三维可视化技术在肝门胆管癌术前评估中的作用

王坚

（上海交通大学医学院附属仁济医院 胆胰外科，上海 200127）

肝门胆管癌早期发现率低，易侵犯肝动脉与门静脉，导致手术根治性切除率低（31%～63%）[1-2]，并发症（14%～76%）[3-4]与围术期死亡率（0～19%）[5-6]高，5年生存率只有11%～40%[7-8]。术前准确的影像学评估对于肝门胆管癌的分型与可切除性评估，制定适宜的手术路径与手术方案十分重要。三维可视化技术在原始CT或MRI图像的基础上，利用数字医学软件，进行二次处理，提高了术前影像学评估的直观性与准确性。

1 术前准确的影像学评估的重要性

术前准确的影像学评估是决定肝门胆管癌能否手术及如何手术的前提。鉴于肝门胆管癌易侵犯肝动脉与门静脉，对于术前影像学评估判断无法手术根治的患者，行PTCD或胆道支架植入辅以化疗及放疗，其中位生存时间可达5～10个月[9-10]，减少了不必要的手术探查造成的创伤与风险。对于需行半肝以上切除术的患者，剩余肝脏体积（FLR）的评估也是决定患者能否耐受手术的重要环节。另外，肝门胆管与动、静脉均存在空间汇合方式的变异，如何在术前给予准确判断，避免术中损伤，这对于保护剩余肝脏的胆管与肝动脉，减少术后并发症与围术期死亡率意义重大。因此术前需要一套准确的影像学评估体系，能对肝门胆管癌的可切除性、剩余肝体积和肝门的解剖变异做出准确的评估与判断。

2 三维可视化技术在术前评估中的优势

三维可视化技术是利用高质量的二维增强CT图像或MRI图像进行三维重建，从而能立体、全面、多角度地展示病灶的位置、大小、范围及其与肝动脉、门静脉的解剖关系，判断肿瘤是否侵犯血管及严重程度。同时能立体评估肝动脉、门静脉、胆管的解剖变异及三者的空间构象，并能准确测量各肝段体积，计算剩余肝脏体积。

2.1 准确评估肝脏血管的变异

准确评估肝动脉、门静脉与肝静脉的变异，对于制定合理的手术方案与路径，避免术中误伤意义重大。Michels[11]报道肝动脉至少存在十种分型，门静脉至少存在5种基本汇合方式，而肝静脉的汇合方式更多[12-13]。在血管重建方面，只要CT图像层厚足够薄，三维软件不需要人工勾画血管的边界即可以自动生成，减少了人工勾画导致的二次误差。立体展现的血管图像，能直观地发现血管的变异，尤其是少见的血管变异类型，如从GDA发出的右肝动脉等，并能直观判断肿瘤与血管的关系，提高可切除评估的准确性。

2.2 准确评估胆管的解剖变异

肝门胆管的汇合方式存在较多的变异，目前常见的肝门胆管汇合方式有4种[14]。肝门胆管癌阻塞胆管导致阻塞平面以上胆管扩张，此时三维重建能立体多角度显示病灶的位置及扩张胆管的汇合方式，发现有无异常的胆管汇合方式，如右后肝管或右前肝管汇入左肝管，分裂型右后肝管等，为规划手术路径，设计合理的手术方案，提供影像学决策依据。对于尚未出现胆道梗阻的患者，将普美显磁共振图像用于三维重建能很好地显示胆道的解剖变异及胆管树的全貌。

2.3 准确测量各肝段体积，计算FLR

三维可视化技术能立体显示肝脏轮廓，透视肝内的脉管结构，并可通过叠加、切割、旋转来多角度立体显示肝脏各段的解剖结构。其自动生成与手动描述的肝脏体积与术中实际切除肝脏的体积测量值有很好的一致性[15]。通过计算各肝段体积，能量化判断有无肝脏萎缩及增生，能准确计算剩余肝脏体积，预估肝切除术后发生肝功能不全的风险。

2.4 指导术前胆道引流

通过立体显示扩张的肝内胆管的构型，判断肝内各段胆管之间是否相通，从而有助于选择术前PTCD引流的胆管位置，评估被穿刺胆管与肝动脉、门静脉的关系，选择适宜的穿刺角度与路径，避免血管损伤。

2.5 模拟手术与三维打印

在立体展示病灶与肝动脉、门静脉关系的基础上，可以利用计算机通过选择不同的切割平面，进行模拟手术，以评估手术路径与手术方案的安全性与可行性。通过三维打印模型，可以在术中与手术探查的实际情况比对，提高术者对复杂肝内解剖的直观认知，减少手术误伤正常脉管的几率，三维模型也有利于直观地进行医患沟通与医学教育。

3 把握术前三维可视化评估的技术环节

三维可视化评估是在CT或MRI二维图像的基础上利用计算机软件进行三维重建，所以为减少二次重建与评估时的误差，应严格把握图像质量和重建与评估人员的资质。

3.1 选择高精度的薄层CT与MRI

为确保重建图像的质量，用于三维重建的CT至少要64排，MRI设备的磁场强度选用1.0～3.0 T。扫描范围从膈顶至肾脏下缘，扫描时要求患者应控制呼吸，可参照《胆囊癌三维可视化诊治专家共识》[16]中设置的参数进行CT与MRI扫描，层厚至少不大于1 cm。

3.2 CT与MRI检查先于术前胆道引流

对于TBL大于200 μmol/L，拟行大范围切肝的肝门胆管癌患者，肝门部胆管癌诊断和治疗指南（2013版）[17]推荐术前行PTCD或ENBD引流，为防止引流管伪影对图像质量的影响，术前引流应在CT与MRI完成之后再施行[18]。

3.3 选择有经验的放射科与肝胆外科医生阅片与三维重建

肝门部解剖结构复杂，肝门胆管癌由于肿瘤缺乏包膜，无明显边界，三维重建时对于肿瘤边界的界定取决于读片与重建人员的经验。因此为提高重建质量，减少二次误差，应由放射科与肝胆外科医生联合阅片与重建，进行双重验证，不提倡由非医疗人员进行三维重建。

4 三维可视化评估的内容

每个患者应从肝门的正常解剖结构、病灶范围与肝脏体积三个方面进行三维可视化评估。肝门正常结构评估应包括肝门胆管的汇合方式、肝动脉与门静脉的汇合方式及三者的空间构型。P点与U点的位置与距离，P点处右前、右后胆管与门静脉右前支、右后支及右肝动脉右前支与右后支之间的空间构型。U点处评估B2、B3、B4胆管与门静脉、肝动脉的关系，另外还需评估第二肝门、肝静脉的汇合方式，肝中静脉的走向及右肝后下静脉是否存在等。

病灶评估应判断病灶大小、病灶轴向与辐向侵犯的范围。病灶与肝动脉、门静脉的关系，病灶距U点、P点的距离，确定Bismuth分型。肝脏形态与体积评估应测量肝脏各段的体积，判断肝门有无旋转、计算肝门深度与评估肝脏有无萎缩[19]。从肝轮廓判断有无肝硬化并判断肝十二指肠韧带有无曲转静脉。

5 三维可视化评估的局限性

三维可视化评估是建立在CT与MRI二维图像的基础上，因此受制于二维图像的质量与精度。从理论上讲三维重建并不能增加二维CT与MRI评估的准确性，对于无包膜的肝门胆管癌，由于界定肿瘤边界时会存在误差，所以三维重建的准确性只能小于等于二维平面图像。所以我们在分析三维重建图像时仍要结合二维CT或MRI图像。对于胆管不扩张的患者，由于CT对不扩张胆管的显示度差，评估时还要结合MRCP或普美显MRI图像。三维可视化术中导航目前还处于探索阶段[20]。综上，我们要正确认识三维可视化技术在肝门胆管癌术前评估中的作用。既要承认三维可视化技术直观、立体、多角度的视角优势，充分运用其对肝动脉、门静脉与肝静脉等血管变异判断的准确性及量化计算肝脏体积的优点，也不能忽视其二次图像处理必然存在先天性误差的缺陷。对于没有包膜的肝门胆管癌，应分析三维可视化评估对病灶侵犯肝动脉与门静脉存在高估与低估等情况。将三维重建技术与人工智能技术结合将是进一步提高三维可视评估准确性的探索方向。