引用本文： 中國醫藥教育協會胸外科專業委員會, 中國胸外科肺癌聯盟, 浙江省醫學會胸外科學分會, 中國醫療保健國際交流促進會肺癌預防與控制分會. 人工智能平臺下肺結節的三維可視化定位與手術規劃專家共識. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2019, 26(12): 1161-1166. doi: 10.7507/1007-4848.201910057 復制
無論是我國還是全球，肺癌都是發病率和死亡率最高的腫瘤類型[1-2]。手術在早中期非小細胞肺癌治療中仍然占據核心地位。雖然肺葉切除術目前仍是早期肺癌的標準術式，但近年來亞肺切除術對于早期非小細胞肺癌的療效及優點逐步展現。手術創傷小，恢復快，更多保留肺功能，尤其是對于心肺功能受損的特殊群體優勢明顯[3-4]。亞肺葉切除術前評估內容包括肺結節定位、靶段血管、支氣管辨認等[5]。
肺結節在人工智能平臺下的三維可視化是指用于顯示、描述和解釋肺結節及其周圍三維空間結構和解剖形態的一種工具，它借助計算機視覺技術，對影像數據進行處理和分析計算，將肺組織、肺結節、肺內血管和支氣管等結構的形態和空間分布等進行描述和解釋，實現直觀準確的可視化呈現，為術前精準診斷和個體化手術方案提供決策參考[6-7]。
目前國內外已存在多種三維重建工具[8-9]，在肝膽胰腺疾病中的應用已有相關專家共識[10-12]。為了規范肺結節臨床診治中三維可視化技術的應用，中國醫藥教育協會胸外科專業委員會、中國胸外科肺癌聯盟、浙江省醫學會胸外科學分會、中國醫療保健國際交流促進會肺癌預防與控制分會聯合發起并制定相關共識。
本共識的推薦級別為：1A 級：基于高水平證據，專家組有統一認識；1B 級：基于高水平證據，專家組有小的爭議；2A 級：基于低水平證據，專家組有統一認識；2B 級：基于低水平證據，專家組無統一認識，但爭議不大；3 級：專家組存在較大爭議。
1 肺結節術前影像學診斷和評估
共識級別：2A 級。
肺結節的影像學診斷方法主要包括胸部 X 線和 CT 等檢查，但這些檢查手段存在以下不足：（1）只能提供二維影像；（2）無法立體顯示肺結節與肺動脈、靜脈和支氣管的關系；（3）無法將肺、肺結節、肺內血管和支氣管賦以不同顏色、不同透明度進行展示；（4）需由影像專業人員協助分析影像；（5）無法配合術前規劃進行仿真手術。
近年來，數字醫學技術和精準診療模式不斷發展，人工智能三維可視化技術在醫療領域的發展取得了巨大的進步，比傳統的二維影像更加直觀精確，在術前可切除性評估和手術方案制定等方面發揮了重要作用。
建議：對已經行 X 線或 CT 等影像學技術發現肺結節并決定行手術治療的患者，若結節與累及的血管、支氣管或肺段無法準確評估，建議應用人工智能三維可視化技術進行進一步精準評估。
2 肺結節薄層增強 CT 數據采集
共識級別：2A 級
常規采集肺部薄層增強 CT 影像數據，掃描結束后將影像數據傳至處理工作站，進行刻盤存儲。
數據采集基本要求：（1）三期增強掃描數據（平掃期、動脈期、靜脈期）；（2）層厚≤1 mm；（3）標準 DICOM 格式；（4）無偽影、無顆粒狀、無鋸齒狀，顯影清晰。
數據采集其他要求：（1）患者的全部 CT 數據；（2）患者的病例病史。
建議：胸外科應與放射科互相配合，根據結節的性質、大小、可能有密切關系的血管、支氣管的異同，綜合本院 CT 實際情況，優化掃描參數，以期獲得高質量三維 CT 圖像數據。
3 肺結節在人工智能平臺下的三維可視化模型的建立
共識級別：1B 級。
3.1 CT 數據的分析和三維可視化
將采集到的薄層增強 CT 影像數據導入精準手術 3D 分析規劃系統，借助人工智能手段，進行圖像分析和重建。通過調節透明度可同時顯示肺、肺結節、肺動脈、肺靜脈和支氣管，了解肺動脈、肺靜脈、支氣管的走行和變異，通過對模型的放大、縮小、旋轉觀察，能從多角度更清晰地了解各結構之間的空間位置關系。
建議：對 CT 數據進行人工智能三維可視化重建以實現精準手術，三維重建可以幫助術者對結節、血管、支氣管、肺段等解剖結構的空間位置關系有更好的理解和對策。
3.2 三維可視化肺段支氣管分型
根據肺段支氣管的分布，將肺臟分為左、右兩肺。其中右肺分為 3 葉 10 段，左肺分為 2 葉 8 段。每個肺葉按肺段支氣管分支數目進行分型，見圖 1、圖 2。
圖1
右肺支氣管圖
B1：上葉尖支；B2 ：上葉后支，B3：上葉前支；B4：中葉外支；B5：中葉內支；B6：下葉背支；B7：內基底支；B8：前基底支；B9：外基底支；B10： 后基底支
圖2
左肺支氣管圖
B1+2 ：上葉尖后支；B3 ：上葉前支；B4 ：上舌支；B5 ：下舌支；B6：下葉背支；B7+8： 下葉內前基底支；B9： 下葉外基底支；B10 下葉后基底支
肺段分型可出現一定概率的解剖變異[13]。對于左肺上葉主要分型：Ⅰ型：左肺上葉分為尖后支、前支、上舌支、下舌支；Ⅱ型：左肺上葉分為尖支、后支、前支、上舌支、下舌支。
對于左肺下葉主要分型：Ⅰ型：左肺下葉分為背支、內前基底支、外基底支、后基底支；Ⅱ型：左肺下葉分為背支、內前基底支、外后基底支。
對于右肺上葉主要分型：Ⅰ型：右肺上葉分為尖支、后支、前支；Ⅱ型：右肺上葉分為尖后支、前支；Ⅲ型：右肺上葉分為尖支、后支、前支、亞前支。
對于右肺中葉主要分型：Ⅰ型：右肺中葉分為內側支、外側支。
對于右肺下葉主要分型：Ⅰ型：右肺下葉分為背支、外基底支、前基底支、內基底支、后基底支；Ⅱ型：右肺下葉分為背支、內基底支、內前外基底支、后基底支；
建議：對于擬行手術的肺結節患者，術前采用人工智能三維可視化技術進行支氣管重建，可明確結節與支氣管的解剖毗鄰關系及支氣管可能存在的解剖變異。
3.3 三維可視化肺動脈分型
根據肺動脈的分布，將肺動脈分為左肺動脈和右肺動脈，再按每個肺葉內肺段動脈分支數目進行分型，見圖 3、圖 4。清晰準確的動脈重建有助于臨床醫生對動脈走行有更加客觀的認識，減少術中血管損傷，保證手術安全[14-15]。
圖3
右肺動脈圖
圖4
左肺動脈圖
對于左肺上葉動脈主要分型：由左肺動脈發出，其分支數為 2～6 支，以 4 支為最多，其次為 3 支；左肺動脈第一分支分布至前段及尖后段占多數，其次是前段，單獨分布至尖后段的很少；左肺上葉的舌段動脈有一支型和兩支型，其中，一支型的占多數。
對于左肺下葉動脈：左肺下葉的背段動脈可分為一支型，二支型、三支型；左肺下葉基底段動脈以 A7+8，A9+10 為最多；基底段動脈與舌段動脈共干。
對于右肺上葉動脈：右肺上葉的動脈由右肺動脈分出，其分支數為 1～4 支，以 2 支為最多，3 支次之，1 支和 4 支最少。
對于右肺中葉動脈：右肺中葉的動脈，其分支數為 1～3 支，二支的最多，一支的次之，三支的最少。右肺中葉的動脈分支與下葉的動脈分支共干。
對于右肺下葉動脈：右肺下葉的背段動脈，有一支型或二支型；右肺下葉的背段動脈與上葉的動脈分支共干；右肺下葉基底段動脈以 A7+8、A9+10、A7、A8 為最多。
建議：對于擬行手術的肺結節患者，術前采用人工智能三維可視化技術進行肺動脈重建，可明確結節與肺動脈的毗鄰關系及肺動脈的解剖變異，了解手術靶區的血供情況，實施精準解剖性手術。
3.4 三維可視化肺靜脈分型
按照肺靜脈開口數目及副肺靜脈情況，可將肺靜脈分為 4 種類型：標準型、肺靜脈共同開口型、副肺靜脈型、混合變異型。肺靜脈示意圖見圖 5。
圖5
肺靜脈模型
（1）標準型：4 個肺靜脈開口，4 條肺靜脈，左右各 2 條。（2）肺靜脈共同開口型：在標準型的基礎上形成了肺靜脈共同開口，表現為肺靜脈開口 2 個或 3 個，而肺靜脈仍為 4 條，左右各 2 條。根據共同開口的位置又可以分為 3 個亞型，即右側共同開口型、左側共同開口型、雙側共同開口型。（3）副肺靜脈型：在標準型的基礎上出現了副肺靜脈，表現為肺靜脈開口 5 個或更多，肺靜脈為 5 條或更多，其中左右各 2 條肺靜脈，其余均為副肺靜脈。又根據副肺靜脈出現的位置分為 3 個亞型，即右側副肺靜脈型、左側副肺靜脈型、最上肺靜脈型。（4）混合變異型：肺靜脈共同開口與副肺靜脈同時存在，一側出現共同開口，2 條肺靜脈，另一側除去 2 條肺靜脈外出現副肺靜脈。
高質量的三維重建技術可清晰地顯示肺內動脈、靜脈和支氣管的變異，對于微創時代胸外科手術的安全性提供了有力保障[16-18]。
建議：對于擬行手術的肺結節患者，術前采用人工智能三維可視化技術進行肺靜脈重建可明確結節與肺靜脈的解剖毗鄰關系及肺靜脈的解剖變異，規避靜脈誤斷，保證手術安全、精準。
3.5 三維可視化個體化肺分段
隨著精準外科理念的深入，近年來各類肺段切除乃至亞肺段切除術式快速發展，對基于肺部支氣管走行的肺段和亞肺段三維重建提出了更高的要求，理論上肺段支氣管分支與肺動脈分支伴行，肺靜脈分支走行于相鄰肺段之間，每個肺段構成了肺的形態學和功能學上的基本單位。三維可視化工具可以對正常及變異肺段進行基于個體化數據的重建[19]，但在段間界面的顯示和確定方面尚有不足。新一代的人工智能技術，提供了智能化并且實時交互的全定量、定性分析工具（IQQA 技術），可基于患者個體化氣管的空間分布，對正常及變異肺段乃至亞肺段進行重建，準確使用全面定量化的三維影像展現患者真實的支氣管和血管拓撲關系，具有很好的臨床實用性[20-21]。全定量三維重建后的肺段顯示具有良好的視覺效果，見圖 6、圖 7。
圖6
左肺分段
S1+2：上葉尖后段；S3：上葉前段；S4：上舌段；S5：下舌段；S6：下葉背段；S7+8：下葉內前基底段；S9：下葉外基底段；S10：下葉后基底段
圖7
右肺分段
S1：上葉尖段；S2：上葉后段；S3：上葉前段；S4：中葉外段；S5：中葉內段；S6：下葉背段；S7：內基底段；S8：前基底段；S9：外基底段；S10：后基底段
建議：肺段切除術患者術前應進行個體化人工智能三維可視化評估，明確肺結節所在肺段或亞段，實現精準定位和精準手術，在保證腫瘤切緣安全的同時最大限度保留肺功能。
4 術前評估
共識級別：2A 級。
肺結節影像數據經過三維可視化處理和個體化肺分段后，可以清晰地顯示肺結節的位置、大小、形態和分布，然后對肺動脈、肺靜脈和支氣管的變異進行分析，對肺結節與肺動脈、肺結節與肺靜脈和支氣管的解剖關系進行風險評估。
建議：對于發現肺結節擬行手術的患者，建議術前采用人工智能三維可視化評估，全面評估手術風險，保證手術安全。
5 三維可視化指導精準手術術前規劃
共識級別：2A 級。
傳統胸部 X 線片、CT 等難以分辨肺靜脈、肺動脈和支氣管的變異，而三維可視化技術則可以直觀地將肺靜脈、肺動脈、支氣管的個體化特異性表現出來。
肺段切除術前規劃流程：（1）肺部薄層增強 CT 掃描（層厚≤1 mm）；（2）數據導入精準手術 3D 分析規劃系統進行三維可視化和個體化肺分段；（3）定位結節所在位置（肺段或肺亞段）；（4）分析肺段三大結構即支氣管、肺動脈、肺靜脈；（5）模擬靶區肺段切除范圍；（6）根據病例的具體解剖特點制定手術計劃，制定段支氣管、動脈、靜脈的處理順序。肺結節經過三維重建之后可以清晰地顯示與動脈、靜脈、支氣管和肺段的解剖關系，見圖 8。
圖8
肺段切除術前規劃
a：結節的定位；b：結節與肺動脈解剖關系；c：結節與肺靜脈解剖關系；d：結節與支氣管解剖關系
5.1 結節定位
對于肺結節的定位，以往采用以下幾種：（1）胸腔鏡下直接觀察法定位；（2）術中手指或器械觸摸法定位；（3）亞甲蘭定位；（4）經皮肺穿刺放置微彈簧圈進行定位；（5）經皮肺穿刺 Hook-wire 定位；（6）電磁導航支氣管鏡技術定位；（7）熒光定位；（8）術中用胸內超聲探頭進行肺內結節定位；（9）其他，如改良的 Hook-wire 和彈簧圈定位等。現在，術前使用計算機技術對薄層增強 CT 影像進行三維可視化，實現了從二維到三維的轉換，可以全面、直觀、準確、客觀地展示肺結節情況，而且安全、無創，為解決傳統結節探查、觸摸、確認困難提供了一個“智能定位地圖”。
通過三維可視化可以辨別結節的位置，分析結節與肺動脈、肺靜脈和支氣管的解剖關系，明晰術中解剖可能存在變異，進一步接近術中的實際解剖情況，精準定位肺結節所在的肺段和/或亞段，從而改變肺葉/肺段切除方式，最大程度保存健康的肺組織，提高手術的安全性和準確性。通過人工智能三維可視化在術前進行手術模擬，可縮短術中手術時間，減小患者損傷[22-23]。
建議：術前采用人工智能三維可視化工具對肺結節進行定位。
5.2 楔形切除術前規劃
肺楔形切除術多用于局限性邊緣性良性結節，切除肺組織不宜過多、過深，否則易傷及較大血管或支氣管，引起大出血或支氣管胸膜瘺。肺楔形切除時，肺實質內肺結節的定位困難，而術前對薄層增強 CT 影像進行三維可視化，很方便、直觀地定位肺結節位置，測量肺結節距離大的動脈血管、靜脈血管和支氣管的長度，選擇合理的切除范圍[24]。
建議：建議行肺楔形切除的患者術前采用人工智能三維可視化工具進行術前規劃，選擇科學合理的個體化切除方案。
5.3 肺段切除術前規劃
為精準切除結節所在的肺段或亞段，術前應進行三維可視化和肺分段或肺分亞段，定位結節所在的肺段或亞段[16, 25]，對于胸腔鏡和機器人肺段切除手術均可提供幫助[26]。依據三維可視化和肺分段或肺分亞段結果，明確病例解剖特點：（1）肺段是否與標準解剖一致；（2）靶肺段或亞段動脈是否存在變異（包括返支、升支、共干等）；（3）靶肺段或亞段支氣管是否存在變異；（4）靶肺段或亞段靜脈是否存在變異。根據病例的具體解剖特點規劃手術流程：（1）根據結節所在的肺段或肺亞段，來確定預切除范圍，是肺段切除還是聯合肺段切除；（2）靶肺段動脈的處理，離斷靶段動脈分支；（3）靶肺段支氣管的處理，離斷靶段支氣管分支；（4）靶肺段肺靜脈的處理，離斷段內肺靜脈，保留段間靜脈。
建議：行肺段切除的患者術前采用人工智能三維可視化工具進行確切的術前規劃，保障精準肺段手術的實施。
5.4 二次手術術前規劃
因患者已做過一次手術，剩余肺葉的充分膨脹所致原有解剖結構空間相互位置的改變或者回流靜脈粗細的改變，靶肺段或亞段動脈、靜脈、支氣管變異，從而造成了二次手術術中辨認困難，如行同側二次手術，更需對肺內血管、支氣管、肺結節的大小、肺結節的數量進行分析、評估。同樣，在術前需進行薄層增強 CT 的三維可視化和肺分段或肺分亞段，定位結節所在的肺段或亞段。依據三維可視化和肺分段或肺分亞段結果，明確患者解剖特點：（1）肺段或肺分亞段是否與標準解剖一致；（2）靶肺段或亞段動脈、靜脈、支氣管是否存在變異。根據患者的具體解剖特點規劃手術流程：（1）根據結節所在的肺段或肺亞段，來確定預切除范圍；（2）靶肺段動脈、靜脈和支氣管的處理，哪些該離斷，哪些該保留。
建議：行二次手術的患者術前采用人工智能三維可視化工具進行術前規劃，尤其是同側二次手術的患者，三維重建更具優勢。
6 結語
三維可視化的技術優勢在肺結節的診斷中愈加明顯，對已用傳統胸部 X 線片、CT 等影像學技術初步診斷為肺結節且需要接受肺切除術的患者，建議對進行肺部目標病灶的三維可視化分析，有條件的單位還可結合肺臟 3D 打印、混合現實 QMR 技術進行評估，使人工智能平臺下的三維可視化技術為術前精確診斷、術中精準手術、患者快速康復和最大獲益提供更大的支持保障。
利益沖突：無。
撰稿專家：支修益（首都醫科大學宣武醫院胸外科）、胡堅（浙江大學醫學院附屬第一醫院胸外科）、劉倫旭（四川大學華西醫院胸外科）、蔡開燦（南方醫科大學南方醫院胸外科）
執筆專家：徐金明（浙江大學醫學院附屬第一醫院胸外科）、汪路明（浙江大學醫學院附屬第一醫院胸外科）、杜澄利（浙江大學醫學院附屬第一醫院胸外科）
審稿專家組名單（按姓氏拼音排序）：陳椿（福建醫科大學附屬協和醫院胸外科）、陳克能（北京大學腫瘤醫院胸外科）陳龍奇（四川大學華西醫院胸外科）、陳銘伍（廣西醫科大學第一附屬醫院心胸外科）、方文濤（上海交通大學附屬胸科醫院胸外科）、付軍科（西安交通大學醫學院第一附屬醫院胸外科）、付向寧（華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院胸外科）、高樹庚（中國醫學科學院腫瘤醫院胸外科）、葛棣（復旦大學附屬中山醫院胸外科）、郭占林（內蒙古醫科大學附屬醫院胸外科）、何建行（廣州醫科大學附屬第一醫院胸外科）、矯文捷（青島大學附屬醫院胸外科）、李小飛（空軍軍醫大學第二附屬醫院胸外科）、李印（中國醫學科學院腫瘤醫院胸外科）、劉建陽（吉林省腫瘤醫院胸外科）、劉俊峰（河北醫科大學第四醫院胸外科）柳陽春、（江西省人民醫院心胸外科）、魯繼斌（中國醫科大學附屬盛京醫院胸外科）、馬海濤（蘇州大學附屬第一醫院胸外科）、尼平（西藏自治區人民醫院心胸外科）、孫大強（天津市胸科醫院胸外科）、孫偉（新疆醫科大學附屬腫瘤醫院胸外科）、許林（江蘇省腫瘤醫院胸外科）、徐美青（安徽醫科大學附屬省立醫院胸外科）、張春芳（中南大學湘雅醫院胸外科）、張蘭軍（中山大學附屬腫瘤醫院胸外科）、張臨友（哈爾濱醫科大學附屬第二醫院胸外科）、朱成楚（溫州醫科大學附屬臺州醫院心胸外科）、朱余明（同濟大學附屬上海市肺科醫院胸外科）
無論是我國還是全球，肺癌都是發病率和死亡率最高的腫瘤類型[1-2]。手術在早中期非小細胞肺癌治療中仍然占據核心地位。雖然肺葉切除術目前仍是早期肺癌的標準術式，但近年來亞肺切除術對于早期非小細胞肺癌的療效及優點逐步展現。手術創傷小，恢復快，更多保留肺功能，尤其是對于心肺功能受損的特殊群體優勢明顯[3-4]。亞肺葉切除術前評估內容包括肺結節定位、靶段血管、支氣管辨認等[5]。
肺結節在人工智能平臺下的三維可視化是指用于顯示、描述和解釋肺結節及其周圍三維空間結構和解剖形態的一種工具，它借助計算機視覺技術，對影像數據進行處理和分析計算，將肺組織、肺結節、肺內血管和支氣管等結構的形態和空間分布等進行描述和解釋，實現直觀準確的可視化呈現，為術前精準診斷和個體化手術方案提供決策參考[6-7]。
目前國內外已存在多種三維重建工具[8-9]，在肝膽胰腺疾病中的應用已有相關專家共識[10-12]。為了規范肺結節臨床診治中三維可視化技術的應用，中國醫藥教育協會胸外科專業委員會、中國胸外科肺癌聯盟、浙江省醫學會胸外科學分會、中國醫療保健國際交流促進會肺癌預防與控制分會聯合發起并制定相關共識。
本共識的推薦級別為：1A 級：基于高水平證據，專家組有統一認識；1B 級：基于高水平證據，專家組有小的爭議；2A 級：基于低水平證據，專家組有統一認識；2B 級：基于低水平證據，專家組無統一認識，但爭議不大；3 級：專家組存在較大爭議。
1 肺結節術前影像學診斷和評估
共識級別：2A 級。
肺結節的影像學診斷方法主要包括胸部 X 線和 CT 等檢查，但這些檢查手段存在以下不足：（1）只能提供二維影像；（2）無法立體顯示肺結節與肺動脈、靜脈和支氣管的關系；（3）無法將肺、肺結節、肺內血管和支氣管賦以不同顏色、不同透明度進行展示；（4）需由影像專業人員協助分析影像；（5）無法配合術前規劃進行仿真手術。
近年來，數字醫學技術和精準診療模式不斷發展，人工智能三維可視化技術在醫療領域的發展取得了巨大的進步，比傳統的二維影像更加直觀精確，在術前可切除性評估和手術方案制定等方面發揮了重要作用。
建議：對已經行 X 線或 CT 等影像學技術發現肺結節并決定行手術治療的患者，若結節與累及的血管、支氣管或肺段無法準確評估，建議應用人工智能三維可視化技術進行進一步精準評估。
2 肺結節薄層增強 CT 數據采集
共識級別：2A 級
常規采集肺部薄層增強 CT 影像數據，掃描結束后將影像數據傳至處理工作站，進行刻盤存儲。
數據采集基本要求：（1）三期增強掃描數據（平掃期、動脈期、靜脈期）；（2）層厚≤1 mm；（3）標準 DICOM 格式；（4）無偽影、無顆粒狀、無鋸齒狀，顯影清晰。
數據采集其他要求：（1）患者的全部 CT 數據；（2）患者的病例病史。
建議：胸外科應與放射科互相配合，根據結節的性質、大小、可能有密切關系的血管、支氣管的異同，綜合本院 CT 實際情況，優化掃描參數，以期獲得高質量三維 CT 圖像數據。
3 肺結節在人工智能平臺下的三維可視化模型的建立
共識級別：1B 級。
3.1 CT 數據的分析和三維可視化
將采集到的薄層增強 CT 影像數據導入精準手術 3D 分析規劃系統，借助人工智能手段，進行圖像分析和重建。通過調節透明度可同時顯示肺、肺結節、肺動脈、肺靜脈和支氣管，了解肺動脈、肺靜脈、支氣管的走行和變異，通過對模型的放大、縮小、旋轉觀察，能從多角度更清晰地了解各結構之間的空間位置關系。
建議：對 CT 數據進行人工智能三維可視化重建以實現精準手術，三維重建可以幫助術者對結節、血管、支氣管、肺段等解剖結構的空間位置關系有更好的理解和對策。
3.2 三維可視化肺段支氣管分型
根據肺段支氣管的分布，將肺臟分為左、右兩肺。其中右肺分為 3 葉 10 段，左肺分為 2 葉 8 段。每個肺葉按肺段支氣管分支數目進行分型，見圖 1、圖 2。
圖1
右肺支氣管圖
B1：上葉尖支；B2 ：上葉后支，B3：上葉前支；B4：中葉外支；B5：中葉內支；B6：下葉背支；B7：內基底支；B8：前基底支；B9：外基底支；B10： 后基底支
圖2
左肺支氣管圖
B1+2 ：上葉尖后支；B3 ：上葉前支；B4 ：上舌支；B5 ：下舌支；B6：下葉背支；B7+8： 下葉內前基底支；B9： 下葉外基底支；B10 下葉后基底支
肺段分型可出現一定概率的解剖變異[13]。對于左肺上葉主要分型：Ⅰ型：左肺上葉分為尖后支、前支、上舌支、下舌支；Ⅱ型：左肺上葉分為尖支、后支、前支、上舌支、下舌支。
對于左肺下葉主要分型：Ⅰ型：左肺下葉分為背支、內前基底支、外基底支、后基底支；Ⅱ型：左肺下葉分為背支、內前基底支、外后基底支。
對于右肺上葉主要分型：Ⅰ型：右肺上葉分為尖支、后支、前支；Ⅱ型：右肺上葉分為尖后支、前支；Ⅲ型：右肺上葉分為尖支、后支、前支、亞前支。
對于右肺中葉主要分型：Ⅰ型：右肺中葉分為內側支、外側支。
對于右肺下葉主要分型：Ⅰ型：右肺下葉分為背支、外基底支、前基底支、內基底支、后基底支；Ⅱ型：右肺下葉分為背支、內基底支、內前外基底支、后基底支；
建議：對于擬行手術的肺結節患者，術前采用人工智能三維可視化技術進行支氣管重建，可明確結節與支氣管的解剖毗鄰關系及支氣管可能存在的解剖變異。
3.3 三維可視化肺動脈分型
根據肺動脈的分布，將肺動脈分為左肺動脈和右肺動脈，再按每個肺葉內肺段動脈分支數目進行分型，見圖 3、圖 4。清晰準確的動脈重建有助于臨床醫生對動脈走行有更加客觀的認識，減少術中血管損傷，保證手術安全[14-15]。
圖3
右肺動脈圖
圖4
左肺動脈圖
對于左肺上葉動脈主要分型：由左肺動脈發出，其分支數為 2～6 支，以 4 支為最多，其次為 3 支；左肺動脈第一分支分布至前段及尖后段占多數，其次是前段，單獨分布至尖后段的很少；左肺上葉的舌段動脈有一支型和兩支型，其中，一支型的占多數。
對于左肺下葉動脈：左肺下葉的背段動脈可分為一支型，二支型、三支型；左肺下葉基底段動脈以 A7+8，A9+10 為最多；基底段動脈與舌段動脈共干。
對于右肺上葉動脈：右肺上葉的動脈由右肺動脈分出，其分支數為 1～4 支，以 2 支為最多，3 支次之，1 支和 4 支最少。
對于右肺中葉動脈：右肺中葉的動脈，其分支數為 1～3 支，二支的最多，一支的次之，三支的最少。右肺中葉的動脈分支與下葉的動脈分支共干。
對于右肺下葉動脈：右肺下葉的背段動脈，有一支型或二支型；右肺下葉的背段動脈與上葉的動脈分支共干；右肺下葉基底段動脈以 A7+8、A9+10、A7、A8 為最多。
建議：對于擬行手術的肺結節患者，術前采用人工智能三維可視化技術進行肺動脈重建，可明確結節與肺動脈的毗鄰關系及肺動脈的解剖變異，了解手術靶區的血供情況，實施精準解剖性手術。
3.4 三維可視化肺靜脈分型
按照肺靜脈開口數目及副肺靜脈情況，可將肺靜脈分為 4 種類型：標準型、肺靜脈共同開口型、副肺靜脈型、混合變異型。肺靜脈示意圖見圖 5。
圖5
肺靜脈模型
（1）標準型：4 個肺靜脈開口，4 條肺靜脈，左右各 2 條。（2）肺靜脈共同開口型：在標準型的基礎上形成了肺靜脈共同開口，表現為肺靜脈開口 2 個或 3 個，而肺靜脈仍為 4 條，左右各 2 條。根據共同開口的位置又可以分為 3 個亞型，即右側共同開口型、左側共同開口型、雙側共同開口型。（3）副肺靜脈型：在標準型的基礎上出現了副肺靜脈，表現為肺靜脈開口 5 個或更多，肺靜脈為 5 條或更多，其中左右各 2 條肺靜脈，其余均為副肺靜脈。又根據副肺靜脈出現的位置分為 3 個亞型，即右側副肺靜脈型、左側副肺靜脈型、最上肺靜脈型。（4）混合變異型：肺靜脈共同開口與副肺靜脈同時存在，一側出現共同開口，2 條肺靜脈，另一側除去 2 條肺靜脈外出現副肺靜脈。
高質量的三維重建技術可清晰地顯示肺內動脈、靜脈和支氣管的變異，對于微創時代胸外科手術的安全性提供了有力保障[16-18]。
建議：對于擬行手術的肺結節患者，術前采用人工智能三維可視化技術進行肺靜脈重建可明確結節與肺靜脈的解剖毗鄰關系及肺靜脈的解剖變異，規避靜脈誤斷，保證手術安全、精準。
3.5 三維可視化個體化肺分段
隨著精準外科理念的深入，近年來各類肺段切除乃至亞肺段切除術式快速發展，對基于肺部支氣管走行的肺段和亞肺段三維重建提出了更高的要求，理論上肺段支氣管分支與肺動脈分支伴行，肺靜脈分支走行于相鄰肺段之間，每個肺段構成了肺的形態學和功能學上的基本單位。三維可視化工具可以對正常及變異肺段進行基于個體化數據的重建[19]，但在段間界面的顯示和確定方面尚有不足。新一代的人工智能技術，提供了智能化并且實時交互的全定量、定性分析工具（IQQA 技術），可基于患者個體化氣管的空間分布，對正常及變異肺段乃至亞肺段進行重建，準確使用全面定量化的三維影像展現患者真實的支氣管和血管拓撲關系，具有很好的臨床實用性[20-21]。全定量三維重建后的肺段顯示具有良好的視覺效果，見圖 6、圖 7。
圖6
左肺分段
S1+2：上葉尖后段；S3：上葉前段；S4：上舌段；S5：下舌段；S6：下葉背段；S7+8：下葉內前基底段；S9：下葉外基底段；S10：下葉后基底段
圖7
右肺分段
S1：上葉尖段；S2：上葉后段；S3：上葉前段；S4：中葉外段；S5：中葉內段；S6：下葉背段；S7：內基底段；S8：前基底段；S9：外基底段；S10：后基底段
建議：肺段切除術患者術前應進行個體化人工智能三維可視化評估，明確肺結節所在肺段或亞段，實現精準定位和精準手術，在保證腫瘤切緣安全的同時最大限度保留肺功能。
4 術前評估
共識級別：2A 級。
肺結節影像數據經過三維可視化處理和個體化肺分段后，可以清晰地顯示肺結節的位置、大小、形態和分布，然后對肺動脈、肺靜脈和支氣管的變異進行分析，對肺結節與肺動脈、肺結節與肺靜脈和支氣管的解剖關系進行風險評估。
建議：對于發現肺結節擬行手術的患者，建議術前采用人工智能三維可視化評估，全面評估手術風險，保證手術安全。
5 三維可視化指導精準手術術前規劃
共識級別：2A 級。
傳統胸部 X 線片、CT 等難以分辨肺靜脈、肺動脈和支氣管的變異，而三維可視化技術則可以直觀地將肺靜脈、肺動脈、支氣管的個體化特異性表現出來。
肺段切除術前規劃流程：（1）肺部薄層增強 CT 掃描（層厚≤1 mm）；（2）數據導入精準手術 3D 分析規劃系統進行三維可視化和個體化肺分段；（3）定位結節所在位置（肺段或肺亞段）；（4）分析肺段三大結構即支氣管、肺動脈、肺靜脈；（5）模擬靶區肺段切除范圍；（6）根據病例的具體解剖特點制定手術計劃，制定段支氣管、動脈、靜脈的處理順序。肺結節經過三維重建之后可以清晰地顯示與動脈、靜脈、支氣管和肺段的解剖關系，見圖 8。
圖8
肺段切除術前規劃
a：結節的定位；b：結節與肺動脈解剖關系；c：結節與肺靜脈解剖關系；d：結節與支氣管解剖關系
5.1 結節定位
對于肺結節的定位，以往采用以下幾種：（1）胸腔鏡下直接觀察法定位；（2）術中手指或器械觸摸法定位；（3）亞甲蘭定位；（4）經皮肺穿刺放置微彈簧圈進行定位；（5）經皮肺穿刺 Hook-wire 定位；（6）電磁導航支氣管鏡技術定位；（7）熒光定位；（8）術中用胸內超聲探頭進行肺內結節定位；（9）其他，如改良的 Hook-wire 和彈簧圈定位等。現在，術前使用計算機技術對薄層增強 CT 影像進行三維可視化，實現了從二維到三維的轉換，可以全面、直觀、準確、客觀地展示肺結節情況，而且安全、無創，為解決傳統結節探查、觸摸、確認困難提供了一個“智能定位地圖”。
通過三維可視化可以辨別結節的位置，分析結節與肺動脈、肺靜脈和支氣管的解剖關系，明晰術中解剖可能存在變異，進一步接近術中的實際解剖情況，精準定位肺結節所在的肺段和/或亞段，從而改變肺葉/肺段切除方式，最大程度保存健康的肺組織，提高手術的安全性和準確性。通過人工智能三維可視化在術前進行手術模擬，可縮短術中手術時間，減小患者損傷[22-23]。
建議：術前采用人工智能三維可視化工具對肺結節進行定位。
5.2 楔形切除術前規劃
肺楔形切除術多用于局限性邊緣性良性結節，切除肺組織不宜過多、過深，否則易傷及較大血管或支氣管，引起大出血或支氣管胸膜瘺。肺楔形切除時，肺實質內肺結節的定位困難，而術前對薄層增強 CT 影像進行三維可視化，很方便、直觀地定位肺結節位置，測量肺結節距離大的動脈血管、靜脈血管和支氣管的長度，選擇合理的切除范圍[24]。
建議：建議行肺楔形切除的患者術前采用人工智能三維可視化工具進行術前規劃，選擇科學合理的個體化切除方案。
5.3 肺段切除術前規劃
為精準切除結節所在的肺段或亞段，術前應進行三維可視化和肺分段或肺分亞段，定位結節所在的肺段或亞段[16, 25]，對于胸腔鏡和機器人肺段切除手術均可提供幫助[26]。依據三維可視化和肺分段或肺分亞段結果，明確病例解剖特點：（1）肺段是否與標準解剖一致；（2）靶肺段或亞段動脈是否存在變異（包括返支、升支、共干等）；（3）靶肺段或亞段支氣管是否存在變異；（4）靶肺段或亞段靜脈是否存在變異。根據病例的具體解剖特點規劃手術流程：（1）根據結節所在的肺段或肺亞段，來確定預切除范圍，是肺段切除還是聯合肺段切除；（2）靶肺段動脈的處理，離斷靶段動脈分支；（3）靶肺段支氣管的處理，離斷靶段支氣管分支；（4）靶肺段肺靜脈的處理，離斷段內肺靜脈，保留段間靜脈。
建議：行肺段切除的患者術前采用人工智能三維可視化工具進行確切的術前規劃，保障精準肺段手術的實施。
5.4 二次手術術前規劃
因患者已做過一次手術，剩余肺葉的充分膨脹所致原有解剖結構空間相互位置的改變或者回流靜脈粗細的改變，靶肺段或亞段動脈、靜脈、支氣管變異，從而造成了二次手術術中辨認困難，如行同側二次手術，更需對肺內血管、支氣管、肺結節的大小、肺結節的數量進行分析、評估。同樣，在術前需進行薄層增強 CT 的三維可視化和肺分段或肺分亞段，定位結節所在的肺段或亞段。依據三維可視化和肺分段或肺分亞段結果，明確患者解剖特點：（1）肺段或肺分亞段是否與標準解剖一致；（2）靶肺段或亞段動脈、靜脈、支氣管是否存在變異。根據患者的具體解剖特點規劃手術流程：（1）根據結節所在的肺段或肺亞段，來確定預切除范圍；（2）靶肺段動脈、靜脈和支氣管的處理，哪些該離斷，哪些該保留。
建議：行二次手術的患者術前采用人工智能三維可視化工具進行術前規劃，尤其是同側二次手術的患者，三維重建更具優勢。
6 結語
三維可視化的技術優勢在肺結節的診斷中愈加明顯，對已用傳統胸部 X 線片、CT 等影像學技術初步診斷為肺結節且需要接受肺切除術的患者，建議對進行肺部目標病灶的三維可視化分析，有條件的單位還可結合肺臟 3D 打印、混合現實 QMR 技術進行評估，使人工智能平臺下的三維可視化技術為術前精確診斷、術中精準手術、患者快速康復和最大獲益提供更大的支持保障。
利益沖突：無。
撰稿專家：支修益（首都醫科大學宣武醫院胸外科）、胡堅（浙江大學醫學院附屬第一醫院胸外科）、劉倫旭（四川大學華西醫院胸外科）、蔡開燦（南方醫科大學南方醫院胸外科）
執筆專家：徐金明（浙江大學醫學院附屬第一醫院胸外科）、汪路明（浙江大學醫學院附屬第一醫院胸外科）、杜澄利（浙江大學醫學院附屬第一醫院胸外科）
審稿專家組名單（按姓氏拼音排序）：陳椿（福建醫科大學附屬協和醫院胸外科）、陳克能（北京大學腫瘤醫院胸外科）陳龍奇（四川大學華西醫院胸外科）、陳銘伍（廣西醫科大學第一附屬醫院心胸外科）、方文濤（上海交通大學附屬胸科醫院胸外科）、付軍科（西安交通大學醫學院第一附屬醫院胸外科）、付向寧（華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院胸外科）、高樹庚（中國醫學科學院腫瘤醫院胸外科）、葛棣（復旦大學附屬中山醫院胸外科）、郭占林（內蒙古醫科大學附屬醫院胸外科）、何建行（廣州醫科大學附屬第一醫院胸外科）、矯文捷（青島大學附屬醫院胸外科）、李小飛（空軍軍醫大學第二附屬醫院胸外科）、李印（中國醫學科學院腫瘤醫院胸外科）、劉建陽（吉林省腫瘤醫院胸外科）、劉俊峰（河北醫科大學第四醫院胸外科）柳陽春、（江西省人民醫院心胸外科）、魯繼斌（中國醫科大學附屬盛京醫院胸外科）、馬海濤（蘇州大學附屬第一醫院胸外科）、尼平（西藏自治區人民醫院心胸外科）、孫大強（天津市胸科醫院胸外科）、孫偉（新疆醫科大學附屬腫瘤醫院胸外科）、許林（江蘇省腫瘤醫院胸外科）、徐美青（安徽醫科大學附屬省立醫院胸外科）、張春芳（中南大學湘雅醫院胸外科）、張蘭軍（中山大學附屬腫瘤醫院胸外科）、張臨友（哈爾濱醫科大學附屬第二醫院胸外科）、朱成楚（溫州醫科大學附屬臺州醫院心胸外科）、朱余明（同濟大學附屬上海市肺科醫院胸外科）
