引用本文: 劉文瑛, 歐陽再興, 朱劍華, 吳黎明, 譚勇, 宋灝, 朱玉珍, 黃從云. 多模態影像技術在巨塊型肝癌精準手術治療中的應用. 中國普外基礎與臨床雜志, 2022, 29(9): 1207-1212. doi: 10.7507/1007-9424.202112070 復制
原發性肝癌(以下簡稱“肝癌” )由于起病隱匿,多合并慢性肝炎、肝纖維化,就診時間較晚,并且臨床上直徑≥10.0 cm的巨塊型肝癌患者較多[1-3],其常毗鄰或壓迫甚至侵犯肝臟血管、肝門部等,導致其切除難度大、手術風險高,再加上剩余肝體積可能不足,故手術切除率較低[4-6]。盡管如此,相比其他非手術治療,外科手術切除仍是巨塊型肝癌患者獲得長期生存最有效的治療措施[5]。隨著現代診療技術的創新發展和外科手術技術的進步,巨塊型肝癌的治療理念和方法也在不斷改進,精準外科的“最大化去除病灶、最優化保護肝臟和最小化創傷侵襲”原則更適合巨塊型肝癌的外科手術指導[1, 7],尤其是數字醫學技術推動了肝臟外科精準化、微創化的發展,三維(three-dimensional,3D)可視化、3D打印、增強現實(augmented reality,AR)等多模態影像技術提高了肝癌精準肝切除術的安全性和精準性[8-10]。雖然數字醫學影像技術在巨塊型肝癌中的應用研究很少,但近年來有應用3D可視化技術降低了巨塊型肝癌手術風險的報道[11-12]。本研究聯合上述多模態影像技術指導巨塊型肝癌的精準術前評估和精準肝切除術,旨在探討如何進一步提高巨塊型肝癌精準外科手術治療的安全性和精準性。
1 對象與方法
1.1 研究對象
回顧性收集2018年1月至2020年12月期間在粵北人民醫院肝膽外科行多模態影像技術指導下的精準肝切除治療巨塊型肝癌患者的臨床病理資料。實施手術的標準即適應證:① 影像學檢查診斷為原發性肝癌、腫瘤直徑≥10.0 cm且局限在相鄰肝段或肝葉;② 術前肝功能Child-Pugh分級為A級;③ 心、肺、腎等臟器功能良好且可耐受手術。排除標準:① 有肝內、外轉移病灶;② 合并門靜脈高壓癥;③ 門靜脈主干癌栓形成。本研究經粵北人民醫院醫學倫理委員會批準(批文編號:KY-2020-171),患者及其家屬均知情同意并且簽署了手術知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 薄層CT檢查以及3D重建、3D可視化和3D打印
患者常規行上腹部256排螺旋CT(美國GE公司)掃描,CT檢查數據經推薄處理后導出平掃期、動脈期、門靜脈期及平衡期DICOM格式的亞毫米CT數據并儲存。將薄層CT數據導入3D-DOCTOR 4.0軟件平臺,對肝臟、腫瘤、脈管系統等進行分割及3D重建,得到上腹部臟器立體3D重建模型并對3D圖像模型進行可視化處理,旋轉并透明化處理肝臟、腫瘤等。使用Repetier-host 1.06軟件平臺對STL格式的3D可視化圖像進行切片等處理,然后連接CoLiDo 3D打印機(珠海西通)按1∶1比例打印出患者肝臟模型。
1.2.2 術前評估和手術規劃
通過3D重建、3D可視化和3D打印技術進行精準的術前評估和精細的手術規劃。通過3D可視化技術可全方位、多角度的觀察患者肝臟3D立體解剖結構,精細把握肝動脈、門靜脈和肝靜脈的空間走行和解剖變異以及腫瘤的空間解剖位置與脈管系統的關系等。個體化肝分段,精準定位腫瘤所在的肝段、門靜脈血供及肝靜脈回流區域。實景化的3D打印模型直觀顯示上述結構的解剖和第一、二肝門。根據門靜脈和肝靜脈的拓撲關系、肝臟和腫瘤的體積、剩余肝體積等制定手術方案,評估手術可行性;通過模擬仿真手術、3D打印模型推演、優化并確定手術方案,確定肝切除范圍、切除平面、手術路徑、手術難點以及應對預案。
1.2.3 手術方法和術中導航
采用氣管插管全身麻醉,右季肋區反L形切口,超聲刀前入路斷肝技術和控制性低中心靜脈壓(≤5 cmH2O,1 cmH2O=0.098 kPa)技術,肝血流阻斷采用間斷Pringle法。術中使用3D可視化圖像模型、3D打印模型和AR導航手術。術中解剖顯露第一、二肝門,將預先以STL格式導入X. Liver智能平臺的3D可視化圖像通過虛擬圖像投射技術投射至術區,根據比較固定的解剖標志通過人機互動剛性配準,適當調節、修正AR,實時導航指導精準肝切除術。
1.3 觀察指標
手術方式、手術時間、入肝血流阻斷時間、術中出血量、實際切除肝體積(采用排水法測定);術后住院時間、術后肝功能、并發癥情況;術后第1、3、5、7天的血紅蛋白(hemoglobin,Hb)、白蛋白(albumin,ALB)、總膽紅素(total bilirubin,TB)、丙氨酸氨基轉移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天門冬氨酸氨基轉移酶(aspartate aminotransferase,AST)、凝血酶原時間(prothrombin time,PT);隨訪時間,患者生存狀況、腫瘤復發、轉移等。
1.4 統計學方法
采用SPSS 21.0統計軟件進行分析,計量資料經Shapiro-Wilk檢驗符合正態分布者采用均數±標準差(±s)表示,偏態分布資料以中位數(median,M)和上下四分位數(P25,P75)表示,手術前后數據比較采用配對t檢驗;計數資料用例數和百分率(%)表示并采用χ2檢驗或Fisher確切概率法檢驗。虛擬切除肝體積和實際切除肝體積的相關性分析采用Pearson相關檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 本研究患者的基本情況
本研究共收集到23例患者,其中男18例,女5例;年齡39~71歲、(56.8±8.1)歲,有肝炎背景者(乙型肝炎、丙型肝炎)22例。術前肝功能均為Child-Pugh分級A級(其中有3例肝功能Child-Pugh分級B級患者經積極治療恢復到A級)。術前ALT為(34.1±5.9)U/L,AST為(35.8±8.1)U/L,TB為(20.4±5.2)μmol/L,PT為(14.7±3.5)s,ALB為(37.1±5.2)g/L,Hb為(120.9±9.8)g/L。
2.2 3D重建、可視化和打印以及術前評估結果
3D重建、可視化和打印模型見圖1。3D虛擬顯示功能肝體積為(1 454.9±103.8)mL,腫瘤體積為(865.2±165.6)mL,虛擬切除肝體積為(1 628.8±144.4)mL,剩余功能肝體積為(691.3±123.4)mL,功能殘肝體積比為0.47±0.06。多模態影像技術擬定的手術方案為:19例行解剖性肝切除術,其中右半肝切除6例、左半肝切除2例、肝右三葉切除5例、肝左三葉切除3例、肝右后葉切除2例、肝中葉切除1例;4例行非解剖性肝切除術,其中縮小右半肝切除1例、縮小肝右三葉切除1例、聯合肝段切除2例。

a:CT示右肝巨塊型肝癌并門靜脈右支癌栓形成(紅圈內);b:3D重建模型及3D可視化立體顯示肝解剖及腫瘤位置;c:擬行右半肝切除手術平面的確定及計算剩余肝體積/標準肝體積為43.7%;d:3D圖像示腫瘤同肝動脈、門靜脈和肝靜脈的解剖關系;e:3D可視化立體顯示門靜脈右支癌栓情況(白箭);f:3D打印模型實景化肝解剖;g:3D圖像投射至肝表面;h:AR技術指導下的門靜脈解剖及門靜脈右支取癌栓
2.3 手術、術中及術后情況以及隨訪結果
根據多模態影像技術擬定的手術方案,最終有17例患者行解剖性肝切除術(右半肝切除6例、左半肝切除2例、肝右三葉切除3例、肝左三葉切除3例、肝右后葉切除2例、肝中葉切除1例),6例患者行非解剖性肝切除術(縮小右半肝切除2例、縮小肝右三葉切除1例、聯合肝段切除3例),2例患者術前經多模態影像技術評估擬行肝右三葉切除,但術中探查發現肝硬化嚴重,通過3D重建和可視化技術重新規劃,改行非解剖性肝切除術(分別改為縮小右半肝切除和聯合肝段切除術)。術中所見與3D可視化、3D打印及AR結果大體一致(圖1)。
23例患者均順利完成手術,手術時間180~480 min、(298.4±74.5)min;入肝血流阻斷時間0~65 min、中位時間為20 min;術中出血量150~800 mL、(330.4±152.8)mL,未發生意外大出血;10例術中輸血,輸血量150~800 mL、中位輸血量為300 mL。實際切除肝體積與虛擬切除肝體積比較差異無統計學意義 [(1 648.5±163.6)mL比(1 628.8±144.4)mL,t=–1.393,P=0.177],Pearson相關性分析顯示二者存在一致性(r=0.910,P<0.001)。
術后Hb、ALB均有不同程度降低,肝功能、凝血功能有不同程度損害。與術前比較,Hb、ALB水平在術后第1天呈一過性降低(P<0.05),然后從第3天開始上升且基本在正常范圍內;PT、TB、AST、ALT均在術后第1天呈一過性升高(P<0.05),之后開始下降(圖2)。

a:Hb;b:ALB;c:PT;d:TB;e:AST;f:ALT。與術前比較,*
術后發生胸腔積液3例,腹腔積液1例,肺部感染1例,未發生術后出血、膽汁漏、肝功能衰竭等并發癥,均經對癥治療后緩解;無圍術期死亡。術后住院時間7~20 d、(12.0±2.9)d。
23例患者均獲隨訪,隨訪6~27個月、中位隨訪時間18個月,患者生存狀況良好,3例出現腫瘤復發、轉移。
3 討論
巨塊型肝癌被認為是制約肝臟外科治療水平進步的重要障礙和關鍵問題[4, 13]。國內外較大的肝癌治療中心的研究者[13-15]認為,雖然巨塊型肝癌切除難度大,但仍屬可切除的病變范疇,是延長患者生命的最有效治療手段,因此提高其手術切除的安全性和精準性應是臨床研究需要重點關注的。目前數字醫學技術的創新應用推動了精準肝臟外科的發展[8, 16-17],3D可視化、3D打印、AR等的實用價值在臨床上得到證實和體現,尤其是在巨塊型肝癌的治療上,通過3D可視化技術全面精準的術前評估、擬定手術方案和指導手術,增加了手術的安全性,可保障腫瘤的精準根治性切除[1, 11-12, 18]。但精準肝切除術的術前規劃和指導往往是單一影像技術無法完全實現的,整合多模態影像技術并充分發揮彼此的優勢,從而實現肝癌更加精準的診治決策和手術指導是未來發展方向[9]。多模態影像技術通過聯合3D可視化技術、AR技術等多種成像技術,融合不同模態數字圖像信息,實現影像信息的互補與完善,從而輔助更精準地診斷和手術,目前已應用于解剖性肝切除手術導航[19]。多模態影像技術通過融合互補各自的優勢,豐富并完善精準術前規劃和手術導航來實現巨塊型肝癌的精準性、解剖性、根治性切除。
3.1 多模態影像技術在巨塊型肝癌精準術前規劃中的作用
巨塊型肝癌常同肝臟血管關系密切,血管因腫瘤壓迫可致解剖變異,而且我國肝癌患者多合并慢性肝炎和肝纖維化,術中大出血、術后肝功能衰竭等風險更高。因此,嚴格把握手術指征,精準的術前評估、精細全面的手術規劃是手術成功的先決條件[1]。多模態影像技術可從以下幾個方面來實現:① 加強肝臟解剖的精準認識。3D重建和可視化技術通過3D立體模型再現個體化的肝臟解剖和變異,透明化、旋轉等處理后多方位了解腫瘤與血管的立體空間關系,3D打印模型將抽象的二維影像解剖和虛擬的3D圖像模型實物化、實景化,能真實觸摸、反饋并理解真實解剖,從而達到精準、詳細、全面的病情評估。② 精準的個體化肝臟分段和體積計算。剩余肝臟體積是否足夠是能否手術治療的決定因素之一,由于巨大腫瘤的壓迫和轉位,傳統的肝Couinaud解剖分段無法準確規劃和指導手術,個體化的肝分段和體積計算可幫助優化手術方案,輔助判斷手術的可行性和安全性[8, 11, 20]。③ 精細全面的手術規劃:解剖的變異、腫瘤與血管的密切關系、術中意外出血等可導致手術“舉步維艱”。筆者團隊將抽象的手術入路、斷肝平面等通過3D可視化進行仿真演練、3D打印模型推演,優化手術處理預案,結合術中AR技術,提高手術團隊對手術理解和手術方案執行的一致性。
3.2 多模態影像技術在巨塊型肝癌精準肝切除術中導航的作用
精細的手術操作和損傷控制是巨塊型肝癌精準肝切除術成功的關鍵[1],肝臟血管的處理是其核心內容。術中在3D重建圖像模型和3D打印模型的指導下可快速識別和定位重要解剖結構,但這種引導是間接的,術者要在3D圖像模型和真實解剖結構之間不斷切換視覺和思維,降低了手術精準性和效率。AR技術將虛擬3D場景同真實場景融合,術者對現實解剖的感知和識別明顯增強并可互動,形成術者、虛擬環境和實際手術操作三者之間融合交互,產生身臨其境的沉浸感,實現精準的手術導航[9, 21]。① 指導精準的血管解剖。AR環境中真實血管的虛擬顯示可幫助術者精準快速定位,結合術前的模擬手術演練,血管的解剖可做到很精細,減少了血管誤傷和意外大出血。本研究病例術中對血管的處理有的放矢,減少了術中出血,剩余肝組織血供和靜脈回流得到精準保護。② 入肝血流阻斷的精準指導。根據多模態影像顯示的腫瘤處的肝段和血管供應,AR導航下實施精準個體化的入肝血流阻斷,減少了阻斷時間和缺血再灌注損傷,利于術后恢復。③ 指導最優的手術切緣。由于腫瘤巨大,手術操作空間相對狹小,前入路肝切除技術有減少擠壓腫瘤等優勢[1]。多模態影像技術通過精準引導前入路肝切除,可降低手術難度和風險,有利于術后康復[16, 22-23]。本研究病例術中出血少,未發生嚴重并發癥,術后肝功能恢復快。
3.3 不足與展望
本研究是回顧性描述,樣本量偏少,病例選擇可能存在偏倚。多模態影像技術的設備、軟硬件較多,難以完全配備;前期準備和運用需要時間和綜合學習,故目前難以推廣應用。巨塊型肝癌手術難度大,其開展仍需要在有經驗豐富的術者和綜合水平較高的醫療單位進行[4]。但多模態影像技術在巨塊型肝癌的精準手術治療中的初步應用表現出了較強的臨床實用價值,相信隨著數字醫學技術的不斷進步、吲哚菁綠分子熒光動態導航等技術的融入[24],巨塊型肝癌這一難點問題將有望逐步得到解決,推動精準肝臟外科治療水平的不斷向前發展。
重要聲明
利益沖突聲明:本研究中的全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:劉文瑛完成研究設計和論文撰寫;歐陽再興和朱劍華參與研究設計、數據收集和圖表制作;吳黎明和譚勇完成3D重建、3D打印和多模態技術的手術導航以及數據收集;宋灝和朱玉珍負責數據收集、統計分析和術后隨訪;黃從云指導研究設計和手術,技術支持,審閱論文。
倫理聲明:本研究經粵北人民醫院醫學倫理委員會的批準(批文編號:KY-2020-171)。
原發性肝癌(以下簡稱“肝癌” )由于起病隱匿,多合并慢性肝炎、肝纖維化,就診時間較晚,并且臨床上直徑≥10.0 cm的巨塊型肝癌患者較多[1-3],其常毗鄰或壓迫甚至侵犯肝臟血管、肝門部等,導致其切除難度大、手術風險高,再加上剩余肝體積可能不足,故手術切除率較低[4-6]。盡管如此,相比其他非手術治療,外科手術切除仍是巨塊型肝癌患者獲得長期生存最有效的治療措施[5]。隨著現代診療技術的創新發展和外科手術技術的進步,巨塊型肝癌的治療理念和方法也在不斷改進,精準外科的“最大化去除病灶、最優化保護肝臟和最小化創傷侵襲”原則更適合巨塊型肝癌的外科手術指導[1, 7],尤其是數字醫學技術推動了肝臟外科精準化、微創化的發展,三維(three-dimensional,3D)可視化、3D打印、增強現實(augmented reality,AR)等多模態影像技術提高了肝癌精準肝切除術的安全性和精準性[8-10]。雖然數字醫學影像技術在巨塊型肝癌中的應用研究很少,但近年來有應用3D可視化技術降低了巨塊型肝癌手術風險的報道[11-12]。本研究聯合上述多模態影像技術指導巨塊型肝癌的精準術前評估和精準肝切除術,旨在探討如何進一步提高巨塊型肝癌精準外科手術治療的安全性和精準性。
1 對象與方法
1.1 研究對象
回顧性收集2018年1月至2020年12月期間在粵北人民醫院肝膽外科行多模態影像技術指導下的精準肝切除治療巨塊型肝癌患者的臨床病理資料。實施手術的標準即適應證:① 影像學檢查診斷為原發性肝癌、腫瘤直徑≥10.0 cm且局限在相鄰肝段或肝葉;② 術前肝功能Child-Pugh分級為A級;③ 心、肺、腎等臟器功能良好且可耐受手術。排除標準:① 有肝內、外轉移病灶;② 合并門靜脈高壓癥;③ 門靜脈主干癌栓形成。本研究經粵北人民醫院醫學倫理委員會批準(批文編號:KY-2020-171),患者及其家屬均知情同意并且簽署了手術知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 薄層CT檢查以及3D重建、3D可視化和3D打印
患者常規行上腹部256排螺旋CT(美國GE公司)掃描,CT檢查數據經推薄處理后導出平掃期、動脈期、門靜脈期及平衡期DICOM格式的亞毫米CT數據并儲存。將薄層CT數據導入3D-DOCTOR 4.0軟件平臺,對肝臟、腫瘤、脈管系統等進行分割及3D重建,得到上腹部臟器立體3D重建模型并對3D圖像模型進行可視化處理,旋轉并透明化處理肝臟、腫瘤等。使用Repetier-host 1.06軟件平臺對STL格式的3D可視化圖像進行切片等處理,然后連接CoLiDo 3D打印機(珠海西通)按1∶1比例打印出患者肝臟模型。
1.2.2 術前評估和手術規劃
通過3D重建、3D可視化和3D打印技術進行精準的術前評估和精細的手術規劃。通過3D可視化技術可全方位、多角度的觀察患者肝臟3D立體解剖結構,精細把握肝動脈、門靜脈和肝靜脈的空間走行和解剖變異以及腫瘤的空間解剖位置與脈管系統的關系等。個體化肝分段,精準定位腫瘤所在的肝段、門靜脈血供及肝靜脈回流區域。實景化的3D打印模型直觀顯示上述結構的解剖和第一、二肝門。根據門靜脈和肝靜脈的拓撲關系、肝臟和腫瘤的體積、剩余肝體積等制定手術方案,評估手術可行性;通過模擬仿真手術、3D打印模型推演、優化并確定手術方案,確定肝切除范圍、切除平面、手術路徑、手術難點以及應對預案。
1.2.3 手術方法和術中導航
采用氣管插管全身麻醉,右季肋區反L形切口,超聲刀前入路斷肝技術和控制性低中心靜脈壓(≤5 cmH2O,1 cmH2O=0.098 kPa)技術,肝血流阻斷采用間斷Pringle法。術中使用3D可視化圖像模型、3D打印模型和AR導航手術。術中解剖顯露第一、二肝門,將預先以STL格式導入X. Liver智能平臺的3D可視化圖像通過虛擬圖像投射技術投射至術區,根據比較固定的解剖標志通過人機互動剛性配準,適當調節、修正AR,實時導航指導精準肝切除術。
1.3 觀察指標
手術方式、手術時間、入肝血流阻斷時間、術中出血量、實際切除肝體積(采用排水法測定);術后住院時間、術后肝功能、并發癥情況;術后第1、3、5、7天的血紅蛋白(hemoglobin,Hb)、白蛋白(albumin,ALB)、總膽紅素(total bilirubin,TB)、丙氨酸氨基轉移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天門冬氨酸氨基轉移酶(aspartate aminotransferase,AST)、凝血酶原時間(prothrombin time,PT);隨訪時間,患者生存狀況、腫瘤復發、轉移等。
1.4 統計學方法
采用SPSS 21.0統計軟件進行分析,計量資料經Shapiro-Wilk檢驗符合正態分布者采用均數±標準差(±s)表示,偏態分布資料以中位數(median,M)和上下四分位數(P25,P75)表示,手術前后數據比較采用配對t檢驗;計數資料用例數和百分率(%)表示并采用χ2檢驗或Fisher確切概率法檢驗。虛擬切除肝體積和實際切除肝體積的相關性分析采用Pearson相關檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 本研究患者的基本情況
本研究共收集到23例患者,其中男18例,女5例;年齡39~71歲、(56.8±8.1)歲,有肝炎背景者(乙型肝炎、丙型肝炎)22例。術前肝功能均為Child-Pugh分級A級(其中有3例肝功能Child-Pugh分級B級患者經積極治療恢復到A級)。術前ALT為(34.1±5.9)U/L,AST為(35.8±8.1)U/L,TB為(20.4±5.2)μmol/L,PT為(14.7±3.5)s,ALB為(37.1±5.2)g/L,Hb為(120.9±9.8)g/L。
2.2 3D重建、可視化和打印以及術前評估結果
3D重建、可視化和打印模型見圖1。3D虛擬顯示功能肝體積為(1 454.9±103.8)mL,腫瘤體積為(865.2±165.6)mL,虛擬切除肝體積為(1 628.8±144.4)mL,剩余功能肝體積為(691.3±123.4)mL,功能殘肝體積比為0.47±0.06。多模態影像技術擬定的手術方案為:19例行解剖性肝切除術,其中右半肝切除6例、左半肝切除2例、肝右三葉切除5例、肝左三葉切除3例、肝右后葉切除2例、肝中葉切除1例;4例行非解剖性肝切除術,其中縮小右半肝切除1例、縮小肝右三葉切除1例、聯合肝段切除2例。

a:CT示右肝巨塊型肝癌并門靜脈右支癌栓形成(紅圈內);b:3D重建模型及3D可視化立體顯示肝解剖及腫瘤位置;c:擬行右半肝切除手術平面的確定及計算剩余肝體積/標準肝體積為43.7%;d:3D圖像示腫瘤同肝動脈、門靜脈和肝靜脈的解剖關系;e:3D可視化立體顯示門靜脈右支癌栓情況(白箭);f:3D打印模型實景化肝解剖;g:3D圖像投射至肝表面;h:AR技術指導下的門靜脈解剖及門靜脈右支取癌栓
2.3 手術、術中及術后情況以及隨訪結果
根據多模態影像技術擬定的手術方案,最終有17例患者行解剖性肝切除術(右半肝切除6例、左半肝切除2例、肝右三葉切除3例、肝左三葉切除3例、肝右后葉切除2例、肝中葉切除1例),6例患者行非解剖性肝切除術(縮小右半肝切除2例、縮小肝右三葉切除1例、聯合肝段切除3例),2例患者術前經多模態影像技術評估擬行肝右三葉切除,但術中探查發現肝硬化嚴重,通過3D重建和可視化技術重新規劃,改行非解剖性肝切除術(分別改為縮小右半肝切除和聯合肝段切除術)。術中所見與3D可視化、3D打印及AR結果大體一致(圖1)。
23例患者均順利完成手術,手術時間180~480 min、(298.4±74.5)min;入肝血流阻斷時間0~65 min、中位時間為20 min;術中出血量150~800 mL、(330.4±152.8)mL,未發生意外大出血;10例術中輸血,輸血量150~800 mL、中位輸血量為300 mL。實際切除肝體積與虛擬切除肝體積比較差異無統計學意義 [(1 648.5±163.6)mL比(1 628.8±144.4)mL,t=–1.393,P=0.177],Pearson相關性分析顯示二者存在一致性(r=0.910,P<0.001)。
術后Hb、ALB均有不同程度降低,肝功能、凝血功能有不同程度損害。與術前比較,Hb、ALB水平在術后第1天呈一過性降低(P<0.05),然后從第3天開始上升且基本在正常范圍內;PT、TB、AST、ALT均在術后第1天呈一過性升高(P<0.05),之后開始下降(圖2)。

a:Hb;b:ALB;c:PT;d:TB;e:AST;f:ALT。與術前比較,*
術后發生胸腔積液3例,腹腔積液1例,肺部感染1例,未發生術后出血、膽汁漏、肝功能衰竭等并發癥,均經對癥治療后緩解;無圍術期死亡。術后住院時間7~20 d、(12.0±2.9)d。
23例患者均獲隨訪,隨訪6~27個月、中位隨訪時間18個月,患者生存狀況良好,3例出現腫瘤復發、轉移。
3 討論
巨塊型肝癌被認為是制約肝臟外科治療水平進步的重要障礙和關鍵問題[4, 13]。國內外較大的肝癌治療中心的研究者[13-15]認為,雖然巨塊型肝癌切除難度大,但仍屬可切除的病變范疇,是延長患者生命的最有效治療手段,因此提高其手術切除的安全性和精準性應是臨床研究需要重點關注的。目前數字醫學技術的創新應用推動了精準肝臟外科的發展[8, 16-17],3D可視化、3D打印、AR等的實用價值在臨床上得到證實和體現,尤其是在巨塊型肝癌的治療上,通過3D可視化技術全面精準的術前評估、擬定手術方案和指導手術,增加了手術的安全性,可保障腫瘤的精準根治性切除[1, 11-12, 18]。但精準肝切除術的術前規劃和指導往往是單一影像技術無法完全實現的,整合多模態影像技術并充分發揮彼此的優勢,從而實現肝癌更加精準的診治決策和手術指導是未來發展方向[9]。多模態影像技術通過聯合3D可視化技術、AR技術等多種成像技術,融合不同模態數字圖像信息,實現影像信息的互補與完善,從而輔助更精準地診斷和手術,目前已應用于解剖性肝切除手術導航[19]。多模態影像技術通過融合互補各自的優勢,豐富并完善精準術前規劃和手術導航來實現巨塊型肝癌的精準性、解剖性、根治性切除。
3.1 多模態影像技術在巨塊型肝癌精準術前規劃中的作用
巨塊型肝癌常同肝臟血管關系密切,血管因腫瘤壓迫可致解剖變異,而且我國肝癌患者多合并慢性肝炎和肝纖維化,術中大出血、術后肝功能衰竭等風險更高。因此,嚴格把握手術指征,精準的術前評估、精細全面的手術規劃是手術成功的先決條件[1]。多模態影像技術可從以下幾個方面來實現:① 加強肝臟解剖的精準認識。3D重建和可視化技術通過3D立體模型再現個體化的肝臟解剖和變異,透明化、旋轉等處理后多方位了解腫瘤與血管的立體空間關系,3D打印模型將抽象的二維影像解剖和虛擬的3D圖像模型實物化、實景化,能真實觸摸、反饋并理解真實解剖,從而達到精準、詳細、全面的病情評估。② 精準的個體化肝臟分段和體積計算。剩余肝臟體積是否足夠是能否手術治療的決定因素之一,由于巨大腫瘤的壓迫和轉位,傳統的肝Couinaud解剖分段無法準確規劃和指導手術,個體化的肝分段和體積計算可幫助優化手術方案,輔助判斷手術的可行性和安全性[8, 11, 20]。③ 精細全面的手術規劃:解剖的變異、腫瘤與血管的密切關系、術中意外出血等可導致手術“舉步維艱”。筆者團隊將抽象的手術入路、斷肝平面等通過3D可視化進行仿真演練、3D打印模型推演,優化手術處理預案,結合術中AR技術,提高手術團隊對手術理解和手術方案執行的一致性。
3.2 多模態影像技術在巨塊型肝癌精準肝切除術中導航的作用
精細的手術操作和損傷控制是巨塊型肝癌精準肝切除術成功的關鍵[1],肝臟血管的處理是其核心內容。術中在3D重建圖像模型和3D打印模型的指導下可快速識別和定位重要解剖結構,但這種引導是間接的,術者要在3D圖像模型和真實解剖結構之間不斷切換視覺和思維,降低了手術精準性和效率。AR技術將虛擬3D場景同真實場景融合,術者對現實解剖的感知和識別明顯增強并可互動,形成術者、虛擬環境和實際手術操作三者之間融合交互,產生身臨其境的沉浸感,實現精準的手術導航[9, 21]。① 指導精準的血管解剖。AR環境中真實血管的虛擬顯示可幫助術者精準快速定位,結合術前的模擬手術演練,血管的解剖可做到很精細,減少了血管誤傷和意外大出血。本研究病例術中對血管的處理有的放矢,減少了術中出血,剩余肝組織血供和靜脈回流得到精準保護。② 入肝血流阻斷的精準指導。根據多模態影像顯示的腫瘤處的肝段和血管供應,AR導航下實施精準個體化的入肝血流阻斷,減少了阻斷時間和缺血再灌注損傷,利于術后恢復。③ 指導最優的手術切緣。由于腫瘤巨大,手術操作空間相對狹小,前入路肝切除技術有減少擠壓腫瘤等優勢[1]。多模態影像技術通過精準引導前入路肝切除,可降低手術難度和風險,有利于術后康復[16, 22-23]。本研究病例術中出血少,未發生嚴重并發癥,術后肝功能恢復快。
3.3 不足與展望
本研究是回顧性描述,樣本量偏少,病例選擇可能存在偏倚。多模態影像技術的設備、軟硬件較多,難以完全配備;前期準備和運用需要時間和綜合學習,故目前難以推廣應用。巨塊型肝癌手術難度大,其開展仍需要在有經驗豐富的術者和綜合水平較高的醫療單位進行[4]。但多模態影像技術在巨塊型肝癌的精準手術治療中的初步應用表現出了較強的臨床實用價值,相信隨著數字醫學技術的不斷進步、吲哚菁綠分子熒光動態導航等技術的融入[24],巨塊型肝癌這一難點問題將有望逐步得到解決,推動精準肝臟外科治療水平的不斷向前發展。
重要聲明
利益沖突聲明:本研究中的全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:劉文瑛完成研究設計和論文撰寫;歐陽再興和朱劍華參與研究設計、數據收集和圖表制作;吳黎明和譚勇完成3D重建、3D打印和多模態技術的手術導航以及數據收集;宋灝和朱玉珍負責數據收集、統計分析和術后隨訪;黃從云指導研究設計和手術,技術支持,審閱論文。
倫理聲明:本研究經粵北人民醫院醫學倫理委員會的批準(批文編號:KY-2020-171)。