基于肺部增强CT扫描三维重建的人右肺上叶血管、支气管解剖结构观察

杨晓东，张所林，由清涌，赵浩，姜兴涛

山东大学第二医院，济南 250021

近年来，随人口老龄化及生活水平的提高，胸部CT检查已经成为常规体检的一部分，因此早期肺内恶性结节的检出率越来越高[1～3]。肺叶切除术及肺段切除是治疗早期非小细胞肺癌等肺内肿瘤的主要手术方式[4，5]。右肺上叶是肺内结节发病率最高的区域，全面了解右肺上叶内血管、支气管的解剖类型，熟知罕见的变异情况对于提升胸外科医生的手术操作水平及手术安全性至关重要[6]。传统右肺上叶解剖学研究是基于Boyden等[7]的尸体研究结果进行，存在着样本量不足、解剖数据及解剖标注较陈旧等不足，近年来，成熟的三维重建技术可以作为血管、支气管解剖结构研究主要技术手段[4～6]。Toshiteru等[8]以三维重建为基础，对右肺上叶的解剖结构进行了分析，国内也有部分学者[9,10]基于三维重建技术分别对右肺上叶动、静脉进行了研究，但国内的研究大多较片面，未将右肺上叶作为一整体进行系统研究。我们以三维重建技术为基础，并根据二维CT图像进行图形结果校正，对106例肺部疾病患者右肺上叶血管、支气管进行了三维重建，分析其解剖结构，以期为右肺上叶的肺叶切除及肺段切除提供一定的解剖数据支持。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2018年6月～2019年11月期间就诊于我院，因肺部疾病在术前接受了增强CT检查的患者，并以该检查结果为基础，进行了右肺上叶动脉、静脉及支气管结构的三维重建，排除了强化效果差、伪影重及右肺上叶存在较大占位(≥3 cm)影响肺内解剖结构辨识的患者，最终纳入106例。本研究纳入患者为男34例、女72例;年龄44～78岁;其中，右肺上叶占位50例，右肺中叶占位11例，右肺下叶占位18例，左肺上叶占位21例，左肺下叶占位6例。本研究经本院伦理委员会批准同意，纳入者或其家属均签署知情同意书。

1.2 人右肺上叶血管支气管三维重建方法选用宝石能谱CT (Discovery CT750 HD，通用电气公司，美国马萨诸塞州波士顿)获取患者的胸部强化CT动脉期的图像，将获取到的数据传输至三维重建软件(mimics 19.0，Materialise公司，比利时)，应用该软件将数据转换为三维结构的血管、支气管树模型，由胸外科医生完成所有的三维重建，并与二维CT图像相互印证，证实重建的准确性。

肺动脉各分支：上干为右肺动脉主干发出的第一个分支；下干为由肺动脉主干发出的第二个分支，进入前段；升支动脉于肺动脉主干近斜裂处发出，通常位于中叶动脉分支处的远端，进入后段。肺动脉各分支三维重建情况见图1。

注：图A为上干+下干+升支动脉;图B为上干;图C为上干+升支动脉;图D为上干+下干。图1 肺动脉各分支三维重建图像

肺静脉各分支：前静脉走形于前段支气管及肺动脉上干前方，最终汇入上肺静脉；中央静脉走行于前段支气管及后段支气管之间，由水平裂处汇入上肺静脉。前静脉+中央静脉包含两种类型，分别为Ⅰab型及Ⅰb型，其中Ⅰab型指前静脉包含V1a及V1b两支静脉，Ⅰb型指V1a回流入中央静脉，而V1b回流入前静脉。肺静脉各分支三维重建图像见图2。

注：图A为前静脉+中央静脉(Iab 型);图B为前静脉型; 图C为前静脉+中央静脉(Ib 型);图D为中央静脉型。图2 肺静脉各分支三维重建图像

右肺上叶支气管各分支：右肺上叶支气管根据其最终通气的区域将之分为三个主要的分支区域，尖段(B1)、后段(B2)及前段(B3)。本研究中，将单一右肺上叶支气管主干纳入研究对象进行进一步划分，而将双上叶支气管主干单独列出，作为罕见变异处理。上叶支气管主要分三大类型，既三干型(由同一平面发出三支支气管供应个肺段)、双干型(先发出两个支气管主干，再由其中一个主干发出两个分支供应两个肺段)及缺失型。双干型又分为尖段支气管单干，后段及前段支气管共干(B2+B3,B1)；后段支气管单干，尖段及前段支气管共干(B1+B3,B2)；前段支气管单干，尖段及后段支气管共干(B2+B3,B1)。缺失型又分两类，没有单独的上叶支气管，其尖亚段支气管及前亚段支气管分别自后段及前段支气管发出(B1缺失型)，或者没有单独的前段支气管，其前外亚段及前内亚段支气管分别自尖段及后段支气管发出(B2缺失型)。支气管各分支三维重建图像见图3。

注：图A为三干型;图B为双干型(B2+B3,B1);图C为双干型(B1+B3,B2 );图D为双干型(B1+B2,B3); 图E为缺失型(缺失B1) ;图F为双上叶支气管。图3 肺支气管各分支三维重建图像

1.3 统计学方法 采用SPSS21.0统计软件进行数据处理。本研究以Boyden教授及Toshiteru教授[8]的血管支气管分型为基础，对所有动脉、静脉支气管的解剖重建结果进行了计数统计分析，获得其各个解剖类型的具体分布情况，并应用χ2检验与国外学者(Toshiteru)研究进行对比分析。P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

106例患者中右肺上叶肺动脉分支类型为包含升支动脉者(上干+升支动脉、上干+下干+升支动脉)、包含下干者(上干+下干+升支动脉、上干+下干)分别为84、34例，具体为上干+升支动脉、上干+下干+升支动脉、上干、上干+下干、其他分别为58、26、14、8、0例。

106例患者中右肺上叶肺静脉为前静脉+中央静脉(Iab 型)、前静脉+中央静脉(Ib 型)、前静脉型、中央静脉型、其他、前静脉+中央静脉者分别为50、47、5、4、0例。

106例患者中有3例右肺上叶为双上叶支气管，未被纳入常规支气管解剖类型中。剩103例样本中分别为三干型46例(44.7%)、双干型43例[41.7%，其中双干型(B1+B2,B3)、双干型(B1+B3,B2 )、双干型(B2+B3,B1)分别为29、8及6例]、缺失型14例(13.6%,均为B1支气管缺失型)。

3 讨论

了解肺支气管血管的形态，包括罕见的解剖变异，对于安全、准确的进行肺切除术非常重要。本研究以影像学资料为基础，选择了一种最有利于外科医生手术操作方式的肺动脉分类方式进行统计，对106例患者的右肺上叶相关解剖结构进行了系统的分析，并以我们的结果与之前的报告结果进行比对分析[8]，在发现新的解剖变异同时，系统的探讨了右肺上叶支气管、血管的解剖结构。

本研究肺动脉的统计结果显示，存在肺动脉下干的患者(包含上干+下干及上干+下干+升支动脉)为34例(32.1%)，Toshiteru等[8]研究结果为，肺动脉包含升支动脉者、包含下干者分别为225、45例，具体为为189、36、26、9、3例。我们研究中，包含下干动脉的样本所占比例较大。包含升支动脉的各个分类型(上干+升支动脉及上干+下干+升支动脉)各自与Toshiteru等[8]研究结果存在不同，但所有包含升支动脉的样本与其结果相比，无明显统计学差异。

传统的手术操作指导中，切除肺动脉前段均以肺动脉前段血管发自肺动脉上干为基础，要求切除上干的前段分支并保留肺动脉尖段动脉，本研究结果中34例(32.1%)的患者前段分支由肺动脉下干分支发出，且有8例仅存在肺动脉上干+肺动脉下干，这8例患者的肺动脉下干是前段的分支，在手术过程中应离断，但根据既往的解剖学认知，很容易将肺动脉下干误认为成右肺上叶后段的回升支而导致手术过程中反复辨识，增加手术操作的出血风险及延长手术时间。对于存在上干+下干+升支动脉解剖的26例患者而言，前段切除过程中遗留肺动脉下干未做切除或在发现肺动脉回升支后忽略肺动脉下干的存在会使该动脉存在更高的手术损伤风险。此外，本研究还发现一罕见变异，肺动脉下干自中叶动脉发出，该型变异患者在游离处理水平裂时更易损伤该动脉。术前进行三维重建明确右肺上叶肺动脉的解剖类型可很好的避免该问题；若无术前三维重建条件，充分的认知下干的解剖分型及所占比例对于提升右肺上叶前段切除及右肺上叶切除具有重要临床意义。

右肺上叶静脉结构的研究结果显示，中央静脉+前静脉是中右肺上叶的主要类型，共有97例(91.5%)，单独前静脉及单独中央静脉回流者所占比例较少，各为5例(4.7%)及4例(3.8%)。前静脉+中央静脉(Ⅰb 型)类型为47占44.3%。肺静脉的分支类型共分为四大类，前静脉+中央静脉(Iab型)中共有50例(47.2%)，前静脉+中央静脉(Ⅰb型)中共有47例(44.3%)，Toshiteru等[8]研究结果分别为150、69、23、18、3例。与Toshiteru等[8]研究结果相比较，我们的研究结果中，Ⅰb型所占比例更高，更多的V1a回流入中央静脉。单独前静脉组共有5例(4.7%)样本，单独中央静脉组中共有4例(3.8%)样本，其与Toshiteru等[8]研究结果相比无明显统计学差异。

在切除右肺上叶尖段过程中，教科书中的手术操作步骤均以前静脉+中央静脉(Iab 型)为基础，打开前纵隔胸膜，游离前静脉时可以向远端游离分离出V1a以及V1b，V1b作为段间静脉进行保留，离断V1a，本研究结果中，传统的前静脉+中央静脉(Iab 型)仅占47.1%，对于占比高达44.3%的Ⅰb 型静脉患者而言，前静脉仅为VIb，V1a最终汇入中央静脉，这类患者在处理前静脉时无需离断任何静脉，正确的辨识段间静脉及段内静脉是肺段切除的关键步骤，术前进行三维重建对解剖结构进行辨识分析或充分认识到Ⅰb 型静脉的普遍性对于提升右肺上叶尖段切除的准确性而言意义重大。

我们对于右肺上叶支气管的研究结果也与以往的报道不尽相同。传统的研究[7,8]中，对于右肺上叶支气管的解剖划分中，均以单一右肺上叶支气管主干自右主支气管发出为基础，对结果进行了讨论。本研究中，存在3例(2.8%)特殊变异，既双干型上叶支气管(右肺上叶有两支主干，分别从右主支气管发出)，该型变异存在例数较少，在进行右肺上叶切除术时，若存在该特殊变异需特别注意。Toshiteru等[8]研究结果为,人右肺上叶支气管分型为三干型116例(54.2%)、双干型77例[36.0%，其中双干型(B1+B2,B3)、双干型(B1+B3,B2 )、双干型(B2+B3,B1)分别为38、23及16例]、缺失型19例(8.9%，其中B1缺失型13例、B2缺失型6例)。本研究支气管分类与Toshiteru等[8]研究结果相比均无明显统计学差异。但我们的研究结果显示双干型(B1+B2,B3)所占的比例更高；缺失型中，本研究103例样本中所发行的14例缺失型均为B1支气管缺失型，与Toshiteru等[8]研究结果相比所占比例更高，本研究尚未发现B2缺失型。既往的研究[5]中描述右肺叶支气管还存在尖段、后段支气管缺如型变异。本研究结果显示，103例个体中，有14例(13.6%)存在支气管缺如，且14例均为尖段支气管缺如(尖段支气管的亚段支气管分别自前段支气管及后段支气管发出，而没有尖段支气管的主干)，在肺尖段切除术中，该类型的变异会极大的增加解剖性肺段切除的手术难度，术前进行个体化三维重建，制定合理的手术方式可将支气管的变异对手术的影响降至最低。

综上所述， 上干+升支动脉是最常见的人右肺上叶肺动脉分支类型，存在肺动脉下干的患者较多，行右肺上叶前段切除时应注意寻找该动脉。上干+下干+升支动脉类型患者在行肺叶切除术离断升支动脉后，仍需仔细辨认血管结构，避免肺动脉下干的损伤前静脉+中央静脉为常见的人右肺上叶肺静脉分支结构。三干型、双干型右肺上叶支气管解剖类型较为常见。