀察組男20例，女11例；年齡25～78歲，平均（47.19±4.28）歲。兩組一般資料差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。研究取得本院醫學倫理委員會批許。

1.2 納入與排除標準

納入標準：①確診為局限性腎癌疾病，接受腹腔鏡腎部分切除術治療患者；②患者同意參與且配合本次治療研究。

排除標準：①合并其他惡性腫瘤疾病患者；②存在手術禁忌患者；③排斥配合治療研究患者。

1.3 方法

1.3.1 可視化三維重建的術前規劃技術流程為觀察組患者實施腹部增強CT檢查，所使用的設備為256層螺旋CT，選擇增強掃描功能對薄層CT數據影響進行采集。①掃描準備工作。在掃描前0.5 h為患者提供溫開水，每人飲用量控制在500～1 000 mL即可，以保證胃腸道的充盈性，減少胃內容物的復雜性。②常規平掃檢查。指導患者取平臥仰臥位，先實施常規平掃檢查，由頭端向足端方向進行，掃描起始位置為膈頂，直至查看到腎下極為止。常規掃描時設備管電壓設定為120 kV、管電流設定為300 mA，每旋轉1周的時間為0.5 s，螺距設定為0.984，掃描層厚設置為5 mm，掃描過程中使用0.625×256排探測組，視野范圍控制在60～70 cm，矩陣選擇為512×512。③增強掃描檢查。常規掃描結束后，經由靜脈通路為患者注射造影劑，劑量控制在1～1.5 mL/kg，使用勻速注射泵給藥，注射速率設定為4～5 mL/s。給藥后第25秒時采集動脈期影像數據、第55秒時采集靜脈期數據、第85秒時延遲期數據。

1.3.2 數據采集和可視化三維重建模型構建將掃描采集的腎臟腫瘤各期（平掃期、動脈期、靜脈期、延遲期）數據傳導至工作站，并導入專用影像處理軟件中，對患者的數據均采取可視化3D模型重建處理，利用體繪制交互分割算法、區域生長算法、面繪制技術等多項功能，對腎臟內結構（腎盂、腎盞、輸尿管、血管、腫瘤病灶）等給予重建，并采用降噪、平滑等處理技術進一步優化重建的模型。①將體繪制交互分割算法以插件的形式載入醫學影像處理系統當中，從而處理DICOM格式的相關數據文件，導入亞毫米級別的CT影像，通過軟件處理的方式進行配準、分割和模型重建。②使用體繪制交互圖像分割算法，對體繪制數據進行重建，調整視野窗寬度、窗位的參數，確認所需觀察的腎臟結構顯示最清晰的影像，并在體繪制影像中選擇三維種子點，并使用區域生長功能，在三維影像中顯示所觀察結構的生長過程，在生長停止后使用人機交互功能面板對灰度閾值的范圍給予設置，將上限、下限之間的影像分割出來，作為興趣區域。③使用可視化閱片平臺，對重建的三維人體影像模型進行觀察，以不同顏色劃分不同的腎臟結構，再對模型實施降噪、平滑、精細化填充等多項操作，閱片人員需從任意角度對影像進行觀察，評估腫瘤病灶的相對空間位置。

1.3.3 手術方法兩組患者的手術均由同一高職稱醫師操作，選擇全身麻醉方案，根據腎臟影像學檢查數據，取健側臥位，并在健側腰部位置放置軟墊，保持患側腰部突出。同時患側上肢需放置在置手架上。在手術區域鋪設鏤空方巾，做好常規消毒，選擇在第12肋骨尖端向下2 cm處作手術切口，長度為3～5 cm。選擇彎鉗對腹膜等軟組織進行鈍性分離，暴露斜肌肌腱層，再使用手指推擠的方式分離筋膜、外脂肪層等結構，建立腹膜后間隙。在創口內置入自制氣囊，注入約600 mL空氣，擴張腹膜間隙空間，再使用手指作為引導，于腋中線髂嵴上緣1.5 cm處放置10 mm的Trocar；于腋前線肋骨下緣處放置12 mm的Trocar；于腋后線和肋骨下緣交界處放置10 mm的Trocar。經由髂嵴上緣處管鞘建立人工二氧化碳氣腹，術中氣腹壓需維持在12 mmHg左右，并置入腹腔鏡觀察腎臟狀態。

①對照組方法。對照組患者采用常規CT診斷，掃描電壓120 kV、電流200 mA、層厚5 mm，范圍為雙側腎臟，根據掃描得到的解剖圖像從而制訂手術方案。選擇于腎中極水平面上對腎臟周圍的脂肪囊、外腰大肌內側等位置尋找搏動點，根據CT顯示位置找到腎動脈，確認后開始游離腎臟動脈，需注意動脈是否已經發生變異，并處理動脈分支組織。在游離、夾閉腎動脈后計時，于距離腫瘤組織邊緣1 cm左右剪除包含一部分健康組織在內的腫瘤病灶，將病灶完成切除后再次計時，兩次時間差即為腫瘤病灶的切除時間。病灶切除后根據實際情況對周圍組織進行縫合，并解除對動脈的夾閉。

②觀察組方法。觀察組實施可視化三維CT影像重建技術輔助治療，對3D模型的位置進行調整，使其影像顯示位置與腹腔鏡視野中組織位置保持一致，再根據術前規劃的腎動脈阻斷方案，對腎蒂給予精準游離，充分暴露所需要阻斷的腎臟動脈，在此過程中需盡量控制游離組織的范圍。根據3D模型下規劃的腎腫瘤周圍血管系統情況、空間測量距離，對腫瘤組織進行精準切除，后以組織缺損情況為基礎，選擇單層縫合或雙層縫合。

1.4 觀察指標

對比患者圍術期指標（手術時間、術中出血量、胃動脈阻斷時間、切除腫瘤時間）。分別于患者住院時及手術后檢測腎功能相關指標（血肌酐、尿素氮），評估患者恢復情況。

1.5 統計方法

采用SPSS 21.0統計學軟件進行數據分析，符合正態分布的計量資料以(±s)表示，組間差異比較采用t檢驗；計數資料以[n(%)]表示，組間差異比較采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者圍術期指標比較

觀察組患者手術時間、腎動脈阻斷時間、切除腫瘤時間明顯短于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組患者術中出血量比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組患者圍術期指標比較Table 1 Comparison of perioperative indexes between two groups of patients

表1 兩組患者圍術期指標比較Table 1 Comparison of perioperative indexes between two groups of patients

組別觀察組（n=31）對照組（n=31）t值P值手術時間（min）112.15±10.12 138.47±10.14 10.229＜0.001術中出血量（mL）42.75±10.11 43.13±10.16 0.148 0.883腎動脈阻斷時間（min）25.05±4.29 34.18±4.31 8.359＜0.001切除腫瘤時間（min）7.33±3.05 10.68±3.17 4.240＜0.001

2.2 兩組患者治療前后腎功能指標比較

入院時，兩組患者腎功能指標比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；術后，兩組患者指標均呈現下降趨勢，且觀察組患者術后腎功能指標與對照組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 兩組患者治療前后腎功能比較(Table 2 Comparison of renal function between two groups of patients before and after treatment(

表2 兩組患者治療前后腎功能比較(Table 2 Comparison of renal function between two groups of patients before and after treatment(

組別觀察組（n=31）對照組（n=31）t值P值血肌酐（μmol/L）入院時135.48±10.15 134.61±10.23 0.337 0.738術后105.48±9.46 102.42±10.11 1.231 0.223尿素氮（mmol/L）入院時7.18±2.19 7.37±2.23 0.338 0.736術后6.43±1.02 6.35±1.05 0.304 0.762

3 討論

現代影像學技術正處于進一步完善和發展的道路上，也使得近幾年臨床發現和確診的早期腎臟腫瘤患者比例明顯增加，大幅提升了外科手術治療腎腫瘤的預后效果[3-4]。臨床在實際應對早期腎腫瘤疾病時，為提升預后效果需盡量保留健康的腎單元結構，因此臨床將其稱為部分腎臟切除手術。和根治手術相比，部分切除手術不僅可以確保腫瘤疾病的控制效果，還能最大程度保留腎臟的功能，進而提升患者術后的腎臟代謝能力，降低并發癥和不良結局的發生率[5-6]。腎臟部分切除手術已經成為目前針對T1期腎腫瘤治療的首選術式，且于20世紀末期就已經實現了腹腔鏡下的腎臟部分切除手術，借助微創性優勢進一步保障了患者的術后恢復效果[7-8]。

腹腔鏡下腎臟部分切除手術的優勢在于可最大程度減少對患者機體的損傷，使其在術后可以更快恢復。但腹腔鏡下手術操作的難度相對較高，主刀醫生需要經過周期較長的學習方可熟練掌握[9-10]。尤其是對腎臟動脈血管的游離、保護操作難度更高，這是由于腎臟血管存在較多的變異情況，且腹腔鏡下視野受到一定的限制，對腎蒂的解剖難度也進一步提升，如盲目操作很可能對血管造成過多損傷[11-12]。同時部分腎臟腫瘤相對復雜，位置特殊情況下可能存在隱蔽性血管，加之如對早期腫瘤病灶的浸潤程度了解不佳，也會對腹腔鏡下手術操作帶來影響。

傳統的CT二維影像無法準確顯示腫瘤病灶的相對空間位置，也不能直觀地展示病灶周圍血管的狀態，主刀醫生只能通過自身經驗將影像拼接成為立體狀態，因此對主刀醫生自身素質要求極高[13-14]。而3D模型重建技術則可使用專業軟件重組所獲得的影像數據，從而建立三維結構模型，可直觀地展示腫瘤病灶的具體狀態，包括相對空間位置、血管分布、與健康組織關系等各種信息，還能將周圍組織透明化處理，直接觀察腫瘤的形態特征，為術前規劃手術方案提供了更加可靠的參考數據[15-16]。尤其是在血管游離保護操作方面，可根據模型中血管分布特點擬定相應方案，在實際操作時可實現更加精準的操作，有效彌補了二維影像下腎臟血管變異所帶來的影響，保證了手術的順利進行[17-19]。

本次通過研究發現，觀察組患者術中腎動脈阻斷時間（25.05±4.29）min明顯短于對照組（P＜0.05），本研究結果與閆本純等[20]發表結果相一致，其研究中觀察組患者腎動脈阻斷時間（25.14±5.09）min短于對照組（33.62±6.27）min（P＜0.05）。另外，兩組患者治療后，血肌酐、尿素氮均出現變化，從中可見兩種治療方法均可改善患者腎功能，效果理想。

綜上所述，臨床實施腹腔鏡腎部分切除術可配合可視化三維CT影像重建技術輔助治療，便于更準確了解患者病情，提供可靠影像學支持。