联合计算机辅助手术系统治疗晚期肾癌并下腔静脉瘤栓的临床效果(附1例报告)

(青岛大学附属医院，山东 青岛 266003 1 泌尿外科； 2 整形外科； 3 血管外科)

肾细胞癌 (简称肾癌) 是泌尿系统常见的恶性肿瘤， 约占成年人恶性肿瘤的3%[1-3]。肾癌可侵及肾静脉及下腔静脉并形成瘤栓，后者在肾癌中的发病率为5%～10%[4]。肾癌并下腔静脉瘤栓病人中，约1.0%的病人瘤栓可到达右心房[5]，其主要的治疗方法为肾癌根治性切除+下腔静脉瘤栓清除术[6]。由于该手术存在难度大、出血量多、围手术期并发症发生率极高等因素，预后多不佳[7-9]。2017年4月，我院联合计算机辅助手术(CAS)系统治疗晚期肾癌并下腔静脉瘤栓病人1例，利用CAS系统进行术前规划和术中导航，手术顺利，病人预后良好。现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

病人，女，49岁，因为“右侧腹部疼痛9月余”于2017年4月11日入住我院。在当地医院行腹部CT检查示右肾占位。未行治疗。为进一步治疗就诊于我院，专科查体无明显异常。术前血常规、血生化、血凝检查未发现明显异常。泌尿系彩超检查示：右肾下极有一8.0 cm×7.8 cm×6.0 cm大小的低回声包块，边界欠清，考虑肾癌可能。腹主动脉彩超检查示：右肾静脉至下腔静脉近心段延伸至右心房内不规则低回声，考虑瘤栓。心脏彩超检查示：右心房占位，考虑瘤栓。腹部强化CT检查示：右侧肾癌伴下腔静脉(右心房-双侧髂静脉及双侧肾静脉)广泛瘤栓(图1A～D)。结合PET-CT等辅助检查均未提示远处脏器转移。根据2010年AJCC对肾癌的分期标准以及Mayo医学中心对下腔静脉瘤栓的分级标准[10]，病人诊断为肾癌并下腔静脉广泛瘤栓(右侧)，临床分期：cT3cN0M0，瘤栓分级Ⅳ级。

1.2 术前规划及手术实施

病人术前诊断明确，拟行手术治疗。考虑手术风险极大，术前使用我院与海信集团联合研发的CAS系统对病人增强CT图像行三维重建和手术规划设计。

1.2.1三维模型构建及术前规划 术前进行肾脏、肿瘤、血管及瘤栓的三维重建。将所扫描增强CT的动脉期、静脉期及平衡期图像以DICOM格式文件导入CAS系统，通过以下4个步骤构建三维模型:①肾脏信息的提取(图2)：在横断面视窗中肾脏区域选择分割种子点，调整横断面视窗中CT序号，多次选择种子点，启动快速分割算法，分割肾脏，分解结果显示在三维视窗中；②肿瘤信息的提取(图2)：在横断面中肿瘤区域绘制闭合曲线标记肿瘤，并在冠状面、矢状面不同的断面对肿瘤进行分割，系统自动生成肿瘤的立体图像;③血管(包括腹主动脉、下腔静脉、肾动脉和肾静脉)信息的提取(图2)：通过选取血管的标识点确定生成血管及瘤栓(图2)的范围，自动提取信息;④三维结果的整合：通过对肾脏、肿瘤及血管信息进行整合，立体、清晰地显示管道系统、瘤栓走行及与肿瘤的毗邻关系，自动计算肿瘤及肾脏的体积。借助CAS系统三维重建模型，术前与影像科、肝胆外科、血管外科、心血管外科、麻醉科、重症医学科医师进行手术规划，准确判断肾肿瘤、瘤栓位置与周围组织的关系，明确手术可行性，制定个体化精准手术方案。

1.2.2手术实施 麻醉成功后，因肿瘤位于右肾中下极，术中依次游离右肾外侧、上极，后分离下极，切除右肾。打开下腔静脉鞘，见被瘤栓充盈明显增粗怒张的下腔静脉，由心血管外科医师暴露心脏，建立体外循环，术者在CAS系统导航下顺利于下腔静脉瘤栓下极阻断下腔静脉血流，与心外科医师共同行下腔静脉+心房取栓术。在CAS系统辅助下剖开下腔静脉约10 cm，向下探查见下腔静脉内瘤栓约达肾门下方5 cm，向上探查见瘤栓直通心房，向左探查见左侧瘤栓突入左肾静脉约1 cm，瘤栓完整无脱落，与术前CAS系统三维重建模型高度契合。最终患肾及瘤栓完整切除，手术顺利完成。

2 结 果

患肾及长约25 cm、直径约3 cm的癌栓完整取出(图3)，手术用时8 h，术中出血约3 000 mL，术中回收式自体输血1 200 mL，另输注红细胞13 U，输注血浆1 550 mL，围手术期病人血流动力学稳定，无明显并发症发生。术后20 d治愈出院。术后病理示：(右侧肾)肾细胞癌(大约12 cm×9 cm大小，WHO/ISUP分级：Ⅲ～Ⅳ级)伴坏死，部分区域为透明细胞肾细胞癌，部分区域呈肉瘤样，部分区域呈嗜酸性，异型性显著，侵及局部肾被膜，未累及输尿管断端，肾门血管内未见癌栓。免疫组化示：CD 10(+)，Pax-8(+)，CK7(-)，E-Cadherin(+)，P504S(+)，CD117(-)。出血坏死组织(腔静脉癌栓)内见癌细胞，符合癌栓。病人随访12个月恢复良好，目前无肿瘤复发。

3 讨 论

肾癌是泌尿系统常见的恶性肿瘤。其中，大约90%为肾透明细胞癌[11]。肾癌可侵袭肾动静脉形成瘤栓。随着病情的进展，瘤栓可延伸至下腔静脉甚至右心房[12]。肾癌并下腔静脉瘤栓病人的首发症状多为腰腹痛、血尿等。病情较重者可出现下腔静脉阻塞综合征，如出现腹壁静脉曲张、双下肢水肿及蛋白尿等。当瘤栓侵及右心房时，病人会出现心脏杂音、颈静脉怒张、呼吸困难等症状[13-15]。XIAO等[16]研究指出，在肾癌未发生局部或远处转移时，肾癌根治性切除术+肾静脉瘤栓取出术可以使肾癌伴腔静脉瘤栓病人的5年生存率达25%～57%。而其中，没有出现转移的肾癌伴发下腔静脉瘤栓(cT3cN0M0)是目前国际医学界公认的绝对手术指征[17]。肾癌并下腔静脉瘤栓病人术后并发症主要为心律失常、心肌梗死、呼吸衰竭、肺炎、肺栓塞、出血及感染等。王劲夫等[18]研究显示，该病病人的围手术期病死率为2%～11%。其预后与肾癌的分期和瘤栓的分级关系密切[19-22]。因此，保证手术质量、减少术中及术后并发症对于肾癌并下腔静脉瘤栓病人的预后至关重要。

A:右侧肾癌并下腔静脉内瘤栓；B:右心房内瘤栓；C:双侧髂静脉内瘤栓；D：双侧肾静脉内瘤栓。

a：肾脏；b：肾脏肿瘤；c：腹主动脉；d：下腔静脉；e：肾动脉;f：肾静脉；g：瘤栓。

图2应用CAS术前完成三维重建模型

图3 患肾及瘤栓

目前，对于肾癌并下腔静脉瘤栓病人的治疗仍以手术治疗为主[23]。1913年BERG开展了首例肾癌根治并下腔静脉瘤栓取出术，随着医学技术的进步，腹腔镜、机器人辅助腹腔镜、CAS系统逐渐在该术式中被应用[24]。但该术式至今仍是泌尿外科高风险、高难度的手术之一，其主要难点在于：术中需完整切除肾脏肿瘤及完全取出瘤栓，操作过程中应预防瘤栓在血管中脱落，保持血流稳定，减少出血，保证重要器官的血供[25]。术前准确评估瘤栓在下腔静脉内蔓延的范围是手术治疗成败的关键。传统手术术前规划主要依靠X线、超声、CT等二维影像信息和解剖学知识在人脑中重建出关于病变器官及组织的三维构象，但是存在构象的误差，导致术前规划以及术中操作的不确定性。近年来，数字医学的CAS系统在肝胆外科、口腔外科、骨科等领域已得到较多应用，也逐渐证明了CAS系统可明确手术中重要血管的解剖变异情况，有利于提高术中的处理效率和安全性[26-27]。CAS系统集CT三维重建、虚拟仿真、数字大数据分析等多种技术于一体，应用三维重建技术对二维影像资料进行整合，将器官及肿瘤清晰准确地呈现出来，使术者直接看到肿瘤及瘤栓的大小、位置、肿瘤的血供及与周围组织的关系。利用CAS系统术前术者可发现肿瘤脉管结构的走行及解剖变异，制定相应的手术方案，极大地提高了手术的安全性及可控性，使得手术更加个性化；通过术前充分评估不同手术方案的优劣，选择最优手术方案，从而避免术中术后并发症的发生，提高病人的治愈率[28]。同时在术中术者可应用手势操控显示屏中的数字虚拟模型，为手术进行导航，为病人提供精准、个性化的手术解决方案[29]。在本病人的治疗过程中应用CAS系统对病人进行了准确的三维模型重建及术前评估，明确了瘤栓与右心房、下腔静脉、左肾静脉等的关系，同时根据术前精细的规划，避免了传统手术中完全依靠术中情况临时制定方案而浪费大量的手术时间；术中在CAS系统导航下完整取出下腔静脉及肾静脉内瘤栓。近年来，医患关系日益紧张，本研究与病人及家属进行术前谈话时使用CAS系统三维重建模型，可以使病人及家属直观地观察病人自身的病变与组织模型，通过对肿瘤及瘤栓的形状、位置以及拟行手术方案等讲解，使其可以对病情、手术方案及围手术期风险产生更深刻的理解，增加病人对于治疗的深入认识及信任，同时可降低产生医疗纠纷的潜在风险[30]。但是CAS系统在临床应用中仍存在以下问题：一方面，由于造影剂代谢的原因，四至五级分支血管的三维重建效果尚不理想。另一方面，基于CAS系统的三维重建模型是以增强CT图像为基础的，因此在一定程度上三维重建模型的质量取决于影像科医师抓取动脉期、静脉期、排泄期图像的时机，这就对影像科医师的经验及技术提出了更高的要求[26]。

在本研究中通过联合CAS系统治疗晚期肾癌并下腔静脉瘤栓达到了简化手术步骤、降低手术难度、保证手术质量、实施精准手术的目的。肾癌并下腔静脉瘤栓病人的治疗在未来很长一段时期内仍会以手术治疗为主。在精准医学理念的推动下，治疗肾癌并下腔静脉瘤栓的手术会向着精准、微创、高效、短时的方向发展。但是，目前CAS系统在泌尿外科领域的应用甚少，而我们的工作也刚刚起步，相信随着病例的不断积累和研究的深入，联合CAS系统在减少手术盲目性、降低手术风险，为病人提供个体化、精准化手术方案中的优点会进一步体现。