肝尾状叶管道3D可视化模型的构建及意义

2018-03-02张继成余洋洋魏胜超

医学信息 2018年2期

张继成+余洋洋+魏胜超

摘要：目的探讨构建尾状叶肝静脉、门静脉3D可视化模型及血管的结构特征。方法 128排螺旋CT对5例新鲜肝标本进行扫描，并进行三维重建。记录螺旋CT影像下肝尾状叶门静脉和肝尾状叶静脉的空间位置关系及结构特点。结果重建的肝内管道系统结构清晰，层次分明，肝尾状叶血管分布明显，能同时对肝尾状叶门静脉和肝尾状叶静脉进行任意方位的旋转，能清晰地显示出尾状叶管道全方位的解剖结构。结论以明胶-氧化铋填充剂作为灌注材料，能够为肝尾状叶管道三维可视化提供新的技术支持，为临床肝尾状叶手术术前方案提供理论依据与指导。

关键词：肝尾状叶；门静脉；肝静脉；3D可视化

中图分类号：R322 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.02.020

文章编号：1006-1959（2018）02-0057-03

Abstract：Objective To study the 3D visualization model of caudate lobar hepatic vein and portal vein and the structural characteristics of blood vessels.Methods 5 fresh liver specimens were scanned by 128 slice spiral CT.Three-dimensional reconstruction was performed.The spatial location and structural characteristics of caudate lobe portal vein and caudate lobe vein were recorded on spiral CT images.Results The reconstructed intrahepatic conduit system was clearly structured and hierarchical.The vascular distribution of caudate lobe of liver was obvious.The portal vein of caudate lobe and the vein of caudate lobe of liver could be rotated in any direction at the same time.Can clearly show the caudal leaves a full range of anatomical structures.Conclusion Gelatin - bismuth oxide filler as perfusion material can provide new technical support for three-dimensional visualization of the caudate lobe of the liver and provide a theoretical basis and guidance for the clinical preoperative program of the liver caudate lobe.

Key words：Caudate lobe；Portal vein；Hepatic vein；3D visualization

随着精准医学的快速发展，更加精确的手术正逐渐成为当今手术的需求，然而肝脏内管道系统复杂，给肝脏手术带来很大困扰。尤其肝尾状叶切除手术难度大、风险高，曾被视为手术禁区，主要原因在于其位置特殊、毗邻关系复杂[1-3]，而数字化技术的应用可以将肝脏管道进行精准的重建[4-5]。随着科技的不断进步，目前CT已自带软件可以进行三维重建，构建肝尾状叶脏管道的三维结构，从而使对肝尾状叶内部管道的研究进一步深入，这将在很大程度上提高肝尾状叶手术的准确性。三维重建技术最大优点在于可从任意角度、任意方位上观察，并可任意切割[6-7]。本实验采用明胶-氧化铋对标本肝静脉和明胶-氧化铅对标本肝门静脉管道灌注后，运用CT进行多次扫描，利用CT自带软件再进行三维重建的方法来显示肝尾状叶内2套静脉管道系统结构及相互位置关系，以期为临床教学和外科手术等提供便利。

1资料与方法

1.1一般资料甲醛溶液（Formaldehyde solution西陇化工股份有限公司，分析纯）、明胶（Sigma G-2500，强度为 300Bloom）、氧化铋（Bismuth oxideBio 化学名三氧化二铋原型，国药集团化学试剂有限公司，分析纯）；64层CT（美国QE Lights Speed VCT）等。

1.2方法

1.2.1采集肝脏标本上于膈腔静脉裂孔，下于肾静脉上方切断下腔静脉，于肝十二指肠韧带近十二指肠侧切断，获得离体肝标本。

1.2.2肝内管道的冲洗和固定结扎门静脉、下腔静脉一端，肝门静脉插管，下腔静脉另一端插管，配制10%～20%甲醛溶液，从肝静脉、门静脉灌注甲醛溶液，冲洗肝内管道并固定肝脏外形，对悬浮状态下的肝脏灌注造影剂。

1.2.3造影剂的配制与灌注造影剂为氧化铋与明胶混悬液，其配方为：300 Bloom的明胶30.0 g，100 ℃沸水300.0 ml，氧化鉍150.0 g。在40 ℃温水的储槽中，采用40 ml注射器从下腔静脉持续手工灌注造影剂。灌注时注意观察，肝标本远端显现出点状灌注颜色时，即停止灌注。灌注后将标本放入冰柜进行冷藏，以便明胶凝集。

1.2.4 CT扫描与三维重建先从下腔静脉灌注明胶-氧化铋，标本固定于人体正常位置，连续扫描，扫描层厚5.0 mm，层距5.0 mm，拆薄后层厚0.625 mm，层距0.625 mm，电压120 kV，电流106 mA。扫描后的二维图像数据储存于计算机内。再用已经配制好的明胶-氧化铋造影填充剂对同一标本门静脉脉进行灌注，然后进行第二次扫描。采用CT自带软件进行三维重建。利用表面成像的方法显示其外部形态，用透明成像的方法显示其内部管道系统。endprint

2结果

横断面原始图像及其三维图像重建均达到满意的效果，可清晰显示5级以上门静脉分支、肝静脉属支。在CT横断层标本上，可见的2～3支尾状叶肝静脉汇入下腔静脉；2～3支尾状叶门静脉，来自于门静脉左支和右支。直径多为1.5～5.0 mm。通过CT自带软件重建了尾状叶肝静脉、门静脉的三维图像。通过调节软件相关参数，可以控制图像演示的方位、角度等，实现人机交互的任意三维旋转，整体显示清晰、生动形象，见图1～图3。

3讨论

3.1肝尾状叶管道三维可视化的研究现状尾状叶又称Spiegel叶、肝背段（dorsal segment）、Couinaud分类中的Ⅰ肝段。对尾状叶范围的确认目前尚无统一的标准，一般认为尾状叶是Cantlie线与镰状韧带两个矢状面之间的、肝背裂后肝背部的部分，可分为三部分[8]，即spiegel叶、腔静脉旁部与尾状突。肝尾状叶因其位置特殊、毗邻关系复杂，故切除手术难度大、风险高，曾被视为手术禁区[9]。目前关于肝尾状叶的解剖研究及手术方案已有不少报道，折占飞[10]等选取42具成人离体尸肝标本，采用雕琢法观测肝尾状叶形态、毗邻及管道，制作6具肝静脉铸型标本，观测尾状叶静脉系统属支及走行，成功重建尾状叶及毗邻主要管道空间关系。汪坤菊[11]等采用64排螺旋CT对5例新鲜肝标本进行扫描并进行三维重建，记录螺旋CT影像下尾状叶门静脉内径、数量、走向及毗邻关系，可直观形象地体现尾状叶门静脉的空间位置关系。刘天锡[12]等采用雕琢法和断层解剖观测肝尾状叶形态、毗邻，血管系统的来源、走行。

本实验将从下腔静脉灌注了明胶-氧化铋的肝脏标本固定于人体正常位置行第1次扫描。扫描后的二维图像数据储存于计算机内。然后接着采用明胶-氧化铋造影填充剂对同一标本门静脉灌注并进行第2次扫描。利用两次扫描的结果能够对肝静脉和肝门静脉分别进行有效的三维可视化，可清楚显示肝尾状叶血管分布，层次清晰，边缘光滑，可任意角度多方位旋转，并可将二者叠加同时进行显示。

3.2肝尾状叶管道三维可视化的研究意义肝切除术是治疗肝脏肿瘤的首选方法，但由于肝脏解剖结构复杂，血管变异也较常见，加之其质脆、易出血，使肝切除的难度加大，术中误伤血管、胆管的情况时有发生，仅依靠二维平面影像学图像可能很难满足精确肝脏切除的要求[13-14]。肝尾状叶癌需行手术切除，而肝尾状叶位置较深，变异较多，毗邻大血管，手术操作复杂，具有很大困难和风险，加之尾状叶内管道分布不定，故长期以来一直被视为手术的禁区。因此，在进行尾状叶手术之前需要了解其内部血管走行，即术前行常规血管检查，它可为外科医生提供精确的肝内血管的解剖，降低手术风险，减少意外的发生。由此可见，肝脏的血管三维重建在一定程度上对于保证手术的安全性以及提高手术效率等方面起到了重要的作用。

综上所述，肝尾状叶血管的三维重建为建立肝尾状叶血管动态模型，了解不同活体肝尾状叶血管分布、走行及与病变的关系等提供了有效的途径；也为肝尾状叶叶切除、介入手术等提供了多角度、多层面的直观图像。同时也为临床医学生的虚拟手术操作以及手术教学开辟了一条新途径。

参考文献：

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[10]折占飞，罗亿治，王济明.肝尾状叶手术的应用解剖研究[J].肝胆胰外科杂志，2003，15（1）：21-25.