3D-Slicer虚拟现实技术在鼻内窥镜下鼻腔鼻窦恶性肿瘤切除术中的应用效果△

侯俊胜，陶学勇，鲍志国，翟性友

河南大学第一附属医院1耳鼻咽喉头颈外科，2影像科，河南 开封 475000 3解放军总医院海南医院耳鼻咽喉头颈外科，海南 三亚 572013

鼻腔鼻窦恶性肿瘤是仅次于鼻咽癌和喉癌的头颈部恶性肿瘤，早期缺乏明显的临床表现，但随着病情的不断进展，鼻腔内开始出现恶臭脓血、逐渐堵塞等，严重者会出现眼球移位、复视、视力减退等表现。目前，鼻腔鼻窦恶性肿瘤确诊时，患者多已处于中晚期，单纯放化疗效果不如手术治疗，手术治疗已成为鼻腔鼻窦恶性肿瘤的首选治疗方案，且随着医学科学技术不断发展，医学界对其手术治疗的关注度日益提升。鼻内窥镜下手术作为鼻腔鼻窦恶性肿瘤的常用手术方案之一，治疗效果相对稳定，但多项临床研究显示，鼻腔鼻窦肿瘤，尤其是侵及颅底、眶周、眶内及血管神经的患者，实施鼻内窥镜下鼻腔鼻窦肿瘤切除手术的难度较大，手术治疗效果欠佳。有研究证实，通过三维重建技术能在术前详细了解鼻腔解剖结构，还可模拟内镜操作，为手术的顺利实施提供安全保障。基于此，本研究探讨3D-Slicer虚拟现实技术在鼻内窥镜下鼻腔鼻窦恶性肿瘤切除手术中的应用效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年6月至2019年6月在河南大学第一附属医院接受鼻内窥镜下鼻腔鼻窦恶性肿瘤切除术患者。纳入标准：①经病理学检查证实为鼻腔鼻窦恶性肿瘤；②术前影像学资料完整，根据肿瘤位置分为Ⅰ型（病变局限于鼻腔内且未浸润其他组织）、Ⅱ型（病变已损害鼻腔鼻窦外结构）；③符合鼻内窥镜下鼻腔鼻窦恶性肿瘤切除术适应证，手术由同组手术医师实施；④均未在外院接受Ⅰ期手术治疗；⑤临床资料均完整。排除标准：①病变范围已侵及皮肤、额窦前壁，且经2个周期的诱导化疗后肿瘤仍未消退；②影像学检查结果显示肿瘤已出现远处转移；③肝肾、心肺功能过差，不能耐受手术；④近期有鼻腔内手术史；⑤合并精神类疾病、造血及凝血系统障碍、内分泌功能异常疾病（肾上腺占位、甲亢等）等。依据纳入和排除标准，本研究共纳入80例鼻腔鼻窦恶性肿瘤患者，根据术中是否应用3D-Slicer虚拟现实技术将其分为观察组和对照组各40例，对照组患者仅给予鼻内窥镜下肿瘤切除术，观察组患者在鼻内窥镜下肿瘤切除术中联合应用3D-Slicer虚拟现实技术。对照组中，男22例，女18例；年龄30～70岁，平均（45.32±7.12）岁；分型：Ⅰ型28例，Ⅱ型12例。观察组中，男 25例，女 15例；年龄 30～70岁，平均（46.87±7.05）岁；分型：Ⅰ型26例，Ⅱ型14例。两组患者性别、年龄和分型比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05），具有可比性。本研究经医院伦理委员会批准，所有患者均知情同意并签署知情同意书。

1.2 手术方法

对照组患者仅实施鼻内窥镜下鼻腔鼻窦恶性肿瘤切除术，手术方案：患者均在手术室内进行静吸复合麻醉，仰卧位手术，抬头15°后对手术区域进行消毒，Ⅰ型患者经鼻内镜观察后将剥离器由鼻内插入，并探触肿瘤情况，再使用咬切钳、切割吸引器相结合后彻底切除肿瘤，且切除范围＞肿瘤范围；Ⅱ型患者经鼻内镜明确中鼻甲部位，使用黏膜钳去除中鼻甲、中鼻道处病变，修整中鼻甲；经鼻道进入筛窦去除筛泡、钩突，并清除病变，再切除筛窦内全部气房，尽可能保持其表面平滑，以获得更优的术后上皮化，将开放后的筛窦变为平滑空腔；使用剥离器切开上颌窦口的膜部后去除其后半部，钳除筛窦与上颌窦后壁间隔，再由下鼻道清除上颌窦内病变黏膜。30°内镜明确额窦入口，钳除额窦入口周围间隔，尽可能保留鼻额管和额隐窝周围黏膜，切除额窦、筛窦、上颌窦及其周围组织间肿瘤组织。

观察组患者在鼻内窥镜下鼻腔鼻窦恶性肿瘤切除术前使用3D-Slicer虚拟现实技术，具体操作如下：入组患者均根据术前影像学检查结果由同一医师使用3D-Slicer软件三维重建鼻内解剖结构，使用Registration模块进行影像学图像融合，成功后再使用Segment Editor模块、Volume Rendering模块进行图像重建，获得鼻内组成、肿瘤、血管等解剖结构，并通过三维图像明确肿瘤与动脉、视神经、颅底间的关系，了解并模拟手术情况，对存在较大个体差异的蝶窦内解剖结构进行术前重建。

1.3 观察指标和评价标准

1.3.1 围手术期指标 比较两组患者术中出血量、手术时间、术后住院时间，统计肿瘤切除率，其中肿瘤切除比例于术后48 h内使用MRI检查确定，全切为未检测出肿瘤残留，次全切为肿瘤残留＜10%，部分切除为肿瘤残留≥10%且＜20%。

1.3.2 炎性因子 术前1天、术后1周，抽取两组患者空腹外周静脉血5 ml肝素抗凝，使用贝克曼流式细胞仪检测单个核细胞，经佛波酯诱导培养后测定辅助性T细胞（helper T，Th）1细胞内γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）、Th2细胞内白细胞介素-4（interleukin-4，IL-4）水平。

1.3.3 生活质量 术前3天、术后1个月，采用鼻腔鼻窦结局测试22条量表（sinonasal outcome test-22，SNOT-22）评估两组患者的术后生活质量，SNOT-22量表包括鼻部症状（7个条目）、鼻外症状（1个条目）、耳部及头面部症状（4个条目）、心理情况（6个条目）、睡眠情况（4个条目）5个维度共22个条目，评分越高表示生活质量越差。

1.3.4 并发症发生情况 比较两组患者的并发症发生情况，包括视神经损伤、颅内血肿、脑脊液漏、鼻腔粘连等。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 围手术期指标的比较

观察组Ⅰ、Ⅱ型患者的手术时间、住院时间均明显短于对照组，差异均有统计学意义（Ⅰ型：

t

=4.850、6.465，

P

＜0.01；Ⅱ型：

t

=4.396、3.950，

P

＜0.01）；观察组Ⅰ、Ⅱ型患者术中出血量均明显少于对照组，差异均有统计学意义（

t

=32.331、12.995，

P

＜0.01）（表1）。观察组患者的肿瘤全切率为90.00%，高于对照组的72.50%，差异有统计学意义（

χ

=4.021，

P

=0.045）（表2）。

表1 两组患者的围手术期指标（±s）

表2 两组患者的肿瘤切除情况[n（%）]

2.2 炎性因子水平的比较

术前1天，两组患者IFN-γ、IL-4水平比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05）。术后1周，两组患者IFN-γ水平均高于本组术前，IL-4水平均低于本组术前，且观察组患者IFN-γ水平高于对照组，IL-4水平低于对照组，差异均有统计学意义（

P

＜0.05）。（表 3）

表3 手术前后两组患者炎性因子水平的比较

2.3 生活质量的比较

术前3天，两组患者SNOT-22量表各维度评分比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05）。术后1个月，两组患者SNOT-22量表各维度评分均低于本组术前，且观察组患者SNOT-22量表各维度评分均低于对照组，差异均有统计学意义（

P

＜0.05）。（表4）

表4 手术前后两组患者SNOT-22量表评分的比较

2.4 并发症发生情况的比较

观察组并发症总发生率为12.50%（5/40），低于对照组患者的32.50%（13/40），差异有统计学意义（

P

＜0.05）。

3 讨论

鼻腔鼻窦恶性肿瘤是头颈部的常见肿瘤之一，确诊时患者多已处于中晚期，但放化疗治疗效果均不理想，随着手术微创化趋势日益明显，越来越多医疗团队开始探索鼻内窥镜下对恶性肿瘤治疗的可行性。多项研究结果显示，鼻内窥镜下鼻腔鼻窦恶性肿瘤切除术可最大限度地保留患者的器官及生理机能，有利于疾病恢复和心理状态的改善。随着虚拟现实技术的不断进步，其在医疗领域的应用日渐广泛，虚拟软件操作相对简单，同时具有较好的交互性和便捷性，三维重建技术能帮医护人员在术前获得详细的解剖学信息，进而制订更加完善且安全的手术治疗方案。因此，本研究使用3D-Slicer虚拟现实技术，评估该技术在鼻腔鼻窦恶性肿瘤中的应用效果。

本研究采用的虚拟现实技术，将术前鼻窦影像学检查资料转换为3D解剖影像，形成鼻腔鼻窦肿瘤及其侵及压迫周围组织3D模型，并通过该模型了解肿瘤的大小及其浸润范围（神经及血管），帮助医护人员进行较为清晰的风险评估，据此拟订较为详尽的手术切除范围、明确术中需注意的解剖部位等，从而进一步优化手术方案，使手术效果更为理想。本研究使用3D-Slicer虚拟现实技术能有效缩短手术时间、住院时间，减少术中出血量，且在一定程度上提高全切率，降低术后并发症发生率，这与姜义道的研究结果类似，表明该技术能在一定程度上减小手术难度，缩短术后恢复时间，尽可能彻底地清除鼻腔鼻窦肿瘤，避免伤及患者的重要组织和器官，从而降低术后并发症发生率。

肿瘤发生发展及患者的预后均与机体的免疫功能密切相关，尤其是淋巴细胞功能，而T淋巴细胞在肿瘤免疫监测中发挥一定的中心调控作用。孙洁等的研究结果显示，鼻腔鼻窦恶性肿瘤患者Th1和Th2亚群处于失衡状态，其中Th2处于优势分化状态，进而抑制Th1的增殖分化，导致机体抗肿瘤免疫功能减弱，抑制正常细胞的凋亡，使肿瘤细胞逃逸免疫监视和免疫攻击而异常增生。本研究结果显示，全体患者术后Th1细胞内IFN-γ水平高于术前，Th2细胞内IL-4水平低于术前，且使用3D-Slicer虚拟现实技术的患者变化更明显，表明该技术对肿瘤源性免疫抑制的解除效果较好，可有效改善患者的免疫功能，逆转细胞因子的失衡状态。本研究结果显示，术前经3D-Slicer虚拟现实技术拟订手术计划的患者，术后1个月SNOT-22量表各维度评分均较低，表明该技术能有效提高患者的术后生活质量，这可能是因该技术通过虚拟三维图像，使术者能够更详尽地了解解剖结构，有效避免盲目手术带来的不确定影响，从而有效改善患者的术后恢复情况。

综上所述，3D-Slicer虚拟现实技术能有效改善鼻内窥镜下鼻腔鼻窦恶性肿瘤切除术的效果，提高术后生活质量。