CT三维重建在肝胆外科的应用现状

姜 超，王海久，任 利，阳丹才让，侯立朝，周 灜，温 浩，樊海宁

(1青海大学附属医院 肝胆胰外科，西宁 810000；2 青海省包虫病研究重点实验室，青海大学包虫病省级重点实验室，西宁 810000;3 新疆医科大学第一附属医院 消化血管外科中心肝胆包虫病科，乌鲁木齐 830054)

CT三维重建在肝胆外科的应用现状

姜 超1,2，王海久1,2，任 利1,2，阳丹才让1,2，侯立朝1,2，周 灜1,2，温 浩3，樊海宁1,2

(1青海大学附属医院 肝胆胰外科，西宁 810000；2 青海省包虫病研究重点实验室，青海大学包虫病省级重点实验室，西宁 810000;3 新疆医科大学第一附属医院 消化血管外科中心肝胆包虫病科，乌鲁木齐 830054)

随着影像技术的发展，CT三维重建技术已广泛应用于肝胆外科的临床实践中。CT三维重建能够将二维图像进行分割重建形成三维投影图像，可清晰地显示病灶位置与肝内管道系统之间的关系，对术前评估肝体积，制订诊疗决策，术中精准操作及术后个体化管理等具有重要价值，推进了肝胆外科和微创技术不断发展，在临床应用上显示出了极大的前景。

计算机断层扫描； 成像,三维； 肝疾病； 胆道外科手术； 综述

三维重建技术是通过计算机图像处理技术对CT和MRI的二维图像进行分割重建导出三维模型[1]，进而可以从任意视角进行观察的三维投影图像。三维重建技术可协助术前观察病灶大小、形状和空间位置等定性或定量信息，评估病灶和正常组织之间的关系，评估器官流入和流出道，使全方位观察实体器官成为可能，从而将精准医学和个体化诊治理念与临床实践紧密结合。目前三维重建技术已经普遍应用于临床和教学，现就三维重建在肝胆外科临床应用的相关文献作一总结。

1 三维重建技术在肝脏外科的应用

肝占位性病变包括肝恶性肿瘤(原发性肝癌、转移性肝癌等)、肝良性肿瘤(肝血管瘤、肝腺瘤、肝纤维瘤等)、肝囊肿、肝包虫病等。根治性外科手术是治疗绝大多数肝良恶性肿瘤的一线治疗方法。但肝脏解剖结构复杂、脉管变异较多，文献[2-3]记载门静脉变异率为3.6 %～35%，是肝脏手术的难点所在。获益于CT、MRI的三维重建影像技术的发展，肝脏外科不断涌现出非原位肝切除、联合肝脏离断和门静脉结扎的分期肝切除术等新型术式，取得了较为满意的疗效。三维重建可从任意角度显示肝脏病灶的位置及其与周围血管的空间毗邻关系，能够将立体肝脏及肝内管道系统的走行一并呈现。在肝内管道的研究[4-5]中，通过三维重建可以发现肝静脉的变异和分型，了解肝短静脉的分布、大小和数量，对预防术中肝短静脉损伤和术后肝淤血有重要意义。

1.1 三维重建在肝占位性病变中的应用 何翼彪等[6]和范应方等[7]对三维重建应用于肝癌和肝包虫病分别进行了研究，结果表明重建后的图像能够清晰地显示病灶与肝内管道的关系，术前通过精细的手术规划，应用三维重建测得的肝体积与实际切除的肝体积无明显差异，并且应用三维重建技术后可明显缩短手术时间、减少术中出血量、降低术后并发症的发生率及复发率。婴幼儿在行肝肿瘤切除手术时，术前三维重建模型能够对手术可行性进行评估，预测术后肝功能[8]。行血管瘤手术治疗时，项楠等[9]术前应用三维重建技术确定结扎血管，以防止手术出血。此外，胡志刚等[10]率先报道应用三维重建技术成功对1例肝细胞癌患者实施联合肝脏离断和门静脉结扎的分阶段肝切除术，通过一期结扎门静脉右支，将左右半肝离断，此时术前评估剩余肝体积为195 ml，占标准肝体积的16%。术后3周再次行三维重建测得的剩余肝体积为394 ml，占标准肝体积的33%，二期成功行右半肝切除，术前三维重建手术规划与实际手术相符，术后患者恢复良好。

1.2 三维重建在终末期肝脏疾病中的应用 右半肝活体肝移植目前仍是成人活体肝移植的主要术式，因右半肝的解剖复杂，术前对流出道、流入道和胆道引流的详细评估至关重要[11]。术前的肝脏三维重建可以准确的显示肝内管道的走行、有无变异，对外科医生移植术前明确肝门血管情况，预制订肝门重建方案及术中快速准确地进行肝门血管吻合有着重要的意义[12-13]。对于肝体积的测量，目前薄层螺旋CT被认为是实质脏器体积最准确的测量工具[14-15]。多排螺旋CT联合三维重建技术，能够准确地评估切除的肝脏体积与残肝体积，误差仅在5%左右[16]。在成人右半肝移植时，既要保证捐献者剩余左肝的体积能够满足其本身需要，又要保证切取下的移植肝体积能够满足受者需要[17]，根据术前肝脏三维重建的评估，能够保证供体与受体各自的有效肝体积，防止供体术后并发症和受体术后的小肝综合征[18]。对于终末期肝泡型包虫病患者，温浩等[19]首次利用三维重建技术进行术前评估，成功实施自体肝移植术并获得良好的疗效。Samstein等[20]报道了通过全腹腔镜左肝切除活体肝移植的短期效果良好。值得注意的是，腹腔镜肝移植手术较开腹手术有一定的弊端，尤其在供体存在血管或胆道变异的情况下，对术中大血管意外损伤的出血控制可能会受到腹腔镜肝移植手术术野不佳及器械操作困难所限制[21]，对此术前行肝脏三维重建的意义即显现出来。在2型肝动脉变异时的肝移植中，术前三维重建模型能够实现对肝脏管道的离断及移植肝脏血管手术吻合过程的三维仿真[22]。仿真的手术过程符合临床手术过程，能够有效节约术中血管重建时间，减少胆道系统因温缺血而引发的并发症。

2 三维重建技术在胆道外科的应用

胆道系统疾病包括胆石症、胆管结石、化脓性胆管炎和胆道肿瘤等，因解剖位置与肝动脉、门静脉相邻，所以术前评估对于胆道手术的成功至关重要。有资料[23]报道，围肝门部胆管的变异率为36%，大大增加了胆道手术的难度。螺旋CT三维重建作为一种无损伤性的影像学技术，可用于检测胆管腔内外的病理改变，对胆道疾病的诊断具有重要价值[24]。范应方等[25]应用三维重建技术可清晰显示肝内胆管树，甚至四级肝内胆管，能够发现胆管的变异，结石的大小、数量、位置以及狭窄或扩张，胆管的长度和直径，胆管和肝内血管系统的空间结构情况等，对于胆道结石行取石术或行手术切除都有重要意义。通过术前对肝脏和胆囊结石数据进行三维可视化及虚拟手术研究，不仅可显示胆囊三角区的组织结构形态及周围炎性浸润情况，还可以进行术前演练，优化手术方案，评价腹腔镜手术的可行性，提高手术安全性，降低并发症发生率，减少再手术的机会[26-27]。

目前关于肝移植术后胆道缺血性病变的防治和肝外胆管的血供等问题不断出现[28]。据报道[29]肝外胆管出血、损伤引起的胆管狭窄和胆道吻合口瘘的发生均可能与胆管血供的损伤有关，因此胆管的血供问题应予以重视。通过基于亚毫米CT扫描数据的三维重建能够精确显示肝外胆管及其各部分血供的分布，对于了解肝外胆管血供和胆囊动脉分型具有重要意义[30]。当肝外胆管发生出血时，可以根据出血的部位结扎相应的供血动脉。在行胆总管探查术或胆肠吻合术时，肝外胆管及其血供的三维重建可显示肝外胆管前壁有无横跨的供血动脉，可分别指导切开和吻合部位的选择，避免损伤胆管供血动脉，防止术后发生胆管缺血性狭窄或胆漏等并发症。

在胆道恶性肿瘤中肝门部胆管癌占60%～70%，且发病率有逐年升高的趋势[31]。根治性手术切除是目前公认的肝门部胆管癌的最佳治疗方法[32]。通过三维重建技术，对于预测手术切缘阴性的准确率高达94.4%[33]，可用于术前规划手术方案，为根治性切除提供重要依据。据报道[34]64排CT胆道和血管三维重建在准确评估肝门部胆管癌的胆道和血管侵犯、术前诊断、可切除性和安全性评估中均有较高价值。既往研究[35-36]显示，采用三维重建技术结合影像技术指导肝门胆管癌手术完全可替代有创的胆道和血管造影。

3 结论

CT三维重建技术的优点在于空间立体感强，可进行任意旋转、切割及测量，较常规图像更为清晰、直观，通过旋转可以在三维空间的任意位置、任意角度直观立体地显示病灶与周围结构的空间位置关系。术前三维重建对于肝体积的测量和评估与实际手术切除的肝体积误差较小，基本能够满足对肝切除和肝移植的术前体积评估。此外，三维重建所提供的仿真手术能够帮助外科医生在手术前制订合理的个体化手术方案，对选择最佳手术方式、增加手术成功率、减小手术损伤、减少手术时间、降低手术风险和并发症的发生等具有十分重要的意义。另一方面，在临床教学中通过三维重建图像可以清晰地显示肝内管道及其走行，从而改变了传统的医学教学模式。

4 不足和展望

尽管数字技术对医学的发展贡献巨大，但是也存在其局限的一面，如在行肝脏和血管三维重建过程中，无法准确识别肝脏轮廓和肝内血管，需手工进一步修改。完整制作一个肝脏三维重建模型需30 min左右，加之术前讨论和手术模拟亦需要30 min左右，大大占用了外科医生的医疗时间。三维重建软件对CT影像的要求较高，多需薄层扫描，对于血管显影的抓拍也要求严格，这些因素均为开展三维重建技术的前提条件。此外，目前流行的三维重建软件大多为国外研发，我国自主研发的相关软件较少，尚未得到较好的推广，且三维重建软件价格较高，对于技术普及实施较困难。

通过对既往文献的回顾，三维重建技术的不断发展和临床应用推进了肝胆外科和微创技术不断的兴起，显示出了极大的前景[37]。相信今后的三维重建图像与新兴的三维打印技术的完美结合将为肝胆外科手术保驾护航，成为肝胆外科迎接新挑战的一把利器。

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引证本文：JIANG C,WANG HJ,REN L,et al.Application status of three-dimensional CT reconstruction in hepatobiliary surgery[J].J Clin Hepatol,2017,33(2):389-393.(in Chinese)

姜超，王海久，任利，等.CT三维重建在肝胆外科的应用现状[J].临床肝胆病杂志,2017,33(2):389-393.

(本文编辑：刘晓红)

Application status of three-dimensional CT reconstruction in hepatobiliary surgery

JIANGChao,WANGHaijiu,RENLi,etal.

(DepartmentofHepatopancreatobiliarySurgery,TheAffiliatedHospitalofQinghaiUniversity,Xining810000,China)

With the development of imaging technology,three-dimensional CT reconstruction has been widely used in hepatobiliary surgery.Three-dimensional CT reconstruction can divide and reconstruct two-dimensional images into three-dimensional images and clearly show the location of lesion and its relationship with the intrahepatic bile duct system.It has an important value in the preoperative assessment of liver volume,diagnosis and treatment decision-making process,intraoperative precise operation,and postoperative individualized management,and promotes the constant development of hepatobiliary surgery and minimally invasive technology,and therefore,it holds promise for clinical application.

tomography,spiral computed； imaging,three-dimensional； liver diseases； biliary tract surgical procedures； review

10.3969/j.issn.1001-5256.2017.02.041

2016-11-08；

2016-11-25。

青海大学中青年科研基金(2014-QYT-1/2013-QYY-4)；青海省科技厅项目(2012-N-536/2016-SF- A5)

姜超(1989-)，男，主要从事普外科基础与临床研究及包虫病方面的研究。

温浩，电子信箱：dr.wenhao@163.com；

樊海宁，电子信箱：fanhaining@medmail.com.cn。

R445； R656

A

1001-5256(2017)02-0389-05