计算机辅助手术系统在小儿神经母细胞瘤手术治疗中的应用

(青岛大学附属医院小儿外科，山东 青岛 266003)

神经母细胞瘤(NB)是儿童中最常见的颅外实体恶性肿瘤[1]，发病率位于儿童肿瘤的第3位，仅低于白血病和中枢神经系统肿瘤。96%的病儿于10岁前发病，恶性程度高，进展速度快，易发生早期转移[2]。目前主要采用手术切除配合放疗及化疗的综合治疗方式。因此，在手术过程中能否在保证周围组织器官安全的前提下完整切除肿瘤对病儿预后有极大的影响[3]。小儿NB于腹膜后及后纵隔发病率较高，肿瘤周围多毗邻重要器官和血管，术前判断肿瘤及其与周围组织情况多依靠CT及MRI等影像学检查[4]，由于其二维成像的特点，很难直观地表现肿瘤与周围血管及组织的关系，Hisense CAS的出现解决了这一难题[5]。本研究通过对近几年间我院收治的NB病儿进行分析，对Hisense CAS指导手术治疗NB的过程和结果进行评估。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

我院小儿外科2015—2017年收治的NB病儿15例，男4例，女11例；年龄为1月～6岁，年龄中位数为2岁；其中3例为后纵隔占位，12例为腹膜后占位。2例临床首发症状为咳嗽，2例为发热伴跛行，7例有腹胀、腹泻，4例临床表现不明显，为偶然发现。血液中神经元特异性烯醇化酶水平为18.8～276.7 μg/L。

1.2 CT数据采集方法

检查当日病儿禁饮食4 h，使用64排螺旋CT(美国GE公司)对12例病儿行上、下腹部CT增强扫描，3例行胸部CT增强扫描，扫描前静脉注射300 g/L非离子对比剂(1.5～2.0 mL/kg)，对不能配合的病儿可口服40 g/L水合氯醛(0.5 mL/kg)镇静，待其入睡后检查。CT扫描层厚度0.6 mm，扫描完成后将数据传输至工作站处理，以医学数字成像及通讯(DICOM)文件格式输出并存储。

1.3 三维重建方法

病儿均应用Hisense CAS三维重建明确脏器的解剖结构关系，术前模拟手术及术中指导手术。将CT扫描的动脉期以及静脉期DICOM文件导入Hisense CAS中，在横断面视窗中选择种子点，对脏器进行分割，以闭合曲线标记肿瘤，调节断面分割肿瘤后，系统可自动生成立体图像。选择动脉期和静脉期的CT数据，调节窗宽和窗位，确定生成血管范围，即可重建出血管图像。最后将脏器、肿瘤、血管重建图像整合，对不同的结构添加不同的色彩，进行放大、缩小、旋转及透明化等处理，完成肿瘤及周围器官血管的三维重建。重建后的图像可以直观、立体的显示肿瘤与周围脏器的位置关系，明确血管走行，指导手术进行。

1.4 手术方法

根据术前检查明确诊断，3例病儿为后纵隔NB，行开胸手术切除；12例病儿为腹膜后NB，行开腹手术切除。手术前，通过Hisense CAS三维重建图像明确解剖结构，模拟手术，判断手术的可行性；手术过程中，通过实时智能导航系统(SID)，随时判断肿瘤与周围脏器的解剖关系，保护毗邻血管，按照术前规划分离、结扎肿瘤血管，减少出血，成功切除肿瘤，并取周围肿大淋巴结活检。

2 结 果

2.1 CT增强及Hisense CAS三维重建结果

共15例病儿分别行胸部或上、下腹部CT增强扫描。结果显示，3例为后纵隔脊柱旁占位，最大直径约为2.8～5.1 cm，平均4.1 cm，边界较清，未明显侵犯及压迫周围气管和食管，其中1例病儿显示右肺上叶后段的多发小结节，考虑肺部转移可能性较大。另12例病儿为腹膜后占位，瘤体内均可见点片状钙质密度影。其中6例为腹膜后巨大包块，包块最大直径约为5.3～18.0 cm，平均8.6 cm，均出现压迫周围组织、器官情况；7例显示包块与周围组织和血管边界不清，不能明确判断与周围组织情况。所有病儿根据CT结果行Hisense CAS三维重建，多方位、立体地显示肿瘤压迫周围器官程度，以及瘤体与周围血管的走行关系，是否出现侵袭及包裹等情况。做好术前全面的评估及规划，判断能否完整切除肿瘤，选择最优的手术方案，指导手术进行(如图1～3，扫描文后二维码可观看Hisense CAS制作过程及手术相关视频)。

2.2 手术结果

15例病儿均手术完整切除肿瘤，术中逐步游离肿瘤与血管及组织，并用8号红色尿管提拉保护血管。术中解剖情况与Hisense CAS三维重建结果相同，手术按计划顺利进行。术中出血量以及输血量的中位数分别为20和10 mL，手术时间中位数为128 min，术后病理结果报告10例为神经母细胞瘤，5例为节细胞神经母细胞瘤。术后6个月内复查随访，分别行上、下腹部或胸部CT平扫检查，15例病儿均无肿瘤原位复发情况，其中考虑发生肺转移的病儿目前正在接受化疗，结节部位组织病理活检未见明显瘤细胞，建议继续观察结节情况。

3 讨 论

NB是一种起源于未分化交感神经节细胞的胚胎性肿瘤，发病高峰期为3～5岁，其中约65%原发瘤部位为腹膜后，来源于肾上腺或交感神经节；另外，约25%的NB原发瘤部位为后纵隔。目前治疗方法仍以手术为主[6]，同时配合术前或术后的放疗和化疗。因此能否准确、安全地切除肿瘤成为影响NB病儿生存及预后的关键一步。目前NB术前诊断的方法主要有超声、CT平扫及增强扫描、MRI平扫及增强扫描等。其中超声可以帮助发现原发病灶、观察病灶范围、内部结构及病变范围，适用于临床常规检查，但当周围组织被肿瘤侵犯时，超声的诊断结果不佳[7]。同时，超声的影像资料保存程度较差，很难根据其指导手术过程。在此方面，CT检查相较超声能更好地反映肿瘤组织与毗邻脏器和血管的关系，在手术前进行初步的判断，能为手术者提供一个可供参考的影像学资料。但在肿瘤出现边缘明显坏死、与周围脏器分界不清等情况时，仅仅依据二维CT影像检查结果便很难确定肿瘤来源，也易致误诊，同时对指导手术也有一定的局限性[8]。目前，随着数字医学的不断发展，计算机辅助手术系统能够在CT检查的基础上，进行三维重建并模拟手术过程[9]，不仅能够清楚地反映肿瘤与周围组织和血管走行的关系，更好地明确肿瘤的原发灶位置，还能够精确地构建出肿瘤与脏器和血管的三维模型，为术前模拟手术、术中完整安全地切除肿瘤提供精准的参考。

A、B：术前增强CT检查，肿瘤表面与右髂总动脉紧贴，左髂总动脉分支进入肿瘤内部；C：术前Hisense CAS三维重建图像，右侧髂总动脉及输尿管包绕肿瘤，部分肠系膜上动脉进入肿瘤内部；D：术中探查情况，按术前规划分离输尿管及髂血管。

图11例腹膜后NB(肿瘤与髂血管连接紧密)病儿的术前增强CT、HisenseCAS三维重建图像及术中探查情况

A、B：术前增强CT检查，发现肿瘤巨大，左肾受压变形，腹主动脉向右前方移位，脾动脉及左髂内、外动脉与肿瘤关系紧密。C：三维重建图像，显示肿瘤压迫右肾及腹主动脉情况，髂血管包绕肿瘤。D：为术中探查情况，分离肿瘤周围血管，完整切除肿瘤。

图21例腹膜后NB(肿瘤巨大压迫周围脏器血管)病儿的术前增强CT、HisenseCAS三维重建图像及术中探查情况

A:术前增强CT扫描显示，主动脉弓与肿瘤连接部位分界不清(箭头所指)。B:三维重建，显示肿瘤紧贴主动脉弓，但未侵及血管，可以手术切除。C：肿瘤完整切除后标本。

图31例后纵隔NB病儿的术前增强CT、HisenseCAS三维重建图像及完整切除的肿瘤情况

本研究应用Hisense CAS对15例NB病儿在增强CT的基础上进一步行三维重建，对肿瘤及周围脏器、血管精准分割，直观、精确、形象地显示出了肿瘤的位置及周围脏器的受压迫情况[10]，还可以从多角度观察肿瘤的血液供应情况及血管侵犯情况。通过重建图像模拟手术，确定肿瘤能否完全切除，及术中应该注意避开哪些重要脏器及血管，提高了手术的精确程度，实现肿瘤的精准手术治疗。应用此项技术进行三维重建，整个过程平均时间约为30 min，操作简单易行，一般普通外科医师即可操作，不受时间、地点限制，可在手术进行中同时操控重建图像，方便术中精确切除肿瘤。另外，借助三维重建图像可以让家长更直观地了解病儿病情，实现医患之间的有效沟通[11]。

研究中所有行手术病儿均在Hisense CAS指导下，保护周围组织，完整切除肿瘤。其中腹膜后神经母细胞瘤较多见，部分肿瘤与下腔静脉及腹主动脉毗邻紧密(图1A、B)，手术的危险因素主要为肿瘤侵及周围器官以及大血管。在没有准确了解肿瘤周围情况时，手术绝对不能够贸然进行。在对其行Hisense CAS三维重建后显示，输尿管和血管为紧贴瘤壁走行，肿瘤周围较多营养血管，进行计算机模拟手术，考虑能够完整切除肿瘤(图1C)。术中按照计划游离肿瘤周围血管和输尿管，并用8号红色尿管保护(图1D)，最后准确结扎营养血管，减少出血，肿瘤完整切除。腹膜后巨大肿瘤常会严重压迫周围脏器，且腹主动脉与肿瘤连接紧密(图2A、B)，单凭一般影像检查很难制定出精准的手术方案，手术成功率较低[12]。行Hisense CAS三维重建以后，充分明确腹主动脉与肿瘤的关系，术中根据之前拟定的模拟手术计划，完整切除巨大肿瘤，保护周围脏器及血管(图2C，D)。相较腹部神经母细胞瘤，后纵隔神经母细胞瘤较为少见，但因其生长部位的原因，多与胸部及颈部重要血管关系紧密。因此，在不损伤重要毗邻血管的情况下，完整切除肿瘤是对外科医生的技术挑战。本研究中的部分病儿，行胸部增强CT检查发现，肿瘤与主动脉弓和锁骨下动脉紧密相连，通过CT检查结果不能够判断包块是否侵犯主动脉弓，手术无法安全进行(图3A)。在这种情况下，Hisense CAS就体现出了诊断与治疗的优越性。通过三维重建发现，肿瘤虽然与主动脉弓和锁骨下动脉紧密相连，但肿瘤并没有对其进行侵蚀，通过模拟手术考虑能够将肿瘤完整切除(图3B)。手术中根据三维重建结果，实时严密观察，指导手术进行，大大缩短了手术时间，减少了并发症的发生率，保证了手术的安全，体现了精准外科的确定性、预见性和可控性[13]。

随着数字医学的不断发展，精准手术已经逐渐成为外科手术的主流。计算机辅助手术系统在神经母细胞瘤的诊断和治疗中具有一定的临床应用价值，弥补了CT影像结果对手术指导的局限性，实现对组织器官的数字化解剖，使传统外科手术模式转变成为精准手术模式，从而实现更加精准、安全的手术目标。

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