三维可视化技术在大肝癌精准化切除中的应用效果观察

陈良 朱杰 李宏 陆才德 张学昌 郑四鸣

根治性肝切除术是目前临床治疗大肝癌最有效的方法[1-2]。然而，根治性肝切除术中可能会同时切除大量完好的肝组织，影响患者术后肝功能。因此，一种可以证明结构关系并提供相对准确肝癌分期的数字模型对指导手术方式和预测患者预后意义重大。超声、CT和MRI是诊断肝癌的常用辅助检查手段。由于其实用性及可操作性，CT是目前诊断肝内肿块最常用的影像学检查。CT可详细显示和评估肝动静脉和门静脉，并重建血管三维图像，可替代血管造影检查。本研究采用Arigin三维重建软件构建肝脏和肿瘤的三维图像模型，以此计算在不同手术方式下，肝脏、肿瘤和切缘的关系，预测患者的手术风险，观察三维可视化技术在大肝癌精准化切除中的应用效果，现报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2015年9月至2017年6月宁波市医疗中心李惠利医院收治的拟行根治性肝切除术的大肝癌患者43例。排除标准：（1）出现肝外转移，有子灶，肝内多发肝癌；（2）有介入、射频消融及手术史者；（3）术后病理学检查证实非肝细胞肝癌；（4）术后出现严重的麻醉及心脑血管并发症。其中男27例，女16例；年龄42～81（63.4±14.8）岁；肝功能Child分级 A级38例，B级5例。本组患者均为初诊患者，术前均接受增强CT检查。

1.2 方法 增强CT主动脉峰升高时间18s，动脉期末端30s，门静脉期末端加150s，获得动脉、门静脉和延迟期。扫描参数如下：准直64行×0.5mm，龙门架转速0.6s，截面厚度5mm，图像重建增量1mm，120kVp，有效管电流时间充电，450mAs。

1.3 三维可视化图像处理 Arigin三维重建软件（昕健医疗技术有限公司）是自主研发用于医学图像处理的软件。它通过分割二维CT图像，构建肝脏解剖结构的高精度三维模型。三维建模包括以下步骤：（1）从每个器官提取CT数据并进行准确分割；（2）肿瘤、门静脉、肝静脉和肝实质几何测量及个体重建；（3）肝实质、肿瘤和成像血管的体积测量；（4）根据肝血管的方向和直径计算各区域血管灌注体积；（5）编辑切除后的肝脏图案并实现三维效果。然后将上述片段的三维图像重叠以产生显示肿瘤定位的综合三维图像。体积计算按照以下公式：V=M/Σi=1dNi/Σj=1eLij=deM/Σi=1Ni/Σj=1Lij。其中 d 是两层之间的距离，e是两条线之间的距离，M是层数，Ni是i层中线的数量，Lij是i层的中j线的长度。采用该法来检测血管容量、肝脏体积、肿瘤体积、切缘及残肝体积等指标。大肝癌虚拟切除三维可视化模型效果图见图1（插页）。

1.4 观察指标 观察并统计本组患者的手术切除方式与术后并发症发生情况；比较三维可视化模型与术中实际的肿瘤体积、手术切缘、肿瘤最大径。

1.5 统计学处理 应用SPSS 20.0统计软件；计量资料以表示，三维可视化模型与术中实际情况的比较采用配对t检验；P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 手术切除方式与术后并发症 本组患者均顺利完成手术，且无术中及术后死亡病例；行左半肝切除12例，右半肝切除14例，肝中叶切除5例，不规则切除12例；术后并发症发生情况为出血1例（2.3%），胆漏4例（9.3%），胸水9例（20.9%），腹水14例（32.5%）。

2.2 三维可视化模型与术中实际的肿瘤体积、手术切缘、肿瘤最大径比较 见表1。

表1 三维可视化模型与术中实际的肿瘤体积、手术切缘、肿瘤最大径比较

由表1可见，三维可视化模型与术中实际的肿瘤体积、手术切缘、肿瘤最大径比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

图1 大肝癌虚拟切除三维可视化模型(a：右半肝切除；b：肝左三叶切除；c：肝右三叶切除；d：肝中叶切除)

3 讨论

根治性肝切除术是目前治疗大肝癌首选的方法，然而由于慢性肝病患者的肝功能储备受损，术后发生肝功能衰竭的风险较大，因此精准化切除肿瘤并尽可能地保留正常肝组织意义重大[2]。Lee等[3]建议在术前行MRI或术中造影了解肝脏组织与肿瘤的关系，有助于预防胆管损伤。Fang等[4]及Tian等[5]描述了一种基于CT扫描数据重建肝脏三维结构的腹部图像处理系统，用于计算肝脏及肿瘤的体积和判定血管走行，同时模拟不同方式的肝脏切除方案。然而，术前血管造影和CT扫描重建用于评估肿瘤切除可能性大小并确定切除线的报道不多。

众所周知，肝功能储备与肝细胞的数量和质量高度相关，切除的正常肝脏体积越大，肝衰竭的风险越大[6]。因此，估计预切除的正常肝组织占全肝的百分比对患者术后肝功能有预测价值。本研究应用Arigin三维软件构建大肝癌虚拟切除三维可视化模型，预测与手术切除相关的所有解剖结构及手术后剩余残肝量。这是一种快速、准确、非侵入性的方法。有学者认为在接受根治性肝切除术的大肝癌患者中，模拟预测的肝切除量与切除标本的实际重量之间存在强烈的正相关[7]。本研究结果显示，三维可视化模型与术中实际的肿瘤体积、手术切缘、肿瘤最大径比较差异均无统计学意义。

部分大肝癌长在肝脏较粗管道的边上，并产生压迫，这种情况下的根治性肝切除术比较复杂。此外，位于肝脏Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ段的大肿瘤通常与术中出血量呈正相关[8]。本研究发现，术前的三维可视化模型有助于观察门静脉、肝静脉解剖及变异的识别，确定最佳手术入路及切除线。门静脉和肝动脉的数字化重建可以清楚地区分肝脏第一肝门解剖学上的变化，帮助手术医生能够避免在术中损伤变异的肝脏血管。

综上所述，三维可视化技术有助于大肝癌的精准化切除，能为肿瘤与相邻组织之间的空间关系提供可靠的术前三维视图。