以肝段为基础的肝癌解剖性切除的发展及现状

徐洪来，肖敏

（1.柳州市人民医院,广西 柳州 545006；2.钦州市第一人民医院,广西 钦州 535099）

0 引言

肝癌是我国常见的恶性肿瘤，是第2 位肿瘤致死病因[1]，严重威胁我国人民的生命和健康并造成了沉重的社会负担。由于肝癌致病机制的复杂性、患者个体间的差异性以及各类临床技术的局限性，目前的治疗效果仍不理想。手术切除目前是肝癌的首选治疗措施，对于BCLC0 期或A 期的患者，术后5年生存率可达60%以上，但术后5年内仍有40%-70%的患者出现肿瘤复发转移[2]。尽管肿瘤的术后复发、转移与多种因素相关，但肝癌切除手术的科学性、规范性也是其中一个重要因素。原发性肝癌中肝细胞癌占85%-90%，本研究中的肝癌专指肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)。

1 肝脏外科产生的基础是肝脏解剖学

肝脏手术一直是建立在解剖学发展基础之上的。1654年Glisson 首次提出了肝段的概念[3]。1888年,德国医生 Carl Langenbuch 完成世界首例择期肝切除术[4]，当时，对肝脏的解剖学研究是基于肝脏表面的解剖性标志，手术并发症的出现几率及手术死亡率都很高。随着对肝脏内部结构有了深入了解，许多学者根据肝脏脉管分布提出不同的肝脏分段方案。包括以Glisson 系统分布为基础、以肝静脉主干为边界的Couinaud 分段，基于胆管、动脉系统的Healey 分段以及Takasaki 提出的根据Glisson 蒂的肝脏分段[5]等。其中，1954年提出的Couinaud分段方法在肝脏外科的应用最为广泛，为现代肝脏外科奠定了解剖学基础。在以上研究的基础上Goldsmith 等提出了规则性肝切除术的概念，即按照肝脏内部解剖进行肝叶、半肝等切除手术。但受到当时影像学及手术技术、器械的限制，按规则性肝切除术理念行大范围肝切除常导致术后出现肝功能衰竭。上世纪60年代，鉴于80%以上肝癌患者合并肝硬化，术后易发生肝功能不全，保留更多肝实质的不规则性肝切除术应运而生。该术式要求切缘距肿瘤至少1.0cm，而不注重肝内脉管结构，导致出血、胆瘘等并发症发生的概率升高；而且非解剖性肝段切除，也增加了术后肿瘤复发、转移的可能性。

2 解剖性肝癌切除术依赖于影像技术的发展

20 世纪80年代，解剖性肝切除术得到了越来越多学者的认可[6]，其具体的理念为施行相对精确的亚肝段、肝段以及联合肝段切除等手术方式，以达到良好的治疗效果又能保留足够的剩余肝体积及其解剖结构的完整性。但解剖性肝切除术依赖于术前对肝脏脉管结构清晰、立体的显示，而当时的影像显示技术水平还不能满足要求。

随着超声、CT、MRI 等影像学技术特别是血管增强及MRCP 等胆管显示技术的出现及普及，使肝脏外科医师能够更清晰地分辨肝脏的内部结构，极大地促进了肝癌解剖性切除技术的发展。影像学的发展也对既往肝段的划分提出了挑战。Van Leeuwen 通过对CT 图像的研究发现，肝段间裂和肝静脉走行面之间并不存在直接的对应关系[7]。头侧肝静脉的主干位置明确，较易确定肝段间分界；但在肝脏边缘静脉属支较多且存在很多变异，实际上很难明确划分肝段间的边界。Wu 等发现，门静脉分支穿越肝静脉所在平面进入其他肝段是很常见的现象[8]。相关研究也显示，肝段间的界面是弯曲或凸凹不平的，而并不是规则的平面[9]。以上研究证明，肝静脉走行界面作为肝段的解剖学边界是存在争议的。肝动脉、肝静脉以及门静脉的分布及走行的变异也是常见现象。根据变异情况，Michels 分型将肝动脉分成10 型，Cheng 分型将门静脉分为7型，而肝静脉也有相应的Nakamura 分型[10-11]。而临床实践中，肝脏脉管的变异并不是仅仅限于以上变异类型。Fasel 等研究发现每个肝段的三级分支差异很大，其分支平均多达9-44支，而不仅是Couinaud 分段显示的8 支门[12]。

传统的各种肝脏分段方法是建立在群体解剖学基础之上的，但不同个体间肝内脉管系统的分布和走行存在着较大的差异。肝癌患者常合并肝硬化等病变，肝脏体积、形状、脉管分布均可发生变化；肿瘤对脉管的压迫、侵犯，脉管癌栓形成等也会导致肝脏结构的变化。依据标准化的分段进行肝脏手术难以保证剩余肝组织脉管结构的完整性，从而增加术后肝功能衰竭、出血、胆瘘等手术并发症的发生概率。而且肝癌细胞多沿门静脉系统播散、转移，荷瘤肝段的残留可能增加肿瘤复发及转移的机会[13]。临床工作中发现，肿瘤常跨肝段，甚至跨多肝段或肝叶生长。施行标准的肝段切除常导致切缘不够或者切除范围过大，从而影响肿瘤切除的根治性或增加术后肝功能衰竭的发生率。因此，目前的肝脏分段方法对于指导精准的肝癌切除手术仍存在一定的局限性。

传统的肝癌切除的术前规划主要依靠CT 等二维的影像。肝脏外科医生凭借经验在头脑中重建出肝脏内部解剖结构的3D 图像并以此规划及指导手术。这种重建出的图像显然具有模糊性并带有较强的个人主观性。

3 3D 数字技术使解剖性肝癌切除术不断成熟

近年来，三维可视化技术逐渐被应用于肝癌手术规划。重建的超声、CT、MRI 等3D 影像可相对直观、立体地显示肝脏肿瘤的位置以及与脉管的空间关系。借助自动分割工具可实现对于肿瘤病灶、肝动脉、门静脉、肝静脉的分别显示。相关软件可以计算出特定血管的灌注以及引流区域[14-15]。利用虚拟手术功能可以设置手术切面，模拟肝切除手术并计算肿瘤体积、拟切除及保留的肝脏体积。应用3D 可视化技术进行术前评估及手术规划，显著地提高了肝癌切除手术的精确性、安全性及根治性[16]。

但3D 可视化技术也存在其局限性。目前，3D 影像仍然主要是通过2D 屏幕显示，复杂的肝内脉管结构相互重叠，虽然可多角度观察，并借助旋转图像进行空间结构判断，但空间立体感仍受到较大限制。借助相关软件可以实现虚拟手术，但手术缺乏真实感，与实际手术差别较大。由于肝脏表面及实质内均缺乏明确的解剖标志，也很难做到将规划的手术方案准确应用于实际手术中。结合应用术中超声有助于显示肝肿瘤和周围的血管关系，并协助确定手术切面。但术中超声本身为二维图像，精确性不够，误差较大，并易受操作者主观经验影响。

随着材料科学及数字技术的发展，1986年诞生了3D 打印技术，具有个性化、速度快、精度高等优势。在医学领域，已被应用于模型制作、植入物制造、组织工程，药物研发试验等方面。近年来已有研究应用透明材料制作能够显示脉管结构及肿瘤的肝脏模型，并用于规划手术。其提供的立体空间效果明显优于3D 可视化技术。Igami 等[17]将肝脏3D 打印模型应用于小肝癌切除手术。方驰华等借助3D 打印规划肝切除术，并在术中参照等比例肝脏模型指导手术[18]，从而起到一定的导航作用。但目前关于3D打印在肝脏手术中的应用的研究仍主要限于手术规划，在指导手术方面作用有限。

近年来，虚拟现实(Virtual Reality,VR)、增强现实(Augmented Reality,AR)、混合现实 (Mixed Reality,MR)等3D 数字化虚拟影像技术也被应用到肝脏手术中[19-20]。VR 技术可摆脱2D 屏幕对影像的限制，可以实现立体多角度对肝脏内部机构观察，并进行手术规划。AR、MR 还能够将术中实际观察图像与虚拟影像相融合，从而实现了对肝内解剖结构的术中定位，发挥指导手术的作用[21]。目前，这些技术仍处于实验及起步阶段，需要进一步改进及完善。

4 肝段定位与显示技术的进展

确定肝脏切除的切面是进行肝切除术不可或缺的步骤。许多学者对肝段及手术切缘的定位及显示进行了探索以实现解剖性肝切除术。Takasaki 提出了肝蒂横断法，即在肝门区阻断拟切除肝段的肝蒂，根据相应肝段缺血导致的肝脏表面变色范围进行切缘定位[22]。该方法需要对肝门区进行解剖，增加了手术难度以及相应并发症的发生，而且有时因肝蒂的解剖变异、位置深无法进行结扎或阻断经常导致定位失败。Makuuchi 对门静脉注射染料法进行了深入研究[23]。该方法通过术中超声引导，穿刺拟切除肝段门静脉分支，注入染料，再根据肝脏变色范围进行切面定位。但注射进入门静脉的染料易被血流稀释导致显示不持久及界面模糊，影响定位效果。而且由于解剖变异，或肝段门静脉缺乏主干，常导致注射困难或失败。近年来也有应用荧光染料进行肿瘤或肝段定位的相关研究[24-25]，取得了较好的效果。但在行肝段显示时该方法与染料注射法类似，仍然存在定位不准确或注射困难等问题。而且荧光显示技术需要专门设备，操作也相对复杂。到目前为止，仍然缺乏理想的肝段划分及显示、定位技术。以肝段为基础的解剖性肝癌切除术的具体术式及标准也没有统一，需要进一步规范化、标准化。

随着生物医学的进步以及人们对医学要求的不断提高，循证医学已渐渐不能满足科学及社会发展的需求。近年来，个体化医学(Personalized medicine)及精准医学(Precision medicine)的概念相继出现。在肝癌手术领域则体现为以最大化清除病灶、最大化保护肝脏功能以及最小化创伤为核心理念的精准肝切除术[26]。肝脏解剖学、影像学、3D 数字技术及3D 打印技术的快速发展直接推动了肝脏外科的进步。但目前的肝脏分段方法、肝癌切除的术前规划及手术操作还不能完全适应个体化及精准医学的要求。随着3D 数字技术的完善及创新，特别是人工智能的发展及应用，必将极大地推进肝癌精准解剖性切除技术的发展。