三维可视化技术辅助肝癌腹腔镜手术的有效性和安全性的Meta 分析

程 聪，陆马乘，张 烨

（南京医科大学附属无锡人民医院，江苏无锡 214043）

0 引言

原发性肝癌是世界上第四大癌症相关死亡原因。自20 世纪90 年代起，随着全球人口老龄化的进展，肝癌病例总数不断增加[1]。肝癌治疗方案的选择需要根据肿瘤分期以及肝功能水平等进行考量。虽然具有较高的复发率，外科手术仍然是一种值得推荐的根治性治疗方法[2-3]。相较于开放手术，腹腔镜肝切除术（laparoscopic hepatectomy，LH）具有更好的短期结局，但同时也更具挑战性[4-6]。肝脏血管、胆管解剖的高度变异性，以及腹腔镜手术中视野的限制和立体感的削弱，使得不必要的肝脏组织损伤常难以避免。同时，触觉的丧失使得外科医生难以识别肝脏的微小病变，增加了手术难度。

在过去的十几年里，手术导航技术的进步一定程度上提高了LH 的安全性。其中，术中超声（intraoperative ultrasonography，IOUS）和荧光显像是LH 最常使用的导航方式。IOUS 在识别肿瘤边界和周围组织结构及指导实质肝脏肿物切除方面具有优势[7]。但是，IOUS 图像的获取与解读依赖于手术医生的影像学水平。对于外科医生而言，其学习曲线长、影像认知负荷重，限制了IOUS 临床的广泛应用[8]。吲哚菁绿（indocyanine green，ICG）是肝脏手术中常用的荧光染料，可以用于胆管、血管以及浅表癌灶显影，有助于解剖性肝段切除，降低血管损伤及胆汁泄漏的风险，优化肿瘤学结果[9-10]。但是，ICG 的高敏感性仅限于肝脏的浅表病变检测，当组织深度超过8 mm时，成像效果则显著降低[11]。此外，由于腹腔镜手术器械的灵活性较差，术中显影剂的注射十分困难，这也使得荧光显像的成功率难以保证[12]。因此，目前临床上仍缺乏可用于LH 的便捷、可靠的手术导航方式。近些年，随着信息技术的进步，三维可视化技术由于其独特的优势逐渐成为外科手术导航技术的重要研究方向[13-17]。在肝脏手术中，基于患者术前影像重建的三维肝脏模型可以描绘出动静脉、胆管的走行以及肿瘤的位置和形状。相较于常规的影像学检查，三维可视化技术的应用可以更加直观地显示出肝脏肿瘤及其周围组织解剖特征，有助于制订详细的术前规划[18-20]。在术中，使用增强现实（augmented reality，AR）技术将肝脏模型配准至手术视野，可以使外科医生获取深部组织结构信息，为术中决策提供便利[21-26]。相较于IOUS 和荧光显像，AR 手术导航系统具有操作简单、成像稳定且直观的优势[14-17]。然而，目前关于三维可视化技术在肝癌微创手术中应用的研究相对缺乏，其临床优势仍存在一定争议。基于此，本研究采用Meta 分析方法，系统性回顾既往相关研究，评价三维可视化技术对LH 手术有效性和安全性的影响。

1 方法

1.1 文献检索

由2 名研究人员独立检索PubMed、Embase、Cochrane Library、Web of Science、知网以及万方数据库。检索的文章包括从数据库成立至2021 年11 月30日的随机对照试验（randomized controlled trial，RCT）、队列研究试验。检索词包括“腹腔镜或腹腔镜手术”并“三维图像或增强现实”并“肝脏肿瘤”。

1.2 纳入与排除标准

所有报道了三维可视化技术辅助的腹腔镜与常规腹腔镜肝脏肿瘤切除术比较的方法及结果的文章都被纳入。

符合选择标准的研究，纳入标准如下：（1）参与者：肝脏肿瘤患者；（2）干预：三维可视化技术辅助腹腔镜肝肿瘤切除术；（3）比较：三维可视化辅助腹腔镜与常规腹腔镜手术治疗肝脏肿瘤；（4）结果：以术中出血、输血概率、手术时长、术后住院时长以及术后并发症发生情况等作为围术期安全指标；（5）研究类型：RCT 或队列研究。排除标准：（1）动物实验；（2）重复发表。2 名研究人员独立浏览了标题和摘要，进行初筛，随后进行全文仔细浏览，以确定是否符合纳入标准。当2 名研究人员存在分歧时，且讨论后无法统一意见，则由第三位研究人员进行评估。符合纳入标准的文章的数据由2 名研究者分别提取。提取的数据包括作者姓名、发表年份和国家、参与人数、研究人群基线信息（如年龄、性别、肝功能分级、肿瘤大小信息）以及围术期结果（包括术中出血、术中输血情况、手术时长、术后住院时间以及并发症发生率）。

1.3 质量与风险评估

RCT 研究使用RevMan 5.3 软件对纳入系统评价的研究中的偏倚风险从随机序列生成、分配隐藏、双盲、结果评估盲化、结果数据不完整、选择性报告和其他偏倚几个方面进行评估。队列研究采用改良纽卡斯尔-渥太华量表（Newcastle-Ottawa scale，NOS）进行评估。2 名研究人员独立进行评估，评估等级分为低风险、不明风险和高风险。本研究以<5 分为高风险，5~6 分为中风险，≥7 分为低风险。由于纳入文章较少，不适合使用Meta 回归或漏斗图评估发表偏倚。

1.4 主要结果

本研究的主要结果包括术中出血情况、术中输血情况、手术时长、术后住院时长以及并发症发生率。

1.5 统计学分析

采用RevMan 5.3 软件进行统计分析。连续性资料采用加权均数差（weighted mean difference，MD）表示，二分类资料采用风险比（risk ratio，RR）为合并统计量，各效应量均以95%置信区间（confidence interval，CI）表示。连续性资料若为非正态分布则使用近似贝叶斯计算（approximate Bayesian computation）方法估算平均值和标准差[27]。结果的异质性使用I2统计量进行估计，由于临床和方法学因素，各研究之间存在较高异质性，因此使用随机效应模型进行分析。对存在显著异质性的结果（I2＞50%）通过亚组分析或敏感性分析进行处理。

2 结果

2.1 检索结果

通过检索数据库收集了291 篇相关文献，去除重复研究的文献后剩余202 篇文献，通过浏览标题及摘要后9 篇文献被纳入全文评估。9 篇文献中有3篇文献受试者重复，本研究选取了其中最新、最全的1 篇文献纳入评价，另外有1 篇文献因缺乏相关数据被剔除，最终6 篇文献[21-26]纳入本研究。筛选流程如图1 所示。

图1 筛选流程图

2.2 基线信息

纳入研究的基线信息汇总在表1 中。一共纳入515 例患者，其中257 例患者被分配到三维可视化技术辅助腹腔镜肝切除术（3DLH）组，258 例患者纳入常规腹腔镜肝切除术（2DLH）组。纳入研究的6 篇文献样本量从42 例到118 例不等。纳入研究的所有3DLH 组患者均通过三维可视化技术重建肝脏模型，并行术前检查及虚拟肝切除手术。3 篇文献中研究者使用AR 导航系统，将患者肝脏三维模型配准至手术视野中，并进行了AR 导航腹腔镜肝切除术（以下简称“ARLH”）；另外3 篇文献中则未在术中应用AR导航技术（以下简称“NARLH”）。本研究根据术中是否使用AR 技术，将纳入的研究进行亚组分析。

表1 基线信息汇总表

2.3 文献质量评估

对入选的6 篇文献采用改良NOS 进行质量评估。纳入研究的总体质量良好，NOS 评分为6~8 分（见表1）。

2.4 手术相关指标

2.4.1 术中出血情况

根腐病在甜樱桃树上多发现于5-15年生初盛果期树上。发病部位多从根颈开始，逐渐蔓延到粗大侧根。韧皮组织被破坏，出现溃烂，最后腐烂。树势因此衰弱，花量增多，但坐果率低，果实发育不良，变小，致使整树死亡。

所有纳入的文献都报告了术中失血量，根据森林图（如图2 所示）显示，3DLH组术中出血量明显少于2DLH 组（MD=-90.92，95%CI=-132.05~-49.79，P＜0.000 1），具有显著的异质性（I2=97%，P＜0.000 01）。为了分析异质性来源，本研究根据术中是否使用AR 导航技术进行亚组分析。森林图显示，在ARLH的3 篇文献中，3DLH 组通过术前三维可视化及术中AR 导航系统的应用，相较于2DLH 组术中出血量减少（MD=-124.02，95%CI=-165.84~-82.21，P＜0.000 01），无异质性（I2=0%，P=0.59）。在NARLH 相关文献中，3DLH 组患者术中出血低于对照组（MD=-70.60，95%CI=-121.88~-19.32，P=0.007），具有显著的异质性（I2=99%，P＜0.000 01）。2 篇文献报道了术中输血概率（如图3 所示），结果显示3DLH 组患者术中出血的概率降低（RR=0.29，95%CI=0.15~0.56，P=0.000 2）。此外，宋铎等[25]的研究比较了2 组患者术中输血量，3DLH 组输血量明显低于2DLH 组（P＜0.001）。

图2 术中出血量森林图

图3 术中输血概率森林图

2.4.2 手术时长

与2DLH 组相比，3DLH 组的手术时长更短（如图4 所示）（MD=-26.46，95%CI=-49.93~-2.98，P=0.03），异质性显著（I2=81%，P=0.000 1）。亚组分析显示，在3篇ARLH 文献中，3DLH 组患者手术时长与2DLH组相比无显著差异（MD=-6.14，95%CI=-61.40~49.13，P=0.83）。而仅在术前使用三维可视化技术的腹腔镜肝切除患者，手术时长相较于2DLH 组明显缩短（MD=-36.85，95%CI=-65.83~-7.86，P=0.01）。亚组分析后异质性仍无法排除。

图4 手术时长森林图

2.4.3 术后住院时长

5 篇文献对术后住院时长进行了比较。总体分析表明，三维可视化技术的应用，缩短了3DLH 组的术后住院时长（如图5 所示）（MD=-2.27，95%CI=-3.39~-1.14，P＜0.000 1）。在亚组分析中，使用AR 术中导航可以显著缩短住院时长（MD=-3.11，95%CI=-4.04~-2.17，P＜0.000 01），但是在2 篇NARLH 文献中，2组患者住院时长差异无统计学意义（MD=-1.27，95%CI=-2.60~0.06，P=0.06）。异质性主要来源于NARLH文献。

图5 术后住院时长森林图

2.4.4 术后并发症

图6 术后并发症发生率森林图

3 讨论

相较于开放手术，腹腔镜下肝切除术具有创伤小、恢复快的优点。采用2 种手术方式的患者3 年和5 年生存率无显著差异，而在改善短期结局方面，腹腔镜手术具有优势[4-6]。但是，在腹腔镜手术中，外科医生只能通过观察显示器上的二维图像来获取手术视野。一方面，术中触觉反馈的丧失，使术者难以通过手指获取组织结构质地、硬度及形状等信息，给术中决策带来阻碍；另一方面，腹腔镜所捕捉的画面的深度及广度远不及开放手术时的直接观察，相对狭小的视野范围以及立体感的减弱，增加了手术操作的难度。近些年，随着立体腹腔镜的应用[28]，外科医生已经可以获取手术区域的立体图像，但是深部组织解剖结构信息仍无法获取，同时组织触感的缺失增加了手术风险。使用三维可视化技术，可以让外科医生获取深部组织结构信息，增强对手术环境的感知能力。

本文对腹腔镜肝癌切除术的围术期结果进行了总结和Meta 分析，比较了三维可视化技术辅助和常规腹腔镜手术的结果。结果表明，三维可视化技术在腹腔镜肝切除术中的应用，可以减少术中出血量、降低术中输血概率、缩短手术时长和术后住院时长以及降低术后并发症的发生率。

肝肿瘤切除术的要点是阻断肿瘤的供血动脉以及引流静脉，同时保证肿瘤周围获得足够的切缘。然而，肝脏具有复杂的解剖结构以及多发的血管变异。依靠术前常规影像学检查（如CT、MRI 等）很难识别一些较小的结构变异及复杂的解剖细节，而借助三维可视化技术将CT、MRI 等影像数据进行三维重建，可以获得更加直观且详细的肝脏立体模型。外科医生可以通过将三维模型放大、旋转以及调整透明度来精准定位肿瘤所在位置及肝脏动静脉、胆管的走行，进而优化切除平面[18-20]。同时，基于模型的虚拟探查及模拟手术，有利于完善手术规划[20，29-31]。因此，三维可视化技术的应用，可以减少术中肝血管的损伤、降低术中出血量以及术中输血概率。既往研究报道，肝癌患者的术中失血量和输血情况与其术后生存率密切相关[32-33]。因此，三维可视化技术的应用在提高肝癌患者的生存率方面具有潜在优势。基于三维模型的模拟手术，可以让外科医生提前确定最佳手术方式并预先进行演练，这可能是3DLH 组手术时长较2DLH 组缩短的原因。然而，亚组分析显示，在3 篇ARLH 相关文献中，其3DLH 组手术时长与2DLH 组无明显差异。其中1 篇相关文献[26]中，三维模型的术中配准是人工进行的，另外2 篇相关文献[21-22]使用的是半自动配准。术中肝脏组织容易受压变形，给术中配准造成难度，导致术中花费较多的时间用于配准。

在术后，三维可视化技术的应用可以显著缩短术后住院时长，这可能得益于术中损伤的减少。亚组分析显示，2 篇相关NARLH 文献研究中3DLH 组较2DLH 组术后住院时长差异无统计学意义；而在3篇相关ARLH 文献研究中，3DLH 组术后住院时长较2DLH 组显著缩短。可能原因是术前三维图像无法准确反映术中的情形。而术中AR 技术的使用，通过手动配准或自动配准，术前三维模型可以近似模拟出术中肝脏的形变，为术中决策提供有效参考。本研究统计了术后并发症的发生情况，包括肺部感染、腹水、胆漏、切口出血等，结果显示3DLH 组患者术后并发症的发生率显著低于2DLH 组。然而，亚组分析显示，在ARLH 研究中，3DLH 组并发症相较于2DLH 组差异无统计学意义。原因可能在于AR 配准技术的不成熟导致额外损伤以及相对延长的手术时间。

本研究发现，术中失血、手术时长和术后住院时长指标具有较高的异质性。本研究通过亚组分析及敏感性分析寻找异质性来源，其中部分结果的异质性无法通过单一因素排除来降低。高异质性的原因可能包括各研究质量的不一致，数据统计差异，手术方式、研究对象纳入标准不同以及临床诸多混杂因素导致。此外，由于缺乏相关高质量的随机对照实验，可能影响本研究Meta 分析结果的可靠性。

4 结语

本研究分析了三维可视化技术在腹腔镜肝癌手术中的应用，结果表明三维可视化技术可以有效减少术中出血量及输血概率，缩短手术时长，促进术后恢复。未来，随着技术的进步和程序的规范化，AR 导航技术或许能在LH中取得更好的临床效果。届时，需要更多多中心、大样本的随机对照研究来进一步验证三维可视化技术在肝癌外科治疗中的优势。