門靜脈流域解剖性肝切除術相關數字醫學技術導航的應用

王俊青

根治性手術切除依然是肝細胞癌最有效的治療方法。20世紀80年代，幕內雅敏教授首先提出解剖性肝切除的外科治療體系，成為肝細胞癌手術治療的重要里程碑［1-2］。經過數十年的臨床實踐和檢驗，解剖性肝切除的相關理論和技術始終處于不斷完善的過程中，雖然尚有一些實踐性、臨床性操作在患者術后復發、轉移及手術安全性等問題的影響方面仍存在爭議，但從肝靜脈顯露技術、術中門靜脈染色技術、腹腔鏡下熒光顯影、術前肝切除范圍流域分析，甚至多模態數字技術融合術中導航等新技術的發展中，均體現出肝臟外科醫師和研究者們對于肝臟手術更為精準和安全的境界追求。

1 解剖性肝切除的核心理論和現狀簡況

門靜脈系統是肝細胞癌在肝內轉移、播散和術后復發的主要途徑和解剖學基礎［3］。解剖性肝切除體系即是在以門靜脈流域（portal territory，PT）所覆蓋的肝臟段葉或亞段作為最基本解剖單位的基礎上搭建的［4］。經典的解剖性肝切除理論強調通過系統性切除荷瘤的PT及其所供應的荷瘤Glisson系統，以獲得更好的腫瘤學治療效果［5］。在近數十年的臨床實踐和理論發展中，解剖性肝切除觀念已經被大多數學者認同，但也有部分臨床研究間顯示出相悖的結論。如有觀點認為解剖性肝切除在低侵襲性肝細胞癌中可帶來較明確的腫瘤學獲益，但是對于高侵襲性肝細胞癌，雖然可以降低術后局部復發率，但在總生存率（overall survival，OS）方面并無優勢［6-7］。

值得注意的是，幕內雅敏教授提出的經典解剖性肝切除理論體系需在術中確切實現對應肝靜脈主干的完整顯露，由于早期肝臟解剖技術和器械條件等受限，其理論標準與實際普及的技術之間存在偏差和限制。具體反映在當時尚無法通過術前檢查和分析，完成個體化PT的精準界定。鑒于此，只能通過基于Couinaud肝靜脈分段和美藍染色等方法進行術中肝臟斷面的引導，大約獲取接近荷瘤PT切除的手術效果。然而，眾多學者提出的較為統一和突出的問題是，基于Glisson分段系統的PT肝段和基于肝靜脈走向的Couinaud分段并非來自同一解剖學概念。通過Couinaud分段雖然可以對目標切除肝段進行規則平面的劃分，但無法反映在實際解剖中PT在三維空間中實際不規則曲面［8］。另一方面，以我國肝細胞癌患者流行病學特征為例，絕大多數患者存在慢性肝炎、肝硬化的腫瘤微環境背景，且處于肝硬化失代償期患者較多，手術切除腫瘤的同時仍需考慮盡可能多保留非腫瘤肝組織。如堅持以Couinaud分段來施行解剖性肝切除，將不可避免地損失過多肝臟組織。因此，如何在遵循解剖性切除荷瘤PT的同時，為患者保留更多有效肝臟組織，同樣成為術者和研究者的主要臨床問題。

2 精準肝臟外科理論下的解剖性肝切除

近年來，精準外科理念在肝臟外科手術中發揮的作用愈發顯著。一方面，術者對于肝臟解剖認識的深入、外科設備和技術的迭代和改良，使精細化肝臟解剖、腹腔鏡肝切手術，乃至機器人肝臟手術得到較廣泛地開展和普及；另一方面，多元化、多維度的術前及術中影像學分析、可視化技術、實時導航及顯影技術悄然興起，并較好地融入和適應現階段外科手術需求［9-12］。在上述因素驅動下，使外科醫師能夠重新審視并規劃解剖性肝切除的觀念和策略。

從精準外科角度看，門脈流域解剖性肝切除（anatomic resection based on portal territory，PT-AR）作為經典解剖性肝切除理論的重要補充，已受到肝臟外科醫師普遍重視?；诟涡酝暾谐渭毎┖闪鯬T的同時實現功能性預留剩余肝臟（future liver remnant，FLR）最大限度保留的手術治療目標，已逐步發展出三維重建流域分析和吲哚菁綠熒光導航等體系，并通過多模態技術的融合，幫助術者在術前、術中充分認識最佳肝臟切除范圍和肝內復雜管道的顯露［13-14］。

新興手術輔助技術立足于Glisson系統樹形結構進行分析和規劃，從而修正了Couinaud分段導致的經典解剖性肝切除造成的偏差，使手術實際切除范圍更接近解剖性肝切除的理論目標?；赑T-AR定義的肝段切除范圍，可以理解為將3級Glisson系統所覆蓋的三維空間作為獨立、完整的肝內系統，以此為最基本單位確定切除范圍，此三維空間的切緣可以是不規則的曲面。理論上，基本解剖單位之間極少存在交通支情況，契合了從解剖學上對荷瘤PT完整切除的需要［15-16］。不僅如此，已有學者提出將3級Glisson系統進一步擴展到4級肝蒂，以此定義出更為精準的錐形單位，初步形成了門脈流域切除的亞段理念［17-18］?，F階段，通過吲哚菁綠熒光染色已能較準確實現對荷瘤PT的正、反染色，為手術切除范圍提供引導，配合3級肝蒂覆蓋區域的間裂或生理性肝裂為術中提供可視化入路。然而，從臨床實踐中觀察，要精細化到3級甚至4級肝蒂荷瘤區進行染色，仍然對術者的肝內解剖和脈管顯露技術提出較高的要求。同樣，術中操作對肝臟整體形變的影響、術中超聲對4級肝分支的清晰顯示、荷瘤區肝蒂細小靜脈穿刺的精準性也會影響實際操作。因此，在完善基于PT的解剖性肝切除的理論升華的同時，必須探索能夠適應大多數肝切手術和術中導航需要的術前、術中輔助技術。數字醫學導航技術已得到成熟應用，無疑是實現PT-AR首當其沖的選擇。

3 數字醫學導航技術的應用與體會

近階段，吲哚菁綠熒光染色在腹腔鏡肝切手術中發揮出重要作用，并被廣泛接受和認可，而手持式熒光觸發器在開放性手術中的綠熒光顯影效果也得到較好應用。實踐中，吲哚菁綠對于3級Glisson肝蒂以上流域段葉切除范圍的界定較為準確和完善。但當面對需要保留更多殘余肝臟組織和細化到亞段級肝葉切除的情況時，如何找到次級肝段供血門靜脈分支并進行吲哚菁綠正染仍對術者提出了較高臨床操作技術要求。作者認為，立足于現有技術層面，借助術前、術中的影像學檢查進行指示和導航，是更有效地輔助術者進行最基本流域門靜脈顯露的重要方法。

數字醫學是醫學信息技術和臨床實踐技術發展的新興的多學科交叉研究領域，其已在臨床中得到具體應用，涉及醫學圖像處理、計算機輔助手術規劃、人工智能及個體化手術導航等關鍵技術。通過三維數字影像技術對患者臟器、組織、身體結構進行重建、分析，并在術中提供導航作用的臨床實踐已在骨科、口腔及頜面外科、普外科的不同疾病治療中得到不同程度的應用。針對肝臟外科的相關研究目前主要關注在解剖結構的三維顯示、功能區域面積和體積的測量、個體化手術導航等方面［19］。通過術前肝臟影像的三維重建，不僅能夠有針對性找到目標切除肝臟段葉的門靜脈，更可以模擬該血管覆蓋的肝臟流域，精準指示肝臟切斷曲面。同時，近階段通過增強與混合現實技術已能夠初步實施手術實時融合交互投影，配合吲哚箐綠染色顯影有效提高術中腫瘤識別和目標肝段的門脈流域解剖性切除［20］。

作者結合自身臨床實踐認為：首先，吲哚菁綠熒光顯影具有界定肝內微小腫瘤并實現肝段、亞段等肝內相對獨立的解剖結構可視化的重要方法，仍是實現有效銜接數字醫學技術和肝切導航的重要基礎。同時，吲哚菁綠顯影能從光物理角度較直觀反映荷瘤段葉的大致關系，也是檢驗數字模擬手術范圍的準確度和精確度的重要方法。目前，通過亞毫米級薄層CT掃描基本實現了對圖像分割、自動配準和人工智能三維重建等功能［21］，并能夠較好滿足術前對于預設肝段切線的模擬、殘肝體積的測定等術前規劃。但針對不同程度的肝硬化患者實際殘余肝臟功能的把握度，仍需要結合術前吲哚菁綠肝功能儲備分析進行綜合評價。

術中混合現實或虛擬現實技術是另一類具有指導作用的新技術，作者通過多種方法比較，發現其在可視化方面較為突出優勢的同時，也存在一些有待突破的瓶頸。首先，術中超聲造影（contrast enhanced ultrasound，CEUS）可通過與術前增強CT或CTA進行術中對位擬合，借助動態磁定位導航系統，將術中超聲探頭所及切面與斷層影像解剖結構進行融合，指導術中探查以門靜脈和實質性腫瘤為主的肝內特征，有利于探知目標3級門靜脈分支［22］。但在實踐操作中圖像配準對臺上、臺下操作人員的配合和技術要求較高、配準時間與操作者熟練程度相關，更重要的是手術操作導致的肝臟形變對于術中再配對具有較大影響，導致該技術更適合在肝臟有效切除開始前的靜態定位。同時，如脫離吲哚菁綠顯影技術，目前還尚不能達到精準確定肝臟切線的解剖要求。再看術前肝臟MRI和CT的融合重建在術中進行虛擬現實圖像顯示的方法，這一技術同樣能夠為術者提供肝臟三維影響重建［23］。作者在實際應用中感覺到，受限于當前技術發展水平術者頭戴式設備相對笨重影響手術操作、術中虛擬手勢和姿勢的操作與手術室相對無菌環境的適應度尚待提高，同時其對實際門靜脈流域顯示的精確度與MRI/CT三維重建相比并未顯示出優勢。

作者團隊在對上述技術的實際應用中，借助醫學影像終端服務器數據，基于醫工、醫企交叉合作初步通過肝臟增強MRI實現多時相三維重建的圖像融合，除獲取常規三維重建信息外，可在分鐘級時間窗內完成人工智能讀片，包括自動生成肝內病灶的計數、大小測量和初步性質判定；同時生成4級門靜脈水平的血管重建，通過標記虛擬Tag標記顯示荷瘤段葉的切割曲面，為術者提供手術方案制定的多種選擇。初步實踐中認識到，致力于針對肝臟增強MRI圖像的重建技術將能夠更好指導手術規劃，并具備向不同臨床中心和各級別醫院推廣的可行性。其優勢在于肝臟MRI技術平臺已基本普及，其具備多時相的圖像信號，能夠借助人工智能等方法迅速對肝內病灶進行大小、數量、定位和性質的判斷；MRI門脈期圖像適合進行超聲磁導航配對，同樣也能兼顧混合現實技術。此外，MRI肝臟組織彈性成像具有良好評價肝硬化程度的功能，與CT相比也為術前診斷提供了新的維度參數。尤其是對3～4級門靜脈分支的重建，具有精確度高的特點，并能夠實現術前門脈流域的精準顯示。作者認為通過術前對三維重建后模型3級及其下屬4級門靜脈分支流域的重建、比較，配合切除范圍肝體積測定，能夠為保留有效殘余肝臟組織提供直觀、準確的參考。同樣，該技術仍依賴于術中與吲哚菁綠的配合，并未在改良吲哚菁綠正染等術中肝內血管操作方面取得技術性的突破，因此仍是進一步臨床研究的重要方面。

4 展望

門靜脈流域肝臟解剖性切除不僅能完整切除荷瘤肝臟段葉，也能作為預留充足殘余肝臟組織的重要參考。實現上述手術的理想狀態，需要通過精準的術前流域規劃和準確的術中導航。目前對于流域分析的技術發展趨勢明顯，作者通過實踐經驗認為借助MRI多時相、多維度的三維重建分析，不僅能夠實現現有三維重建的既有功能，更可借助對3～4級門靜脈分支的流域規劃，體現探索適應患者個體化需要的手術方案。同時，吲哚菁綠在肝臟術中顯影仍居重要地位，如能通過數字醫學虛擬現實的混合技術精確對肝臟切面進行投影，或可成為新穎的顯影方法，在一定程度上解決不同級別醫院術者操作技術存在差異的問題。