三维可视化技术在肝占位性病变精准手术中的应用效果观察

索郎多杰 巴桑顿珠

肿瘤、肝包虫等均是临床上发病率较高的肝占位性病变，最近几年中其发病率有不断增加的趋势，对患者身体健康构成较明显的影响，增加家庭经济负担。针对肝占位性病变，若能在早期发现病灶、明确病灶范畴与性质，是提升临床早期治愈率与患者生存质量的有效方法之一。根治性肝切除手术是当下临床治疗肝占位性病变的主要手段，但是因为多数患者就诊时病情已发展至中晚期，病灶浸润肝内管道，且还和门静脉、肝静脉及肝胆管等存在密切相关性，增加根治性切除手术难度，故而对其治疗只能是最大限度的切除病灶。术前评估肝脏大小、体积具有很大必要性[1]。既往有临床实践表明，三维重建及虚拟手术系统能准确测算出肝脏及病灶是大小与体积，能协助外科医生更精确的设定虚拟切割平面、拟定可行治疗方案，该项技术在国内外肝脏占位病变切除领域有数次成功应用的案例[2-3]。本文采集35 例肝占位性病变患者病例资料进行分析，评价三维可视化技术在提升肝切除术精准性方面体现的价值，以供同仁参考，具体内容如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

采 集2018 年10 月—2019 年11 月 前 来 我 院 就 诊 的35 例肝占位性病变患者临床资料，包括男性22 例，女性13 例；年龄34 ～76 岁，平均年龄（54.94±4.29）岁。肿瘤10 例，肝功Child-Pugh 分级：A 级者7 例，B 级者3 例。肝包虫25 例。

1.2 方法

1.2.1 肿瘤 （1）分割图像与三维重建：10 例肿瘤患者术前均行64 排CT 扫描检查，获得亚毫米扫描数据，将其整合至三维可视化软件MI-3DVS 内，对肝脏、门静脉系统、肿瘤组织以及肝周围脏器行分割与三维重建处理。确定肝癌所处肝段，判断其和临近血管间的相关性。在分割目标脏器时，MI-3DVS 采用体绘制联合面绘制的方法进行，利用脉管增强法提取肝内脉管系统。（2）在三维重建后，以Couniaud 肝分段原理为基础，利用MI-3DVS 进行个体化肝脏分段处理，并计算全肝、各个肝段及肿瘤对应的体积。（3）拟定手术计划：结合肿瘤所在肝段，肿瘤和门静脉与肝静脉在空间上建设的相关性，规划出虚拟切除平面，观察肿瘤及切除平面与静脉各级分支间距及对应的所属关系，对需切除及保留肝脏体积再行计算，依照术前肝功能分级状况，设定最后的肝切除平面和方式。把三维重建和虚拟手术图像、视频资料等带到手术室，用于术中动态观察与比较分析，指导现实手术操作。

1.2.2 肝包虫病 （1）计算虚拟肝脏体积有关参数：25 例患者术前均接受64 排螺旋CT 肝脏三期薄层（1 mm）增强扫描，将扫描数据以DICOM 格式导进MI-3DVS 软件内，测算经三维重建后患者的全肝体积、病灶体积、病灶和各个管道的间距、剩余肝脏体积、虚拟切除肝脏体积、剩余肝静脉回流肝区在健康肝组织体积的比重等。（2）设计虚拟手术方案：认真观察三维重建的肝脏模型表面，定位肝脏占位情况，调整透明系数，观察肝脏内部管道走行特征，在和肿瘤边界相距约2 ～3 cm处设定边界，探析最适宜的分割方向，开启片面剪裁流程将非病灶肝组织予以剪切处理，获得虚拟手术切割的包括包虫病病灶在内的肝组织。（3）计算切除的病灶体积：测量现实手术切除的病灶及周围肝组织质量，用“1 g=1 mL”换算得出切除的肝脏体积。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 肿瘤

10 例患者均顺利完成肝脏三维重建、肝区个体化分段、体积测算，重建肝内血管分支均达到三级以上，能清晰的呈现出肝脏内各血管系统立体解剖形态，肝脏分段及肿瘤所处位置、规格大小、具体数目。术中所观察到的肿瘤情况和术前规划相符率达到100%（10/10）。依照三维重建结果拟定术前计划，现实手术操作和术前规划相符率为100%（10/10），手术切除工作顺利进行，围手术期未出现死亡病例，2 例患者术后出现胸腔积液，经引流处理后符合临床治愈标准。

2.2 肝包虫病

25 例肝包虫病患者均接受手术切除治疗，发现病灶位于肝右叶20 例，肝左叶3 例，侵犯左、右二叶2 例。

采用三维重建技术检测肝脏体积，发现25 例病患全肝体积取值范围为1 048.98 ～3 642.01 mL，平均为（1 825.61±575.19）mL；病灶体积18.96 ～1 914.71 mL 不等，均值为（549.12±441.23）mL；病灶在全肝中所占比例为1.23%～52.55%，平均为（27.68± 16.59）%。

25 例患者均顺利完成肝切除手术，其中15 例行半肝切除术，10 例行肝局部切除术。虚拟设计切除肝脏的体积为47.80 ～2 193.70 mL，平均为（762.12±504.17）mL，在全肝体积中所占比例为3.04%～65.74%，平均为（39.22±18.74）%。

依照三维重建图像，观察并获得病灶和管道两者的相关性，对手术实际状况和三维重建情况进行比较分析，发现部分管道和病灶相关性在术中被证实，和术前重建分析状况大体一致。25 例肝包虫病患者实际手术术式和虚拟手术计划方案相吻合。25 例接受肝切除手术治疗的患者，术中实际切除肝脏的体积是105.47 ～2 351 mL，平均为（755.84±501.86）mL。在全肝体积中占6.69%～64.55%，平均为（38.97±16.97）%。和手术实际切除肝脏组织体积相比较，虚拟手术设计切除的体积相对较大，但经比较分析，两者差异无统计学意义（t=0.044，0.039，P 均＞0.05）。

3 讨论

3.1 肿瘤

肝切除是当下临床治疗肝占位性病变的主要手段之一。既往有统计资料记载[4]，我国大部分肝癌患者有肝炎背景，并且肝内管道变异发生率偏高。正因如此，切除手术之前准确评估肝脏储备能力与肝内脉管解剖结构，能为拟定手术治疗方案、选择适宜的肝切除形式提供可靠的参照，还有益于降低围术期患者死亡的风险。三维可视化技术是现代影像学与计算机学的较差学科，用于医疗领域中，为临床解剖学与外科学的发展开拓了新局面。伴随三维可视化技术水平及相关仪器性能的改进、提升，为肝脏外科手术步入精准肝切除阶段[5]。

对肝脏及肝内管道进行三维重建，能为临床医师了解肝内脉管系统的空间关系及变异状况创造便利条件。既往，临床诊断肝脏占位性病变诊断与设计手术方案时，二维CT、MRI 图像为重要依据，针对连续的二维平面图像，外科医师需在脑中进行三维重建，构建立体图像，以此去确定肝内病变的具体部位，该种人脑三维重建是基于娴熟的二维图像阅片进行的，并联合过往一定的外科手术案例作出比较分析，历经专科训练方能达成预设目标[6]。该种在人脑内重建图像有短暂性与不稳定性特征，难以持久、真实的呈现于整个治疗团队面前，并且不同外科医生脑内形成的重建结果和现实情况的相符度存在一定差异，术者临床经验水平是影响其准确性的主要因素之一。基于患者个体初始CT 图像数据，以三维可视化软件为支撑重建的三维图像，不仅能清晰地的重现出病患肝脏及肝内脉管系统的三维立体解剖结构，且重建所获得的结果和个体化特征相匹配[7]。以相关软件的分析功能为支撑，能够单独或联合观察肝静脉、门静脉、肿瘤及全肝的解剖形态，更精确的判断出是否存有解剖变异等状况，还能把重建获得的图像永久性呈现于治疗团队眼前。

在本次研究中，采用自行研发的三维可视化软件MI-3DVS，其自带肝脏分段功能模块，顺沿门静脉血管分支走行，获取中心线，应用最近邻域近似分割法，测算出门静脉系统末梢血管对应的供血范畴，进而设定肝段平面与相应范畴。以Couniaud 分段原理为基础的肝脏分段功能，与个体化门静脉解剖特征相吻合，可以准确定位肿瘤所处肝段，并测算出全肝、肿瘤、肿瘤所在肝段及剩余肝段对应的体积，为肝脏体积的临床评估提供较可靠依据。本次研究中，术中缩减和术前三维重建相符率为100%。三维可视化技术不仅能提供准确的肝脏及肝内血管三维图像，其具备的虚拟手术功能为手术规划设计发挥较好的辅助作用。通过观察不同切除平面，能更好的确定平面的切除与保留情况，减少术后肝衰竭发生的风险。本组患者实际手术过程和术前手术规划的相符率达到了100%，手术过程顺利，围手术期未出现死亡病例，体现出该项技术在肝脏肿瘤、特别是复杂肝脏肿瘤精准切除术前规划中持有较好的应用价值[7]。但其作为最近几年中发展起来的一种新型技术，关于其应用价值还需进一步作出检验，外科医生与计算机人员应加强合作，减少三维重建中人为干预，最大限度的提升脏器分割的精确度与速度、仿真手术的逼真性。

3.2 肝包虫病

当下，临床针对肝包虫病的病灶定位与测量的方法诸多，以CT、CTA、MRI 及三维成像技术等较为常见，因为肝脏解剖结构复杂，分布着动脉、静脉、门静脉及胆管，部分患者可能并发肝硬化、个体变异、占位病灶侵犯及既往手术史等，若仅依赖腹部超声及二维CT 难以迎合精确病灶切除的要求[8]。

现代影像学技术和信息技术结合的产物是以肝脏影像三维重建及虚拟手术为基础的数字软件，其能清晰的呈现出肝段、肿瘤及肝内门静脉、肝动脉等在解剖结构上存在的关系，并定量分析其相互毗邻关系，规划出完整切除病灶并且还能最大限度的保留正常肝组织，测算出残留肝体积，评价肝脏代偿功能，将肝包虫病患者术中突发情况发生率降至最低水平，规避肝门时间及相关术后并发症，为患者术后康复提供有效帮助[9]。

肝包虫病因为生长方式独特，早期症状缺乏特异性，前来就诊的患者病情往往发展到晚期，病灶经常侵犯周边软组织、朝远处转移、对肝后下腔静脉形成压迫，增加了完整切除病灶的难度，经常会造成病灶无法根治性切除，残留部分病灶。三维重建技术尽管在肝包虫病治疗领域的应用偏少，但依然有一些案例被报道[10-13]。在本次研究中，25 例肝包虫病患者中，虚拟手术欲切除肝脏体积和术中实际切除体积差异无统计学意义（t=0.044，0.039，P 均＞0.05）。

综合全文，针对肝占位性病变患者，采用三维可视化技术能提升术前诊断的精确性，术前对手术方案作出规划，以进一步提升术中操作准确度，优化临床治疗效果，促进病情转归进程。