CT三维重建技术在胸腔镜解剖性亚肺叶切除术中的应用

陈军,李小刚,谭永华

(1.巴音郭楞蒙古自治州人民医院胸心外科，新疆维吾尔族自治区 841000; 2.巴音郭楞蒙古自治州人民医院胸介入科，新疆维吾尔族自治区 841000)

肺癌是起源于支气管黏膜上皮的常见原发性恶性肿瘤，其发病率在男性恶性肿瘤中居首位，在女性恶性肿瘤中居第2位[1]。全肺切除术、肺叶切除术、肺楔形切除术、肺段切除术等手术治疗是目前主要的治疗手段，但该病发现时多已发展为中晚期，患者5年生存率低。随着低剂量螺旋CT在肺癌筛查中的应用及普查力度的加强，越来越多的早期肺癌被发现。近年来，越来越多的研究发现，对于≤2 cm的部分实性肺结节经筛选后行解剖性部分肺叶切除术及淋巴结清扫术可获得与标准肺叶切除术相类似的术后生存。但由于肺段内动静脉及支气管变异较大，肺段内的正确解剖操作是保证亚肺叶手术切除安全的首要因素[2]。

有学者应用CT三维重建技术(CT three-dimensional reconstruction technology，3D-CTBA)行胸腔镜解剖性肺段切除术安全有效，可实现精准的肺段切除[3]。但是，目前关于3D-CTBA的具体操作尚存在争议，初学者对3D-CTBA技术的学习曲线较长，加之新疆属于多民族聚居区域，少数民族占将近50%，少数民族人群的支气管及血管变异类型及变异率等数据罕见报道，给3D-CTBA引导下的胸腔镜解剖性肺段切除手术带来一定局限。本研究回顾性分析2020年1月至2021年1月我院收治的40例行术前3D-CTBA引导下胸腔镜解剖性亚肺叶切除术治疗的非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)患者的临床资料，并与同期40例未行术前3D-CTBA引导下胸腔镜解剖性亚肺叶切除术治疗的NSCLC患者进行对比，旨在探讨该技术在早期肺癌外科手术治疗方面的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入标准：①经手术病理组织学检查证实为NSCLC；②年龄18～70岁，心肺功能检查能耐受解剖性部分肺叶切除术；③术前CT检查提示肿瘤大小≤2 cm，且符合下列条件之一：a)结节磨玻璃成分≥50%，b)放射检测结节倍增时间≥400 d；④患者既往无手术侧胸膜炎、结核等肺部炎症病史，适合行胸腔镜下的解剖性部分肺叶。⑤患者知情同意并签署同意书。

排除标准：①术前影像学检查提示病变恶性程度高，怀疑有淋巴结转移；②靠近肺门的结节，无法保证足够的切缘，需行肺叶切除术；③术前影像学检查证实有远处转移病灶；④女性处于哺乳期或妊娠期。

将2020年1月至2021年1月收治的符合上述标准的80例NSCLC患者纳入研究，其中行术前3D-CTBA引导下胸腔镜解剖性亚肺叶切除术治疗的40例NSCLC患者作为研究组，未行术前3D-CTBA的40例患者作为对照组。研究组男19例，女21例；平均年龄(56.23±3.39)岁；平均结节大小(13.22±3.02)mm；结节部位：左肺21例、右肺19例；病理分期：IA1期18例、IA2期22例；病理类型：腺癌32例、良性病灶8例。对照组男21例，女19例；平均年龄(56.54±3.41)岁；平均结节大小(13.17±2.98)mm；结节部位：左肺20例、右肺20例；病理分期：IA1期16例、IA2期24例；病理类型：腺癌34例、良性病灶6例。两组患者性别、年龄等基线资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 研究方法

术前3D-CTBA：使用Mimics Medical 21.0 软件对胸部增强CT影像进行三维重建，时间为20～30 min，旋转调节视野，清楚肺小结节的部位、动静脉及气管的走形，根据影像学资料确定手术方案；若肺结节位于段间，在无法保证足够的切缘情况下，可选择采取联合段或亚段切除；若病灶较小，通过CT行Hook-wire定位或注射亚甲蓝。

胸腔镜解剖性亚肺叶切除术：气管插管单肺通气下行全身麻醉，麻醉后取健侧卧位，于患侧第7肋间腋中线处做1.5 cm切口为胸腔镜监视通道，于第4肋间腋前线与锁骨中线处做一5 cm切口为主操作孔，于第9肋间腋后线与肩胛下线处做一1.5 cm切口为副操作孔，观察肺部病变位置及粘连情况，在全胸腔镜监视下行肺叶切除，切除肺叶从主操作孔取出，然后进行系统淋巴结清扫，淋巴结清扫范围至少3组以上，术后常规留置引流管1根，并采用静脉自控镇痛泵镇痛。

1.3 观察指标

观察比较两组病理切缘情况、平均淋巴结清扫数目及肿瘤有无残留，手术时间、术中出血量、中转开胸率、术中是否更改术式、胸管留置时间、引流量、术后并发症率(咯血、漏气、肺部感染、心律失常)、二次开胸手术率、术后五年生存率、复发率、术后肺功能恢复情况(远期)等指标 。

肺功能指标检测：采用德国JAEGER肺功能检测仪检测两组患者术后1个月肺功能指标，检测内容包括一次呼吸法测定肺一氧化碳弥散量(transfer factor of the lung for carbon monoxide per single breath,TLCOSB)、最大呼气流量(peak expiratory flow,PEF)、一次呼吸法测定肺泡一氧化碳弥散量(transfer factor of thelung for carbon monoxide of alveolar volume,TLCOVA)、第1秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV1%)、用力肺活量占预计值百分比(FVC%)、最大分钟通气量占预计值百分比(MVV%)、肺一氧化碳弥散量占预计值百分比(TLCOSB%)、肺泡一氧化碳弥散量占预计值百分比(TLCOVA%)、一秒用力呼气容积 (forced expiratory volume in one second,FEV1)、最大分钟通气量(maximum minute ventilation，MVV)、用力肺活量(forced vital capacity，FVC)。

随访方法：随访方式为电话及门诊检查，复查标准严格遵医嘱和NSCLC术后复查标准进行，随访时间按照第1年3个月随访一次、第2年开始6个月随访1次，随访缺失事件为失访、拒绝随访、中途退出或死于与NSCLC无关的其他疾病或意外的病例，随访开始时间为纳入本研究当日，随访结束时间为患者因肿瘤复发、转移或肿瘤相关并发症而死亡或纳入本研究60个月止；统计总生存率(overall survival OS,OS)。

1.4 统计学方法

2 结 果

2.1 两组围手术期指标比较

研究组病理切除时间、手术时间、术中出血量、胸管留置时间、引流量、中转开胸率均优于对照组(P<0.05)；两组术中更改术式率、术后并发症率(咯血、漏气、肺部感染、心律失常)、二次开胸手术率比较，差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 两组非小细胞肺癌患者围手术期指标比较

2.2 两组术后1个月肺功能指标比较

两组术后1个月FVC、TLCOVA比较，差异无统计学意义(P>0.05)；对照组术后1个月FEV 1、FVC%、FEV 1%、FEV 1/FVC、MVV、MVV%、TLCOSB、TLCOSB%、TLCOVA%、PEF均低于研究组(P<0.05)，见表2。

表2 两组非小细胞肺癌患者术后1个月肺功能比较

2.3 两组五年生存率、复发率比较

随访期间无失访、拒绝随访、中途退出或死于与NSCLC无关的其他疾病或意外的病例，随访成功率为100%。对照组OS低于研究组(P<0.05)，见图1。随访期间，研究组无局部复发，对照组3例局部复发，但两组复发率比较，差异无统计学意义(χ2=3.117,P=0.077)。

图1 两组非小细胞肺癌患者生存率的Kaplan-Meier分析

2.4 少数民族地区肺段解剖结构分型图和血管变异类型

研究组术前3D-CTBA均明确识别出患者的血管、支气管分支，且能清楚检测到纵膈型舌段动脉，见图2。左肺上叶切除患者的3D-CTBA模型所做的术前入路及过程规划与手术完成后对比规划一致(图3)；采用logistic回归估计倾向性评分值，将是否进行术前三维 CT重建作为应变量，其他各协变量作为自变量。采用1∶1最近邻居匹配法进行匹配，标准差异绝对值为0.11。研究组40例患者中存在6例移位型气管，其中右肺上叶移位3例，包括2例右肺上叶移位和1例B1移位(图4)；右肺下叶移位2例，均为B6移位；左肺移位1例，为B3移位。

图2 3D-CTBA模型，纵膈叶间型舌段动脉(箭头所示)

注：S-肺段，B-支气管；A-动脉；V-静脉;A.胸部薄层CT显示左上肺前段(S3)磨玻璃结节影，B.三维重建提示B3对应部位，确定切除肺段；C.左上肺动脉结构；D.左上肺静脉结构；E.术前规划手术入路及过程，以V3c—A3b—B3—A3c—A3a—V3a，保留段间静脉V3b和V1+2d；F.手术完成后对比图片与术前规划相符。

图4 右肺上叶尖段切除患者，移位型尖段支气(B1移位，箭头所示)

3 讨 论

流行病学资料显示，80%以上肺癌患者出现典型症状就诊时，手术机会已显著降低，病灶完全切除率低于30%[4]。肺段解剖结构分支较多，且肺动静脉与支气管间毗邻尤为复杂，其个体差异大，变异多，普通CT扫描无法明确肿瘤的位置、支气管部位及走行、靶段肺动静脉等，导致手术中易出现“多切、少切、误切及漏切”等情况。术前3D-CTBA通过对CT影像进行处理，能够清晰显示肺动、静脉及气管支气管树，有效提高手术的精确性[5-7]。

本研究回顾分析了在我院行开胸肺叶切除术的80例NSCLC患者的临床资料，其中40例术前行3D-CTBA的气管、血管解剖后进行手术，该组患者围手术期指标优于直接进行手术组，同时该组术后五年生存率、复发率、远期肺功能指标均优于直接进行手术组。术前行3D-CTBA的气管、血管解剖可参照医学影像资料，使用三维重建技术对其进行构建并还原出3D几何图形，将平面图像整精准地定位术中病灶位置，确定肺叶切除范围，节省了手术和病理切除时间，术中出血量少。手术的精确性保证了手术的安全，提高了手术切除成功率，减少了中转开胸率。NSCLC患者术前机体出现应激反应、肿瘤侵袭、免疫机制下降等，表现为术后出现严重的手术排斥反应，术后咳血、漏气、二次开胸等并发症发生率增加。3D-CTBA参照肺段血管与支气管解剖情况，根据其结节特点、与重建血管及支气管的关系，可直观、准确地找出所需切除的肺段及需要切断和保留的血管，为早期肺癌患者保留更多的健康肺组织，达到微创外科下的精准肺段切除术，实现患者肺功能的快速恢复[8]。本研究中研究组术后短期恢复指标胸管留置时间、引流量及咯血、漏气、二次开胸手术率均较低，低于既往同类型报道[7,8-9]。3D-CTBA的应用可清楚明确变异的肺段血管、段支气管解剖结构，防止误切除需要的血管及支气管。同时，随着技术的成熟，通过CT三维重建肺模型来识别肺动脉的解剖形态准确率高达97.8%[10]，而本中心准确率高达99.3%，与三维重建软件的更新及优化密切相关，减少了肺癌患者术后并发症及死亡率，提升肺癌预后，因此短期指标优于既往丁一等[11]的报道。肺段切缘与肿瘤间的距离在肺段切除手术中有相关要求，而3D-CTBA可根据其要求在重建图像上模拟肺段切除的范围，并将此范围内的对应血管及支气管进行解剖性切断，判断是否需行联合段或亚段切除，起到保证手术的彻底性、精确性及安全性的作用。肺通气功能检测简便且客观，可有效反映患者呼吸储备、气道阻塞度、动力水平，可作为初筛检查来评估手术耐受力，可耐受肺叶切除术的肺功能标准为：FEV 1>1 L，MVV%>40%[12]。

解剖性肺段切除手术成败的关键在于对解剖结构的正确认识，对改善肺功能指标具有重要价值[13]。同时，本研究首次明确了3D-CTBA在肺段切除手术中的远期疗效，证实了其具有远期效果，为临床的选择增加了更多的可能。王程等[7]在3D-CTBA辅助下，通过分析189例患者的肺静脉解剖分型、发生的频率及罕见的肺静脉引流方式，证实CT三维重建在发现解剖结构变异的有效性。有研究结果显示，支气管变异的发生率在1～12%[14]，且变异多见于上肺。Zhang等[10]通过3D-CTBA重建分析了6 072例患者的气管形态，其中46例(0.76%)惠者发生气管移位，包括右肺上叶、右肺下叶、左肺移位。本研究则首次绘制了少数民族地区肺段解剖结构分型图和血管变异类型，发现40例患者中存在6例移位型气管，其中右肺上叶移位3例：包括2例右肺上叶移位和1例B1移位，右肺下叶移位均为B6、共2例，左肺为B3移位、共1例。

综上所述，3D-CTBA在胸腔镜解剖性亚肺叶切除术中治疗肺癌围手术期疗效显著，可提高手术精确性、安全性和长期疗效性；同时，3D-CTBA在术前可清晰显示肺动静脉、支气管解剖结构与变异，对精准切除肺段手术意义重大。