CT淋巴造影联合三维可视技术在乳腺癌淋巴回流路径研究中的应用

黄雷 余晋刚 叶建平 王柏烨 罗云峰 欧彩凤 朱迪 张普生

南方医科大学珠江医院1乳腺外科，4影像诊断科（广州510282）；2华南理工大学自动化科学与工程学院（广州510641）；3深圳市一图智能科技有限公司（广东深圳518040）

前哨淋巴结（sentinel lymph nodes，SLN）是乳腺组织淋巴回流的第一站淋巴结，也是乳腺癌发生淋巴结转移所必经的淋巴结，其病理状态可以准确的反映腋窝淋巴结的转移状态［1］。前哨淋巴结活检（sentinel lymph nodes biopsy，SLNB）成功的关键是术前确定前哨淋巴结的位置及个数，术中准确寻找并切除。为降低SLNB 假阴性率，当前主要采用示踪剂辅助判定淋巴回流路径及SLN［2-3］。

基于手术需要，在术前需充分了解淋巴回流路径及前哨淋巴结位置信息，但前期在腔镜SLNB临床实践中发现乳房淋巴回流模式及与SLN 解剖关系多样化，现有辅助手段如CT⁃LG 存在显影效果不理想，二维图像不够直观等问题。三维可视技术将患者的二维影像信息进行三维重建以获得立体的图像，使术者在术前更加准确地了解患者的内在解剖，合理地进行手术规划［4］，目前该技术在肝胆外科、整形外科等科室已得到广泛应用［5-6］，在乳腺癌的诊治方面也具有极高临床应用价值［7-9］，但国内暂无将其用于淋巴回流路径的相关研究。本研究利用3D CT⁃LG 术前显影乳腺癌淋巴回流路径和分型，并通过对比术中染料法联合吲哚菁绿荧光法结果，探索三维可视化技术在乳腺癌淋巴回流路径研究中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料入组2019年10月至2020年5月期间，珠江医院乳腺外科收治的女性乳腺癌患者100 例，年龄26 ～ 79 岁，中位年龄49 岁，左侧46例，右侧54 例，肿瘤平均最大径为2.44 cm（0.8 ～4.8 cm），所有入组病例均为本院或外院病理确诊为乳腺癌且临床分期为TisN0M0 及cT1⁃2N0M0 患者。淋巴造影前及手术前均签署相关知情同意书。本课题研究得到南方医科大学珠江医院伦理委员会的批准，符合伦理学规定。

1.2 方法

1.2.1 CT 淋巴造影患者于手术前一天接受CT⁃LG 检查。体位：仰卧位，双手抱头，暴露腋窝。配置淋巴显影剂：1 mL 碘帕醇注射液（30 g/100 mL，上海博莱科信谊药业有限责任公司）+2%利多卡因4 mL。消毒乳晕后，使用1 mL 注射针头及5 mL注射器，分别于乳晕周围3、6、9、12 点位置皮内注射显影剂，自乳晕向腋窝方向按摩约1 min。之后行256 排CT（荷兰Philips 公司）薄层扫描，层厚1 mm，扫描范围设定为自胸腔入口至肺下界，将获取的CT⁃LG 数据集刻录入光盘以DICOM 格式保存。

1.2.2 淋巴回流路径可视化重建及分型将DICOM数据导入一图智能3DV Works 软件中，利用阈值设定工具提取轮廓，利用软件中的区域增长工具进行热点选择，生成三维模型。观察造影剂从注射部位沿着淋巴管进入腋窝淋巴结的路线，将与显影淋巴管相连并显影的1 个或1 组淋巴结判定为SLN。

淋巴回流分型标准：本研究根据淋巴管与前哨淋巴结的数量及连接方式对其分型。以乳头乳晕区显影的淋巴管为淋巴回流起点，观察其回流路径，所连接的第一组腋窝淋巴结即为前哨淋巴结。Ⅰ型为单根淋巴管与单个前哨淋巴结相连，Ⅱ型为单根淋巴管与2 个或多个前哨淋巴结相连，Ⅲ型为2 根或多根淋巴管与单个前哨淋巴结相连，Ⅳ型为2 根或多根淋巴管与2 个或多个前哨淋巴结相连。

1.2.3 亚甲蓝及吲哚菁绿（ICG）示踪患者于临床手术中，消毒后分别使用亚甲蓝2 mL 与ICG 1 mL（25 mg/10 mL，丹东医创药业有限责任公司）在乳晕区皮内注射，使用荧光造影成像系统（明德MDM⁃Ⅱ型）观察到乳房淋巴回流起自乳头乳晕区沿乳房外上向腋窝走行，然后进行腔镜前哨淋巴结活检/清扫手术，在腔镜下观察蓝染淋巴管的数目及对应的SLN 并进行分型，验证术前三维可视化淋巴回流分型的准确性。

在本实验中，无论术前CT⁃LG 联合三维可视技术亦或是示踪剂显影技术，无法准确显示淋巴回流路径和前哨淋巴结定位信息均判定为分型失败。

1.3 统计学方法收集数据，使用SPSS 26.0 进行统计和分析。分类资料使用Kappa 一致性检验分析三维重建结果与双染法结果的一致性程度。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 100患者病例特征及三维重建结果患者基本信息见表1。入组的100 例患者均成功进行CT⁃LG检查。100 例患者的三维可视淋巴回流模型中，淋巴路径及前哨淋巴结成功完整显影93 例，部分显影7 例，显影率为93%。三维淋巴回流模型较CT⁃LG 图像各解剖结构清楚，形态逼真、立体，可在不同方位进行旋转观察，分析淋巴回流路径、走行及前哨淋巴结数量、位置等信息，为乳腺癌前哨淋巴结活检提供解剖学的依据及指导。

表1 100 例患者的病例特征Tab.1 Patients characteristics of 100 patients 例（%）

术中示踪剂法完整显影95 例，部分显影5 例，显影率为95%，失败5 例。实验中两种方法均成功的病例共93例，93例中两者共有3例结果不同，2例三维可视化图像结果为Ⅰ型，示踪剂法显影结果为Ⅲ型，1 例三维可视化图像结果为Ⅱ型，示踪剂法显影结果为Ⅳ型。在三维可视化模型部分显影而示踪剂法显影的情况中，1例为Ⅰ型，1例为Ⅱ型。

2.2 100 病例乳房淋巴回流路径分型及准确性评价术前CT⁃LG 联合三维可视技术重建模型中（图1、4），Ⅰ型（单根淋巴管连接1 个前哨淋巴结）63 例（65.6%），Ⅱ型（单根淋巴管连接2 个或多个前哨淋巴结）12 例（13.5%），Ⅲ型（2 根或多根淋巴管连接同一个前哨淋巴结）4 例（5.2%），Ⅳ型（2 根或多根淋巴管分别连接不同的前哨淋巴结）14 例（15.6%）。术中联合法显影结果中（图2、3），Ⅰ型62 例（65.3%），Ⅱ型12 例（12.6%），Ⅲ型6 例（6.3%），Ⅳ型15 例（15.8%）（表2）。SPSS 统计软件分析：选用kappa 检验（kappa=0.912，P＜0.05），表明两种方法测分型结果有极好的一致性。

表2 患者术前三维可视化分型结果与术中双染法显影结果进行对比分析Tab.2 Comparative analysis of the preoperative three⁃dimensional visual classification results and the intraoperative methylene blue combined with indocyanine green imaging results 例

图1 CT 淋巴造影Fig.1 CT lymphography

图2 ICG 荧光显影下淋巴管造影Fig.2 Lymphatic drainage pathway under ICG fluorescence imaging

3 讨论

图3 腔镜下淋巴引流Fig.3 Endoscopic lymphatic drainage

图4 三维重建分型Fig.4 Three⁃dimensional reconstruction classification

由于前哨淋巴结活检（SLNB）可明显减少ALND 导致的诸多术后并发症，目前已成为临床淋巴结阴性早期乳腺癌患者腋窝淋巴结评估的标准方法［10］。国内外众多学者在探索如何提高SLNB的成功率等方面做出诸多研究，研究内容集中于影像学方法的定位及诊断的准确性［11］、对比不同示踪剂效果［12-14］等方面，较少从淋巴回流与前哨淋巴结解剖关系进行分析。随着腔镜SLNB 手术的开展，在腔镜下可以非常清楚的看到：乳房淋巴管的数目、分支形态、位置、方向及与淋巴结的连接方式等存在明显个体差异［15-16］，乳房淋巴回流存在多种类型［17-19］，只有术前充分了解淋巴回流途径，准确评估乳房淋巴回流模式，才能准确的判定SLN，提高SLNB 手术成功率。

针对乳房淋巴回流的相关研究主要通过解剖及淋巴显象等技术来进行。TAKEUCHI 等［20］利用ICG 示踪剂分析淋巴回流的不同类型；CAO 等［21］在SPECT/CT 成像后发现内乳区淋巴回流存在两种不同模式。现阶段针对乳房淋巴回流的研究方法存在部分缺陷，如传统解剖研究存在样本量小、解剖差异性大等问题；染料法及吲哚菁绿荧光法仍存在淋巴管显影效果不理想，无法全面展示乳房的淋巴回流路径并为其分型。鉴于术前诊断规划以及术中多模态定位提高活检成功率的迫切需要，寻找可用于显影淋巴回流路径及前哨淋巴结术前定位的新型示踪剂及新方法变得尤为重要。3D CT⁃LG 技术在乳腺肿块的诊断及术前评估中能有效的对乳腺结构、周围组织进行鉴别，还能分析淋巴回流路径及定位前哨淋巴结，是乳腺癌及相关组织检查的重要影像学资料。在本研究中，使用一图智能3DV Works与软件软件将100例患者的CT⁃LG 数据重建成三维可视模型，模型清晰，淋巴回流路径连续性好，前哨淋巴结定位清楚，相互间的连接关系显示直观，容易辨别，根据模型提供的三维图像信息，成功将典型的淋巴回流途径分为四种类型。

目前三维重建根据算法不同可分为两种：体绘制（Volume Rendering，VR）和面绘制（Surface Rendering，SR）。YAMAMOTO 等［22］及FUJITA 等［23］学者利用CT⁃LG 对临床淋巴结阴性的乳腺癌患者的淋巴回流信息分析归纳并进行分型，该研究中使用的三维重建算法为体绘制。体绘制成像与面绘制存在差异，体绘制类似于“投影”，虽具有成像更加精细的优势，但其重建过程不能按照需求对感兴趣目标进行编辑，故对于淋巴显影不理想的图像其三维重建的效果往往不佳。基于面绘制的三维可视技术可根据操作者的目标对组织进行重建，不仅可将二维图像或体绘制中显影的部分进行重建，且可以重建未显影部分，通过分割、融合等操作后，获得完整的组织形态，提高乳房淋巴回流模型的完整性及准确性。

本研究中，发现Ⅰ型或Ⅲ型淋巴回流模型中距离腺体最近的第一组腋窝淋巴结并非完全为前哨淋巴结；在Ⅱ型及Ⅳ型淋巴回流模型中，发现前哨淋巴结有2 ～ 4 个，并且一些前哨淋巴结偏离了正常解剖位置，该类型在前哨淋巴结活检时容易出现漏检，出现假阴性结果。因此，术中应仔细检出并切除所有蓝染的淋巴管及淋巴结以降低假阴性率。研究初期有7 例CT⁃LG 成像欠佳导致无法观察到明显的淋巴回流，仅显示淋巴结位置信息，分析其原因在于：（1）研究前期操作者操作水平欠佳；（2）部分患者年龄较大，乳腺较为松弛；（3）肿瘤浸润淋巴管导致出现淋巴管癌细胞栓塞。

由于ICG 体表显影于近腋窝处效果不佳，故术中采用亚甲蓝联合ICG 的示踪剂法来验证3D CT⁃LG 构建的乳房淋巴回流模型的准确性，结果中共有3 例不一致。2 例在三维淋巴回流模型中显示为Ⅰ型淋巴回流，而在示踪剂法中表现为Ⅲ型，另1 例三维回流模型中表现为Ⅱ型，而示踪剂法中表现为Ⅳ型。其原因可能是在示踪剂法中，对于体表浅层淋巴回流类型的判断主要是根据ICG 荧光显像的结果，由于显影初期ICG 扩散进入浅表小血管，而将显影的小血管误判为淋巴管。本研究采用一致性检验评估3D CT⁃LG 与示踪剂法是否存在差异，结果证明两种方法所得结果具有高度一致性。

综上所述，3D CT⁃LG 可直观地显示前哨淋巴结及其回流，在三维重建后既可观察CT⁃LG 显影的淋巴结、淋巴管，同时将少部分未显影的淋巴结及淋巴管同时重建，更加准确的显示淋巴回流及前哨淋巴结，指导临床SLNB 合理的设计手术切口，快速找到SLN，缩短手术时间。随着混合现实技术（MR）的不断发展，乳腺癌淋巴回流模型可作为虚拟环境（VR），引入至临床手术场景（AR）中，最终有望实现乳腺癌前哨淋巴结活检手术的混合现实导航，提高SLNB 准确率，推动乳腺癌外科手术向精准化、微创化发展。