数字智能化诊疗技术在门静脉高压症个体化手术治疗中的应用价值

曾宁 杨剑 项楠 祝文 文赛 胡浩宇 齐硕 方驰华

南方医科大学珠江医院肝胆一科，广东省数字医学临床工程研究中心（广州510282）

食管静脉曲张破裂出血是门静脉高压症最严重的并发症和主要死亡原因［1-3］。以内镜套扎、经颈静脉肝内门体分流术（transjugular intrahepatic portosystemstent-shunt，TIPS）和肝移植等多种治疗方法为主要治疗手段并取得了良好的治疗效果［4-6］。然而，外科治疗具有独特的临床治疗优势，其地位不可被取代［7-10］。

针对门静脉侧支循环的多样性，如何对患者个体化选择最佳手术方式一直存在着争议。如何为外科医师提供有价值的信息，制定个体化诊疗方案，达到最佳治疗效果，一直是肝胆外科医师所追求的目标。

数字智能化诊疗技术是以三维可视化、虚拟仿真手术、3D 打印技术、虚拟现实、腹部手术导航为代表的数字医学新型诊疗技术［11-12］，随着该技术的迅猛发展，正在改变着传统的诊治模式，为肝胆外科的精准诊疗、术前规划、个体化手术方案的选择、术中的实时导航和降低手术风险等方面等带来了新的策略和手段［13］。查阅国内外文献，数字智能化诊疗技术在门静脉高压症中的应用未见报道。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集我院2012年1月至2019年6月收治的门静脉高压症外科治疗患者临床数据。纳入标准为：（1）临床诊断门静脉高压症，伴有食管胃底静脉重度曲张；（2）胃镜提示食管胃底静脉曲张呈“红色征”；（3）区域性门静脉高压症须伴有重度食管胃底静脉曲张或曲张静脉破裂出血病史。

排除标准为：（1）肝功能Child-pugh C 级；（2）肝癌伴门静脉癌栓导致门静脉海绵样变；（3）有严重心脑血管疾病患者。

符合上述纳入标准共48 例，其中男32 例，女16 例，年龄12～78 岁，平均49.3 岁；19 例有上消化道出血病史，11 例为复发出血。肝功能Childpugh A 级32 例、B 级13 例、C 级3 例，C 级3 例经积极保肝治疗后术前达到B级。伴不同程度的肝硬化46 例，HBsAg 阳性33 例。伴不同程度腹水22 例，不同程度脾肿大45 例，28 例存在不同程度脾亢，门静脉海绵样变性3 例，布加综合征1 例。

所有患者均签订知情同意书，经南方医科大学伦理委员会批准，符合医疗护理操作常规。

1.2 研究方法收集患者256 层薄层螺旋CT 数据构建三维模型［14］。由两位或以上高级职称医师对三维重建图像进行配准审查。将三维图像数据导入VR 开发引擎UE4，将三维图像数据渲染为VR模型，创建出灯光、材质等虚拟场景［15］。

1.3 术前规划与手术术前均由三位以上高级职称医师进行阅片及三维模型上对门静脉系统的起止、走行、径线进行评估，制定个体化手术方案。术中通过腹部医学图像融合导航系统将术中实时视野与三维模型实时配准融合显示电脑，指导术中关键血管解剖。

1.4 观察指标（1）胃左静脉、胃后静脉、胃短静脉、食管胃底曲张静脉及食管旁静脉、自发性脾/胃-肾分流。（2）根据食管、胃底静脉曲张的分布及供血来源的三维特征，参照SARIN 等［16］分型方法，在三维可视化指导下将食管下端、胃底静脉曲张情况分为A、B、C 三型，即A 型：食管静脉曲张及胃小弯近贲门侧血管曲张；A1 型：不伴有食管旁静脉曲张；A2 型：伴食管旁静脉曲张。B 型：胃底静脉曲张，不伴食管静脉曲张；B1 型：伴胃肾静脉自发性分流；B2型：不伴胃肾静脉自发性分流。C型：食管静脉曲张，胃小弯近贲门侧及胃底、胃体静脉曲张。（3）应用三维分型结果指导手术规划，结合实际手术评估该系统的临床价值。（4）术后患者恢复情况，如并发症、实验室指标。

2 结果

2.1 三维重建门静脉系统显示情况三维可视化、VR 模型对胃左静脉显示率100%、胃短静脉显示率75.51%、胃后静脉显示率48.97%、食管旁静脉曲张显示率53.06%、胃肾分流显示率30.61%、脾肾分流18.36%。

2.2 三维可视化指导下分型结果参照Sarin 分型结合曲张血管三维特征，分为A1 型13 例、A2 型13 例、B1 型9 例、B2 型8 例、C 型5 例（图1）。

图1 三维可视化指导下分型占比Fig.1 Classification proportion under the guidance of 3D visualization

2.3 手术情况48 例患者成功施行手术，其中非选择性贲门周围血管离断术14 例，选择性贲周血管离断术12 例，近端脾-腔分流术联合冠状静脉结扎离断术3 例，脾-肺固定术1 例，单纯脾切除术18 例。术中情况与术前三维重建均一致；术前手术规划与实际手术相一致并获得满意的效果。手术时间1.9～9.0 h，平均手术时间为4.87 h，术中失血平均260 mL。见图2。

2.4 术后情况术后10 例患者出现并发症，3 例严重并发症，1 例腹腔出血，2 例胸腔积液，均经保守治疗后康复出院，围手术期无死亡病例。术后住院时间为7～51 d，平均住院时间为13.04 d。

3 讨论

3.1 数字智能化诊疗技术在门静脉高压症中的应用近年来，由于三维可视化技术的临床应用日益广泛，门静脉高压症外科手术已经进入精准手术时代［17］。对比CT 及MRI 等二维图像仅在人脑中重建具有临时性和不稳定特点，三维可视化模型能够提供客观、真实、精确的血管走形三维图像。能整体、系统地显示门静脉系统曲张血管的程度、起始及毗邻关系，尤其是胃短、胃后及食管旁静脉显得尤为重要，可精准定位曲张血管的位置、直径、形态及走形，对临床上进行个体化的手术决策及手术时机有指导意义。此组患者三维可视化、VR 模型对侧支血管显示率为，胃左静脉显示率100%、胃短静脉显示率75.51%、胃后静脉显示率48.97%、食管旁静脉曲张显示率53.06%、胃肾分流显示率30.61%、脾肾分流18.36%。

VR 技术在术中导航方面展现了巨大的优势，能真实、立体地还原患者个体化的解剖结构，明确曲张血管的精确位置、直径、形态等。使术者通过VR 沉浸于虚拟的三维环境中，直观、立体、个体化地评估患者的情况，进行旋转、缩放、任意组合、透明化VR 模型等操作，并对术中关键血管操作进行实时导航，指导手术［18］。

3.2 数字智能化诊疗技术对个体化断流术选择的指导价值杨连粤等［19］证明了贲门周围血管离断术仍是国内主流术式，并提出选择性贲门周围血管离断术的概念。赵辉等［20］研究发现选择性离断组较非选择性离断组，术后在门静脉压力下降幅度、肝动脉血流、并发症、术后均优于非选择组。临床上如何对两种术式进行选择，是临床上亟待解决的问题。目前数字智能化技术在门静脉高压症中的应用，对解决这一问题提供了契机。

门静脉高压症行断流手术治疗原则是对“有害侧支循环”应彻底离断，而对“有效侧支循环”自发性分流予以保护。此组患者中A2 型13 例构建三维可视化VR 模型显示，食管旁静脉系统沟通门静脉与奇静脉，能有效降低门静脉系统的压力，为“有效侧支循环”，术中应该予保留，因此需行选择性贲门周围血管离断术。此组患者13 例A2 型9 例行选择性贲门周围血管离断术，1 例为门静脉海绵样变患者行脾腔分流术，另外2 例患者因未出现消化道出血，只有脾亢症状，只行脾脏切除术。

另外A1 型13 例患者三维可视化VR 模型显示，曲张血管主要来源于胃左静脉前支，术中应把胃左静脉结扎离断，因此行非选择性贲门周围血管离断术。此组患者中A1 型13 例10 例行选择非选择性贲门周围血管离断，1 例为布加综合征患者行脾肺固定术，另外2 例患者因未出现消化道出血，只有脾亢症状，只行脾脏切除术。而B1 型、C 型患者，因曲张血管主要来自胃短静脉及胃后静脉，而胃后静脉通常与膈下静脉形成胃肾分流，发出进入胃壁穿支汇入胃底血管，术中则应尽量保留。因此术中离断胃后血管则应贴近胃壁，同时应该离断进入胃壁的穿支血管。而B2 型多见于区域性门静脉高压症，胃左静脉参与了胃底静脉曲张的形成，多为向肝性血流，因此术中则需要保留。

3.3 数字智能化诊疗技术对个体化分流术选择的指导价值临床上常见的近端脾腔分流术，术前需要通过术前构建三维可视化、VR 模型清晰显示脾静脉直径、脾外走行路径及长度等来能评估是否符合分流条件。

此组患者中3 例门静脉海绵样变患者，构建三维可视化模型发现门静脉主干、脾静脉属支丰富、增粗迂曲，门静脉主干结构不清，可见多条迂曲扩张静脉。肝门区“侧支循环”代偿良好，入肝血流量较大，有施行分流术的手术指征。经测量发现近端脾静脉直径＞1 cm，且主干在胰腺外行程＞1.5 cm，符合脾腔分流血管吻合条件。吴志勇等［21］提出分流手术联合断流术，手术适应证广泛，因为不受门静脉血流动力学状态的限制，临床效果较好。此组患者中1 例为A1 型，在分流术的基础上再行断流术，胃左静脉主干结扎离断，可降低术后再发出血的概率。

图2 数字智能化技术指导下远端脾腔分流术Fig.2 Distal splenocaval shunt guided by digital intelligent technology

布加综合征患者的肝静脉流出道梗阻常合并肝内分流道，肝静脉通过肝左静脉与膈静脉回流入腔静脉系统；术前如未发现，术中易损伤该侧支通路。通过构建术前三维可视化、VR 模型，可清楚显示该侧支循环及行程。本组研究中1 例肝静脉完全阻塞型布加综合征患者，术前存在分流量较大的胃肾自发性分流，且患者有反复发作的肝性脑病，因此应避免行分流手术而选择脾肺固定术［22］。

在精准外科时代，数字智能化诊疗技术对于门静脉高压症的术前评估，个体化的分型，对门静脉高压症个体化的手术方式及手术时机选择具有重要的指导价值，对门静脉高压症个体化手术方式选择的合理性提供高级别证据。数字智能化技术将解剖数字化、诊断程序化和手术个体化的有机结合，推动着门静脉高压症外科向个体化、精准化、智能化的方向发展。