基于CT模型的三维重建技术对食管癌瘤体解剖结构及毗邻结构的评估价值

赵瑾，李慧芳，史展

河南科技大学第一附属医院影像中心，河南 洛阳 471000

中国食管癌的发病率较高，患者早期临床症状不典型，一旦出现吞咽困难，疾病已进展至晚期。近年来，新辅助放疗联合手术治疗已成为食管癌患者的主要治疗方法，而术前明确食管癌分期对于判断肿瘤预后及制订合适的治疗策略具有重要意义。临床常用的术前评估方法主要以增强CT、胃镜、消化道造影为主，可以对肿瘤的位置、范围进行评估，同时在此基础上拟定食管癌的治疗方案，但是对于评估瘤体的具体位置及其与周围组织的毗邻关系效果并不好。随着医学技术的发展，三维重建技术以影像学设备获取到的二维图像为基础，通过计算机运算，重建出可直接观测的三维重建图片，重建后的血管网络清晰，可视性强，可以对病变周围动脉情况、变异情况等进行分析，同时还能够根据治疗方案进行具体的测量。本研究分析了基于CT 模型的三维重建技术对食管癌瘤体解剖结构及毗邻结构的评估价值，以期为临床治疗方案的制订提供依据，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018 年3 月至2020 年12 月于河南科技大学第一附属医院经消化道内镜病理诊断为食管癌的患者。纳入标准：①术前明确诊断为食管癌；②年龄为18～80 岁；③所有患者均符合腹腔镜下食管癌根治术的手术指征；④术前行胸部及上腹部增强CT 检查；⑤影像学资料和术后病理资料完整。排除标准：①病历资料缺失；②食管癌术后复发患者。根据纳入与排除标准，本研究共纳入112 例食管癌患者，男102 例，女10 例；年龄44～80 岁，平均（66.4±7.9）岁；胃镜检测病变距中切牙距离26～43 cm，平均（32.98±3.65）cm；T 分期中T期18 例，T期31例，T期63 例；淋巴结阳性70 例，淋巴结阴性42例。根据胃镜检查通过情况将患者分为可通过组（

n

=76）和不可通过组（

n

=36）。

1.2 方法

1.2.1 基于CT 模型的三维立体重建方法 采用320排螺旋CT开展胸部平扫及增强扫描，CT扫描参数：管电压120 kV，管电流300 mAs，层厚5 mm，层距5 mm，造影剂参数：流速3 ml/s，总量60～70 ml。将5 mm 的影像学图像薄层处理为层厚为1.25 mm的图像，使用Mimics 软件层层手动分割食管及周围软组织进行三维重建，全方位观察、平移、缩放、旋转三维重建模型，测量肿瘤各方面相关数据。三维重建模型主要用于术前规划，测量食管癌病变长度，分析肿瘤与周围血管解剖结构关系、淋巴结特征，用以评估微创手术风险、选择合适的手术方案及手术路径。

1.2.2 手术方法 所有手术过程均在三维重建模型下开展，患者左侧卧位，麻醉满意后常规置入手术器械，游离胸段食管和奇静脉弓，对奇静脉弓离断后进行胸部淋巴结清扫，将胃肠韧带打开后对胃网膜左血管和胃网膜上的血管分支进行离断，打开肝胃韧带，对腹部淋巴结进行清扫后将食管打开，在颈部沿胸锁乳突肌前缘做一个5 cm 切口，按术前规划将食管癌及部分食管切除，制作管状胃完成吻合结束手术。

1.3 观察指标

使用三维重建方法测量食管病变长度，对不同病理T 分期的瘤体重建特点进行分析，比较淋巴结阴性和淋巴结阳性患者的三维重建测量数据，所有数据均测量3 次取平均值。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 食管病变长度的测量结果

112 例食管癌患者均进行胃镜检查，内镜测量食管病变长度为（4.47±1.91）cm，病理测量食管病变长度为（4.61±1.61）cm，三维测量食管病变长度为（4.62±1.88）cm，差异无统计学意义（

P

＞0.05）。可通过组和不可通过组患者的内镜测量食管病变长度、病理测量食管病变长度、三维测量食管病变长度比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05）（表1）。

表1 不同方法测量可通过组和不可通过组食管癌患者的食管病变长度（cm，±s）

2.2 不同病理T 分期食管癌患者三维重建测量数据的比较

T、T期食管癌患者的瘤体体积、病理测量食管病变长度、三维测量食管病变长度、三维测量食管病变厚度均大于T期患者，差异均有统计学意义（

P

＜0.05）；T、T期食管癌患者的瘤体体积、病理测量食管病变长度、三维测量食管病变长度、三维测量食管病变厚度比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05）。T、T、T期食管癌患者的正常食管CT值和瘤体CT 值比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05）。（表2）

表2 不同病理T 分期食管癌患者三维重建测量数据的比较

2.3 淋巴结阴性和淋巴结阳性食管癌患者三维重建测量数据的比较

淋巴结阳性患者的淋巴结CT 值大于淋巴结阴性患者，淋巴结长径、短径均长于淋巴结阴性患者，淋巴结体积大于淋巴结阴性患者，差异均有统计学意义（

P

＜0.05）。（表3）

表3 淋巴结阴性和淋巴结阳性食管癌患者三维重建测量数据的比较

2.4 典型图片

患者，女，66 岁，病理学检查证实为食管癌，三维重建显示肿瘤体积为11 091 mm，矢状面CT 显示肿瘤与周围组织存在浸润、粘连。（图1）

图1 食管癌患者的三维重建图像及矢状面CT图像

3 讨论

食管癌是消化系统中最为常见的恶性肿瘤之一，临床预后较差，由于早期临床症状不明显，因此大部分患者就诊时已处于中晚期，错失了手术治疗机会，多数患者需要开展综合治疗。食管癌患者的主要临床症状是吞咽困难，部分患者由于年龄增长导致身体各项机能指标降低，免疫力下降，而且传统的开胸和开腹手术会对患者造成二次伤害，因此容易发生肺部感染等并发症，进而影响手术效果和预后。食管癌手术治疗包括肿瘤切除、淋巴结清扫和消化道重建，肿瘤根治性切除时应注意切除的广度，应包括肿瘤周围的纤维、脂肪组织和所有的淋巴结，消化道重建多采用食管气管作为胃，因此明确食管癌分期对选择合适的治疗方案具有重要意义。造影检查在临床中较为常用，能够对食管的形态、扩张情况、充盈情况进行分析，内镜检查则可以对消化道黏膜进行分析，CT、MRI 等检查能够了解是否出现周围脏器和淋巴结侵犯。

本研究中112 例食管癌患者均进行胃镜检查，内镜测量食管病变长度为（4.47±1.91）cm，病理测量食管病变长度为（4.61±1.61）cm，三维测量食管病变长度为（4.62±1.88）cm，说明三者具有较好的一致性。根据胃镜检查通过情况将患者分为可通过组和不可通过组，两组患者的内镜测量食管病变长度、病理测量食管病变长度、三维测量食管病变长度比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05），也说明了三者具有较好的一致性。研究认为，食管癌手术属于精细复杂手术，术前对肿瘤的特征、分期进行准确评价有利于手术获得成功，传统的检查手段一般是获取二维图像，因此在判断肿瘤情况时会受到限制，术前获取的信息可能与术中实际情况不同，导致临床医师在手术过程中选择困难，严重者会导致解剖结构误伤，增加了手术治疗的不确定性。三维重建技术是指通过医学影像方法获取二维图像，利用计算机做出可以直接观测的三维立体结构图像，人体的食管位于后纵隔内，后方和脊柱紧贴，前方则与气管、支气管、心血管结构相邻，利用三维技术可以对食管癌和淋巴结、毗邻血管等进行精确计算，于术前对手术视野和角度进行模拟计算，提高了手术的安全性。本研究发现，在完成瘤体的三维重建后，不同肿瘤T 分期的瘤体体积、三维测量食管病变长度及三维测量食管病变厚度比较，差异均有统计学意义（

P

＜0.05），提示利用三维重建可详细呈现食管和肿瘤的解剖结构及毗邻结构，有助于临床进行术前规划，实现精准化外科的目标。研究显示，三维重建技术可以直观地显示食管癌的位置、长度和血管分布情况，为确保手术成功提供重要依据，有助于减少手术中对患者重要脏器的盲目探查。有学者采用三维重建模型在术前对肿瘤的可切除性进行评估，可协助手术医师了解患者的个体化差异，同时还对食管和周围血运情况进行分析，全面了解是否存在变异血管，避免手术过程中对血管结扎错误而导致并发症发生。有研究发现，在食管癌手术过程中对胃周动脉的处理较为复杂，主要是因为人体胃右动脉起源变异性大，部分患者存在胃左动脉起源自副肝左动脉、肝总动脉或肝固有动脉，在制作管状胃时进行动脉剥离或者结扎需要十分小心，防止对副肝左动脉造成损伤，一旦处理不当就会导致供血区域发生坏死。本研究的三维重建结果显示，淋巴结阳性患者的淋巴结CT 值高于淋巴结阴性患者，淋巴结长径、短径均长于淋巴结阴性患者，淋巴结体积大于淋巴结阴性患者，差异均有统计学意义（

P

＜0.05）。提示三维重建可以通过淋巴结体积和形态更准确地评估淋巴结是否转移，对于手术中淋巴结清扫术式的选择具有重要意义。可见，三维重建技术可对变异血管进行全方位了解，术者通过术前观察可以避免术中扎错相应血管，避免并发症发生，而且通过仔细观察及测量可在保证周围重要脏器安全的前提下，提高术中完整切除淋巴结的成功率。

本研究说明三维重建模型在术前规划及术中指导中均具有重要的临床应用价值，能够清晰、立体地展示食管癌和淋巴结的毗邻解剖结构，为临床开展精准治疗提供参考依据。但是由于入组患者数量少，模型的建立及数据的测量存在一定的主观性，因此还需进一步扩大样本量深入论证分析。

综上述所，基于CT模型的三维重建技术有助于明确食管癌的具体病变位置、长度及毗邻结构，对食管癌术前诊断和治疗策略的制订具有重要意义。