3D-CT影像技术在胸腔镜肺手术中的应用

刘晓军 韩笑 王盼 李建华 蓝新颜

胸腔镜肺叶切除术是肺癌治疗的标准术式，随着胸部CT在查体中的应用，肺小结节发现越来越多，胸腔镜肺段切除术也越来越多的用来治疗早期肺癌，变异的肺血管、发育不良的肺裂是影响胸腔镜肺手术安全性的重要因素[1]。术前能够详细掌握个体病人肺部解剖结构有助于胸腔镜肺手术的安全进行。三维CT支气管血管成像(three dimensional-computed tomography bronchography and angiography，3D-CTBA)技术的出现使胸外科医生能够在术前构建个体病人肺部解剖结构的三维图像。有研究显示，肺部3D-CT影像能够准确显示病人肺部解剖结构，对制定术前计划及指导术中操作具有积极意义[2-4]。2018年以来我们应用mimics软件在术前重建个体病人肺部解剖结构3D-CT图像制定手术计划指导手术。现报道如下。

对象与方法

一、对象

2018年1月～2020年2月我院胸外科施行胸腔镜下肺叶及肺段切除术并在术前建立肺血管、气管3D-CT影像的病人115例，男性43例,女性72例,年龄32～79岁,中位年龄65岁。排除胸膜腔粘连严重或肿瘤较大侵犯肺血管转为开胸手术者。其中肺叶切除103例，肺段切除术12例，术前根据3D-CT影像制定手术计划，规划手术入路，所有病人均顺利完成手术，无死亡病例。所有病人术前查颅脑磁共振、全腹CT、骨扫描未见远处转移。心电图、心脏超声、肺功能检查心肺功能良好，能够耐受肺叶切除术。肺段手术适应证：(1)原位癌，微浸润腺癌肿瘤直径≤2 cm；(2)CT检查示毛玻璃样变≥50%；(3)CT随访肿瘤倍增时间≥400天；(4)肺孤立转移瘤。

二、方法

1.3D-CT影像构建：病人术前应用64排螺旋CT行胸部增强CT检查，CT影像层厚0.63 mm，图像以DICOM格式保存，由胸外科手术医师与我院3D打印中心影像科技术人员共同在电脑上应用mimics(Materialise NV Technologielaan Leuven,Belgium)软件建立肺血管、气管、肺结节3D-CT影像模型，并分辨病变肺叶、肺段血管、气管。

2.手术方式：病人全身麻醉，双腔气管插管，健侧90°卧位。手术方式采用两孔法，取腋中线第7肋间1.5 cm切口为观察孔，腋前线第4肋间4～5 cm切口为操作孔。根据3D-CT影像制定术前计划。术中应用电钩分离组织，血管、支气管应用腔镜缝合切开器离断，发育不全的叶间裂、肺段间离断混合使用电刀、超声刀、腔镜缝合切开器处理。肺段切除术病人对于肺磨玻璃结节或结节位于较深肺实质术前应用Hook-Wire穿刺定位，术中应用肺膨胀萎陷法确定段间平面，手术切缘>2 cm或肺切缘>肺结节直径。

3.数据收集分析:由两位胸外科医师在术中根据实际解剖辨别肺血管走形分支，对于肺叶切除病人，收集病变肺叶动脉分支走形及数量，对于肺段切除病人收集病变肺段动脉分支走形及数量，术中实际肺血管分支未在3D-CT模型中检测到被视为未检测到的血管。临床数据收集肿瘤大小、术中出血量、手术时间、术中中转开胸手术例数、术后并发症。

结果

本研究无死亡病例，其中103例肺叶切除病人包括38例右肺上叶，5例右肺中叶，23例右肺下叶，22例左肺上叶，15例左肺下叶。12例肺段切除病人，包括右肺上叶前段1例，右肺上叶后段1例，右肺下叶背段4例，左肺上叶固有段1例，左肺上叶舌段2例，左肺下叶背段3例。有5例胸腔镜下肺叶切除病人中转为开胸手术，4例因为淋巴结与肺动脉粘连致密损伤肺动脉出血，1例因为胸膜粘连致密致肺静脉损伤出血。术后病理诊断：肺癌108例，转移瘤2例，良性病变5例，肿瘤直径0.7～6.0 cm，中位直径2.4 cm，手术时间平均(132.3±34.8)分钟，术中出血量平均(112.9±136.4)ml。4例病人术后肺漏气，2例为肺段切除病人，带管时间最长的1例病人术后12天愈合拔管，5例术后肺炎病人更换抗生素后治愈，4例术后肺不张病人，拔管后鼓励病人咳嗽咳痰，术后半个月复查胸部CT肺不张消除。4例术后房颤病人，给予胺碘酮治疗均转为窦性心律。

根据术中解剖游离发现，3D-CT影像肺动脉分支与术中实际肺动脉分支符合率为97.9%(表1)，有6支肺动脉分支3D-CT影像未显示，3例右肺上叶，3例左肺上叶，术中测量血管直径均为≤1 mm动脉。发现14例变异的肺动脉血管，其中3例纵隔型左肺上叶舌段动脉，1例左肺下叶3支背段动脉(图1)，1例右肺上叶后段动脉起于中叶动脉，2例右肺上叶后段动脉起于右肺下叶背段动脉，1例右肺中叶具有3支肺动脉(图2)，6例肺上叶(3例右肺上叶、3例左肺上叶)具有异常的升支动脉(图1)。发现3例肺静脉血管变异，1例具有2支右肺中叶静脉，1例右肺下叶静脉发出1支上叶后段静脉，1例左肺上叶舌段静脉起于下叶静脉。未见肺叶支气管变异，因为肺段手术例数较少，未见变异肺段支气管。

图1 A：左肺上叶切除病人肺动脉、静脉3D-CT影像，可见上叶后升支动脉起于下叶内前基底段动脉;B：左肺下叶切除病人肺动脉、静脉3D-CT影像，可见下叶背段3支肺动脉分支

图2 A：右肺中叶切除病人肺动脉3D-CT影像，可见右肺中叶3支肺动脉分支;B：术中操作见右肺中叶3支肺动脉分支

讨论

胸腔镜手术创伤小、恢复快，术后并发症少[5-7]。胸腔镜手术也有缺点，胸腔镜手术与传统开胸手术相比，肺部解剖结构全部需要通过术者的视觉分辨，当病人肺裂发育不全或局部组织粘连较重时,触觉对组织结构辨认较差，单纯通过视觉辨认容易造成意外损伤，增加手术风险，肺部血管变异更增加了手术风险。二维CT图像对肺部解剖结构的分辨比较困难，CT技术的发展使外科医生能够在术前构建个体病人肺部解剖结构的3D-CT图像。我们应用mimics软件制作肺部血管、气管的3D-CT影像，mimics有独立的肺血管、气管成像模块，操作简便，成像快。本研究制作的3D-CT影像模型肺动脉分支符合率为97.9%，与文献报道一致[8]。所有变异血管均提前发现，术中无一例意外损伤。

胸腔镜肺叶切除术术前通过肺3D-CT影像制定术前计划能够增强术者信心，减少术中出血量，提高手术安全性[1-2,9]。术中遇到肺裂发育不全、胸膜组织粘连较重的病人常转为开胸手术。应用mimics软件重建个体病人肺3D-CT影像，手术医师通过3D-CT影像确定病变肺叶动脉分支数量及分布，制定详细的术前计划，对于肺裂发育不良的病人，术前根据3D-CT影像模拟术中操作制定手术入路，术中采用单向式手术方式，从肺门开始游离，通常先游离、离断静脉，再游离动脉，因为术前已知肺动脉分支数量及分布情况，术中能够提前预判动脉血管分支，组织粘连血管显露不清时应用花生米钝性剥离组织显露血管，降低了中转开胸手术的几率。本次研究5例转为开胸手术病人，无一例是因为肺裂发育不良所致，4例病人因为淋巴结与肺动脉粘连致密分离时动脉出血，转为开胸手术，1例病人胸膜粘连致密，损伤肺静脉出血转为开胸手术。3D-CT影像技术的应用提高了我们胸腔镜肺叶切除术的安全性。

日本临床肿瘤学组关于肺段切除术与肺叶切除术治疗直径≤2 cm外周非小细胞肺癌的随机对照研究结果显示，肺段切除术除了与较高的肺漏气发生率相关外，几乎所有的术中、术后并发症及术后局部复发率、5年无复发生存率和5年总生存率二者之间均无差异[10]。肺段切除术将越来越多的用于直径≤2 cm早期非小细胞肺癌的治疗。相较于肺叶，肺段解剖变异多，胸腔镜肺段切除术是难度更大的手术。肺3D-CT影像能够指导术者在术前确定靶肺段的动脉、静脉、支气管，提前发现变异血管、气管，确定肺结节所处肺段，帮助确定段间平面，根据肺结节与段间平面的关系确定肺段切除方式(单独肺段切除、联合肺段切除等)[11]。Oizumi等[12]研究表明，3D-CT能有效指导胸腔镜肺段切除术，保证手术的安全性。Saji等[13]研究显示，应用3D-CT肺成像模型术前估计肺段手术切缘足以使胸外科医生准确完成解剖性肺段切除术，实现肺肿瘤的根治性切除。在肺3D-CT影像指导下，我们也尝试开展胸腔镜下肺段切除术，本次研究有12例病人施行胸腔镜肺段切除术，我们选择相对简单的肺段手术，10例传统肺段切除(固有段、舌段、背段)，2例右肺上叶肺段(后段、前段)切除，术前根据3D-CT影像确定靶肺段动脉、静脉、支气管，并应用Hook-Wire定位结节，12例手术均顺利完成，无一例中转肺叶或开胸手术，手术切缘均大于2 cm或肺切缘>肺结节直径。术后病人恢复良好，2例肺漏气病人，在术后第7天、第12天顺利拔管。

3D-CT影像能够很好地显示肺动脉分支，在制定胸腔镜肺叶、肺段切除术术前计划中具有良好的效果，提高手术的安全性。