苗靖榆 陈瑞欣 刘树伟△ 柳 澄
(1 山东大学基础医学院解剖学与神经生物学系,断层解剖学与数字人研究院,数字人与临床解剖学山东省高校重点实验室,济南 250102;2 山东第一医科大学附属省立医院医学影像科,济南 250021)
肝门静脉(hepatic portal vein,HPV)由肠系膜上静脉和脾静脉汇合形成,位于下腔静脉右前方和胰颈部。肝的血液供应主要来自肝门静脉和肝固有动脉。肝的血液通过肝左、中、右静脉汇集,最终返回右心房。1957年,Couinaud对肝内脉管结构进行了系统性描述,提出了经典的肝八段理论。这一理论因为其全面、系统且实用的特点,至今在国内外被广泛采用。然而,近年来随着医学成像技术的发展,越来越多的学者发现肝内脉管并不完全符合Couinaud早期的描述[1-3]。同时,随着肝外科的应用和发展,精准肝切除术正逐渐成为国内外广泛采用的外科手术方式之一[4-5]。因此,进一步研究肝门静脉和肝静脉解剖类型变得至关重要。以往研究多为尸体标本管道铸型或2D影像学,受限于样本量,缺乏针对肝门静脉解剖的CT三维重建大样本量研究。由于肝门静脉是划分肝段的基础,因此本研究旨在确定近年来肝门静脉在中国成年人群中的解剖变异类型,并讨论其在临床手术实践中的价值。
回顾性研究2021年2月~2022年8月因腹部病变在山东省立医院行CT腹部增强扫描检查影像资料1 058例,筛选出肝门静脉显影良好的501例资料进行重建分析。研究共纳入501例患者,年龄在18~54岁之间。其中男性249例,女性252例。男性平均年龄45.43岁,女性平均年龄为44.76岁。人口统计学特征和临床指标均从病例数据库中获得,主要包括年龄、性别、可能致病原因、CT三维重建图像和最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)。纳入标准:①患者肝无明显占位性疾病;②患者近1个月接受腹部增强扫描检查;③具有足够CT图像质量进行分析。排除标准:①患者临床指标不全;②患者有肝手术切除病史;③CT使用碘海醇以外对比剂。
CT扫描设备为Siemens公司Somatom Force,准值1.5 mm×192.0 mm×0.6 mm,采用Simens Care Dose 4D技术,Semi模式,扫描参数为电压100 kV,螺距0.6 mm。患者取仰卧位,由影像科专业护理人员经肘前静脉注射碘海醇(碘浓度350 mg/mL) 80~100 mL,注射流量为3 mL/s,采用团注触发式扫描方法,阈值为100 HU,人工智能触发到阈值23 s后采集肝门静脉图像,扫描时间4~5 s。检查前测量患者体质量,并训练患者屏气。数据以DICOM格式存档,并由存储设备以及后处理工作站导出。对所有资料进行肝门静脉期重建,后处理参数为:切片厚度1.5 mm,重建间隔5.0 mm。
使用西门子配套Syngo工作站对所有收集到患者的CT数据集中重建,获得肝实质以及肝门静脉和肝静脉的三维重建图像。通过设定CT值进行图像分割,进而获取肝实质、周围结构以及肝内管道之间的分界。然后,通过骨去除算法去除周围的骨以及软骨组织后,手工分割和修饰肝的轮廓,将其从相应密度的软组织结构如胃、脾、膈肌和心中分割出来。采用结构分离方法重建出单独的肝门静脉后,利用解剖结构显示器进行处理,对出现的肝门静脉进行统计与分析,并通过追踪薄层CT横断面等进一步验证。
Syngo是一款医学图像检查和辅助诊断软件,用于医学图像的可视化、存储、复制和导出。它用于涉及MIP和高度详细的CT三维成像,并使用独特的分割算法分离整个肝血管系统,并高精度计算其体积。
获得的影像数据在西门子Syngo图像后处理工作站上进行轴向、冠状面、MIP显示以及CT三维重建。由3名影像科研究人员单独分析肝门静脉1~3级分支情况,结果不一致时共同商讨得出统一结论。本研究对肝门静脉的分支类型用2种方式进行评价。①肝门静脉主干的分支类型单独进行研究。研究的关键点:肝门静脉主干的分支类型,肝门静脉左支主干的有无,肝门静脉右支主干的有无,肝门静脉右支主干是否继续常规分为右前支和右后支,研究肝门静脉右支主干的其他变异类型。②肝门静脉右支主干分支表现出复杂多样变异类型时,本研究重点关注于1~2级分支。下述标准投影方位用于研究三维重建下肝门静脉及其分支走行:前后方位、右前斜方位。如果这些标准方位不能充分清楚地显示肝的解剖结构,通过工作站的相关操作软件旋转至其他切面和方位。
收集各个影像资料的性别、年龄、肝门静脉的分支类型数据,对肝门静脉不同变异类型的数据分别进行统计分析,并分别计算各个类型的构成比,并进行性别差异比较。采用SPSS 26.0统计软件包进行统计学分析,包括单因素方差分析及χ2检验,计数资料用绝对值和百分比表示,P<0.05表示差异有统计学意义。
本研究纳入的501例患者均在肝门静脉强化峰值时间进行肝门静脉成像,应用西门子Syngo Software Workstation 3D重建工具重建,获得的图像均显示3级肝门静脉分支以上。
肝门静脉主干分支共有6型:A型为正常型,肝门静脉主干在肝门处分为左支和右支,右支右向走行发出右前支和右后支;B型为3分叉类型,肝门静脉主干直接分为左支、右前支和右后支;C型为肝门静脉主干首先发出右后支,继续向右上分为右前支和左支; D型为肝门静脉右支3分支类型,肝门静脉主干在肝门处分为左支和右支,右支再直接分为3个分支;E型为肝门静脉右支4分支类型,肝门静脉主干在肝门处分为左支和右支,右支再直接分为4个分支;F型为肝门静脉右支缺失类型,这部分肝右叶的供血从脉管走行上看,来自肝门静脉左支发出的向右侧走行的分支(图1)。
图1 肝门静脉分型示意图
肝门静脉主干分支有6种类型:①A型,肝门静脉正常解剖类型,共386例,占77.04%;②B型,肝门静脉3分支类型,共50例,占9.98%;③C型,肝门静脉右后支首先起自肝门静脉主干,共39例,占7.78%;④D型,肝门静脉右支3分支类型,共16例,占3.19%;⑤E型,肝门静脉右支4分支类型,共6例,占1.19%;⑥F型,缺失肝门静脉右支,仅1例,占0.19%(图2)。
图2 肝门静脉CT三维重建图
本研究比较了肝门静脉主干变异类型之间的性别差异。结果显示,不同肝门静脉主干分型之间的性别差异均不显著。
在正常解剖类型中,共有188例男性(占37.52%),198例女性患者(占39.52%),总计386例患者(占77.04%);在3分支类型中,有27名男性患者(占5.38%),23例女性患者(占4.59%);在右后支首先起自肝门静脉类型中,有17例男性患者(占3.39%),22女性患者(占4.39%),总计39例患者(占7.78%);肝门静脉右支3分支类型中,有10例男性患者(占1.99%),6例女性患者(占1.19%),总计16例患者(占3.19%);肝门静脉右支4分支类型中,有4例男性患者(占0.79%),2例女性患者(占0.39%),总计6例患者(占1.19%);而缺失肝门静脉右支的情况,在男性患者中1例(占0.19%)。
本研究结果显示肝门静脉右支出现2种主要的变异类型,包括肝门静脉右支3分支以及肝门静脉右支4分支或多分支类型。且肝门静脉主干3分支以上变异类型较为复杂,尤其是亚段级分支往往复杂多样,较难统计分型。本研究还发现清晰的颅尾侧分支情况并不常见,与传统Couinaud肝段Ⅴ及肝段Ⅷ划分方法有较大的差异,进一步使得传统肝段划分方法在亚段级手术,例如腹腔镜部分肝切除术等外科微创切除应用中存在很大的局限性。
根据以往研究结果,肝门静脉的变异很可能源于胚胎学方面的原因。研究显示,在妊娠第2和第3个月,肝门静脉由2条卵黄静脉发育而来。随着婴儿出生,卵黄静脉在十二指肠前后区域存在多条桥状吻合,后期吻合口选择性退化,导致了在妊娠的第2个月形成肝门静脉。这些吻合口退化的方式可能是引发肝门静脉变异的一个胚胎学原因[6-8]。
肝门静脉解剖结构通常包括肝门静脉左支和肝门静脉右支,而肝门静脉右支又分为肝门静脉右前支(供应肝段Ⅴ和Ⅷ)以及肝门静脉右后支(供应肝段Ⅵ和Ⅶ)。任何与这一解剖结构不符的情况都被归类于肝门静脉的解剖变异[9-14]。最近的研究指出,常见的2种变异类型分别为肝门静脉3分叉,以及肝门静脉右后支首先起自肝门静脉主干的第1个分支[9,15-16]。在较早的研究报告中,肝门静脉变异频率范围从0.09%~24.00%不等[17-19]。然而,最近的研究已经证实,肝门静脉解剖变异率高达35.00%。例如,Covey等[20-22]的研究显示,肝门静脉变异频率几乎达到了35.00%。这些研究结果的差异可能是由于不同研究使用了不同样本量、造影剂以及后处理软件,以及这些技术在定义肝门静脉结构方面存在差异。近年来的研究还发现一些少见的肝门静脉变异类型[23-24],包括无肝门静脉左支、无肝门静脉右支、无肝门静脉右前支等[25-26],但这些变异的发生频率相对较低。已有相关文献证实,肝门静脉解剖变异与性别之间无显著相关[16],这与本研究的观察一致。
随着精准肝外科手术的不断发展,术前对肝门静脉解剖结构变异的认识具有重要意义,它有助于准确定位肝的病变,选择适当的肝移植供体[18]。研究已经证实,当供体肝左叶容积小于30.00%时,更倾向于选择右后路移植供体,特别是Ⅲ型(或本研究所称的C型)肝门静脉解剖变异。此外,选择肝门静脉结构类似的供体还可以降低单肝移植和双肝移植活体供肝移植后胆道并发症的风险[27]。Takeishi等[28]的研究证明肝门静脉解剖结构还有助于预测胆管解剖变异。这些研究结果突显了对肝门静脉解剖的深入了解对于在临床实践中做出正确决策和提供高质量的医疗护理至关重要。