三维重建技术在精准肝切除治疗原发性肝癌中的临床应用

葛颂

徐州医科大学附属医院肝胆外科，江苏徐州 221000

肝癌是临床上的一种常见恶性肿瘤， 患病率在我国各种常见恶性肿瘤中位居第4 位， 病死率位居第2 位，仅低于胃癌和食管癌[1]。 近几年来由于影像学技术的不断完善， 原发性肝癌疾病的早期诊断和治疗获得了良好的改善[2]。我国作为肝癌疾病的高发国家，由于受供肝来源缺乏、个人经济水平以及社会医疗体系不够成熟等因素的影响，导致肝切除术一直以来属于临床治疗原发性肝癌疾病的首选方法[3]。最近几年，肝癌外科理念得到了持续完善，对疾病实施个性化治疗， 已经获得临床肝癌外科医生的认可[4]。文献资料中表明， 肝切除治疗患者的围术期病死率低于5%，患者5 年存活率在26%~50%，所以肝外科领域中怎样保证原发性肝癌患者肿瘤切除率已经成为急需解决的难题之一[5-6]。 精准肝切除术属于现在临床用于治疗肝癌疾病的全新理念和技术支持，该疗法主张微创与最大程度地保留正常肝组织， 可获得满意的康复效果， 手术之前为患者肝脏提供准确评估非常关键[7]。 该文随机选择2020 年1 月—2021年1 月肝胆外科接诊的原发性肝癌患者60 例作为该次研究对象， 对于三维重建技术的临床价值加以探讨。 现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

随机选择肝胆外科接诊的原发性肝癌患者60例作为该次研究对象，其中男38 例，女22 例；年龄35~70 岁，平均（53.21±3.66）岁，60 例患者手术前全部接受影像学检查以及实验室检查， 手术后接受病理检查获得明确诊断，60 例患者全部接受根治性精准肝切除术，其中肝部分切除患者35 例，标准半肝切除患者12 例，扩大半肝切除患者13 例。该研究已经医学伦理委员会审核，患者自愿参与研究。

1.2 方法

对于60 例原发性肝癌患者进入医院最近一次接受CT 检查数据以及手术后切除标本测量指标进行收集，CT 断层图像通过64 排螺旋CT 机进行采集，扫描范围从患者膈顶到患者肝下缘，行平扫、动脉、门脉三期扫查，对CT 数据、影像图进行收集。

60 例患者的二维检查是基于二维影像资料，确定目标病灶边缘，视肝区、肝段间隙结构于二维图像上预设切除线，并视患者体重、身高明确必要的切除区域及需要保留的体积及肝实质离断层面。

60 例患者的CT 数据导入到MI3DVS 肝脏三维重建软件进行三维重建，系统自动提取图像信息，重建肝实质、肝内各管路结构，分割肝内病灶。 重建模型情况从多角度进行动态观察， 确定肝内脉管系统的解剖关系、 分析有无变异， 并确定其与病灶的关系。 部分重建差异行手工勾画修改， 去除不相干部分，肝内胆管扩张者进行胆道识别提取与重建，手工完成肝后下腔静脉重建。

通过系统自带测量工具在肝脏三维重建系统中对于60 例患者的肝脏三维模型全肝体积、虚拟手术模拟预切除肝脏体积、 病灶体积和剩余肝脏体积进行测量，结合术前肝功能检查结果、是否合并肝硬化等情况，评估患者术后发生肝功能不全、肝衰竭的风险。 同时参考测量数据通过肿瘤安全边界范围工具设定肿瘤切除边界，通过软件肝脏空间切割工具，模拟切割三维重建模型， 同时对于预切除部分肝脏以及剩余肝脏体积进行测算， 将全部切除方案进行分析和对比， 依照患者病灶体积和四周肝内主要结构受侵情况， 对于剩余肝脏体积能否满足手术之后患者身体代偿进行评估，设计最为理想的手术方案，完成个体化虚拟手术切除设计对比， 并且优化不同手术方案，明确手术方案对于临床手术提供指导。计算剩余肝脏体积百分率，公式为：剩余肝脏体积/标准肝脏体积×100.00%。 手术方案制订要求做到：正常肝脏实质的剩余肝脏体积百分率＞30%，出现显著纤维化或肝硬化者，剩余肝脏体积百分率＞40%，无法满足条件者，应重新制订手术方案或改行介入治疗。

1.3 观察指标

①分析原发性肝癌患者三维重建模型的显示情况。②对比二维组与三维组的平均肝脏体积的差异，包括肝脏总体积、病灶体积、切除部分体积、剩余肝脏体积百分率。 ③对比三维方法预切除肝脏体积与手术实际切除肝脏体积的差异，分析其相关性。

1.4 统计方法

采用SPSS 22.0 统计学软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料用（）表示，两组间比较采用独立样本t 检验；计数资料采用[n(%)]表示，组间比较采用χ2检验， 运用Pearson 分析法进行相关性分析。 P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 原发性肝癌患者三维重建模型的显示情况

所选60 例原发性肝癌患者三维重建模型显示情况良好，其中10 例患者由于病灶边界不清，需要开展人工识别病灶区域之后接受重建处理，剩余50例患者全部通过三维重建系统自动完成个体化重建，以及手术之前评估工作。 60 例患者中病灶部位处于右半肝30 例，病灶部位处于左半肝20 例。经三维重建技术处理后，60 例患者的肝内均清晰显示肿块，动脉期：清楚显示37 例肿瘤血供动脉、10 例肝动静脉瘘， 同时显示肿瘤供血动脉出现不同程度的加粗、扭曲，其中42 例肝动脉受损；门静脉期：23 例显示引流静脉，30 例显示肿瘤癌栓，54 例肝动脉受损、8 例下腔静脉受损。

2.2 二维组与三维组的平均肝脏体积的差异

通过二维组与三维组计算所得结果进行对比，两组的肝脏总体积、病灶体积、切除部分体积、剩余肝脏体积百分率对比，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 二维组与三维组的平均肝脏体积对比（）Table 1 Comparison of the mean liver volume between the twodimensional group and the three-dimensional group（）

表1 二维组与三维组的平均肝脏体积对比（）Table 1 Comparison of the mean liver volume between the twodimensional group and the three-dimensional group（）

组别 肝脏总体积（cm3）病灶体积（cm3）切除部分体积（cm3）剩余肝脏体积百分率（%）二维组三维组t 值P 值1 544±468 1 600±475 0.651 0.258 283±269 281±258 0.042 0.483 544±277 566±299 0.418 0.338 63.72±14.83 63.77±12.35 0.020 0.492

2.3 三维方法预切除肝脏体积和实际切除肝脏体积比较

三维方法预切除肝脏体积和实际切除肝脏体积比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表 2。 Pearson分析显示，三维方法预切除肝脏体积和实际切除肝脏体积存在相关性（r=0.980，P=0.014）。

表2 三维方法预切除肝脏体积与手术实际切除肝脏体积的差异对比[(),cm3]Table 2 Comparison of the difference between the volume of the pre-resectioned liver by the three-dimensional method and the actual volume of the liver removed by surgery[(),cm3]

表2 三维方法预切除肝脏体积与手术实际切除肝脏体积的差异对比[(),cm3]Table 2 Comparison of the difference between the volume of the pre-resectioned liver by the three-dimensional method and the actual volume of the liver removed by surgery[(),cm3]

组别肝脏体积三维方法预切除手术实际切除t 值P 值566±299 549±275 0.324 0.373

3 讨论

外科手术是治疗原发性肝癌的有效手段， 肝脏手术需要确保以最小创伤同时保留患者最大肝脏功能作为治疗目的， 但是现在国内大部分原发性肝癌患者已经处在肝硬化代偿期或是失代偿期， 患者的肝功能储备情况不良，开展传统肝切除手术，给患者身体造成非常大的创伤， 影响到患者手术之后的身体康复，同时引发患者肝功能快速下降[8-9]。由于现在肝脏外科手术及影像学技术发展快， 患者肝脏储备功能的评估能力随之获得提升， 肝癌切除术已经逐渐发展到精准肝切除术时代。 精准肝脏切除作为全新外科理念以及技术体系，治疗效果显著，临床上取得了较好的康复效果[10]。 精准化肝切除涉及病情诊断、术前评估、术前准备、术中操作和术后管理等环节， 已经成为临床治疗大部分原发性肝癌患者的重要举措。肝脏解剖结构为肝脏手术的基础，保护复杂肝内管道系统给术中操作造成了非常大的困难与挑战，术前正确了解肝脏解剖结构，对于保证肝脏手术能够顺利完成具有无法取代的作用。 腹腔镜精准肝切除术操作期间具有难以解决的手术期间出血问题， 要求手术之前需要准确评估患者肝脏病灶大小、侵袭范围、 和肝内各个管道之间的关系以及肝脏储备功能等。但是因为影像后处理工作站具有一定技术瓶颈，导致通过影像学技术对于肝脏外科手术的评估发展停滞不前。在医学影像技术工作站基础之上开展重建工作，无法真实地完全量化三维重建，仅能够进行简单测量，无法任意操作三维成像结果，并且非常耗时耗力，无法获得理想的效果。无法任意操作三维重建对象，倘若模拟切割，上述系统操作十分繁琐，步骤非常多，学习难度大，倘若肝胆外科医生或是其他外科医生采取此种方法需要接受长期的时间进行学习，在实际操作中十分复杂，处理速度缓慢[11-12]。

由于现在外科的发展理念， 肝脏外科医生对于临床疾病的诊治要求升高，先进计算机虚拟技术，推进了数字医学的发展， 肝脏外科也产生了各类数字化肝脏三维重建系统， 此种系统在传统影像学数据的前提下，能够快速完成肝脏三维重建，并且量化分析肝脏数据，开展虚拟手术[13-14]。CT 三维重建技术的应用，可以实现肝切除术术前的准确评估，通过计算机系统，对肝脏的实际情况进行虚拟化重现，继而让手术医生更全面、准确地了解患者的肝脏、脉管走向等情况， 可为术前评估患者病情提供重要的参考依据[15]。 CT 增强检查过程中，注入造影剂后，可以获得全肝动脉期、门静脉期的影像图，能更好地了解病灶大小、位置、血供情况，以及与相邻组织的关系。该技术的应用，可重建肝脏三维模型，对重建图像做多维度的旋转，还能设定相应器官的透明度，有助于对脏器的全面观察， 能提高手术医生对肿瘤可切除性评估及对切除体积的把握， 术中可更好地处理关键步骤， 因此可在一定程度上减少术中操作对其他肝脏组织的损伤程度，继而达到提高手术效果的目的[16]。有研究发现，手术之前开展三维重建系统，可以充分了解患者病灶具体部位， 帮助外科医生从多方位以及整体上评估患者的病灶和主要脉管结构之间的关系，帮助外科医生手术期间各项操作更为精准，切除期间可以更好地避开会可能涉及到的管道，能够降低由于对患者肝内结构和变异不熟悉而引发的手术期间出血以及胆漏等并发症的出现[17-18]。

根据该文对所选60 例原发性肝癌患者手术之前的评估，排除肝功能严重受损、切除后剩余肝脏无法良好代偿以及病灶过大的患者， 避免患者出现急性肝功能衰竭，对于符合条件的患者开展三维重建，量化分析重建结果， 利用手术之前模拟切除部分肝脏体积以及实际手术之间切除肝脏体积进行对比，结果表明：所选患者三维重建模型显示情况均良好，肝内均清晰显示肿块， 动脉期可清楚显示肿瘤血供动脉、肝动静脉瘘，门静脉期可显示引流静脉、肿瘤癌栓，同时能较好地显示肝动脉受损、下腔静脉受损情况。由此提示，三维重建技术可较好地显示原发性肝癌的具体情况， 能为手术医生全面了解患者病情提供重要参考依据。 对肝脏总体积、病灶体积、切除部分体积、剩余肝脏体积百分率的测定结果中，三维组依次为（1 600±475）cm3、（281±258）cm3、（566±299）cm3、（63.77±12.35）%， 二维组依次为 （1 544±468）cm3、 （283 ±269）cm3、 （544 ±277）cm3、 （63.72 ±14.83）%，两组测量结果的差异无统计学意义（P＞0.05），提示二维方法与三维方法对肝脏体积的检测结果基本相同，与白磊等[19]肝脏平均总体积、病灶平均总体积、预切除肝脏平均体积、剩余占全肝平均体积比分别为（1 600±486）cm3、（292±247）cm3、（577±288）cm3、（64.80±11.24）%的报道结果一致。 与手术实际切除肝脏体积的对比显示， 三维方法预切除肝脏体积略大，但对比差异无统计学意义（P＞0.05），且 Pearson分析发现， 三维预切除肝脏体积和实际切除肝脏体积具有显著相关性（P＜0.05），说明手术之前规划以及手术期间实际切除肝脏的体积基本相同， 二者的一致性良好，与王松平[20]的研究结果基本相同。 由此可见，三维重建系统针对个体化肝脏数据分析，具有可靠性以及准确性， 手术之前精准开展三维重建系统，可以对病灶部位进行多角度全方位的分析，与手术之前虚拟手术进行设计， 能够为最良好的手术切除方案制订提供参考， 同时在手术期间的主要步骤提供可靠的指导。

综上所述， 对于原发性肝癌疾病采取三维重建技术到精准肝切除术治疗期间的效果确切， 具有良好的精准性与可靠性，具有推行空间与价值。