胰头癌三维可视化精准诊治专家共识

中华医学会外科学分会胰腺外科学组 中国研究型医院学会胰腺疾病专业委员会 中华医学会数字医学分会 中国研究型医院学会数字医学临床外科专业委员会

胰腺癌是消化系统难治性恶性肿瘤，起病隐匿，早期诊断困难，进展迅速，预后不佳，5年生存率≤6%[1]。2017年Cancer Statistics统计结果显示，在美国，其病死率居成人恶性肿瘤死亡原因的第4位[2]；《2017中国肿瘤登记年报》统计结果显示，胰腺癌居大城市人群恶性肿瘤死亡率的第5位[3]。

胰腺癌尤其是胰头癌，早期侵犯门静脉、肠系膜上静脉等重要血管，仅有15%～20%的患者获得手术机会[2]。胰十二指肠切除术（pancreaticoduodenectomy，PD）是治疗胰头癌的标准方式[4]，术前准确判断肿瘤是否侵犯胰周血管和侵犯程度，对决定能否施行PD有重要价值[5]。

胰头癌三维可视化是用于显示、描述和解释胰头癌及其周围管道三维解剖和形态特征的一种工具。它借助CT或MRI图像数据，利用计算机图像处理技术对数据进行分析、融合、计算、分割、渲染等，将胰腺、肿瘤、血管、胆道等目标的形态和空间分布等进行描述和解释，并可直观、准确、快捷地将目标从视觉上分离出来，为术前准确诊断、个体化规划手术方案和选择手术入路提供决策。

为规范和标准化三维可视化和三维打印在胰头癌诊治中的应用，中华医学会外科学分会胰腺外科学组、中国研究型医院学会胰腺疾病专业委员会、中华医学会数字医学分会和中国研究型医院学会数字医学临床外科专业委员会组织国内相关领域的专家特制定本专家共识。

1 胰头癌的术前评估

目前胰腺癌的分期方式主要有Union for International Cancer Control（UICC）classification和 the Japan Pancreas Society（JPS）classification。这两种均基于TNM分期，虽然这些分期对判断患者预后、指导术后治疗具有一定意义，但不能指导具体的手术方式[6]。NCCN指南中关于胰腺癌能否切除的分类不同于TNM分期，其重点提出了与手术直接相关的血管侵犯问题，依托肿瘤和血管的直接关系将胰腺癌是否能切除做了一个界定[7]。

既往临床上评估胰头癌与血管的关系，主要依靠CT、MRI等检查，但其存在以下不足：（1）这些影像提供的均为二维图像；（2）不能立体显示肿瘤与腹腔动脉系统、门静脉系统及其相互关系；（3）不能根据诊断的需要，将器官、肿瘤、各种血管赋以不同颜色、不同透明度进行整体展示；（4）需由影像专业人员协助分析图像；（5）不能配合术前规划进行仿真手术[8]。外科医师只能凭借经验对二维图像进行抽象的三维认识，由于经验的局限性和不确定性，有时难以准确评估。

近年来，随着数字医学技术发展及三维可视化精准诊疗理论和实践不断深入，三维可视化和三维打印技术已在国内外迅速发展，其比CT、MRI等二维图像更加直观、精确[9-10]。三维可视化模型可以清晰地显示胰头癌的部位、大小、形态和分布；腹腔动脉系统、门静脉系统属支的走行和变异；肿瘤与腹腔干、肠系膜上动脉、门静脉、肠系膜上静脉的关系，在术前精确判断病变部位、评估肿瘤与肠系膜上动脉、肠系膜上静脉关系（可切除性评估）和制定手术方案等方面发挥了重要作用。胰腺三维打印实现了三维可视化影像平面模式向三维可视化物理立体模型的跨越式转变，应用该技术可以在术前、术中多方位、多角度地观察病变，间接导航胰头癌精准手术。

建议：对已经超声、CT或MRI等影像学技术及肿瘤标志物检测初步诊断为胰头癌的患者，建议应用三维可视化技术进行进一步精准评估，指导手术决策。

2 胰头癌薄层CT数据采集

高质量胰腺CT图像数据指对胰头癌患者，根据肿瘤的部位设定扫描参数，从而获得能够满足三维可视化和三维打印的亚毫米CT图像数据[11]。扫描结束后将图像数据传至CT后处理工作站，进行三期数据（平扫期、动脉期、门静脉期）的刻盘存储。

建议：临床医师跟踪患者进行CT检查，根据胰头癌邻近或侵犯重要血管的情况不同，结合所在医院CT机性能的具体情况，协助CT图像的数据采集。

3 胰头癌三维可视化模型的构建

3.1 CT数据的分析和三维重建 将薄层CT图像数据经过图像工作站处理后，导入三维可视化立体成像软件系统进行程序分割、重建。通过调节胰腺透明度可同时显示胰腺、肿瘤和胰腺周围血管，了解胰头周围血管的走行、变异等解剖信息，通过对模型的旋转观察，能更清晰地了解各结构之间的空间位置关系。

建议：临床上应用于三维可视化研究的软件较多，多数可以在单台计算机上工作，建议根据设备条件使用。

3.2 三维可视化肝动脉分型 肝动脉解剖变异率高，Michels等[12]将其分为10型：Ⅰ型，肝总动脉由腹腔干发出；Ⅱ型，肝左动脉由胃左动脉发出；Ⅲ型，肝右动脉来自肠系膜上动脉；Ⅳ型，肝左动脉由胃左动脉发出，肝右动脉来自肠系膜上动脉；Ⅴ型，副肝左动脉起自胃左动脉；Ⅵ型，副肝右动脉起自肠系膜上动脉；Ⅶ型，副肝左动脉起自胃左动脉，副肝右动脉起自肠系膜上动脉；Ⅷ型，副肝左动脉起自胃左动脉、肝右动脉来自肠系膜上动脉，或肝左动脉由胃左动脉发出、副肝右动脉起自肠系膜上动脉；Ⅸ型，肝总动脉起自肠系膜上动脉；Ⅹ型，肝总动脉起自胃左动脉。

建议：对需进行PD的患者，术前应进行三维可视化分析，对预防变异肝右动脉损伤和动脉血管切除、重建有指导作用。

3.3 胰周血管三维重建 （1）胰周动脉三维重建：胰头部血液供应丰富，三维可视化可显示由胃十二指肠动脉发出的胰十二指肠上前动脉、胰十二指肠上后动脉和胰十二指肠下动脉（起自肠系膜上动脉）分出的前、后支，在胰头前、后吻合，形成动脉弓，由动脉弓发出分支供应胰头和十二指肠（图1）。胰十二指肠上前、上后动脉可共同起自胃十二指肠动脉，也可分别起源；胰十二指肠下前、下后动脉可分别起自胰十二指肠下动脉，也可共同起源。胰体尾血供主要来自胰背动脉和脾动脉胰支，其中胰背动脉大部分起自脾动脉或腹腔干分支处，也可发自肝总动脉或肠系膜上动脉等。（2）门静脉及其属支三维重建：三维可视化可以清晰显示门静脉、肠系膜上静脉、脾静脉、肠系膜下静脉、胃结肠静脉干的走行及其与胰头癌的空间毗邻关系。胰头癌在进展过程中，可能侵犯上述血管，导致肿瘤不可切除或术中需联合血管切除、重建。

图1 胰头部完整动脉弓的三维重建图像（a：胰头前动脉弓；b：胰头后动脉弓）

建议：术前充分了解肠系膜上动脉、门静脉、肠系膜上静脉、脾静脉、结肠中静脉、胃结肠静脉干走行、分布和变异，对预防术中出血，尤其对于腹腔镜下的精准手术操作有指导价值。

4 三维可视化胰头癌可切除性评估临床分型

根据（1）2014年中华医学会外科学分会胰腺外科学组制定的胰腺癌诊治指南[5]，（2）2017年NCCN胰腺癌临床实践指南[13-14]，（3）Loyer等[15]CT影像学分型和Lu等[16]血管受侵的评分标准，结合三维可视化的优势，将胰头癌三维可视化分为5型（图2）[10]。Ⅰ、Ⅱ型评估为肿瘤可切除；Ⅲ型评估为肿瘤可能切除，或在联合血管切除或重建的情况下可能切除（依手术准备条件决定，如血管重建材料是否可用、患者家属是否同意等）；Ⅳ、Ⅴ型评估为不可切除。由于三维可视化技术不能确定淋巴结的性质，因此，本共识中不涉及此内容。

图2 胰头癌三维可视化分型图像[a：Ⅰ型：肿瘤与大血管间可见明显间隙，未见管腔受推挤变形；b：Ⅱ型：肿瘤（或淋巴结）贴附大血管，管腔被或不被推挤，管腔形态仍为圆形或类圆形，血管截面积无减小；c：Ⅲ型：肿瘤（或淋巴结）贴附并压迫大血管，管腔失去类圆形形态，肿瘤相邻血管截面积减少，贴附面的血管壁光滑；d：Ⅳ型：肿瘤（或淋巴结）贴附并压迫大血管，血管僵硬，管腔狭窄或血管失光滑呈虫蚀状改变；e：Ⅴ型：肿瘤完全包绕大血管，连续性中断，伴或不伴胰周小静脉扩张；或腹腔淋巴结广泛转移超出切除范围]

建议：胰头癌患者术前行三维可视化临床分型和可切除性评估，指导选择合理的治疗方案。

5 胰头癌三维可视化三维打印

利用CT血管造影和三维可视化技术评估胰头癌可能切除或术中需行血管切除、重建的患者，行三维可视化胰腺三维打印（图3）可以在术中指导精准手术切除[17-18]。

图3 胰腺的三维打印模型（a：正面观；b：背面观）

建议：对于需要进行血管切除、重建的胰头癌患者，根据医院技术和设备选择术前三维打印。

6 三维可视化技术指导胰头癌精准手术治疗

根据三维可视化胰头癌可切除性评估的临床分型、胰头癌与大血管关系，结合术中病理学检查结果选择相应的手术入路和方式[19]。

6.1 三维可视化指导下肝动脉变异的手术规划 肝动脉变异种类多且复杂[20]，三维模型能够真实反映肝动脉变异情况。发自肠系膜上动脉的变异肝右动脉或肝总动脉（Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅵ型、Ⅶ型、Ⅷ型和Ⅸ型）通常走行于胰头、钩突后方，或胆总管右/后方，PD时易发生损伤。因此，术前了解变异肝动脉，对个体化手术方案制定，预防变异肝动脉损伤有实用价值[21-22]（图4）。建议：在进行三维可视化分析时，应特别关注变异肝动脉。

图4 有肝动脉变异患者血管的三维可视化图像（a：替代肝右动脉起自肠系膜上动脉；b：肝总动脉起自肠系膜上动脉）

6.2 三维可视化显示胰管扩张的手术规划 三维可视化模型和三维打印模型辨认胰管走行、受累、变异的情况，预测胰腺断面扩张的主胰管和副胰管开口的数量、大小、形态（图 5）。

图5 胰管扩张患者腹部三维可视化图像（a：主胰管、副胰管扩张；b：术中探查结果同三维可视化一致）

建议：在进行三维可视化分析时，明确扩张、变异的胰管，以指导胰管支撑引流管的放置。

6.3 胰头癌三维可视化定量分析和血管切除、重建 三维可视化软件自带的长度、角度等三维测量工具，可以精准测量受累血管的变形程度（长度、角度等），预判手术过程中血管切除的方式、范围和重建的方式（图6）。

图6 通过三维可视化模型测量受累血管（a：长度测量；b：角度测量）

建议：对于评估可能切除的患者，采用三维测量工具评估血管受累的程度，以指导外科医师合理选择血管切除和重建方式。

7 术前三维可视化仿真手术

将重建好的三维模型导入仿真手术系统[8]，利用虚拟手术器械建立仿真手术系统环境，用力反馈设备对三维可视化模型进行仿真PD手术（图7）。

图7 利用虚拟手术器械建立仿真手术系统图像[a：横断胰腺颈部组织；b：消化道重建（Child法）]

建议：有条件和设备的单位，术前进行虚拟仿真手术，演练个体化的手术规划。

8 三维可视化胰头癌可切除性评估的术中检验

三维可视化模型构建需要有一定阅片经验的胰腺外科医师操作，CT图像数据的质量和伪影会影响三维可视化模型的质量。此外，根据术中探查和病理学检查结果，进一步验证术前三维可视化模型与临床实际的一致性。

建议：术中进一步验证术前三维可视化模型与临床实际的一致性。

9 三维可视化技术对胰头癌其他治疗手段的指导作用

对于不可切除的胰头癌患者，三维可视化可提供精确的三维“胆道-血管”模型；为经皮肝穿刺胆道引流术（percutaneous transhepatic cholangial drainage，PTCD）、胆道支架植入技术提供术前三维入路，结合术中造影，对术中导管走行或支架放置做出准确的引导。

建议：对进行PTCD、胆道支架置入等治疗的患者，推荐应用三维可视化技术，掌握肝内外胆道的情况。

10 结语

对超声、CT等影像学技术初步诊断为胰头癌患者，建议进行胰腺三维可视化分析、胰腺三维打印和仿真手术，以建立胰头癌三维可视化分型、可切除性评估，预防变异血管损伤、指导精准手术；同时对于缩短年轻医师学习曲线有积极作用。此外，应注重围手术期管理，如使用乌司他丁抗炎等治疗[23]。

参与本共识讨论和审定的专家名单

组长：赵玉沛（中国医学科学院、北京协和医学院、北京协和医院）

组员：（按姓氏汉语拼音排序）：别平（陆军军医大学第一附属医院）、陈亚进（中山大学附属第二医院）、陈汝福（中山大学附属第二医院）、蔡秀军（浙江大学医学院附属邵逸夫医院）、方驰华（南方医科大学珠江医院）、霍枫（解放军广州总医院）、洪德飞（浙江大学医学院附属邵逸夫医院）、姜洪池（哈尔滨医科大学附属第一医院）、简志祥（广东省人民医院）、窦科峰（空军军医大学西京医院）、李静（中华外科杂志编辑部）、刘颖斌（上海交通大学医学院附属新华医院）、梁力建（中山大学附属第一医院）、卢绮萍（广州军区武汉总医院）、彭淑牗（浙江大学医学院附属第二医院）、秦仁义（华中科技大学同济医学院附属同济医院）、沈峰（海军军医大学东方肝胆外科医院）、沈柏用（上海交通大学附属瑞金医院）、孙备（哈尔滨医科大学附属第一医院）、汤朝晖（上海交通大学医学院附属新华医院）、王春友（华中科技大学同济医学院附属协和医院）、王坚（上海交通大学医学院附属仁济医院）、王槐志（陆军军医大学第一附属医院）、殷晓煜（中山大学附属第一医院）、张太平（中国医学科学院、北京协和医学院、北京协和医院）、周杰（南方医科大学南方医院）

执笔专家：方驰华、张太平、项楠

11 参考文献

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（本文转载自《中华外科杂志》2017年第55卷第12期）