余 璠 魯 正

三維可視化技術(shù)在肝門部膽管癌術(shù)前評估中的應(yīng)用*

余 璠 魯 正

目的：探討三維可視化技術(shù)在肝門部膽管癌術(shù)前評估中的應(yīng)用價值。方法：收集2014年3月至2016年4月蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院38例肝門部膽管癌手術(shù)患者臨床資料，將所有患者分為兩組，對照組術(shù)前未行三維可視化重建（n=20），觀察組術(shù)前行三維可視化重建（n=18）。分析兩組術(shù)前診斷結(jié)果與術(shù)中實際情況的相符程度，并比較兩組相關(guān)手術(shù)指標(biāo)。結(jié)果：在腫瘤縱向和門靜脈、肝動脈垂直方向侵犯評估中，觀察組和對照組都具有較高的準(zhǔn)確率，二者無顯著性差異。而在肝門部解剖分型上，觀察組中所有患者分型與術(shù)中實際吻合，吻合率高于對照組（100%vs.70%，P＜0.05），同時對肝體積的預(yù)估和實測更加精確（r=0.986，P＜0.001）。此外，與對照組相比，觀察組平均術(shù)中出血量、手術(shù)時間明顯減少（P＜0.05），R0切除率無明顯差異。結(jié)論：三維可視化技術(shù)能精準(zhǔn)完成肝門部膽管癌術(shù)前評估。

計算機(jī)輔助三維成像術(shù)前評估肝門部膽管癌

肝門部膽管癌（hilarcholangiocarcinoma，HCCA），是指發(fā)生于肝總管、左右肝管或其匯合部的膽管黏膜上皮癌，全世界發(fā)病率為1/100 000～2/100 000，但發(fā)病率有明顯上升的趨勢［1］。根治性手術(shù)是使HCCA患者長期生存甚至治愈的唯一可能手段［2］，但由于肝門部膽管、血管解剖復(fù)雜，變異概率高，腫瘤鄰近血管易侵犯，且常合并阻塞性黃疸，受損的肝功能限制了切肝范圍等因素存在，HCCA手術(shù)切除率低且整體預(yù)后不佳［3］，精準(zhǔn)的術(shù)前評估是提高肝門部膽管癌手術(shù)切除率、降低手術(shù)死亡率的前提［4］。傳統(tǒng)的影像學(xué)評估方法因為缺乏整體感和立體感，在判讀過程中容易產(chǎn)生偏差［5］。近年來三維可視化技術(shù)（three-di?mensional visualization technology）（簡稱3D技術(shù)）出現(xiàn)并應(yīng)用于臨床，具有視覺立體直觀等優(yōu)點，在HC?CA術(shù)前評估方面顯示出較高的臨床價值及應(yīng)用前景［6］，但其可靠性還有待于在臨床實踐中進(jìn)一步驗證。本研究通過回顧性分析蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院肝膽外科自2014年3月至2016年4月38例HCCA手術(shù)患者臨床資料，探討3D技術(shù)在HCCA術(shù)前評估中的應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

為排除其他因素對研究結(jié)果產(chǎn)生影響，選擇納入標(biāo)準(zhǔn)為：1）肝功能Child-Pugh分級均為A～B級；2）Bismuth-CorletteⅡ、Ⅲ、Ⅳ型肝門部膽管癌患者，且不伴有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，術(shù)后病理均證實為膽管癌。排除標(biāo)準(zhǔn)：1）術(shù)前肝功能分級C級，或患者伴有其他合并疾病難以耐受大手術(shù)的病例。2）拒絕行手術(shù)治療的患者。納入研究患者共38例，術(shù)前基于3D技術(shù)進(jìn)行手術(shù)評估和手術(shù)規(guī)劃患者18例（觀察組），應(yīng)用CT影像資料行術(shù)前規(guī)劃患者20例（對照組），兩組患者的臨床病理特征相似（表1）。該研究獲得本院倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 三維重建方法所有患者均行肝臟三期薄層64排CT掃描（層厚1.25 mm），掃描圖像以DICOM格式儲存?zhèn)鬏?，觀察組患者DICOM文件導(dǎo)入深圳旭東公司開發(fā)的腹部三維可視化系統(tǒng)進(jìn)行重建，將各期CT數(shù)據(jù)進(jìn)行程序化圖像分割、配準(zhǔn)，重建對象包括肝臟、肝動、靜脈系統(tǒng)、門靜脈系統(tǒng)，腫瘤位置，計算肝臟各段體積，合成三維模型用于術(shù)前評估。

1.2.2 術(shù)前評估內(nèi)容腫瘤進(jìn)展程度：HCCA可沿膽管縱向侵犯以及突破膽管向鄰近門靜脈、肝動脈垂直方向侵犯，分為兩個方向進(jìn)行評估。1）縱向侵犯評估以Bismuth-Corlette分型進(jìn)行評級，觀察組患者在3D模型中剔除其他組織，僅顯示腫瘤和膽道系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)視野獲得縱向侵犯信息。對照組中通過閱讀CT資料通過膽管的狹窄、腔內(nèi)占位等征象來判斷。2）垂直方向評估對照組判斷采用Baek分型［7］作為評估肝動脈、門靜脈侵犯程度標(biāo)準(zhǔn)。觀察組判斷方法在3D模型中單獨顯示腫瘤與門靜脈或肝動脈，多角度觀察腫瘤與血管位置關(guān)系。侵犯程度分級：0級，血管顯示良好（血管無侵及）；Ⅰ級，血管有壓跡或推移（腫瘤與血管緊密相鄰）；Ⅱ級，腫瘤與血管融合成塊、完全包裹血管。

圍肝門部脈管分型：膽管解剖分型采用Couniaud分型方法［8］，門靜脈分型采用Cheng分型方法［9］，肝動脈變異分型采用Michels分型方法［10］。

肝體積的計算：在觀察組中，通過軟件模塊自動測算出肝臟各段體積，術(shù)后對切除肝臟利用排水法得出肝體積，將術(shù)前三維重建測算出的肝體積與術(shù)后實際結(jié)果進(jìn)行對比。

1.2.3 手術(shù)方案規(guī)劃在計算機(jī)中完成手術(shù)方案設(shè)計，手術(shù)方案應(yīng)同時滿足以下條件：1）達(dá)到多維度的R0切緣；2）剩余肝體積至少要大于標(biāo)準(zhǔn)肝體積的30%；3）確保預(yù)保留側(cè)肝臟入、出肝血流和膽汁引流通暢。

1.2.4 手術(shù)方法根據(jù)術(shù)前評估信息制定手術(shù)方案，施行半肝、擴(kuò)大半聯(lián)合尾狀葉肝切除、肝外膽管切除、肝十二指腸韌帶內(nèi)骨骼化清掃和膽管-空腸Roux-en-Y吻合術(shù)。手術(shù)方法：常規(guī)選擇右上腹反“L”形切口進(jìn)腹，探查有無腹腔轉(zhuǎn)移病灶、遠(yuǎn)處淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。骨骼化清掃肝十二指腸韌帶，充分游離待切除側(cè)肝臟，選擇預(yù)切除側(cè)區(qū)域血流阻斷方式，沿肝缺血線離斷肝實質(zhì)，將標(biāo)本整塊切除，術(shù)中行快速冷凍檢查明確上下切緣是否達(dá)到R0切除級別，將斷面膽管整形后，行膽腸Roux-en-Y吻合。1.2.5術(shù)后觀察指標(biāo)收集并記錄兩組患者術(shù)中出血量、手術(shù)時間、R0切除率，以及術(shù)后并發(fā)癥如膽瘺、切口感染、肺部感染、腹腔積液、肝功能不全的發(fā)生情況。

表1 兩組患者的術(shù)前一般臨床資料比較Table1 Comparison of the clinicopathological characteristics between the two groups of patients

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 22.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料用x±s形式表示，兩組中計量資料比較采用t檢驗，計數(shù)資料采用χ2檢驗。觀察組中通過3D技術(shù)測算切肝體積與術(shù)后實際體積比較采用相關(guān)性檢驗。P＞0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)前評估結(jié)果

2.1.1 進(jìn)展程度評估將兩組術(shù)前評估分別與術(shù)后實際結(jié)果對照：1）縱向進(jìn)展準(zhǔn)確率觀察組縱向評估準(zhǔn)確率達(dá)88.9%（16/18）；對照組中評估準(zhǔn)確率為85%（17/20），兩組評估準(zhǔn)確率差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P= 0.552）；2）垂直方向進(jìn)展準(zhǔn)確率觀察組中門靜脈、肝動脈侵犯評估準(zhǔn)確率分別為：94.4%（17/18）、88.9%（16/18）。對照組中門靜脈、肝動脈侵犯評估準(zhǔn)確率分別為90%（18/20）、85%（17/20），兩組評估準(zhǔn)確率差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.541，0.552）。

2.1.2 肝門部脈管解剖分型觀察組中術(shù)前發(fā)現(xiàn)肝動脈解剖變異6例，門靜脈變異4例；膽管解剖變異2例，觀察組所有術(shù)前評估分型結(jié)果與術(shù)中探查結(jié)果完全吻合（圖1），分型準(zhǔn)確率達(dá)到100%；對照組中術(shù)前發(fā)現(xiàn)肝動脈變異2例，門靜脈變異1例，膽管解剖變異1例，經(jīng)術(shù)中確認(rèn)有2例肝動脈、3例門靜脈、1例膽管變異未在術(shù)前得到預(yù)判，分型準(zhǔn)確率為70%，兩組準(zhǔn)確率差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.014）。

2.1.3 肝體積測算觀察組18例患者中術(shù)前預(yù)估肝體積（516.6±105.2）mL，實際切除肝體積為（545.2±122.2）mL，兩者之間存在高相關(guān)性（t=0.986，P＜0.001）。

2.2 手術(shù)規(guī)劃與實際結(jié)果

對照組患者手術(shù)規(guī)劃與實際術(shù)式情況為：左半肝聯(lián)合尾狀葉切除3例，右半肝聯(lián)合尾狀葉切除7例，擴(kuò)大左半肝聯(lián)合尾狀葉切除3例，擴(kuò)大右半肝聯(lián)合尾狀葉切除6例，1例患者術(shù)前擬行右半肝聯(lián)合尾狀葉切除因術(shù)中發(fā)現(xiàn)盆腔轉(zhuǎn)移放棄轉(zhuǎn)行而姑息性膽道內(nèi)引流術(shù)。觀察組所有患者均按術(shù)前擬定方案完成手術(shù)，具體情況如下：左半肝聯(lián)合尾狀葉切除6例，右半肝聯(lián)合尾狀葉切除8例（圖2），擴(kuò)大左半肝聯(lián)合尾狀葉切除1例，擴(kuò)大右半肝聯(lián)合尾狀葉3例。

2.3 手術(shù)相關(guān)指標(biāo)

觀察組術(shù)中出血量和手術(shù)時間均少于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），觀察組R0切除率高于對照組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（表2，P＞0.05）。觀察組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況：膽瘺1例，腹腔積液1例，肺部感染1例，并發(fā)癥發(fā)生率為22.2%（3/18）；對照組中患者發(fā)生膽瘺2例，腹腔積液2例，肺部感染1例，并發(fā)癥發(fā)生率為25%（5/20）。觀察組術(shù)后并發(fā)癥總體發(fā)生率低于對照組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。發(fā)生術(shù)后并發(fā)癥的患者，均通過保守治療后痊愈。

圖1 三維重建顯示肝門部解剖變異Figure1 Three‐dimensional imaging reconstruction shows the anatomical variation of hepatic hilum

圖21 例Ⅲa型患者資料Figure2 Data of one patient with Bismuth‐Corlette type IIIa

表2 兩組患者手術(shù)情況比較Table2 Comparison of the operative parameters between the two groups

3 討論

根治性手術(shù)切除是HCCA患者治愈和獲得長期生存的首選治療方式［11］，但迄今為止根治性HCCA手術(shù)仍是外科學(xué)具有挑戰(zhàn)性的難題。要提高R0切除率，術(shù)前需對腫瘤進(jìn)展范圍、肝門區(qū)脈管解剖、預(yù)留肝臟體積等進(jìn)行精準(zhǔn)評估。傳統(tǒng)二維影像方法需要外科醫(yī)生在大腦中進(jìn)行“空間重建”，該過程常因不同醫(yī)生的經(jīng)驗差異而產(chǎn)生不同程度偏差。通過3D技術(shù)將癌灶浸潤范圍和肝門部解剖精確標(biāo)定在個體化肝臟三維構(gòu)象中，在HCCA術(shù)前進(jìn)行精準(zhǔn)評估，很好地體現(xiàn)了“精準(zhǔn)膽道外科”理念［12］。

縱向進(jìn)展評估以往是以直接膽道造影作為“金標(biāo)準(zhǔn)”，準(zhǔn)確率可達(dá)到90%以上［13］，但因有創(chuàng)性及誘發(fā)膽管炎風(fēng)險限制其在臨床上的廣泛應(yīng)用，本研究觀察組評估準(zhǔn)確率88.9%；通過3D技術(shù)可以在近乎無創(chuàng)下任意角度觀察膽管系統(tǒng)，特別是其特有90°頭側(cè)視野可以有效防止膽管遮擋問題，在縱向評估方面達(dá)到近似膽道造影的準(zhǔn)確率。在垂直方向評估上，據(jù)統(tǒng)計多排CT對右肝動脈侵犯評估準(zhǔn)確率達(dá)到94.4%，門靜脈評估準(zhǔn)確率達(dá)到87%［14］。本研究中雖然觀察組準(zhǔn)確率要高于對照組，但是差異無統(tǒng)計學(xué)意義，在腫瘤進(jìn)展評估方面3D技術(shù)雖然增加了直觀性，但目前在還原組織結(jié)構(gòu)亞微觀水平細(xì)節(jié)相比二維診斷方法并未獲得質(zhì)的飛躍，如腫瘤血管侵犯情況，手術(shù)醫(yī)生對腫瘤侵犯血管具體層次了解，術(shù)中能否將其從血管外膜可靠剝離，目前影像及3D技術(shù)均不具備完整描繪細(xì)節(jié)的精度。

Saito等［15］指出術(shù)前明確肝門解剖變異，有助于避免術(shù)中損傷肝臟脈管。據(jù)統(tǒng)計肝動脈、門靜脈、膽管變異概率分別為21%、17%、32%［16］。術(shù)前判斷肝門部脈管解剖分型對手術(shù)決策非常重要，如本研究中發(fā)現(xiàn)MichelsⅢ型肝動脈病例有如下解剖特點：替代右肝動脈起始位置較低且深，廓清時可能將其誤認(rèn)為門靜脈右側(cè)腫大的淋巴結(jié)或神經(jīng)束；因替代肝右動脈是供應(yīng)右肝唯一的動脈，誤傷后將會造成右肝及肝內(nèi)膽道的缺血，甚至肝膿腫的形成；而門靜脈C型變異，即門靜脈右前支直接發(fā)自門靜脈主干，而門靜脈右后支匯入門靜脈左支。在這種變異存在時，右半肝切除時，必須分離出門靜脈左支和右前支，將門靜脈左支置帶保護(hù)后，才可以切斷門靜脈右前支。

Endo等［17］指出，盡管CT、MRI腫瘤進(jìn)展評估準(zhǔn)確性有了很大提高，手術(shù)有效性并沒有隨之獲得改善，其中不可忽視的原因是通過斷層影像很難辨識出肝門區(qū)解剖結(jié)構(gòu)，而3D技術(shù)在該方面顯示出極大的優(yōu)越性。我們有以下體會：在術(shù)前已明確患者個體化解剖信息的情況下，手術(shù)分離過程中將會遇到哪支血管，是否可以結(jié)扎或必須保留均會心中有數(shù)，手術(shù)進(jìn)度就會加快，發(fā)生誤損傷、出血的概率也會很低。

準(zhǔn)確計算剩余肝臟體積對于確保肝切除手術(shù)安全至關(guān)重要。相對于常規(guī)CT或MRI積分測量方法不易完成分段肝體積測量，而3D技術(shù)可以通過門脈流域算法精準(zhǔn)測出各肝段體積，而且與術(shù)后實際情況具有高相關(guān)性，精準(zhǔn)肝體積的測量為實現(xiàn)精準(zhǔn)肝切除提供了可靠的保證。

在3D技術(shù)下可以進(jìn)行虛擬仿真手術(shù)，應(yīng)用切割功能進(jìn)行虛擬肝臟切線設(shè)計，在仿真切肝的同時顯示出該方案的殘余肝臟體積，以及斷面的膽管、血管信息。根據(jù)殘余肝臟體積我們可以選擇應(yīng)用術(shù)前預(yù)處理手段如減黃、PVE等手段等提高切肝安全性；而斷面膽管信息可以指導(dǎo)進(jìn)行膽管重建技術(shù)，由于肝內(nèi)膽管不同的匯合方式，斷面常存在數(shù)支膽管，術(shù)前預(yù)判可以減少術(shù)后膽瘺發(fā)生的可能性，同時測算各膽管殘端的距離，如果距離較近，為減少吻合口數(shù)目，可將鄰近膽管整形縫合形成共同開口再與空腸進(jìn)行吻合；最后根據(jù)斷面血管信息，如該血管是必須保留的，那么就可以在術(shù)前做好充分的血管重建準(zhǔn)備基礎(chǔ)上，術(shù)中從容地進(jìn)行血管切除重建，從而保證了入、出肝血管結(jié)構(gòu)的完整性。

3D技術(shù)可以精準(zhǔn)定位病灶累及范圍，直觀顯示肝門部脈管解剖，為術(shù)前精確診斷、手術(shù)安全保障提供了有力的支持。相信在不遠(yuǎn)的將來，3D技術(shù)將會成為HCCA精準(zhǔn)術(shù)前評估的“利器”。

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（2016‐10‐27收稿）

（2017‐03‐19修回）

Application of three-dimensional visualization technology in preoperative assessment of hilar cholangiocarcinoma

Fan YU,Zheng LU

Department of Hepatobiliary Surgery,The First Affiliated Hospital of Bengbu Medical College,Bengbu 233000,China

Zheng LU;E‐mail:luzhengdr@163.com

Objective:To investigate the application of three‐dimensional visualization technology in preoperative assessment of hilar cholangiocarcinoma.Methods:Thirty‐eight patients with hilar cholangiocarcinoma who underwent surgery from March 2014 to April 2016 were enrolled in the retrospective study.Among the cases,an observational group of 18 patients had preoperative three‐dimensional visualization surgical planning,while a control group of 20 patients did not have the visualization surgical plan.The preoperative diagnostic results were analyzed with the actual intraoperative findings.Related surgicall indicators between the two groups were compared.Results: No significant difference in the accuracy rates of longitudinal and vertical infiltration of cholangiocarcinoma between was observed the observational group and control group.While the vascular and ductal branching pattern of all patients are consistent with intraoperative findings,the coincidence rate was higher in the observational group than that in the control group(100%vs.70%,P＜0.05).The estimated liver volumes were also exactly consistent with the actual liver volume(r=0.986,P＜0.001).In comparison with the control group,the average intraoperative blood loss and operative time of the observational group were significantly lower.However,the potential curative resection between the two groups exhibited no significant difference.Conclusion:Three‐dimensional visualization technology can accurately complete the preoperative evaluation of hilarcholangiocarcinoma.

computer‐assisted three‐dimensional imaging,preoperative assessment,hilar cholangiocarcinoma

10.3969/j.issn.1000-8179.2017.08.249

余璠專業(yè)方向為肝門部膽管癌外科綜合治療。E-mail：yufan110664@163.com

蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院肝膽外科（蚌埠市233000）

*本文課題受安徽省科技攻關(guān)項目（編號：1604a0802088）資助

魯正luzhengdr@163.com

This work was supported by the Anhui Science and Technology Project(No.1604a0802088)