周嘯陽(yáng)，許丁偉，黃潔，孫敏

（昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院肝膽胰外科三病區(qū)，云南 昆明）

0 引言

原發(fā)性肝癌是我國(guó)第4 位常見惡性腫瘤及第2 位腫瘤致死病因，而肝切除術(shù)起到了重要的作用[1]。肝切除術(shù)后肝衰是肝癌手術(shù)治療的主要限制因素[2]，所以應(yīng)在術(shù)前充分地對(duì)肝臟的儲(chǔ)備功能、腫瘤與周圍管道的解剖關(guān)系進(jìn)行評(píng)估。肝臟的儲(chǔ)備功能與肝細(xì)胞的質(zhì)量和數(shù)量是極其相關(guān)的[3]，而隨著基于CT 三維重建成像技術(shù)的不斷發(fā)展，帶來(lái)了一個(gè)真正意義上的外科3D 時(shí)代[4]，與Child-Pugh評(píng)分、終末期肝病模型評(píng)分、吲哚菁綠清除實(shí)驗(yàn)評(píng)估等方法多元化地結(jié)合可以更加全面地去評(píng)估切肝患者的剩余肝體積的質(zhì)量和數(shù)量；術(shù)前CT 三維重建圖形對(duì)肝臟解剖結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和術(shù)中增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（augmented reality，AR）導(dǎo)航的綜合應(yīng)用將使肝臟外科醫(yī)生達(dá)到精準(zhǔn)肝切除的目的[5]，從而進(jìn)一步降低術(shù)后肝衰的發(fā)生率。

1 術(shù)前應(yīng)用

1.1 術(shù)前殘肝體積肝與臟儲(chǔ)備功能的綜合評(píng)估

由于切除后的肝功能受損是由于肝臟體積不足所致，因此對(duì)剩余的肝臟容積進(jìn)行評(píng)估是術(shù)前評(píng)估的關(guān)鍵因素[6]。目前主要有三種計(jì)算肝臟體積的方式[7]：（1）運(yùn)用肝臟體積計(jì)算公式。（2）影像科醫(yī)生通過(guò)CT 斷層影像學(xué)資料及手工或者自帶軟件進(jìn)行肝臟體積計(jì)算。（3）基于體素的原理通過(guò)CT 三維重建對(duì)肝臟體積進(jìn)行計(jì)算[8]。譚凱等[9]通過(guò)回顧性分析將9 例病人分別通過(guò)CT 自帶軟件與CT 三維重建軟件對(duì)聯(lián)合肝臟分隔和門靜脈結(jié)扎的分階段切除術(shù)（associating liver partition and portal vein ligation for staged hepatertomy，ALLPPS）進(jìn)行配對(duì)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用CT 相關(guān)軟件測(cè)量的殘余肝體積(future liver remnant,FLR) 要大于CT 三維重建的。并得出常見錯(cuò)誤為：（1）影像科醫(yī)生無(wú)外科手術(shù)理念。（2）將肝臟離斷面失活組織納入想關(guān)剩余肝體積中。（3）肝臟解剖概念的混淆。（4）精準(zhǔn)度不足。Cai 等[10]用簡(jiǎn)單線性回歸、組內(nèi)相關(guān)系數(shù)、Bland-Altman 的方法對(duì)69 例接受了三維可視化系統(tǒng)輔助下肝癌切除患者進(jìn)行分析，結(jié)果得出實(shí)際切除肝體積與預(yù)測(cè)切除肝體積有很好的一致性。此外，陳琳等[11]通過(guò)CT 三維重建回顧了28 例行解剖性肝切除大肝癌(腫瘤最大徑＞10cm)的患者，得到了對(duì)大肝癌患者行解剖性肝切除時(shí)，腫瘤體積越大，切除功能性肝體積(excision functional liver volume,EFLV）越小，剩余功能性肝體積（residual functional liver volume，RFLV）越大的結(jié)論，這可能與非腫瘤肝組織的代償性增生有關(guān)。綜上，與傳統(tǒng)肝切除剩余肝體積評(píng)估方式相比，CT 三維重建更加地精確且對(duì)術(shù)前評(píng)估更具臨床價(jià)值。Clavien 等[12]認(rèn)為肝切除術(shù)后肝衰主要是由術(shù)后剩余肝體積決定的，究其本質(zhì)來(lái)講，其實(shí)是由術(shù)后剩余肝細(xì)胞的質(zhì)量所決定的。因此為了準(zhǔn)確評(píng)估術(shù)前患者肝臟儲(chǔ)備功能，還應(yīng)結(jié)合Child-Pugh 評(píng)分系統(tǒng)、終末期肝病模型評(píng)分、吲哚菁綠清除實(shí)驗(yàn)評(píng)估、锝標(biāo)記的去唾液酸糖蛋白類似物半乳糖化人血清清蛋白顯像、99mTc-Mebrofenin(甲溴苯寧)肝膽顯像、白蛋白-膽紅素分級(jí)等方法。肝臟儲(chǔ)備功能的精準(zhǔn)評(píng)估也還有待進(jìn)一步完善[13]。

1.2 術(shù)前規(guī)劃及管道解剖

1.2.1 肝靜脈解剖

（1）肝實(shí)質(zhì)保留：肝靜脈是肝臟的流出道，肝靜脈閉塞會(huì)導(dǎo)致肝實(shí)質(zhì)的淤血，所以術(shù)前應(yīng)當(dāng)對(duì)肝靜脈的變異進(jìn)行評(píng)估，從而判斷哪些肝實(shí)質(zhì)可以保留。Fang 等[14]通過(guò)CT三維重建對(duì)200 例患者的肝靜脈進(jìn)行了前瞻性的研究，其中就發(fā)現(xiàn)了在肝右靜脈較短的患者中，變異的肝中靜脈會(huì)代償性地引流V、VI 的肝實(shí)質(zhì)，提示我們對(duì)于此類患者在切除了肝右靜脈時(shí)，可以保留V、VI 的肝實(shí)質(zhì)。同樣的，國(guó)外有研究人員通過(guò)CT 三維重建對(duì)肝右靜脈及肝背靜脈進(jìn)行了研究并將其分作了八型，得出了肝右靜脈直徑與引流右肝的肝背靜脈直徑呈反比的關(guān)系，I 型分型中指出肝中靜脈引流VI 段肝實(shí)質(zhì)的概率很低，所以此型在離斷肝右靜脈后，不能對(duì)VI 段肝實(shí)質(zhì)進(jìn)行保留[15]。（2）肝內(nèi)靜脈分流：Sakaguchi 等[16]通過(guò)靜脈造影對(duì)50 例者肝內(nèi)靜脈分流進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)不到一半的患者肝右靜脈與直徑大于3mm 的肝靜脈之間存在著分流，而肝硬化患者卻較少出現(xiàn)此種分流，這可能與肝臟纖維化有關(guān)，提示我們?cè)诟斡不颊咧行懈吻谐g(shù)時(shí)，因?yàn)楦蝺?nèi)靜脈間的引流可能會(huì)減少，更應(yīng)術(shù)前準(zhǔn)確評(píng)估肝靜脈的引流，避免錯(cuò)誤離斷多余肝實(shí)質(zhì)的肝靜脈而導(dǎo)致術(shù)后的肝衰。此外，在行半肝切除術(shù)時(shí)，一定涉及到處理肝靜脈根部的解剖，但因?yàn)槟[瘤的占位而導(dǎo)致的移位往往會(huì)使其失去原本正常的位置。所以術(shù)前通過(guò)CT 三維成像全方位認(rèn)識(shí)肝靜脈及下腔靜脈的解剖關(guān)系，精準(zhǔn)地對(duì)肝靜脈進(jìn)行結(jié)扎離斷，將最大限度地減少術(shù)中因肝靜脈的撕裂.導(dǎo)致的大出血及空氣栓塞。

1.2.2 門靜脈與肝動(dòng)脈解剖

（1）手術(shù)方案評(píng)估：門靜脈與肝動(dòng)脈作為肝臟的入肝血管，在肝臟解剖性肝切除及非解剖性肝切除中都是極其重要的解剖結(jié)構(gòu)。在行解剖性肝切除時(shí)，常常對(duì)相應(yīng)肝實(shí)質(zhì)的肝蒂進(jìn)行離斷從而減少入肝血流。然而這種通過(guò)Glisson 鞘外入路行肝切除時(shí)可能因?yàn)榻馄什磺宥?。Mouly 等[17]以CT 三維重建為方法前瞻性對(duì)右側(cè)Glisson入路與門靜脈解剖的相關(guān)性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)此方法只對(duì)75%的患者有效，失敗的原因可能是因?yàn)殚T靜脈左支與右支發(fā)生變異而導(dǎo)致夾閉門靜脈右支時(shí)誤夾閉了左支。為了清楚認(rèn)識(shí)這種因變異而導(dǎo)致誤夾閉的風(fēng)險(xiǎn)，F(xiàn)abien Clipet 等[18]通過(guò)CT 三維重建進(jìn)行了回顧性分析，存在阻斷失敗風(fēng)險(xiǎn)主要有兩種：①1-3 型(Madoff’s 分型)；②門靜脈主干與左門靜脈夾角小于50°。此外Mise 等[19]指出三維可視化基于門靜脈血流測(cè)量可以詳細(xì)評(píng)估Couinaud分段甚至更小亞段的體積，使一些原本因肝功能較差而行非解剖性肝切除的患者可行解剖性肝切除。基于CT 三重建為基礎(chǔ)而發(fā)展的新興的3D 打印技術(shù)同樣在肝切除術(shù)前評(píng)估中起到了重要作用，相比于圖像，3D 模型可以更直觀地在術(shù)前評(píng)估和在術(shù)中實(shí)時(shí)導(dǎo)航。Nan 等[20]報(bào)道了一例右肝原發(fā)性肝癌患者，通過(guò)三維可視化分析發(fā)現(xiàn)肝癌深深浸入了完整的Ⅵ、Ⅶ段，但Ⅳ的門靜脈變異起源于右前門靜脈，若行右半肝切除則不得不進(jìn)一步切除Ⅳ段肝實(shí)質(zhì)而導(dǎo)致殘肝體積的減小，從而增加了術(shù)后肝衰的風(fēng)險(xiǎn)，為了最大限度地保留殘肝體積，從而保留了右前門靜脈，實(shí)施了小窄緣的右半肝切除術(shù)，術(shù)中實(shí)施與術(shù)前三維可視化規(guī)劃一致，術(shù)后病理診斷切肝邊緣為陰性。（2）解剖變異：最近對(duì)于肝動(dòng)脈變異的研究分析逐漸增多，可能與三維可視化技術(shù)可以充分評(píng)價(jià)肝動(dòng)脈變異有關(guān)。有研究通過(guò)CT 三維重建與腐蝕鑄型標(biāo)本相結(jié)合發(fā)現(xiàn)了肝外動(dòng)脈解剖不符合Michels 分類的[21]。Blasi 等[22]通過(guò)三維可視化報(bào)道了一例肝右動(dòng)脈來(lái)自于脾動(dòng)脈，肝左動(dòng)脈來(lái)自于胃左動(dòng)脈的解剖變異。

2 術(shù)中應(yīng)用

2.1 AR

AR 是將術(shù)前肝臟的CT 三維重建圖像增加至手術(shù)視野上，是一種手術(shù)操作中的視覺輔助工具，以協(xié)助手術(shù)操作從而提高肝切除的準(zhǔn)確性[23]。不僅可以充分認(rèn)識(shí)肝切除的相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)，還可以彌補(bǔ)腹腔鏡手術(shù)中觸覺不足導(dǎo)致的缺陷[24]?，F(xiàn)有的AR 成像方式分為（1）基于投影的AR 顯示：通過(guò)外部投影儀將重建的三維圖像直接投影在手術(shù)視野當(dāng)中。Volonté等[25]以CT 三維重建為基礎(chǔ)，通過(guò)OsiriX（一種圖像處理軟件）將CT 三位圖像投影至手術(shù)視野當(dāng)中，以增強(qiáng)了手術(shù)過(guò)程中的空間感知能力。（2）基于透視的AR 顯示：通過(guò)半透明、半鍍銀的鏡子觀察手術(shù)區(qū)域，而該鏡子上疊加了三維成像的反射。Chen 等[26]研發(fā)了一種通過(guò)光學(xué)透視頭盔顯示器將虛擬圖像與真實(shí)解剖保持一致的AR 導(dǎo)航系統(tǒng)，其距離誤差與角度誤差均滿足臨床要求。（3）基于視屏AR 顯示：通過(guò)攝像機(jī)將腔鏡或者開腹手術(shù)中獲取的圖像和術(shù)前重建的三維圖像進(jìn)行重疊，并顯示在額外的顯示屏上面。國(guó)外已經(jīng)有很多團(tuán)隊(duì)相繼報(bào)道了此類方法在腔鏡及開腹手術(shù)中的運(yùn)用，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，所有的外科醫(yī)生和助手都有相同的視覺視角，在圖像疊加過(guò)程中更容易同步分辨率和亮度[27-30]。雖然已經(jīng)有研究報(bào)道了AR 在肝膽外科中的應(yīng)用，但還不如神經(jīng)外科、骨科等手術(shù)運(yùn)用廣泛，因?yàn)樵谏窠?jīng)外科、骨科、整形外科手術(shù)中，其解剖結(jié)構(gòu)的位置在術(shù)中相對(duì)固定，其三維重建圖像與實(shí)際術(shù)野的配準(zhǔn)點(diǎn)也就比較穩(wěn)定[28]。但在肝臟外科手術(shù)過(guò)程中，由于受到器械的翻動(dòng)、體位的變化、呼吸運(yùn)動(dòng)等影響會(huì)使原先確定的解剖配準(zhǔn)標(biāo)志位置發(fā)生變化。Rui 等[30]就在術(shù)前通過(guò)膽囊窩、門靜脈矢狀面、肝中靜脈分叉處及與經(jīng)皮經(jīng)肝膽管引流管中點(diǎn)4 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)，但在開腹術(shù)中隨著器官的翻動(dòng)，配準(zhǔn)點(diǎn)也隨之移動(dòng)，從而需要重復(fù)配準(zhǔn)。同樣地，在腔鏡手術(shù)中，Prevost等[29]在術(shù)前三維圖像上選取了4 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)，術(shù)中通過(guò)腔鏡抓取器上的光學(xué)跟蹤和校準(zhǔn)器來(lái)把圖像匹配到實(shí)際解剖上，但也發(fā)現(xiàn)其圖像配準(zhǔn)的精度和實(shí)時(shí)性的問(wèn)題。這就會(huì)影響到AR 在術(shù)中應(yīng)用的時(shí)間及動(dòng)態(tài)配準(zhǔn)。為了彌補(bǔ)此類缺陷，在最新的研究中，Golse 等[28]基于開腹術(shù)前CT 三維重建圖像，研發(fā)了一種“非剛性配準(zhǔn)”的算法，由單個(gè)RGB-D 攝像機(jī)提供的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)計(jì)算的基于物理的肝臟彈性模型相結(jié)合。此種實(shí)時(shí)無(wú)標(biāo)記的方法不僅無(wú)需耗費(fèi)較多設(shè)備安裝時(shí)間，而且提供了滿意的精準(zhǔn)度。綜上可發(fā)現(xiàn)，限制AR 在肝切除當(dāng)中的應(yīng)用主要是如何開發(fā)一種算法或系統(tǒng)實(shí)時(shí)地把重建圖像與實(shí)際術(shù)野進(jìn)行配準(zhǔn)并進(jìn)一步在大的前瞻性研究中得到證實(shí)。

2.2 3D 打印

隨著三維數(shù)字化時(shí)代的逐漸發(fā)展，3D 打印技術(shù)逐漸變得流行起來(lái)。其最初是應(yīng)用于整形外科[31]。但其優(yōu)勢(shì)性在肝切除中也逐漸體現(xiàn)出來(lái)，相比于傳統(tǒng)影像學(xué)CT 等，3D 打印是解剖的高還原度的復(fù)制品，可以使術(shù)者團(tuán)隊(duì)抓握實(shí)體來(lái)充分理解其結(jié)構(gòu)和空間之間的關(guān)系，不僅在術(shù)前規(guī)劃提供指導(dǎo)，術(shù)中也可以進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)航。Perica 等[32]指出，在AR 中，由于肝臟牽引和呼吸運(yùn)動(dòng)而引起的肝臟形態(tài)改變可能會(huì)制約了圖像的配準(zhǔn)，從而延長(zhǎng)時(shí)間。此時(shí)如果運(yùn)用3D 打印模型則可以在術(shù)中逼真地、全方位地進(jìn)行導(dǎo)航從而彌補(bǔ)AR 的缺陷。而未來(lái)進(jìn)一步的展望就是進(jìn)一步降低3D 打印的成本及制造時(shí)間。

3 小結(jié)

數(shù)字化醫(yī)療以現(xiàn)代醫(yī)學(xué)為基石、數(shù)字化技術(shù)和智能化高新影像技術(shù)相結(jié)合，其涉及領(lǐng)域涵蓋了多個(gè)學(xué)科。以CT 三維重建所帶來(lái)的一系列技術(shù)在肝臟外科領(lǐng)域的術(shù)前評(píng)估、術(shù)中指導(dǎo)、其他相關(guān)技術(shù)等方面都體現(xiàn)出了巨大優(yōu)勢(shì)。筆者認(rèn)為隨著數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)的肝臟外科手術(shù)將發(fā)生“革命性”的變化，肝切除術(shù)也將變得更加精準(zhǔn)化、個(gè)體化。