三维重建技术在胸腔镜解剖性肺段切除术中的应用

孙 超 陆世春 王霄霖 石维平 束余声 金卫国 吕小夏 邹 辉

(江苏省苏北人民医院胸心外科，扬州 225001)

近年来，随着CT在肺癌筛查及健康体检中的普及，肺磨玻璃样变小结节诊出率逐年提高[1]，推动了肺段切除术的发展。胸腔镜解剖性肺段切除技术也在不断进步[2～5]，但因肺段解剖结构复杂，支气管及血管变异较多，如何做到更加精准有效的解剖性肺段切除仍是关注的热点。三维计算机断层扫描支气管血管成像(three-dimensional computed tomography bronchography and angiography，3D-CTBA)可在术前显示手术肺段的解剖结构，精确定位肿瘤位置，判断有无肺段支气管、血管变异，制定手术方案。我院2016年9月～2018年5月行胸腔镜解剖性肺段切除手术48例，术前均行利用Mimics软件行3D-CTBA规划手术方案，本文对其进行回顾性分析，探讨3D-CTBA在胸腔镜解剖性肺段切除手术中的应用价值。

1 临床资料与方法

1.1 一般资料

本组48例，男25例，女23例。年龄42～67(54.8±12.2)岁。均无明显症状及体征，体检行胸部CT检查发现肺部结节，其中磨玻璃样影39例，实性结节9例。肺结节或磨玻璃样影大小8～20 mm，随访3个月以上无明显变化。2例有肿瘤手术史，其中1例为直肠癌术后3年，1例为结肠癌术后5年。术前常规行胸部增强CT、心电图、头颅磁共振、腹部B超、骨扫描及心肺功能等检查排除手术禁忌，术前均未行支气管镜检查或CT引导下肺穿刺活检。

综合文献[6]及2017NCCN非小细胞肺癌指南，选择肺段切除手术标准为：①周围性病灶为良性病变、癌前病变或转移癌，行单纯楔形切除困难；②周围型结节，直径≤2 cm，且CT显示大于50%的磨玻璃密度影，或影像学监测证实肿瘤倍增时间≥400天，或术中快速病理检查为不典型腺瘤样增生、原位癌、微浸润癌和贴壁生长为主的浸润性腺癌，并N1和N2淋巴结采样阴性；③早期周围型肿块，心肺功能较差或有严重合并症不能耐受肺叶切除。手术需保证足够的切缘，距肿瘤≥2 cm或肿瘤直径。

1.2 方法

术前使用Mimics Medical 20.0软件对胸部增强CT影像进行三维重建。三维重建时间20～30 min，在电脑上可旋转调节视野，清晰地显示肺小结节的部位，肺动脉、肺静脉及支气管的走行，是否存在变异，手术小组术前讨论规划手术方案及切除顺序，规划出最佳的手术路径，完成精细的术前决策(图1)。如果肺结节位于段间，无法保证足够的切缘，选择行联合段或亚段切除。如病灶较小，考虑术中难以寻找病灶，可在术前通过CT行Hook-wire定位或注射亚甲蓝。

图1 术前三维重建显示与术中完成图像 A：胸部薄层CT示左上肺前段(S3)磨玻璃结节影；B：三维重建显示结节位于B3对应部位，明确切除肺段；C：三维重建显示左上肺动脉结构；D：三维重建显示左上肺静脉结构；E：术前规划手术径路及过程，切除顺序为V3c→A3b→B3→A3c→A3a→V3a，保留段间静脉V3b和V1+2d；F：手术完成后对比图片与术前规划一致。图中缩写：S-肺段；B-支气管；A-动脉；V-静脉

双腔支气管插管全身麻醉。手术操作孔切口分别位于腋前线第3～5肋间，肩胛下角线第8肋间，观察孔切口位于腋中线第7或8肋间。参考肺三维重建图像分别解剖段静脉、动脉及支气管，避免误断血管和支气管。肺段血管及支气管细小，需精细操作，肺段静脉、动脉应沿血管鞘尽量向远端解剖分离，小的分支用0号慕丝线结扎后切断，大的分支用腔镜直线型切割缝合器闭合后切断。切断靶段支气管及血管后，沿远端支气管及血管向远端游离，使其远离肺组织，以方便切开缝合段间肺组织。使用“肺膨胀-萎陷法”确定肺段间交界面：夹闭靶段支气管后膨肺，因肺泡间孔的存在，靶段肺组织也会膨胀，待靶段肺组织全部张开后单肺通气，10～15 min后，靶段肺组织持续膨胀，其余肺组织萎陷并形成界限，用电刀、直线型切割缝合器切开肺组织。保证切缘距肿瘤≥2 cm或肿瘤直径，常规行N1及N2淋巴结采样活检，与肺肿瘤一同送冰冻(淋巴结采样活检阳性者改行肺叶切除及系统淋巴结清扫，本组已排除淋巴结采样活检阳性者)。常规留置胸腔引流管。

2 结果

全组均经胸腔镜完成手术。手术切除肺段部位及例数见表1。术中情况与重建图像基本相符，均按三维重建结果完成手术，无“多切、少切、误切、漏切”等情况发生。手术时间113～159(135.8±22.5)min，术中出血量50～130(89.6±39.3)ml，术后胸管引流量390～640(513.9±123.5)ml，术后胸管留置时间1.5～4(2.9±1.3)d，术后住院时间5～8(6.1±1.2)d。术后肺漏气2例(均在术后3天内消失并拔除引流)，肺部感染2例(保守抗感染治愈)，心律失常3例(均为术后1天出现心房颤动，使用胺碘酮、吸氧治愈)。术后病理：良性结节6例，包括纤维组织结节样增生3例，炎性增生2例，平滑肌瘤1例；恶性40例，包括不典型腺瘤样增生2例，原位癌11例，微浸润癌20例，腺癌7例，均无淋巴结转移；转移性癌2例，原发分别为结肠癌1例，直肠癌1例。42例恶性肿瘤术后随访6～24个月，平均14.6月，胸部CT检查无复发。

表1 手术切除肺段部位及例数

3 讨论

解剖性肺段切除较肺叶切除而言，因肺段的解剖结构更偏向于支气管、血管的远端，分支更多，肺动静脉、支气管之间的毗邻更加复杂，个体差异性大，变异较多，普通薄层CT扫描往往难以明确肿瘤的部位，以及靶段肺动静脉、支气管的部位及走行，手术过程中容易出现“多切、少切、误切、漏切”等情况。术前3D-CTBA可以通过对胸部增强CT影像的后处理清楚地显示肺动脉、肺静脉和气管支气管树，提高手术的精确性[7]。

三维重建技术可以通过软件对连续的医学影像资料构建还原出3D几何图形，将平面图像整理成立体几何图像，重建各种器官的形态[8]。并可以通过软件将肺动脉、肺静脉、支气管、肺结节标记不同的颜色进行区分，显示或隐藏相应的图像，对重建图像进行旋转调节360°观察，更好地从多层次、多角度进行审视判断，合理制定个性化的手术方案，选择最佳手术径路及操作过程，可以减少手术损伤，提高手术精准性，缩短术中判断及思考时间等。

本组术前均使用Mimics Medical 20.0软件对胸部CT增强影像进行三维重建，精确判断结节的肺段归属，根据结节与重建的血管、支气管的关系，参照肺段血管、支气管相对固定的解剖，可以很直观、准确地判断所需切除的肺段。同时在重建图像上根据所决定的切除范围，术前判断需要切断和保留的血管，尤其是观察结节与段间静脉的关系，这将决定肺段切除的范围。尤其是在段间静脉的判断上，因段间静脉是肺段平面的分界线，是需要保留的血管，误断可能导致术后咯血等并发症，甚至可能需要再次手术扩大肺段切除范围。另外，因肺段血管、段支气管解剖变异较多，这些变异对肺段切除的影响远远大于对肺叶切除的影响，3D-CTBA可以做到在术前发现解剖变异，在术中易准确辨认所需切除的血管及支气管，防止误断，提高手术的精确性及安全性。另外，在肺段切除手术指征中，对肺段切缘与肿瘤之间的距离有相应要求，在行3D-CTBA后，可以根据切缘宽度要求，按照结节部位及大小在重建图像上模拟肺段切除的范围，将此范围内的对应血管及支气管行解剖性切断，根据此范围判断是否需行联合段或亚段切除，保证手术的彻底性、精确性及安全性。

本研究均在3D-CTBA指导下顺利完成手术，达到解剖性肺段切除术的精准要求，未出现“多切、少切、误切、漏切”等情况的发生，保证解剖性肺段切除术的成功及安全性，适合临床推广应用。