林艷君　姜　慶　于圣杰　張唯力

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，重慶　400010)

鹿角形腎結(jié)石由于結(jié)石體積大，手術(shù)操作過程復(fù)雜，碎石時(shí)間長，因此患者術(shù)后并發(fā)癥較多，一直是泌尿外科治療的難點(diǎn)之一〔1，2〕。經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)(PCNL)是近年新發(fā)展的治療鹿角形腎結(jié)石有效的方法，但該手術(shù)難點(diǎn)及重點(diǎn)在于建立穿刺通道，結(jié)石清除率與手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與腎穿刺路徑建立及選擇有密切的關(guān)系〔3〕。加之老年人群由于各器官衰竭，身體耐受性差，因此盡可能減輕手術(shù)創(chuàng)傷對患者術(shù)后康復(fù)具有積極的意義。近年計(jì)算機(jī)三維可視化技術(shù)的出現(xiàn)為PCNL治療鹿角形腎結(jié)石提供更加清晰直觀的影像學(xué)圖像，從而為手術(shù)方案的制定提供依據(jù)〔4〕。本研究探討三維可視化技術(shù)在PCNL治療鹿角形腎結(jié)石中的應(yīng)用效果。

1　資料及方法

1.1臨床資料2012年1月至2013年12月選取重慶醫(yī)科大學(xué)附屬院泌尿外科收治的68例行PCNL治療的老年鹿角形腎結(jié)石患者，納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者術(shù)前均經(jīng)B超或CT確診；②無合并肝腎功能不全；③心、腦、肺等臟器功能良好；④均知情同意。排除對碘造影劑過敏、病情嚴(yán)重以至于無法配合的患者。根據(jù)患者入院時(shí)間分為PCNL組(2012年1～12月)32例及三維可視化技術(shù)+ PCNL組(2013年1～12月)36例。PCNL組男18例，女14例，年齡61～72歲，平均(63.2±3.5)歲，結(jié)石大小0.5～8.0 cm，平均(4.3±0.8)cm；三維可視化技術(shù)+ PCNL組男20例，女16例，年齡62～72歲，平均(61.9±3.8)歲，結(jié)石大小0.3～8.5 cm，平均(4.8±0.6)cm，兩組性別、年齡、結(jié)石大小差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法①原始CT數(shù)據(jù)的采集:采用飛利浦64排螺旋CT掃描患者肝、膽、胰、脾及腹腔血管等部位，采集患者平掃期、動脈期、門靜脈期及靜脈期時(shí)掃描數(shù)據(jù)，層厚設(shè)置為0.625 mm，掃描后將數(shù)據(jù)存儲于并進(jìn)行三維重建。②圖像三維重建:采用ACDSee軟件將患者各期數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為BMP格式，并導(dǎo)入圖像處理軟件中，采用三維動態(tài)適應(yīng)區(qū)生長方法提取腎內(nèi)結(jié)石，并進(jìn)行排序分割，具體操作如下：對感興趣去選擇一種子點(diǎn)為初始點(diǎn)，并計(jì)算該子點(diǎn)領(lǐng)域灰度均值，并根據(jù)管道系統(tǒng)或目標(biāo)器官在每秒一百萬條指令(MIPS)人工交互面板中設(shè)定不同的灰度閾值，并調(diào)整閾值以分割出目標(biāo)圖像。根據(jù)腎臟結(jié)構(gòu)從CT圖像中準(zhǔn)確、獨(dú)立分割出來，并進(jìn)行三維重建以獲得相應(yīng)組織的模型。③圖像處理：將重建后的模型采用STL軟件處理，對圖像進(jìn)行去噪、光滑以獲得逼真、立體感強(qiáng)的三維模型。為了更好地觀察單位模型，采用不同程度透明化處理腎臟，分別觀察腎臟不同位置的三維解剖結(jié)構(gòu)，并制成視頻。通過三維模型旋轉(zhuǎn)觀察腎臟病變部位與相鄰臟器不同角度的空間解剖結(jié)構(gòu)。④手術(shù)方法:根據(jù)三維可視化模型及多角度旋轉(zhuǎn)，觀察腎臟內(nèi)結(jié)石大小、部位、數(shù)量等信息，同時(shí)觀察腎臟解剖結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行術(shù)前病理診斷及分型，從而制定手術(shù)治療方案并進(jìn)行術(shù)前模擬操作，手術(shù)時(shí)參照視頻進(jìn)行操作。

1.3觀察指標(biāo)記錄兩組手術(shù)操作時(shí)間、術(shù)中出血量、平均穿刺通道深度、平均住院時(shí)間、結(jié)石清除率、隨訪1年的復(fù)發(fā)率、術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行t及χ2檢驗(yàn)。

2　結(jié)　果

2.1腎結(jié)石64排CT數(shù)據(jù)采集經(jīng)64層螺旋CT對鹿角形腎結(jié)石患者進(jìn)行圖像掃描，層厚為1 mm，可分為平掃期、動脈期、靜脈期、腎盂分泌期，CT圖像空間分辨率高，圖像對比度高，圖像噪音偽影少、圖像均勻，見圖1。

圖1　64排螺旋CT 4個(gè)時(shí)相期患者俯臥位結(jié)石圖像

2.2腎結(jié)石三維模型的建立對三維可視化患者建立腎結(jié)石三維模型，所建立的模型輪廓清晰度，并能全面反映腎臟解剖結(jié)構(gòu)，可將腎動脈主干及四級分支充分顯示，患者無呼吸運(yùn)動偽影，血管邊緣光滑，能清晰顯示腎靜脈主干及二級分支，系統(tǒng)管道連續(xù)、清晰、自然。三維模型下能直觀顯示腎系統(tǒng)擴(kuò)張程度、結(jié)石數(shù)目及位置。通過調(diào)節(jié)腎臟透明度后可清晰顯示腎內(nèi)動脈、靜脈及集合系統(tǒng)，并縮小、放大及旋轉(zhuǎn)等進(jìn)行全方位的操作，立體感強(qiáng)，形態(tài)逼真。 腎內(nèi)三維結(jié)構(gòu)能清晰反映患者生理解剖情況，見圖2。

2.3兩組結(jié)石清除率、復(fù)發(fā)率、并發(fā)癥發(fā)生率對比三維可視化技術(shù)+PCNL組結(jié)石清除率高于PCNL組

(P<0.05)，術(shù)后隨訪1年的復(fù)發(fā)率、術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率低于PCNL組(P<0.05)，見表1。

2.4兩組手術(shù)情況及住院時(shí)間對比三維可視化技術(shù)+PCNL組手術(shù)操作時(shí)間、術(shù)中出血量、平均穿刺通道深度、平均住院時(shí)間顯著少于PCNL組(P<0.05)，見表2。

圖2　腎結(jié)石數(shù)字化三維模型

表1　兩組結(jié)石清除率、復(fù)發(fā)率、并發(fā)癥發(fā)生率對比〔n(%)〕

表2　兩組手術(shù)情況及住院時(shí)間對比

3　討　論

近年隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，疾病的診斷及治療方法更加多樣化，手術(shù)模式變得更加精細(xì)、準(zhǔn)確、智能、微創(chuàng)化及多信息化的方向發(fā)展，因此結(jié)石的治療方法也趨于多樣化〔5〕。但由于老年鹿角形腎結(jié)石較復(fù)雜，患者對手術(shù)耐受性及抵抗能力較差，因此手術(shù)的選擇應(yīng)充分考慮患者自身耐受性、疾病程度、范圍、位置及結(jié)合醫(yī)院的技術(shù)及儀器設(shè)備為患者選擇恰當(dāng)?shù)闹委煼椒?，以達(dá)到治愈患者病灶的目的〔6〕。三維可視化技術(shù)具有術(shù)前精確診斷、術(shù)中精確操作的特點(diǎn)，因此能降低結(jié)石殘余率，提高結(jié)石清除率〔7，8〕。本研究結(jié)果表明術(shù)前行三維可視化手術(shù)可有效提高PCNL治療鹿角形腎結(jié)石的治療效果，最大限度減少術(shù)中手術(shù)創(chuàng)傷，提高老年患者手術(shù)耐受性，因此能有效提高結(jié)石清除率，從而降低患者術(shù)后復(fù)發(fā)率。三維可視化技術(shù)能清晰顯示腎臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過仿真技術(shù)及術(shù)中導(dǎo)航指導(dǎo)能有效保護(hù)手術(shù)對腎臟組織的損傷，縮短手術(shù)時(shí)間，簡化手術(shù)程度，減輕手術(shù)對患者的創(chuàng)傷。

1黃明坦，葉澤兵，李文浩，等.鹿角形腎結(jié)石聯(lián)合治療中以腎中盞為目標(biāo)腎盞的臨床研究〔J〕.中國醫(yī)師進(jìn)修雜志，2014；37(29)：38-40.

2Pinney JR，Melkus G，Cerchiari A，etal.Novel functionalization of discrete polymeric biomaterial microstructures for applications in imaging and three-dimensional manipulation〔J〕.ACS Appl Mater Interfaces，2014；6(16)：14477-85.

3楊文增，張晶，趙春利，等.肋上通道經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)治療鹿角形腎結(jié)石臨床療效觀察〔J〕.中國全科醫(yī)學(xué)，2012；15(15)：1759-61.

4肖林峰，蘇昭杰，李文崗，等.三維可視化系統(tǒng)聯(lián)合纖維膽道鏡在肝膽管結(jié)石病治療中的應(yīng)用〔J〕.中華消化外科雜志，2014；13(4)：281-5.

5王平，陳小伍，方馳華，等.數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)在經(jīng)皮肝膽道鏡碎石治療肝膽管結(jié)石病中的應(yīng)用〔J〕.中華消化外科雜志，2013；12(5)：352-7.

6項(xiàng)楠，方馳華，范應(yīng)方，等.三維可視化技術(shù)聯(lián)合3D腹腔鏡在肝膽外科的應(yīng)用〔J〕.中華消化外科雜志，2014；13(4)：306-9.

7Tanigaki T，Takahashi Y，Shimakura T，etal.Three-dimensional observation of magnetic vortex cores in stacked ferromagnetic discs〔J〕.Nano Lett，2015；8(7)：96-8.

8Kaufmann J，Gerds-Li JH，Kriatselis C，etal.Three-dimensional rotational venography of the coronary sinus tree facilitates left ventricular lead implantation for CRT〔J〕.J Interv Card Electrophysiol，2015；15(2)：912-5.