引用本文: 張童鑫, 艾龍龍, 張玉江, 張耀軍, 阿合提別克. 三維可視化技術與二維影像比較輔助肝切除術臨床效果的 Meta 分析. 中國循證醫學雜志, 2018, 18(8): 850-857. doi: 10.7507/1672-2531.201803058 復制
目前對于肝臟病灶良、惡性的金標準診斷仍舊是病理學檢查。臨床上主要采取細針穿刺術和(或)手術切除取病灶部位的活檢組織行病理組織學檢查[1],但無論采取哪種活檢方式,醫師均需提前充分了解肝臟占位的解剖位置,這就需要借助于影像學檢查。傳統上,臨床外科醫師主要依據彩色多普勒彩超、CT、MRI 等相關輔助檢查[2]在術前對肝臟擬切除病灶進行大致的解剖定位和影像學診斷[3]。
傳統影像學檢查(B 超、CT、MRI)提供的是二維圖像,外科醫師需要憑借經驗對二維圖像進行虛擬的三維形象合成,但主觀性較強,具有很大的不一致性和不確定性,尤其是面對復雜肝臟腫瘤的定位、診斷和術前規劃,外科醫師更是感覺困難及棘手[4]。隨著計算機技術和影像技術的快速發展,新興的三維可視化技術(three-dimensional visualization technique)[5]因其高效、可靠,能更好顯示、描述和解釋肝臟病灶三維解剖和形態特征,在肝臟外科領域得到了廣泛推廣及應用,顯示出良好的臨床應用前景[6]。
國內、外已有很多針對三維可視化技術輔助肝切除術的研究,但相比傳統二維影像學檢查,三維可視化技術是否在肝臟切除中更有優勢目前尚缺乏高質量證據支持。因此,本文系統評價應用三維可視化技術與二維影像比較輔助肝切除術的臨床效果,以期為臨床實踐提供參考。
1 資料與方法
1.1 納入與排除標準
1.1.1 研究類型
國內外公開發表的,在肝切除術中應用三維可視化技術的臨床研究。首選隨機對照試驗(RCT),若無 RCT,則納入其他類型的臨床對照試驗,包括自身對照試驗、非同期對照試驗和隊列研究等。
1.1.2 研究對象
經臨床診斷疑患原發性肝臟良、惡性腫瘤、肝膽管結石病、肝臟轉移性腫瘤或其他需外科手術治療疾病的患者。
1.1.3 干預措施
試驗組:術前應用三維可視化技術評估肝臟占位;對照組:術前應用常規二維影像行相關術前評估。
1.1.4 結局指標
① 術前預測切除肝臟體積與術中實際切除體積的偏差[7];② 手術持續時間;③ 術中輸血量;④ 術中出血量;⑤ 手術后并發癥發生率;⑥ 根治性手術切除率(R0 切除率);⑦ 住院時間。
1.1.5 排除標準
① 重復發表的文獻;② 非中、英文文獻;③ 原始研究數據無法提取且聯系作者后仍無法獲取者;④ 不能耐受手術治療或治療方案改變未行手術治療者;⑤ 試驗設計中未設置對照干預組。
1.2 文獻檢索策略
計算機檢索 EMbase、PubMed、The Cochrane Library、CBM、CNKI、WanFang Data 和 VIP 數據庫[8],搜集國內外公開發表的有關三維可視化技術與二維影像輔助肝切除術比較的臨床試驗,檢索時限均從建庫至 2017 年 9 月。檢索采用“主題詞+自由詞”的檢索方式,英文檢索詞包括:three-dimensional visualization、3D visualization、hepatectomy、hepatectomies。中文檢索詞包括:三維可視化技術、3D、肝切除術等。此外,追溯納入文獻的參考文獻,以補充獲取相關文獻[9]。以 PubMed 為例,其具體檢索策略見框 1。

1.3 文獻篩選與資料提取
由 2 名研究者獨立篩選文獻、提取資料并交叉核對,如遇分歧,則討論解決或交由第三名研究者解決,缺乏數據資料盡量與原文作者聯系予以補充[10]。首先通過閱讀標題進行文獻篩選,在排除明確不相關的文獻后,進一步閱讀文獻摘要和全文,最終確定是否納入。資料提取主要內容包括:① 基本資料:第一作者、發表年份、發表期刊、研究時間、研究設計類型、樣本量;② 研究對象的基本特征:年齡、性別和疾病狀況等;③ 干預措施:術前評估方法和術中實際測量指標等;④ 偏倚風險評價的關鍵要素;⑤ 所關注的結局指標和結果測量數據:術前預測肝臟切除體積、術中實際切除肝臟體積、術中失血量、術中輸血量、手術時間、術后并發癥發生率、肝臟腫瘤根治性手術切除率、住院時間。
1.4 納入研究的偏倚風險評價
因未檢索到 RCT, 故使用紐卡斯爾-渥太華量表(The Newcastle-Ottawa scale,NOS)對納入研究的偏倚風險進行評價[11, 12]。
1.5 統計分析
采用 RevMan 5.3 軟件進行統計分析。計量資料采用均數差(mean difference,MD)為效應分析統計量,二分類變量采用比值比(odds ratio,OR)為效應分析統計量,各效應量均提供其 95%CI。納入研究結果間的異質性采用 χ2 檢驗進行分析(檢驗水準為 α=0.1),同時結合 I2 定量判斷異質性大小[13,14]。若各研究結果間無統計學異質性,則采用固定效應模型進行 Meta 分析;若各研究結果間存在統計學異質性,則進一步分析異質性來源,在排除明顯臨床異質性的影響后,采用隨機效應模型進行 Meta 分析。Meta 分析的水準設為 α=0.05。明顯的臨床異質性采用亞組分析或敏感性分析等方法進行處理,或只行描述性分析。
2 結果
2.1 文獻篩選流程及結果
初檢共獲得相關文獻 232 篇,經逐層篩選,最終納入 11 個臨床研究[15-25]。文獻篩選流程及結果見圖 1。

*所檢索的數據庫及檢出文獻數具體如下:PubMed(
2.2 納入研究的基本特征和偏倚風險評價結果
共納入 7 個隊列研究[18, 19, 21-25]、3 個同期自身對照試驗[15-17]及 1 個非同期對照試驗[20]。包括 953 例患者,其中二維影像組 474 例,三維影像組 479 例。納入研究的基本特征見表 1,偏倚風險評價結果見表 2。


2.3 Meta 分析結果
2.3.1 R0 切除率
共納入 3 個研究[20, 24, 25]。固定效應模型 Meta 分析結果顯示,三維可視化技術組 R0 切除率高于傳統二維影像組[OR=2.91,95%CI(1.31,6.43),P=0.009],兩組差異有統計學意義(圖 2)。

2.3.2 術后并發癥發生率
共納入 7 個研究[19-25]。固定效應模型 Meta 分析結果顯示,三維可視化技術組術后并發癥發生率低于傳統二維影像組[OR=0.55,95%CI(0.38,0.80),P=0.002],兩組差異有統計學意義(圖 3)。

2.3.3 術前預測肝臟切除體積與術中實際切除體積之間的偏差
共納入 3 個研究[15-17]。隨機效應模型 Meta 分析結果顯示,三維可視化技術能夠減少術前預測切除體積與術中實際切除體積之間的偏差[MD=–94.38,95%CI(–185.46,–3.30),P=0.04],兩組差異有統計學意義(圖 4)。

2.3.4 術中輸血量
共納入 4 個研究[19, 21, 22, 24]。固定效應模型 Meta 分析結果顯示,與傳統二維影像比較,三維可視化技術能夠減少術中輸血量[MD=–96.05,95%CI(–126.78,–65.31),P<0.000 01],兩組差異有統計學意義(圖 5)。

2.3.5 術中出血量
共納入 8 個研究[18-25]。隨機效應模型 Meta 分析結果顯示,與傳統二維影像比較,肝切除術中應用三維可視化技術能夠減少術中出血量[MD=–79.70,95%CI(–139.86,–19.53),P=0.009],兩組差異有統計學意義(圖 6)。

2.3.6 手術時間
共納入 8 個研究[18-25]。隨機效應模型 Meta 分析結果顯示,與傳統二維影像比較,肝切除術應用三維可視化技術能夠減少手術時間[MD=–33.58,95%CI(–60.09,–7.08),P=0.01],兩組差異有統計學意義(圖 7)。

2.3.7 住院時間
共納入 5 個研究[19, 21-24]。隨機效應模型 Meta 分析結果顯示,兩組住院時間差異無統計學意義[MD=–0.75,95%CI(–2.45,0.95),P=0.39]。按肝臟占位性病灶性質不同進行亞組分析,結果顯示:原發性肝臟腫瘤患者的三維可視化技術組住院時間少于二維影像組,差異有統計學意義[MD=–2.00,95%CI(–3.08,–0.91),P=0.000 3];而非原發性肝臟腫瘤患者兩組住院時間差異無統計學意義[MD=0.91,95%CI(–0.03,1.85),P=0.06](圖 8)。

2.3.8 敏感性分析
采用逐一剔除單個納入研究的方法對結局指標進行敏感性分析,合并結果未發生較大改變,說明本研究 Meta 分析結果較穩定。
2.3.9 發表偏倚
基于術后并發癥發生率這一結局指標繪制漏斗圖進行發表偏倚分析,結果顯示各研究在漏斗兩側分布不完全對稱,提示可能存在發表偏倚(圖 9)。

3 討論
醫學三維可視化技術是一種基于人體結構圖像數據庫的數字醫學技術[26],它利用計算機圖像處理技術對傳統二維影像學檢查的數據進行分析、融合、計算、分割、渲染等處理,綜合集成圖像可視化技術、虛擬手術演示技術、快速成型技術及三維圖像控制與測量技術[27],使臨床外科醫師可借助醫學三維可視化技術中的手術仿真、術中導航等操作系統,為術前精確評估、規劃手術方案,安全進行手術操作提供更準確直觀的三維影像數據支持[28]。
自從 19 世紀 90 年代開展了世界上第一例肝臟切除術后,隨著對肝臟解剖結構、生理代謝功能逐步加深的了解和認識,肝切除術取得了長足發展[2],但臨床醫生面對腫瘤侵襲范圍廣泛、解剖部位特殊、累及重要脈管結構或伴有肝功能損害的復雜性肝臟腫瘤時,因手術方式復雜、手術時間長、腫瘤完整切除難度大、術中出血多、術后并發癥多等原因容易導致患者術后恢復不佳,甚至因嚴重并發癥而死亡[29]。應用醫學三維可視化技術在肝切除術中可起到很好的“保駕護航”作用,為提高手術安全性、可行性、合理性、減少術后并發癥發生、加速患者康復等方面提供了更有力的技術支持。
本研究結果顯示:與傳統二維影像學技術比較,三維可視化技術可顯著提高肝臟腫瘤患者的 R0 切除率,減少患者術后并發癥的發生,減少術中出血量、輸血量、手術時間,預測的擬切除肝臟體積與實際切除體積更相符,保證在根治性切除腫瘤的基礎上能夠保留足夠的肝臟體積,避免術后因肝臟剩余體積不足而導致肝功能不全甚至衰竭。我們對有統計異質性的結局指標(包括預測切除體積偏差、術中出血量、手術時間和住院時間)進行了異質性來源分析,但僅在住院時間方面發現肝臟占位性質是導致該指標異質性來源之一。其他的異質性來源可能包括:納入患者基礎疾病不同、手術方式不同、技術水平不同、研究設計不同等,但由于本研究納入研究數量較少,不能進行亞組分析,故在臨床應用時,應慎重對待本文結論。
本研究的局限性:① 納入研究數量較少且無 RCT,試驗設計方案對患者特點、病例分組等因素缺乏組間控制機制,實施、測量等偏倚難以避免;② 如前所述,部分結局指標合并結果存在較大異質性,無法進行亞組分析,可能影響結果的可信度;③ 納入研究患者多數來自亞洲,人種比較單一,可能對結果的外推性產生影響;④ 納入多數研究結果為陽性結果,但漏斗圖結果提示,可能存在陰性結果未發表導致的選擇性及發表偏倚。
綜上所述,當前證據顯示,應用三維可視化技術輔助肝切除術,可更好預測肝臟腫瘤切除體積、提高肝臟腫瘤 R0 切除率、縮短手術時間、減少術中輸血量及出血量、減少術后并發癥的發生。三維可視化技術可在精準肝切除術中應用[30],且在精確術前評估、精密手術規劃、精細手術操作、精良術后管理方面具有較強優勢[31]。受納入研究數量和質量的限制,上述結論尚待開展更多高質量研究予以驗證。
目前對于肝臟病灶良、惡性的金標準診斷仍舊是病理學檢查。臨床上主要采取細針穿刺術和(或)手術切除取病灶部位的活檢組織行病理組織學檢查[1],但無論采取哪種活檢方式,醫師均需提前充分了解肝臟占位的解剖位置,這就需要借助于影像學檢查。傳統上,臨床外科醫師主要依據彩色多普勒彩超、CT、MRI 等相關輔助檢查[2]在術前對肝臟擬切除病灶進行大致的解剖定位和影像學診斷[3]。
傳統影像學檢查(B 超、CT、MRI)提供的是二維圖像,外科醫師需要憑借經驗對二維圖像進行虛擬的三維形象合成,但主觀性較強,具有很大的不一致性和不確定性,尤其是面對復雜肝臟腫瘤的定位、診斷和術前規劃,外科醫師更是感覺困難及棘手[4]。隨著計算機技術和影像技術的快速發展,新興的三維可視化技術(three-dimensional visualization technique)[5]因其高效、可靠,能更好顯示、描述和解釋肝臟病灶三維解剖和形態特征,在肝臟外科領域得到了廣泛推廣及應用,顯示出良好的臨床應用前景[6]。
國內、外已有很多針對三維可視化技術輔助肝切除術的研究,但相比傳統二維影像學檢查,三維可視化技術是否在肝臟切除中更有優勢目前尚缺乏高質量證據支持。因此,本文系統評價應用三維可視化技術與二維影像比較輔助肝切除術的臨床效果,以期為臨床實踐提供參考。
1 資料與方法
1.1 納入與排除標準
1.1.1 研究類型
國內外公開發表的,在肝切除術中應用三維可視化技術的臨床研究。首選隨機對照試驗(RCT),若無 RCT,則納入其他類型的臨床對照試驗,包括自身對照試驗、非同期對照試驗和隊列研究等。
1.1.2 研究對象
經臨床診斷疑患原發性肝臟良、惡性腫瘤、肝膽管結石病、肝臟轉移性腫瘤或其他需外科手術治療疾病的患者。
1.1.3 干預措施
試驗組:術前應用三維可視化技術評估肝臟占位;對照組:術前應用常規二維影像行相關術前評估。
1.1.4 結局指標
① 術前預測切除肝臟體積與術中實際切除體積的偏差[7];② 手術持續時間;③ 術中輸血量;④ 術中出血量;⑤ 手術后并發癥發生率;⑥ 根治性手術切除率(R0 切除率);⑦ 住院時間。
1.1.5 排除標準
① 重復發表的文獻;② 非中、英文文獻;③ 原始研究數據無法提取且聯系作者后仍無法獲取者;④ 不能耐受手術治療或治療方案改變未行手術治療者;⑤ 試驗設計中未設置對照干預組。
1.2 文獻檢索策略
計算機檢索 EMbase、PubMed、The Cochrane Library、CBM、CNKI、WanFang Data 和 VIP 數據庫[8],搜集國內外公開發表的有關三維可視化技術與二維影像輔助肝切除術比較的臨床試驗,檢索時限均從建庫至 2017 年 9 月。檢索采用“主題詞+自由詞”的檢索方式,英文檢索詞包括:three-dimensional visualization、3D visualization、hepatectomy、hepatectomies。中文檢索詞包括:三維可視化技術、3D、肝切除術等。此外,追溯納入文獻的參考文獻,以補充獲取相關文獻[9]。以 PubMed 為例,其具體檢索策略見框 1。

1.3 文獻篩選與資料提取
由 2 名研究者獨立篩選文獻、提取資料并交叉核對,如遇分歧,則討論解決或交由第三名研究者解決,缺乏數據資料盡量與原文作者聯系予以補充[10]。首先通過閱讀標題進行文獻篩選,在排除明確不相關的文獻后,進一步閱讀文獻摘要和全文,最終確定是否納入。資料提取主要內容包括:① 基本資料:第一作者、發表年份、發表期刊、研究時間、研究設計類型、樣本量;② 研究對象的基本特征:年齡、性別和疾病狀況等;③ 干預措施:術前評估方法和術中實際測量指標等;④ 偏倚風險評價的關鍵要素;⑤ 所關注的結局指標和結果測量數據:術前預測肝臟切除體積、術中實際切除肝臟體積、術中失血量、術中輸血量、手術時間、術后并發癥發生率、肝臟腫瘤根治性手術切除率、住院時間。
1.4 納入研究的偏倚風險評價
因未檢索到 RCT, 故使用紐卡斯爾-渥太華量表(The Newcastle-Ottawa scale,NOS)對納入研究的偏倚風險進行評價[11, 12]。
1.5 統計分析
采用 RevMan 5.3 軟件進行統計分析。計量資料采用均數差(mean difference,MD)為效應分析統計量,二分類變量采用比值比(odds ratio,OR)為效應分析統計量,各效應量均提供其 95%CI。納入研究結果間的異質性采用 χ2 檢驗進行分析(檢驗水準為 α=0.1),同時結合 I2 定量判斷異質性大小[13,14]。若各研究結果間無統計學異質性,則采用固定效應模型進行 Meta 分析;若各研究結果間存在統計學異質性,則進一步分析異質性來源,在排除明顯臨床異質性的影響后,采用隨機效應模型進行 Meta 分析。Meta 分析的水準設為 α=0.05。明顯的臨床異質性采用亞組分析或敏感性分析等方法進行處理,或只行描述性分析。
2 結果
2.1 文獻篩選流程及結果
初檢共獲得相關文獻 232 篇,經逐層篩選,最終納入 11 個臨床研究[15-25]。文獻篩選流程及結果見圖 1。

*所檢索的數據庫及檢出文獻數具體如下:PubMed(
2.2 納入研究的基本特征和偏倚風險評價結果
共納入 7 個隊列研究[18, 19, 21-25]、3 個同期自身對照試驗[15-17]及 1 個非同期對照試驗[20]。包括 953 例患者,其中二維影像組 474 例,三維影像組 479 例。納入研究的基本特征見表 1,偏倚風險評價結果見表 2。


2.3 Meta 分析結果
2.3.1 R0 切除率
共納入 3 個研究[20, 24, 25]。固定效應模型 Meta 分析結果顯示,三維可視化技術組 R0 切除率高于傳統二維影像組[OR=2.91,95%CI(1.31,6.43),P=0.009],兩組差異有統計學意義(圖 2)。

2.3.2 術后并發癥發生率
共納入 7 個研究[19-25]。固定效應模型 Meta 分析結果顯示,三維可視化技術組術后并發癥發生率低于傳統二維影像組[OR=0.55,95%CI(0.38,0.80),P=0.002],兩組差異有統計學意義(圖 3)。

2.3.3 術前預測肝臟切除體積與術中實際切除體積之間的偏差
共納入 3 個研究[15-17]。隨機效應模型 Meta 分析結果顯示,三維可視化技術能夠減少術前預測切除體積與術中實際切除體積之間的偏差[MD=–94.38,95%CI(–185.46,–3.30),P=0.04],兩組差異有統計學意義(圖 4)。

2.3.4 術中輸血量
共納入 4 個研究[19, 21, 22, 24]。固定效應模型 Meta 分析結果顯示,與傳統二維影像比較,三維可視化技術能夠減少術中輸血量[MD=–96.05,95%CI(–126.78,–65.31),P<0.000 01],兩組差異有統計學意義(圖 5)。

2.3.5 術中出血量
共納入 8 個研究[18-25]。隨機效應模型 Meta 分析結果顯示,與傳統二維影像比較,肝切除術中應用三維可視化技術能夠減少術中出血量[MD=–79.70,95%CI(–139.86,–19.53),P=0.009],兩組差異有統計學意義(圖 6)。

2.3.6 手術時間
共納入 8 個研究[18-25]。隨機效應模型 Meta 分析結果顯示,與傳統二維影像比較,肝切除術應用三維可視化技術能夠減少手術時間[MD=–33.58,95%CI(–60.09,–7.08),P=0.01],兩組差異有統計學意義(圖 7)。

2.3.7 住院時間
共納入 5 個研究[19, 21-24]。隨機效應模型 Meta 分析結果顯示,兩組住院時間差異無統計學意義[MD=–0.75,95%CI(–2.45,0.95),P=0.39]。按肝臟占位性病灶性質不同進行亞組分析,結果顯示:原發性肝臟腫瘤患者的三維可視化技術組住院時間少于二維影像組,差異有統計學意義[MD=–2.00,95%CI(–3.08,–0.91),P=0.000 3];而非原發性肝臟腫瘤患者兩組住院時間差異無統計學意義[MD=0.91,95%CI(–0.03,1.85),P=0.06](圖 8)。

2.3.8 敏感性分析
采用逐一剔除單個納入研究的方法對結局指標進行敏感性分析,合并結果未發生較大改變,說明本研究 Meta 分析結果較穩定。
2.3.9 發表偏倚
基于術后并發癥發生率這一結局指標繪制漏斗圖進行發表偏倚分析,結果顯示各研究在漏斗兩側分布不完全對稱,提示可能存在發表偏倚(圖 9)。

3 討論
醫學三維可視化技術是一種基于人體結構圖像數據庫的數字醫學技術[26],它利用計算機圖像處理技術對傳統二維影像學檢查的數據進行分析、融合、計算、分割、渲染等處理,綜合集成圖像可視化技術、虛擬手術演示技術、快速成型技術及三維圖像控制與測量技術[27],使臨床外科醫師可借助醫學三維可視化技術中的手術仿真、術中導航等操作系統,為術前精確評估、規劃手術方案,安全進行手術操作提供更準確直觀的三維影像數據支持[28]。
自從 19 世紀 90 年代開展了世界上第一例肝臟切除術后,隨著對肝臟解剖結構、生理代謝功能逐步加深的了解和認識,肝切除術取得了長足發展[2],但臨床醫生面對腫瘤侵襲范圍廣泛、解剖部位特殊、累及重要脈管結構或伴有肝功能損害的復雜性肝臟腫瘤時,因手術方式復雜、手術時間長、腫瘤完整切除難度大、術中出血多、術后并發癥多等原因容易導致患者術后恢復不佳,甚至因嚴重并發癥而死亡[29]。應用醫學三維可視化技術在肝切除術中可起到很好的“保駕護航”作用,為提高手術安全性、可行性、合理性、減少術后并發癥發生、加速患者康復等方面提供了更有力的技術支持。
本研究結果顯示:與傳統二維影像學技術比較,三維可視化技術可顯著提高肝臟腫瘤患者的 R0 切除率,減少患者術后并發癥的發生,減少術中出血量、輸血量、手術時間,預測的擬切除肝臟體積與實際切除體積更相符,保證在根治性切除腫瘤的基礎上能夠保留足夠的肝臟體積,避免術后因肝臟剩余體積不足而導致肝功能不全甚至衰竭。我們對有統計異質性的結局指標(包括預測切除體積偏差、術中出血量、手術時間和住院時間)進行了異質性來源分析,但僅在住院時間方面發現肝臟占位性質是導致該指標異質性來源之一。其他的異質性來源可能包括:納入患者基礎疾病不同、手術方式不同、技術水平不同、研究設計不同等,但由于本研究納入研究數量較少,不能進行亞組分析,故在臨床應用時,應慎重對待本文結論。
本研究的局限性:① 納入研究數量較少且無 RCT,試驗設計方案對患者特點、病例分組等因素缺乏組間控制機制,實施、測量等偏倚難以避免;② 如前所述,部分結局指標合并結果存在較大異質性,無法進行亞組分析,可能影響結果的可信度;③ 納入研究患者多數來自亞洲,人種比較單一,可能對結果的外推性產生影響;④ 納入多數研究結果為陽性結果,但漏斗圖結果提示,可能存在陰性結果未發表導致的選擇性及發表偏倚。
綜上所述,當前證據顯示,應用三維可視化技術輔助肝切除術,可更好預測肝臟腫瘤切除體積、提高肝臟腫瘤 R0 切除率、縮短手術時間、減少術中輸血量及出血量、減少術后并發癥的發生。三維可視化技術可在精準肝切除術中應用[30],且在精確術前評估、精密手術規劃、精細手術操作、精良術后管理方面具有較強優勢[31]。受納入研究數量和質量的限制,上述結論尚待開展更多高質量研究予以驗證。