余東陽， 李欣陽， 曹志強

醫(yī)患雙方醫(yī)學(xué)信息不對稱導(dǎo)致的醫(yī)患交流障礙，是導(dǎo)致醫(yī)療糾紛的原因之一[1]。混合現(xiàn)實(mixed reality，MR)是一種圖形學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)，它可將計算機繪制的虛擬模型融合到使用者所看到的真實世界中[2]。近年來該技術(shù)被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，醫(yī)生與患者通過簡單地全息模型交流，可解決知識不對稱問題，還可通過MR三維圖像診斷并制定手術(shù)方案，提高診療精準(zhǔn)率，很多臨床科室嘗試應(yīng)用，包括骨科[3]、外整形科[4]、神經(jīng)外科等[5]。但在泌尿外科中的應(yīng)用可行性和安全性研究報道不多[6]。因此，本文通過探討后腹腔鏡下腎腫瘤手術(shù)應(yīng)用MR，以評估其可行性和安全性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2018年3月至2020年3月中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院泌尿外科擬行后腹腔鏡腎腫瘤手術(shù)患者180例，隨機數(shù)表法分為MR組90例和未行MR組90例。納入標(biāo)準(zhǔn)：患者年齡18～70歲，對研究內(nèi)容知情同意，臨床診斷為腎臟腫瘤，同意并簽署知情同意書參與本項觀察研究，均同意接受腎癌根治術(shù)(RN)或腎腫瘤剜除術(shù)(PN)者，術(shù)后病理確診為腎臟惡性腫瘤，單側(cè)病例，分期為小于T3期并無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，術(shù)后病理WHO/ISUP分級小于G3。排除標(biāo)準(zhǔn)：患者年齡<18歲和>70歲者，伴有心、肺、肝等嚴(yán)重疾病、有精神病史，資料不完整，凝血障礙，有腫瘤轉(zhuǎn)移。

1.2 方法 所有患者行CT平掃+增強檢查，取得DICOM格式原始文件，使用影像算法平臺和三維醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)處理平臺-星圖工作站(北京維卓致遠(yuǎn)醫(yī)療科技有限公司)對數(shù)據(jù)進行后處理，輸出標(biāo)準(zhǔn)化的V3D格式文件導(dǎo)入全息眼鏡內(nèi)觀察三維圖像(圖1)。所有病例均行后腹腔腹腔鏡輔助的腎癌根治術(shù)或腎腫瘤剜除術(shù)，剜除術(shù)選擇由兩位高年資副主任醫(yī)師根據(jù)腫瘤分期、患者BMI、年齡共同判定，有異議時請第三位高年資主任醫(yī)師裁定。

圖1 MR中腎三維圖像(術(shù)者第一視角)

為了研究MR在輔助醫(yī)患溝通方面的作用，MR組由術(shù)者分別使用CT片和MR全息成像技術(shù)向患者及家屬陳述病情并講解手術(shù)方案，患者于前后兩次回答手術(shù)相關(guān)問題，評估其疾病相關(guān)知識掌握情況。對MR技術(shù)在對疾病理解、手術(shù)方案理解、并發(fā)癥理解方面給予打分。1分完全沒用，10分為非常有用[7]。

主刀醫(yī)生與助手、配臺護士術(shù)前通過MR設(shè)備(眼鏡)對已經(jīng)三維重建的患者全息數(shù)據(jù)進行觀察，討論和制定手術(shù)方案。主刀醫(yī)生術(shù)中可根據(jù)自己的需要自由使用MR技術(shù)的融合功能閱片。術(shù)中MR主要用于重要血管和腫瘤位置的判斷(圖2)，有限分離后，可通過MR技術(shù)實現(xiàn)足夠大的視野，判斷重要血管走行、腫瘤位置可分次分階段進行(有限分離，足夠視野)，尤其在尋找內(nèi)生性腫瘤和分支動脈阻斷方面有明顯優(yōu)勢。配準(zhǔn)動脈分叉或腎臟外形的典型解剖標(biāo)記后，全息投影的方式可以讓術(shù)者看到腎臟內(nèi)部、腫瘤血供和周邊關(guān)系，幫助術(shù)者快速找到分支動脈和腫瘤切除邊界。共9名泌尿外科醫(yī)生通過問卷調(diào)查參與評估實用性。內(nèi)容包括：詢問每位手術(shù)醫(yī)生主觀感覺；MR眼鏡應(yīng)用對手術(shù)方案理解是否有幫助；模型對減少手術(shù)并發(fā)癥是否有幫助。每一項評分從低到高依次為1～10分，1分為完全沒用，10分為非常有用[7]。

圖2 腎臟腫瘤三維數(shù)據(jù)，具備消隱功能

1.3 術(shù)后并發(fā)癥 利用Clavien-Dindo并發(fā)癥分級系統(tǒng)[8-9]對患者住院期間和術(shù)后1個月安全性進行評估并記錄。Clavien-Dindo分級系統(tǒng)將患者圍手術(shù)期并發(fā)癥 分為Ⅳ級，其中Ⅰ級：對患者恢復(fù)有影響，但對患者生命無威脅，可使用藥物治療及物理治療恢復(fù)，但不需要內(nèi)鏡或放射手段處理；Ⅱ級：在Ⅰ級處理的基礎(chǔ)上，還需要使用其他種類的藥物或進行血液輸注、全靜脈營養(yǎng)等；Ⅲ級：分為Ⅲa級和Ⅲb級，前者為不需要全身麻醉，直接進行手術(shù)、介入干預(yù)；Ⅳ級：分為Ⅳa級和Ⅳb級，前者為并發(fā)癥危及患者生命，出現(xiàn)單個器官衰竭，需要在ICU病房治療，后者為多個器官衰竭；Ⅴ級：并發(fā)癥致患者死亡。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者臨床指標(biāo)比較 兩組患者年齡、腫瘤大小、分期、術(shù)后病理、住院時間對比,差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但MR組總手術(shù)時間的中位數(shù)比未行MR組時間的中位數(shù)短約15 min，部分切除患者熱缺血時間MR組縮短近10 min，出血量減少約30 ml，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，詳見表1。

表1 兩組患者臨床指標(biāo)比較

2.2 患者對MR技術(shù)應(yīng)用的評分 采用李克特量表評估患者對MR技術(shù)用于患者或家屬對病情了解的實用性的意見(1～10分)[7]，針對MR技術(shù)對腎臟腫瘤及腎臟解剖周圍器官關(guān)系的理解度評分、手術(shù)方案的理解度評分、可能并發(fā)癥的理解度評分、綜合評分，每項問卷均分為十分實用、很有用、有用、一般和無用五個級別(圖3)。

圖3 患者或家屬對MR技術(shù)用于對病情和手術(shù)相關(guān)信息理解度和綜合評分

2.3 醫(yī)生實用性評分結(jié)果 采用李克特量表評估醫(yī)生對實用性的意見(1～10分)[7]，9位醫(yī)生針對MR技術(shù)對醫(yī)患溝通、教學(xué)、閱片、會診討論、綜合感覺進行評分，每項問卷均分為十分實用、很有用、有用、一般和無用五個級別，詳見圖4。

圖4 9位醫(yī)生對MR各項功能實用性和綜合評分

2.4 兩組并發(fā)癥比較 術(shù)后1個月MR組2例尿道感染和1例傷口感染(腎根治術(shù)后)，無二級以上并發(fā)癥。未行MR組2例尿道感染，2例切口感染，無二級以上并發(fā)癥，兩組并發(fā)癥發(fā)生率和程度對比差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

3 討論

腎臟腫瘤是泌尿外科最常見的惡性腫瘤之一，人們對腎腫瘤治療的要求也逐漸微創(chuàng)化、精準(zhǔn)化[10]。腹腔鏡腎部分切除術(shù)(laparoscopic partial nephrectomy，LPN)因其切口小，恢復(fù)快的特點，廣泛用于腎腫瘤的治療。術(shù)前對腎腫瘤解剖特征的深刻認(rèn)知有助于臨床手術(shù)術(shù)式的正確選擇和順利完成[11]。成功的LPN需要術(shù)者擁有良好的三維空間重構(gòu)能力和扎實的解剖學(xué)基礎(chǔ)，術(shù)者需要在術(shù)前和術(shù)中對腫瘤的解剖位置、毗鄰結(jié)構(gòu)、血管分布等重要信息進行反復(fù)重構(gòu)?；A(chǔ)的影像學(xué)檢查還缺乏直觀、立體效果，這可能使外科醫(yī)生在術(shù)前和術(shù)中對患者病情判斷存在差異。

近年以影像三維重建、3D打印、導(dǎo)航、深度學(xué)習(xí)、手術(shù)機器人等為代表的一大批先進技術(shù)在外科臨床領(lǐng)域飛速發(fā)展，正在影響和改變著外科醫(yī)生的思維、操作和工作習(xí)慣。術(shù)前數(shù)字三維重建，越來越多地應(yīng)用于臨床[12]。但以往的三維模型都是在電腦屏幕上的二維平面觀察，與患者真實情況對比仍需醫(yī)生在頭腦中進行二次重建融合，許多新的影像技術(shù)和設(shè)備都是用于更好的定位腫瘤或血管[13-14]。本項研究為以MR為代表的新一代可視化技術(shù)。這種混合虛實數(shù)據(jù)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的的應(yīng)用前景[4，15]?？梢暬到y(tǒng)，主要包括MR技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(virtual reality，VR)技術(shù)、增強現(xiàn)實(augmented reality，AR)技術(shù)、擴展現(xiàn)實技術(shù)(extended reality，XR)，其中MR技術(shù)是結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)及增強現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)出的一種新的數(shù)字全息圖像技術(shù)，使用者可從計算機描繪的虛擬模型中獲得額外的信息，從而對真實環(huán)境進行混合，具有現(xiàn)場感、混合性和逼真性等特點。本實驗室就是術(shù)前把患者的CT掃描結(jié)果傳給計算機，生成全息三維圖像后用MR設(shè)備全息觀看。近年來皮膚科[16]、兒科和整形外科醫(yī)生[4]都報道過在臨床案例中使用可穿戴MR設(shè)備[5，17]。國內(nèi)部分泌尿外科專家也都在嘗試MR技術(shù)應(yīng)用于腎臟腫瘤治療[18-19]。本項目采用的重建軟件為星圖(北京維卓致遠(yuǎn))，MR眼鏡為HoloLens眼鏡(微軟，美國)，研究MR技術(shù)在術(shù)前溝通、術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中應(yīng)用的價值。經(jīng)腹腔和后腹腔腹腔鏡均是腎腫瘤微創(chuàng)治療的有效手段[20]，但由于排除其他因素引起住院時間、并發(fā)癥對比差異，本項目選擇都是后腹腔鏡手術(shù)病例。

本研究結(jié)果證實，MR技術(shù)對患者及家屬對疾病自身理解度明顯提升，并對可能出現(xiàn)的并發(fā)癥能夠有初步了解，可提高患者對腎臟解剖結(jié)構(gòu)、腫瘤特征和外科手術(shù)的認(rèn)知理解度，使醫(yī)患溝通更加順暢[21]，有利于減少醫(yī)患雙方由于醫(yī)療知識的不對稱性造成的誤解和糾紛[22]。MR技術(shù)幫助提高外科手術(shù)醫(yī)生對疾病和手術(shù)過程的認(rèn)知程度，有利于術(shù)者術(shù)前確切規(guī)劃、術(shù)中精準(zhǔn)切除，9位醫(yī)生均認(rèn)為對臨床疾病診療有幫助，認(rèn)為十分有用的占40%以上。術(shù)中對腫瘤位置、大小的精準(zhǔn)判斷，更能明顯縮短尋找靶器官(腫瘤、動脈)的時間，縮短整個手術(shù)時間和腎臟部分切時候的熱缺血時間，而這些時間的減少對腎臟功能的保護和患者安全是十分重要的[19]，因為熱缺血時間是影響腎部分切除手術(shù)長期效果的關(guān)鍵指標(biāo)。研究中，部分病例我們還采用MR技術(shù)輔助的段動脈阻斷，即分支動脈阻斷，不阻斷腎動脈主干，只阻斷供應(yīng)腫瘤部分的腎臟供血，能夠明顯減少或避免正常腎組織的熱缺血損傷，MR技術(shù)可提高選擇性腫瘤動脈阻斷腎部分切除術(shù)的成功率并降低手術(shù)風(fēng)險，使手術(shù)朝更精準(zhǔn)化方向發(fā)展[19，23]，本中心這部分研究作為分層數(shù)據(jù)在后續(xù)研究中繼續(xù)更新。本研究今后將進一步收集總結(jié)單側(cè)殘腎功能恢復(fù)情況的客觀指標(biāo)。另外，研究結(jié)果也證實，對腎臟根治性切除或部分切除的患者，采用MR技術(shù)的易處主要體現(xiàn)在縮短尋找腎動脈時間和判斷是否分支血管，從而縮短手術(shù)時間和減少術(shù)中出血，減少并發(fā)癥發(fā)生的概率，雖然沒有統(tǒng)計學(xué)意義，但可能與本研究樣本量小有關(guān)。

目前MR技術(shù)應(yīng)用的主要局限性在于其不能動態(tài)跟蹤器官運動或變形，本項研究中也發(fā)現(xiàn)，部分腎部分切患者，術(shù)中阻斷腎動脈后，由于腎臟出現(xiàn)形變，導(dǎo)致MR圖像與實際圖像配準(zhǔn)出現(xiàn)一定誤差。隨著導(dǎo)航跟蹤技術(shù)的進一步改進和開發(fā)新技術(shù)，將解決這些問題。另外，術(shù)中體位變化、氣腹壓作用下，腎臟形態(tài)位置與術(shù)前CT時變化較大，基于術(shù)前CT的MR模型可能就存在一定的錯配誤差，需要隨動技術(shù)、術(shù)中二次定位技術(shù)，甚至是術(shù)中實時CT、實時重建生成MR模型技術(shù)成熟后得以解決。

總之，MR手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)(使用Holens頭戴式顯示器)需要術(shù)前制定好手術(shù)計劃、術(shù)中配準(zhǔn)并跟蹤全面配合。利用全息影像系統(tǒng)可獲得融合圖像，虛擬解剖結(jié)構(gòu)，如軟組織、血管和神經(jīng)，與術(shù)中實際情況結(jié)合，這樣可提高手術(shù)的安全性和可靠性。MR可視化是提高腹腔鏡(內(nèi)鏡)手術(shù)精確性的重要手段。未來，MR技術(shù)還可應(yīng)用在醫(yī)學(xué)很多方面，如麻醉師監(jiān)控患者[24]，術(shù)中患者體征監(jiān)控[25]，為臨床技術(shù)評估第一視角錄制視頻[25-26]，手術(shù)室外實時直播，遠(yuǎn)程手術(shù)會診[27]，遠(yuǎn)程超聲指導(dǎo)等[28]。機器人手術(shù)是外科醫(yī)生手的功能擴展，而MR則為醫(yī)生賦能，是外科醫(yī)生視覺的延伸，精準(zhǔn)外科的“慧眼”具有廣闊的應(yīng)用前景。