3D可视化技术联合术中门静脉穿刺染色在解剖性肝段肝切除中的应用

管加福，樊友文，周兵海，余新，袁荣发，吴华俊，胡志刚，王恺

1.南昌大学第二附属医院肝胆胰外科，江西 南昌330006；2.中山大学附属第七医院普通外科，广东 深圳 518107

肝切除术是治疗肝脏良、恶性疾病的常用手术方法。主要可分为解剖性肝切除及非解剖性肝切除，解剖性肝切除即根据肝脏分段行肝切除，包括肝叶、肝段和亚肝段切除[1]。研究发现，解剖性肝切除可明显降低肝癌病人术后肝内转移率，延长肝癌病人的无瘤生存时间和总生存时间[2-3]，因此，解剖性肝切除成为目前肝癌肝切除的理想术式[4]。不仅如此，有研究表明解剖性肝切除对于改善肝胆管结石病人的预后、预防结石复发和胆管癌的发生也有积极的意义[5]。因此，准确地实施解剖性肝切除尤为重要。

日本学者曾提出在术中超声引导下穿刺肝段门静脉并注射染色剂标记肝段或亚肝段，并以此实施解剖性肝段或亚肝段切除的术式[1]。然而，肝内血管解剖结构复杂，且变异情况比较多见，肝内的解剖结构具有显著的个体差异[6-8]，在术中精确定位穿刺目标肝段的供应门静脉的超声平面，并在超声引导下精确定位并成功穿刺目标门静脉分支依旧较为困难[9]。随着三维可视化成像技术的不断发展，术者可根据病人CT薄层扫描图像，运用三维成像软件重建病人肝脏三维虚拟模型，在术前便可模拟出穿刺目标肝段的供应门静脉分支的超声平面，这样有利于术中选择穿刺入路、确定穿刺角度[10]。因此，利用这一原理可实现术前规划解剖性肝切除门静脉染色穿刺路线，以增加解剖性肝切除的成功率。本文回顾性分析了南昌大学第二附属医院肝胆胰外科2018年6月至2020年12月间21例利用3D可视化技术联合术中门静脉穿刺染色行解剖性肝段肝切除病人的临床资料，进一步探讨3D可视化技术联合术中门静脉穿刺染色在解剖性肝段或肝叶切除中的可行性及安全性。

资料与方法

一、临床资料及纳入排除标准

回顾性分析2018年6月至2020年12月南昌大学第二附属医院肝胆胰外科联合3D可视化技术和术中超声引导门静脉穿刺染色行解剖性肝切除的肝脏良、恶性疾病病人。纳入标准：(1)所有病人术前均在我院行上腹部增强 CT 扫描，资料完整；(2)病人术前肝功能均为 Child-Pugh A 级，无严重的门脉高压症状及体征[无腹壁静脉曲张，胃镜未见胃底食管静脉曲张(红色征)，无呕血便血史]。排除标准：(1)术前检查存在门脉癌栓或肝外转移的病人；(2)吲哚菁绿15 min滞留率(ICG-R15)>20%的病人；(3)病灶过大，残余功能性肝体积小于标准肝体积40%的病人；(4)全身情况差，不能接受手术创伤者。最终纳入21例，男性15例，女性6例，平均年龄为52.3岁(35～74岁)，其中肝细胞肝癌病人17例，肝胆管结石病4例。ICG-R15<10%的病人17例，ICG-R15为10%～13%的病人4例。

二、三维虚拟模型重建

首先通过旭东数字医学影像技术有限公司3D Liver 2.0软件进行肝脏重建。三维重建CT影像数据要求：(1)图像尺寸达到512×512矩阵及以上；(2)无呼吸或运动伪影、金属伪影；(3)提供4期数据：平扫、动脉、门脉、静脉期;(4)图像层厚要求≤1.5 mm。然后根据重建结果进行手术方案制定(图1)。

图1 术前评估及操作流程图(ICG-R15.吲哚菁绿15 min滞留率)

三、手术方式

根据术前手术预案进行开腹或腹腔镜下解剖性肝切除。进腹后常规松解肝脏周围韧带游离肝脏，充分显露病灶所在肝段后利用术中超声定位病灶并明确门静脉及肝静脉走向(如为肿瘤病人还需明确肝内是否有转移灶)，与术前3D重建模型进行对比。术中根据病人肝脏模型中门静脉走向由肝门部逐级寻找肿瘤所在肝段及亚肝段的供血门静脉，并参照术前模拟超声平面进一步明确定位，然后在术中超声引导下穿刺目标门静脉(正染时目标门静脉为肿瘤的荷瘤门静脉，当术前判断正染存在困难，进行对染时，目标门静脉则为荷瘤肝段或亚肝段门静脉的相邻门静脉，目标肝段则为荷瘤肝段的相邻肝段或亚肝段)，注射稀释的吲哚菁绿5～10 mL(0.125 mg/mL)或亚甲蓝注射液4.0～6.0 mL(10 mg/mL)对目标肝段或亚肝段进行染色，荧光染色法采用STORZ腹腔镜系统(德国STORZ公司)荧光融合模式显影。根据染色范围进行解剖性肝段或亚肝段切除手术(图2、图3)。

图2 肝S8原发性肝癌病人的3D重建模型、术中超声及术中所见图片 A、B.肝脏及肝内血管和肿瘤的3D重建模型和门静脉流域分析图像，3D重建模型中可见P8v(S8门静脉腹侧支)和P8d(S8门静脉背侧支)共干短，直接穿刺易反流至其他分支，因此，我们选择分别穿刺P8v和P8d；C1、C2.穿刺P8v和P8d的超声平面模拟图；D1、D2.穿刺P8v和P8d的超声平面图；E1.吲哚菁绿荧光染色情况；E2.行解剖性S8切除后手术断面

图3 肝S6头侧亚段原发性肝癌病人的3D重建模型、术中超声及术中所见图片 A.术前3D重建结果可见S6分为头侧亚段(S6Cr)和尾侧亚段(S6Ca)；B.门静脉流域分析可见肿瘤位于S6头侧亚段，其荷瘤门静脉为S6段门静脉头侧支(P6Cr)；C1.穿刺P6Cr的超声平面模拟图； C2.术中超声引导下穿刺P6Cr的超声平面图；D1、D2.门静脉流域分析图像和门静脉穿刺染色后的肝脏图像；E1、E2.3D可视化模型和实际肝脏中肝段切除后断面图像(黄色箭头为P6Cr残端)

四、统计学方法

采用 SPSS(25.0版)统计软件进行数据处理。正态分布的计量资料以平均数(范围)表示，计数资料以百分率表示。

结 果

一、术中一般情况

共21例病人运用该方式制定手术计划并实行手术，其中肝癌病人17例，肝内胆管结石病人4例。

所有病人均顺利完成门静脉穿刺，其中19例(90.5%)染色满意，直接准确的标识出病灶所在肝段或亚肝段，2例(9.5%)染色未达到预期效果，1例存在反流，但反流区域较目标染色区域显影淡，1例染色区域部分覆盖相邻肝段，通过结合术中超声定位段间肝静脉确定了目标肝段的边界。最终，所有病人均成功地完成了解剖性肝切除手术，其中腹腔镜手术13例，开腹手术8例，具体手术部位及例数见表1。21例病人平均手术时间为245.7 min(165～355 min)，平均出血量为276.2 mL(100～600 mL)，术中平均输血量为1.2 U(0～4 U)。

表1 肝段切除情况

二、术后一般情况

21例病人均顺利完成手术，围手术期间无病人死亡，无病人出现术后出血，无病人术后输血，1例病人出现术后胆漏，1例病人出现切口愈合不良，均通过保守治疗后好转并顺利出院。术后平均住院时间为10.8 d(6～20 d)，术后病理提示17例肝癌病人手术切缘均为阴性。

讨 论

原发性肝癌是目前世界上病死率较高的恶性肿瘤之一[11]。我国肝癌的发生率呈逐年上升趋势，肝癌病人人数和病死人数均占全世界的一半以上[12]。肝切除术依然是目前治疗肝脏良、恶性肿瘤重要的治疗方式之一[13]。研究发现，肝细胞肝癌及肝内胆管结石病人行解剖性肝切除可明显获益，其可能原因是：(1)对于肝癌病人，可以完全切除荷瘤门静脉支的灌注区域，达到肿瘤的根治性切除，同时最大限度地保护正常的肝组织，有利于降低肿瘤的术后复发和保证剩余肝功能的储备[2， 10， 14]；(2)对于肝内胆管结石病人，以肝段、肝叶为单位作规则性切除可以完整切除病变胆管树及所引流的肝脏区域，可有效提高清除病灶率、避免遗留病变，并降低结石复发率[5， 15]；(3)由于每一个肝段均有独立的肝动脉支、门静脉支及胆管支，所以肝段之间没有大的血管和胆管，断肝通过无血管界面可减少术中出血并降低术后胆漏发生的概率；(4)对肝静脉精确解剖及保留相应的静脉回流支，可以减少术后残肝发生缺血、坏死及回流障碍并发症的发生[9]。然而，如何准确实施解剖性肝切除尤其是解剖性肝段切除依旧是多数肝胆外科医生面临的难点。

传统解剖性肝切除的方法包括：(1)表面解剖标志联合术中超声检查：该方法操作虽简单但对肝段的定位并不十分精准，尤其当门静脉存在变异时。(2)预先控制血管蒂的肝段切除：该方法虽可以让切除的肝段缺血变色形成明显的切除界线，但是解剖门静脉二、三级分支的血管蒂需要从第一肝门开始解剖并切除部分围肝门区域的肝脏实质，而三级门静脉的血管蒂离肝门部较远，解剖难度较高，无辜肝实质破坏较多。不仅如此，切除界线仅在肝表面显示明显，在离断肝实质时缺血界限线不明显，这样不利于行标准解剖性肝切除。(3)术中超声引导门静脉穿刺注射显色剂：其可以同时提供肝表面及肝实质内的切除界线，实现最大限度的精准肝段切除的目标，但这种方法对于超声技术及解剖的要求较高，难于精确定位目标肝段供应门静脉[9]，且肝内门静脉的走行及分支数目高度个体化，仅依靠CT或MRI检查二维图像，很难在术前精准规划穿刺点及染色区域并指导术中超声穿刺染色。因此，进一步提高超声引导门静脉穿刺染色的成功率可能增加解剖性肝切除的可行性及安全性。

随着3D可视化技术的不断发展，其在肝胆外科领域的应用也日益完善，与传统二维图像相比，3D可视化技术为外科医生提供了一个更加直观、有效、精确的术前评估手段。通过3D可视化技术，可以观察和量化分析肝脏外形、肝内脉管的走行、分支情况及门静脉、肝静脉和肿瘤之间的空间位置关系，有效地避免因临床医师完全依靠主观想象力进行判断带来的误差。术前3D成像可以准确地定位病灶所在肝段或亚肝段的供血门静脉，通过门静脉流域分析，可以明确肿瘤的荷瘤门静脉分支，在术前做出更为精准的手术规划。在制定肝切除尤其是复杂肝切除的术前规划时，通过比较不同虚拟肝切除时的切面情况、涉及的管道、剩余肝体积及其结构完整性，预判手术过程中可能遇到的危险，有助于术前规划和手术的安全实施，降低手术风险[16-20]。Fang等[21]发现，利用三维可视化技术指导肝切除术可明显减少手术时间和肝血流阻断时间，降低病人术后严重并发症的发生率。同时，有研究指出，该技术与术中超声导航相结合，可更好地指导手术的准确实施，使实际肝切除体积更加符合术前的预测[22]。但术中超声为二维平面图像，直接与3D的整体模型配比仍然存在难度，精确定位存在一定的困难。因此，对于经过充分的术前肝功能评估(如ICG-R15、Child-Pugh分级等)确定病人可以耐受手术的病人，我们在完善3D可视化模型重建和荷瘤门静脉流域分析后，会重点评估荷瘤门静脉与肝脏和整个门静脉系统的空间位置关系，分析荷瘤门静脉穿刺点与肝脏表面和肝门部的距离及穿刺时所需角度。在确定穿刺点后，为了降低术中超声引导穿刺的难度，我们利用3D可视化技术的模拟手术功能，术前模拟目标门静脉穿刺的超声检查平面，并与术中实时超声图像进行配比，以求更加快速地精确定位拟穿刺门静脉部位并穿刺染色。术中染色后再根据染色平面准确切除病灶所在肝段。通过这一方法，我们成功实现了术前模拟目标门静脉超声平面，通过选择最理想的角度及平面来指导术中门静脉穿刺。这一方法简单、直观，不但降低了术中穿刺的难度，还帮助外科医生预测术中情况，提高解剖性肝切除的成功率及安全性。

总之，我们认为运用3D可视化技术制定手术方案并模拟穿刺手术切面，可以降低术中门静脉穿刺染色的难度，充分发挥了3D可视化技术简单直观的优势，值得进一步推广运用。