三维重建技术在腹腔镜肝癌肝切除术围术期的应用价值

周 毅，闫 浩，魏志刚

(山西医科大学第一医院肝胆外科，山西 太原，030001)

原发性肝癌在我国的发病率一直居高不下，死亡率也跻身世界第四[1-2]。随着微创技术的进步，腹腔镜下肝切除成为目前治疗肝癌最常用的方法之一，精准手术的概念在腔镜肝脏手术领域也得到了发展，其目的是最大限度地减少术中损伤，尽可能保护正常肝组织，加速术后康复[3-5]。虽然近年腹腔镜肝切除术各种手术方式及技术技巧得到应用推广，但目前仍是肝脏外科领域的高难度手术，需要精确的术前评估及严谨的学习、培训。肝脏的血管系统纵横交错，手术医师需对肿瘤与重要脉管之间的位置关系、脉管系统的解剖变异有充分了解，以较好地完成手术。其次，为保证患者的术后安全，尤其术前化验指标与评分提示肝脏功能较差的患者，如何精准评估剩余肝脏的体积、在不增加肝出血风险的前提下缩短肝缺血时间，已成为腹腔镜肝切除术精准化的关键。肝脏个体化三维重建可帮助术者结合个体化重建图像于术前明确肿瘤与重要管道的关系，划出预计切除范围，测量残余肝脏体积。在虚拟手术过程中不断摸索最佳的手术入路，术前拟定穿刺孔位置、拟切除范围及处理肝脏血流、游离肝脏的次序、肝脏实质离断方式，从而减少手术创伤及肝门阻断的次数，推进手术进度，提高手术疗效，加速术后恢复[6-7]。目前多数研究报道，三维重建对肝切除术具有一定的指导意义，但对不同难度的肝切除术是否都有意义尚存在争议。此研究旨在进一步探讨三维重建对不同难度的腹腔镜肝切除术相关指标的影响。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集2016年6月至2021年11月就诊于山西医科大学第一医院肝胆胰外科中心行腹腔镜肝切除术的70例原发性肝癌患者的临床资料，包括年龄、性别、腹部手术史、乙肝病史、肝硬化情况，术前相关化验指标包括天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase，AST)、丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase，ALT)、总胆红素、甲胎蛋白；术前检查包括腹部平扫+增强计算机断层扫描(computerized tomography，CT)、腹部平扫+增强核磁共振、Child-Pugh评分、手术难度评分；手术资料包括手术时间、术中出血量、输血情况、中转开腹、实际切除体积是否大于预计切除体积；术后相关资料包括术后第1天、第3天、第5天的ALT与AST，术后并发症、术后住院时间及病理诊断。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：(1)临床资料完整，数据有效；(2)18～80岁；(3)无肝外远处器官转移；(4)美国麻醉医师协会分级Ⅰ、Ⅱ级，可耐受手术；(5)原发性肝癌；(6)无其他相关重要疾病。排除标准：(1)行姑息手术；(2)无法耐受手术；(3)曾行肝脏相关手术；(4)同期行多个手术。

1.3 三维重建的方法 进行CT全身扫描，CT参数：扫描层厚为5 mm，薄层重组层厚为0.625 mm。以医学数字成像和通信标准格式存储图像，并导入海信计算机辅助手术系统软件进行图像处理，构建肝脏三维立体模型，分别显示肿瘤与肝脏、肿瘤与门脉系统、肿瘤与静脉系统、肿瘤与动脉系统之间的关系。由术者与助手团队进行术前讨论分析，模拟手术切割，制定个体化手术方案。

1.4 分组依据及评分标准 DSS-B评分[8]依据肝脏占位的大小与部位、肝功能评分、预计切除的肝段，以及占位与门脉、肝内胆管、肝静脉的关系综合评估腹腔镜肝切除术的难度。评分大于7分为复杂手术，余者为非复杂手术。分组依据：排除有肝脏手术史的3例、同期行结肠癌等其他手术的4例患者，余者按术前二维图像进行手术难度评分，再依据是否行三维重建，将患者分为四组，复杂三维重建组16例、复杂对照组14例、非复杂三维重建组16例、非复杂对照组17例。重建组术前充分使用重建模型制定手术方案、评估剩余肝体积；对照组则常规利用二维影像制定手术方案。

1.5 手术方法 麻醉后患者取仰卧小分腿位，常规消毒铺巾。脐下做观察孔，建立气腹，压力维持在12～14 mmHg，剑突下建立主操作孔，分别在主操作孔与观察孔中点、肋缘下右侧锁骨中线、右侧腋前线做辅助孔。切除胆囊，解剖第一肝门，离断右肝动脉，结扎门静脉右支，见图1A、图1B。根据肝表面缺血线由下向上离断肝脏，用Hem-o-lok夹闭肝中静脉Ⅴ、Ⅷ的优势支，并离断，其余小管道及分支用超声刀离断，见图1C、图1D。游离肝后下腔静脉部分，逐支用Hem-o-lok夹闭并离断肝短静脉，建立隧道后用切割闭合器离断右肝蒂，见图1E。沿下腔静脉右侧向第二肝门分离，充分暴露肝右静脉，建立隧道后用切割闭合器离断，见图1F。游离肝周韧带，取出标本，充分止血，检查创面，放置引流管。

图1 A：解剖右肝动脉；B：解剖门静脉右支；C：肝脏缺血线；D：肝中静脉优势分支；E：解剖肝短静脉；F：围绕右肝静脉建立隧道

2 结 果

2.1 一般资料 各组间患者性别、年龄、术前白蛋白、甲胎蛋白、ALT、AST、Child-Pugh分级、凝血酶原时间、腹部手术史及乙肝病史等一般指标差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1、表2。

表1 复杂组患者一般资料的比较

表2 非复杂组患者一般资料的比较

2.2 手术疗效的比较

2.2.1 复杂组手术相关指标的比较 复杂重建组手术时间、术中出血量、术中输血率、实际切除>预计切除例数、中转开腹率及术后住院时间均优于复杂对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；胸水、腹水为术后主要并发症，复杂对照组术后发生胆漏1例；并发症均通过保守治疗后好转。见表3。

续表1

续表2

表3 复杂重建组与复杂对照组术中、术后资料的比较

2.2.2 非复杂组手术相关指标的比较 非复杂重建组手术时间短于非复杂对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，两组术中出血量、中转开腹率、实际切除肝体积>预切切除肝体积、术后住院时间及输血率差异均无统计学意义(P>0.05)。见表4。

表4 非复杂重建组与非复杂对照组术中、术后资料的比较

2.2.3 术后化验指标的比较 四组患者术后不同时点ALT、AST差异均无统计学意义(P>0.05)。见表5、表6。

表5 复杂重建组与复杂对照组术后肝功能指标的比较

表6 非复杂组重建组与非复杂对照组术后肝功能指标的比较

2.3 重建结果与案例分析 患者女，52岁，于2019年10月主因“右上腹不适1月余”入院。行二维CT图像初步定位肿瘤位于肝脏Ⅵ、Ⅶ段，利用公式TuV=ABC/2(cm3)初步估算肿瘤体积，A、B、C取肿瘤在冠状面、矢状面、横断面的最大径，见图2。进行三维重建后，可直观地看到肿瘤位于肝脏右后叶，即肝脏的Ⅵ、Ⅶ段，肿瘤与肝脏的体积分别为71.50 mL、882.40 mL，肿瘤体积占总肝脏体积的8.10%；其次，分开显示、观察静脉系统、门脉系统与肿瘤的关系，发现肿瘤包绕了门脉的右后支，与Ⅴ、Ⅷ段的门脉右前支关系清晰，见图3C，但观察静脉系统，肿瘤与右肝静脉关系欠清，疑似压迫侵犯，见图3B，切除范围初步拟定为右后叶切除或右半肝。在重建基础上初步进行术前模拟切除，非解剖性模拟切除见图3E，于肝中静脉右侧选择截面，系统估算出预计切除肝体积为438.50 mL (49.70%)，预计剩余肝脏体积443.90 mL(50.30%)；解剖性模拟肝切除：选择依据门脉的肝脏流域分段，清晰看到分段以不同颜色表示，且计算出每段肝脏的体积，见图4A；在门静脉流域分段中，虚化肝脏Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ后，从上面观、后面观可发现，肿瘤部分位于Ⅷ段，见图4B、图4C，因此为达到根治性切除，最佳切除范围应为右半肝，预计切除肝体积为53.40%，预计剩余肝脏体积为46.60%，患者Child-Pugh评分A级，可耐受手术。经手术团队讨论，因肿瘤位于肝右叶，且患者可耐受全麻，因此选择前入路行腹腔镜右半肝切除术，具体手术步骤见1.5。

图2 A：门脉期横切面；B：门脉期矢状面；C：门脉期冠状面；其中红色部分为肿瘤位置

图3 A：肿瘤在虚化后的肝脏中的位置；B：单独显示肿瘤与下腔静脉系统；C：单独显示肿瘤与门静脉系统，可见肿瘤的一支供养血管；D：肿瘤与肝脏脉管系统；E：初步选择的肝脏截面及切除、残余肝体积

图4 A：门静脉系统流域分段及各段体积占比；B：虚化Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ上面观及各段体积占比；C：虚化Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ后面观及各段体积占比

3 讨 论

3.1 精准术前评估 随着微创技术的进步，精准手术的概念在腔镜肝脏手术领域也得到了发展，这一概念适用于肝切除的整体围术期。精确的术前评估、精准的术中切除是精准肝切除术的两个核心问题。为避免严重的术后并发症，应进行完善的术前评估，结合患者基本情况选择最佳切除范围。有报道，对于正常肝脏，确保剩余肝体积与总肝体积之比>0.3，对于肝硬化合并肝炎、肝功能异常的患者，确保剩余肝体积与总肝体积之比>0.5，可使得术后肝衰竭的发生率显著降低。术前常规生化检查、Child-Pugh评分与吲哚菁绿15 min测试都是传统术前评价肝脏功能的主要方式，但上述指标的准确性常受血清胆红素水平、血流动力学稳定性异常的影响[9-10]。目前常用且精确的术前肝功能评估方法是通过三维重建可视技术计算残余肝脏体积。以往对肝总体积、残肝体积的评估多采用术前CT等二维图像进行简单计算，结果的准确度欠佳[11]。三维重建可依据术前CT资料，客观、方便、精准地计算出肝脏总体积、肿瘤大小，随即选择手术切面，结合肝脏功能选择切除范围并预估剩余肝体积，这可有效减少根治性肝切除术后肝衰竭等严重并发症的发生[12]。本研究中，复杂对照组中9例(64.3%)实际切除>术前预计切除，而复杂重建组中仅3例(18.8%)实际切除>术前预计切除，可在一定程度上保留残肝体积，避免术后肝衰竭等严重并发症的发生，这对切除范围较大的复杂肝脏手术尤为重要。

3.2 重要脉管的毗邻 肝脏有两套复杂的血液供应系统，纵横交错，因此出血是腹腔镜肝切除术需要解决的首要问题。常规肝门阻断确实可在一定程度上减少出血，然而，长时间的肝门阻断本身就是对患者肝脏的一种损伤。传统外科手术通常需要超过30 min的肝门阻断，这对于高难度的右肝切除术而言更是如此。因此，减少术中出血量、缩短肝脏缺血时间成为腹腔镜肝切除术的核心问题。因此术前影像学评估是肝脏手术的关键环节。然而，常规影像学检查都是二维资料，需要外科医生进行空间想象模拟，在心里进行构建，由于外科医生经验不同，对二维影像的阅读会有不同程度的预测偏差。而三维重建可客观明确地显示肝脏内肝静脉、肝动脉、门静脉的方向及其与肿瘤的关系，通过旋转、放大、分裂等技术，恢复肝脏组织、血管内的实际空间感，使术者跨过脑中影像学重建的步骤，专注于结构的真实解剖分布，充分定位肿瘤及其与肝内脉管系统的关系，确保肿瘤附近重要血管的结扎止血，减少甚至无需肝门阻断，节约手术时间，提高手术疗效，加速术后恢复。本研究中复杂重建组手术时间、术中出血量均优于复杂对照组，非复杂重建组手术时间也优于对照组，提示三维重建可明确脉管关系，避免损伤及不必要的肝门阻断，减少出血量、缩短肝脏缺血时间，这对复杂腹腔镜肝切除的术后恢复至关重要。

3.3 手术入路的选择 由于肝门的特殊解剖位置及肝门血管、胆管的解剖变异，腹腔镜手术中确切的肝门解剖成为手术成功的关键步骤之一。术者可通过在三维重建模型中充分了解患者肝门的特异解剖位置，不再是根据经验进行分离，使肝门预处理变得相对容易。Oshiro等[12]报道了三维重建可帮助术者选择最佳操作孔的位置及手术入路，以减少损伤，避免中转开腹。本研究中，复杂重建组中3例(18.8%)中转开腹，复杂对照组7例(50.0%)，差异有统计学意义(P=0.029)。术前根据三维重建图像，拟定穿刺孔位置、拟切除范围及处理肝脏血流、游离肝脏的次序，制定个体化手术方案，调整常规解剖入路，可能避免因门静脉损伤引起的大量出血，减少盲目止血增加肝门静脉缺血时间的风险，降低中转开腹率，减少手术创伤及肝门阻断的次数，推进手术进度，提高手术疗效，加速术后恢复。

3.4 实时引导 由于腹腔镜手术中术者无法直接触及肝脏，即使术前行三维重建，也难以实时定位实质性占位病变，追踪精确的解剖路径。有学者[13]试行将术中三维成像实时同步重叠匹配手术图像，将三维重建图像与实体视野完美结合，精确定位实体肿瘤，可避免重要的血管损伤，从而在不增加肝脏缺血时间的情况下实现“无血切除”。虽然近年还有很多个案报道[14-15]，但均因目前技术上的限制，尚不能实现低容错的重建图像与腔镜下图像完美融合。

Zhu等[16]报道，术中超声可略微弥补这一缺陷，但同时伴有一定的局限性，一是对于直径<1 cm的占位敏感度不高；二是在腹腔镜手术中操作较为繁琐，无法实现在术者操作的同时提供实时定位与导航。近年吲哚菁绿荧光融合成像引导技术受到越来越多的重视与关注[17]。其可通过代谢异常荧光显示病变，但假阳性率较高，对于肝脏深部的肿瘤显影效果欠佳，受个体代谢差异影响较大[18-19]。

3.5 CT的缺陷及核磁的应用 三维重建的准确性依赖于术前CT资料的准确性。首先由于图像的软组织对比度较低，CT增强时如果不能清晰显示器官与肿瘤的边界，可能影响肿瘤边界的准确勾画；其次，CT检查过程中，图像的抓捕、患者自主呼吸导致的脏器移位等因素可能导致影像出现伪影、移位，三维重建的准确性也会因此受到一定影响，所以仍需术者注意术中情况与术前资料的误差。

已有研究表明[20-21]，CT严重低估了呼吸影响下目标器官的运动影响。此外，Yamamoto等[22]指出，90.0%的胸部与腹部CT图像会受到伪影的影响。Sentker等[23]的研究表明，CT数据中的图像伪影对肝癌的临床结果有负面影响。有报道对比后发现磁共振成像可更清晰、准确地识别软组织，伪影较少，对肝脏及肿瘤边界的勾画更准确，而且相较CT没有辐射危害[24]。未来核磁的发展可能会为重建提供更准确的术前资料。

3.6 不同难度的肝切除术 复杂肝脏切除手术一直以来都是肝脏外科的难题，而腹腔镜下的复杂性肝切除术更是肝脏外科的一座高峰，或因瘤体体积、位置影响，常难以暴露，且经常毗邻、侵犯重要脉管结构，术中极易出现血管损伤、胆管损伤等，导致中转开腹，术后容易出现肝衰竭、胆漏等并发症，且手术时间一般较长，因此一般只在较大的肝脏外科中心、由具备丰富腹腔镜手术经验的术者施术。

本研究中30例患者行复杂腹腔镜下肝切除术，复杂三维重建组手术时间、出血量、输血率、中转开腹率、实切>预切率、术后住院时间等均优于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。这可能受益于前文提到的三维重建可于术前评估残余肝体积，客观精确地三维构建肿瘤，显示脉管毗邻关系，预演手术、拟定切除范围、选择恰当的手术方式及入路。分析行非复杂腹腔镜下肝切除术的33例患者的临床资料，提示非复杂重建组与非复杂对照组除手术时间有差异外，其余指标差异并无统计学意义。对于非复杂腹腔镜肝切除术，三维重建可能仅限于协助术者观察定位肿瘤、发现脉管变异，对于可熟练施行非复杂肝切除术的肝脏外科医生意义有限。

综上所述，三维重建可帮助术者直观显示肿瘤位置，明确血管毗邻关系，规划手术切除范围，精准估测残余肝脏体积。三维重建对于高难度的腹腔镜肝癌肝切除术具有一定的指导意义，可提高手术疗效，但对非复杂腹腔镜肝切除术的意义尚待进一步研究讨论。