112 中华消化外科杂志 2012 年 4 月第 11 卷第 2 期肝癌在全球肿瘤致死原因中高居第 3 位, 每年致 25 万 ~100 万人死亡 [1] 近 20 年来肝癌在全球的发病率明显增加 [2] 肝癌早期症状隐匿, 大部分患者就诊时已发展为直径 >10cm 的巨大肝癌目前手术切除仍然是

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昀廉
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1 111 数字医学技术三维手术模拟系统在巨大肝癌精准肝切除中的应用姜春林汤地王晔梁力建任庆旗匡铭摘要目的探讨三维手术模拟系统在巨大肝癌精准肝切除中的应用价值方法回顾性分析 2009 年 5 月至 2011 年 5 月中山大学附属第一医院收治的 34 例因巨大肝癌行精准肝切除患者的临床资料所有患者术前行 CT 检查, 应用三维手术模拟系统进行术前评估, 分别计算模拟切除肝脏体积, 手术切缘距离等, 将模拟值与术后实际值进行比较两者间比较采用 t 检验, 模拟值与实际值的相关性检验采用 Pearson 等级相关分析结果全组患者行精准肝切除术三维手术模拟系统可以清晰地显示和三维重建正常肝脏组织肿瘤组织和肝内血管模拟切除肝脏体积和手术切缘距离分别为 (2112±1550)ml 和 (12±6)mm, 实际切除肝脏体积和手术切缘距离分别为 (2031±1411)ml 和 (12±6)mm, 模拟值与实际值具有相关性 (r=0.961,0.923,p<0.05), 两两比较, 差异均无统计学意义 (t=1.549,1.143,p>0.05) 所有患者手术并发症经保守治疗后好转, 术后无肝功能衰竭或死亡患者结论三维手术模拟系统可准确评估患者肝脏情况和模拟肝脏手术, 在巨大肝癌精准肝切除的术前评估中可起到一定的辅助作用关键词肝肿瘤 ; 三维重建 ; 手术规划 ; 精准肝切除 Applicationofathree dimensionaloperationplanningsystem forprecisehepatectomyinpatientswith gianthepatocelularcarcinoma JIANGChun lin,tangdi,wangye,liangli jian,renqing qi,kuang Ming.DepartmentofHepatobiliarySurgery,theFirstAfiliatedHospitalofSunYat senuniversity,guangzhou ,China Corespondingauthor:KUANGMing, kuangm@mail.sysu.edu.cn Abstract Objective Toevaluatethefeasibilityofathree dimensional(3d)operationplanningsystem forprecisehepatectomyinpatientswithgianthepatocelularcarcinoma(hcc).methods Theclinicaldataof34 patientswithgianthccwhoreceivedprecisehepatectomyatthefirstafiliatedhospitalofsunyat senuniversity frommay2009tomay2011wereretrospectivelyanalyzed.preoperativeevaluationwasdonebasedonthecomputed tomographydata,andtheresectionmarginandthevolumeofresectedliverwerecalculatedusingsimulation.the predictedresectedlivervolumeandresectionmarginswerecomparedwiththeresultsoftheactualoperations.al datawereanalyzedusingthettest,andthecorelationbetweenpredictedandtheactualvalueswasanalyzedby calculatingpearsoncorelationcoeficients.results Hepaticandtumortisuesandthehepaticveselswere reconstructedthree dimensionalyusingthe3dpreoperativesimulationsoftware.thevolumeofsimulatedresected liverandthelengthofresectionmarginwere(2112±1550)mland(12±6)mm,respectively,whilethevolume ofactualresectedliverandthelengthofresectionmarginwere(2031±1411)mland(12±6)mm,respectively. Thepredictedandtheactualvalueswerestatisticalycorelated(r=0.961,0.923,P<0.05).Therewasno significantdiferencebetweenthepredictedandtheactualvalues(t=1.549,1.143,p>0.05).alpatients receivedprecisehepatectomy,andnohepaticfailureordeathwasobserved.conclusion The3D operation planningsystemcanaccuratelyevaluatetheconditionoftheliverandsimulatehepatectomy,andcouldcontribute tosaferandmorecurativeprecisehepatectomyinpatientswithgianthcc. Keywords Liverneoplasms; Three dimensionalreconstruction; Surgicalplanning; Precisehepa tectomy DOI: /cma.j.isn 基金项目 : 广东省科技计划项目 (2010B ); 中山大学培育青年教师基金 (09ykpy30) 作者单位 : 广州, 中山大学附属第一医院肝胆外科 ( 姜春林汤地王晔梁力建任庆旗匡铭 ); 超声介入科 ( 姜春林匡铭 ) 通信作者 : 匡铭, kuangm@mail.sysu.edu.cn

2 112 中华消化外科杂志 2012 年 4 月第 11 卷第 2 期肝癌在全球肿瘤致死原因中高居第 3 位, 每年致 25 万 ~100 万人死亡 [1] 近 20 年来肝癌在全球的发病率明显增加 [2] 肝癌早期症状隐匿, 大部分患者就诊时已发展为直径 >10cm 的巨大肝癌目前手术切除仍然是治疗巨大肝癌的首选方法 [3] 然而, 巨大肝癌手术难度较大, 因此, 精确的术前评估对手术方案的指导有重要作用近年来, 我院采用三维手术模拟系统在术前三维重建肝脏解剖结构模拟手术情况计算肝脏体积, 协助巨大肝癌患者的术前评估 [4] 本研究回顾性分析 2009 年 5 月至 2011 年 5 月我院收治的 34 例因巨大肝癌行精准肝切除术患者的临床资料, 旨在探讨三维手术模拟系统在巨大肝癌精准肝切除中的应用价值 1 资料与方法 1.1 一般资料本组患者 34 例, 男 26 例, 女 8 例 ; 年龄 17~80 岁, 平均年龄 55 岁巨大肝癌诊断标准 :(1)AFP> 400μg/L 和 1 项动态影像学检查阳性或 2 项以上动态影像学检查阳性 ;(2) 肿瘤直径 >10cm 本组患者肿瘤平均直径 (15.9±2.4)cm(10.9~26.0cm), AFP 2.2~ μg/L; 术前肝功能 ChildA 级 30 例,B 级 4 例 ;ICGR15<10%;HBsAg 阳性 15 例 ; 肝硬化 22 例 ; 无手术禁忌证 1.2 术前 CT 检查 34 例患者术前采用 64 层螺旋 CT 进行检查, 层厚 5mm, 扫描间隔 5mm 检查采用平扫和增强扫描 ( 动脉期和门静脉期 ) 造影剂使用碘普罗胺, 平扫结束后以 5ml/s 速度从静脉注入, 总量 70~120ml ( 剂量为 1.5ml/kg) 1.3 三维重建肝脏及肿瘤的三维重建 : 采用 MyrianXP Liver 三维手术模拟软件 ( 购自法国 Intrasense 公司 ) 进行术前评估将 CT 检查数据导入三维手术模拟系统该系统对肝脏的分割采用半自动方式, 操作者在一个扫描层面选择 CT 检查数据中的正常肝脏或病变组织后, 软件可根据 CT 检查中正常肝脏的信号强度将全部扫描层面中同样信号强度的部位认定为正常肝脏进行重建对肿瘤组织的重建采用动脉期 CT 检查数据进行重建肝内血管的三维重建 : 选取动脉期 CT 检查数据, 点选肝动脉, 软件可自动将各层面中与肝动脉信号相同位置定义为肝动脉进行重建对门静脉和肝静脉的重建采用门静脉期数据进行重建, 方法与动脉重建相同三级及以下的血管较细, 在每 4~ 5 个扫描层面进行手动标记以保证重建的准确性采用不同的颜色标记相应血管系统, 便于重建后辨识手术模拟 : 软件带有手术模拟功能, 手术切面的设置可采用二维或三维两个模式, 在三维模式中设置大致手术切面由于巨大肝癌常压迫血管, 模拟时需要在相应二维平面中对手术切面进行精细调整, 保留重要血管或避开重要结构系统在设定手术平面后自动生成肿瘤体积全肝体积切除肝脏体积及剩余肝脏体积确定手术方案后于二维及三维模式下测量手术切缘距离 1.4 精准肝切除采用屋顶样切口, 离断肝圆韧带, 暴露肝蒂用超声吸引刀分离肝实质, 暴露肝段或亚段的 Glison 鞘夹闭荷瘤肝段的供血血管, 用电刀在肝表面标记缺血区域的边界, 去除血管钳换以橡胶带提吊用 21 号细针穿刺相应肝段的门静脉分支, 注入美蓝, 拔针后夹闭相应肝段的肝蒂通过肝脏实质美蓝染色范围确定肝段实际范围使用选择性肝门间歇夹闭法切除肿瘤所在肝段 1.5 三维手术模拟系统准确性的评估通过比较 34 例巨大肝癌患者模拟切除肝脏体积与术中实际切除肝脏体积, 模拟手术切缘距离与实际手术切缘距离评估该软件的准确性术后对实际切除的肝组织称质量 ( 肝脏体积以 1g=1ml 计算 ) [5] 在手术切除标本上用卡尺测量手术切缘距离, 将实际值与模拟数据进行统计学分析 1.6 统计学分析应用 SPSS18.0 统计软件进行分析数据用 x±s 珋表示模拟切除肝脏体积和模拟手术切缘距离与实际切除肝脏体积和实际手术切缘距离的比较采用 t 检验, 模拟值与实际值的相关检验采用 Pearson 等级相关分析 P<0.05 为差异有统计学意义 2 结果 2.1 三维手术模拟系统重建肝内解剖结构 34 例患者成功进行重建, 肝脏肿瘤及肝内血管重建清晰以 1 例原发性巨大肝癌患者为例 : 男, 57 岁, 无肝硬化, 术前肝功能 ChildA 级 CT 检查提示右半肝巨大肝癌 ( 图 1a b) 术前根据患者 CT 资料可完整重建肝脏和肿瘤情况 ( 图 1c) 对肝脏内血管进行重建, 可清晰重建挤压变形的门静脉 ( 图 1d), 并且可显示血管与肿瘤的位置关系 ( 图 1e) 对该患者术前进行模拟右半肝切除术 ( 图 1f), 模拟

3 113 切除的肝脏体积为 1086ml, 剩余肝脏体积为 782ml, 剩余肝脏体积占全肝体积 41.9%, 模拟手术切缘距离为 10mm 术中成功切除肿瘤, 术后实际切除肝脏体积为 1126ml, 术后切除标本测得手术切缘距离为 11mm 患者术后无肝功能衰竭胆汁漏等并发症发生,1 周后出院 2.2 三维手术模拟系统协助制订手术方案 34 例患者术前成功行手术方案模拟, 剩余肝脏体积占原正常肝脏体积平均值为 49.7% (21% ~ 90%) 术前模拟规则肝切除方案,13 例肝硬化患者剩余肝脏体积占全脏体积 <30%,5 例无肝硬化患者剩余肝脏体积占全肝体积 <50% 所有患者调整手术方案, 模拟精准肝切除术以 1 例原发性巨大肝癌伴肝硬化患者为例 : 女, 67 岁有乙型病毒性肝炎肝硬化病史, 术前肝功能 ChildA 级增强 CT 检查提示右半肝巨大肝癌 ( 图 2a b) 利用三维手术模拟对肝脏解剖进行重建 ( 图 2c d), 可清晰重建肝脏内血管与肿瘤的关系术前模拟实施 2 种手术方案先采用右半肝切除术 ( 图 2e), 计算切除肝脏体积为 1155ml, 剩余肝脏体积为 863ml, 剩余肝脏体积占全肝体积 42.8%, 考虑患者术前有乙型病毒性肝炎和肝硬化病史, 剩余肝脏体积 <50% 时术后出现肝功能衰竭的可能性较大为保留更多的正常肝脏, 术前模拟施行保留部分右半肝的精准肝切除术 ( 图 2f) 模拟切除肝脏体积 982ml, 剩余肝脏体积 1036ml, 剩余肝脏占全肝体积 51.3%, 术后出现肝功能衰竭的可能性较小术中按第 2 种手术方案, 行保留部分右半肝的精准肝切除术, 手术顺利, 术后患者未出现肝功能衰竭, 术后 1 周复查肝功能为 ChildA 级 2.3 三维手术模拟系统的准确性 34 例患者术前行切除肝脏体积的计算, 模拟切除肝脏体积和手术切缘距离分别为 (2112±1550)ml 和 (12±6)mm, 实际切除肝脏体积和手术切缘距离分别为 (2031±1411)ml 和 (12±6)mm, 模拟值与实际值具有相关性 (r=0.961,0.923,p<0.05); 模拟切除肝脏体积模拟手术切缘距离分别与实际切除肝脏体积实际手术切缘距离比较, 差异均无统计学意义 (t=1.549,1.143,p>0.05) 见图 3,4 2.4 精准肝切除 34 例患者成功行精准肝切除术, 手术顺利术中均未误伤周围重要血管, 术后剩余肝脏体积与全肝体积比值, 肝硬化者均 >50%, 无硬化者均 > 30% 手术并发症经保守治疗后好转, 术后无肝功能衰竭或死亡患者 3 讨论巨大肝癌的治疗以手术和 TACE 为主, 而 TACE 仅能使少部分巨大肝癌患者的肿瘤体积缩小, 最终仍需要手术切除手术切除是巨大肝癌目前惟一的根治性疗法, 但手术治疗难度较高, 由于肿瘤巨大, 往往压迫周围结构导致肝内解剖变异较大, 经验不足的外科医师易在切肝时误伤重要血管或胆管, 导致术中大出血或术后胆汁漏, 影响患者预后既往术前评估采用 CT 或 MRI 检查, 主要靠阅片者的经验来了解肝内血管和胆道走行, 而巨大肝癌的压迫常使血管和胆道在二维图像上显示不清, 增加了术前评估的难度三维手术模拟系统可在术前准确重建肝内解剖, 并且生成三维图像, 外科医师可直观地了解肝内血管走行, 减少术中误伤血管的可能巨大肝癌手术难度较大的另一原因是肿瘤巨大, 手术方式常常采用半肝或扩大的半肝切除术, 切除范围较大, 而肝癌患者常合并肝炎后肝硬化 [6] 剩余肝脏体积越小, 术后发生严重的肝功能不全和感染的几率越高, 严重影响了手术疗效 [7] 既往术前对切除范围的评估往往根据个人经验, 术后肝功能衰竭的情况时有发生近年来由董家鸿教授等提出的精准肝切除的概念, 旨在彻底清除目标病灶的同时, 确保剩余肝脏解剖结构的完整和功能性体积最大化, 并最大限度地控制手术出血和全身性创伤侵袭, 最终使患者获得最佳康复效果 [8-9] 三维手术模拟系统可在术前模拟手术情况, 根据术者要求设置不同的切除平面, 系统可自动计算切除肝脏体积剩余肝脏体积肿瘤体积切除的正常肝脏体积等区域的体积, 术前可根据剩余肝脏体积情况调整手术方案, 在保证切除肿瘤的同时最大限度保持剩余肝脏结构和功能的完整性, 并且可清晰显示血管走行, 术中保护参与肝脏供血血管, 对精准肝切除的实现起到辅助作用, 大大降低术后发生肝功能不全的可能本研究中 34 例患者均成功重建肝内解剖, 术前手术医师即可从三维角度了解肝脏肿瘤大小位置周围血管走行情况, 为术前制订手术方案及术中保护重要结构奠定了基础本研究中 34 例巨大肝癌患者术中均未误伤周围重要血管, 术后未出现肝功能衰竭情况三维手术模拟软件目前在肝脏手术术前评估中

１１４中华消化外科杂志２０１２年４月第１１卷第２期ＣｈｉｎｊｄｉｇｓｕｒｇＡｐｒｉｌ２０１２Ｖｏｌ１１Ｎｏ２图１右半肝原发性巨大肝癌患者术前三维重建１ａｂ增强ＣＴ检查提示右肝巨大肝癌１ｃ肝脏及肿瘤三维重建１ｄ肝内血管重建１ｅ重建肿瘤与血管关系１ｆ模拟右半肝切除术图２

4 １１４中华消化外科杂志２０１２年４月第１１卷第２期ＣｈｉｎｊｄｉｇｓｕｒｇＡｐｒｉｌ２０１２Ｖｏｌ１１Ｎｏ２图１右半肝原发性巨大肝癌患者术前三维重建１ａｂ增强ＣＴ检查提示右肝巨大肝癌１ｃ肝脏及肿瘤三维重建１ｄ肝内血管重建１ｅ重建肿瘤与血管关系１ｆ模拟右半肝切除术图２右半肝巨大肝癌患者术前手术方案模拟制订２ａｂＣＴ检查提示右半肝巨大肝癌２ｃｄ肝脏解剖三维重建２ｅ模拟右半肝切除术２ｆ模拟保留部分右半肝的精准肝切除术图３３４例巨大肝癌患者模拟切除肝脏体积与实际切除肝脏体积相关性注部分患者的数据完全相同图４３４例巨大肝癌患者模拟手术切缘距离与实际手术切缘距离的相关性注部分患者的数据完全相同

5 115 有普遍的应用, 但模拟情况与实际情况的准确性不一 [10-11] 本研究将术前模拟切除肝脏体积与术后实际切除肝脏体积比较, 具有明显的相关性肝癌患者术后复发与手术切缘距离有关 [12] 在对手术切缘距离的模拟上, 术前模拟结果与术后标本测得的实际手术切缘距离相关性明显, 提示术前利用三维手术模拟软件可基本真实地模拟手术情况三维手术模拟系统在术前可准确重建肝内解剖, 计算相关区域的肝脏体积, 在术前评估和手术方案的制订中有重要的参考价值, 有助于将肝切除范围的判断从既往的经验性转向更为科学的精确性不过, 预测术后肝功能情况时仅考虑肝脏体积不能准确全面地反应剩余肝脏功能, 目前多种肝脏功能评估方法中 ICGR15 使用较广泛, 且可相对准确地反应肝功能情况, 将此评估结果结合三维手术模拟软件的肝脏体积测算有望更加准确地评估剩余肝脏功能情况, 对巨大肝癌患者术前评估和手术方案的制订有重要的意义参考文献 [1] 范上达, 邱宗祥, 潘冬平. 肝癌的综合治疗. 中华消化外科杂志,2011,10(4): [2] El SeragHB.Hepatocelularcarcinoma.NEnglJMed,2011,365 (12): [3] 倪家连, 陈中, 刘鲁岳, 等. 肝切除治疗巨大原发性肝癌的预后因素分析. 肝胆外科杂志,2010,18(8): [4] 匡铭, 汤地, 王晔, 等. 三维手术模拟系统在肝癌患者精准肝切除中的应用. 中国普外基础与临床杂志,2011,18(7): [5] FanST,LoCM,LiuCL,etal.Hepatectomyforhepatocelular carcinoma:towardzerohospitaldeaths.annsurg,1999,229(3): [6] SchüteK,BornscheinJ,MalfertheinerP.Hepatocelularcarcino ma epidemiologicaltrendsandriskfactors.digdis,2009,27 (2): [7] vandervorstjr,vandamrm,vanstiphoutrs,etal.virtual liverresectionandvolumetricanalysisofthefutureliverremnant usingopensourceimageprocesingsoftware.worldjsurg,2010, 34(10): [8] 董家鸿, 黄志强. 倡导精准肝脏外科重现普罗米修斯神话. 中华消化外科杂志,2010,9(1):4 5. [9] 董家鸿, 郑树森, 陈孝平, 等. 肝切除术前肝脏储备功能评估的专家共识 (2011 版 ). 中华消化外科杂志,2011,10(1): [10]RadtkeA,SotiropoulosGC,MolmentiEP,etal.Computer asis tedsurgeryplanningforcomplexliverresections:whenisithelp ful?asingle centerexperienceoveran8 yearperiod.annsurg, 2010,252(5): [11] BelerS,EulensteinS,LangeT,etal.Anewmeasuretoases thedificultyofliverresection.eurjsurgoncol,2009,35(1): [12]ShiM,GuoRP,LinXJ,etal.Partialhepatectomywithwidever susnarowresectionmarginforsolitaryhepatocelularcarcinoma: aprospectiverandomizedtrial.annsurg,2007,245(1): ( 收稿日期 : ) ( 本文编辑 : 龙志敏 ) 第十四届全国胰腺外科学术研讨会征文通知第十四届全国胰腺外科学术研讨会定于 2012 年 8 月日在天津市万丽天津宾馆召开会议将围绕以下议题进行讨论 :1. 胰腺癌诊断与治疗的热点和难点 ;2. 重症急性胰腺炎的诊治 ;3. 慢性胰腺炎与器官保留手术 ;4. 胰腺良性肿瘤 ( 囊实性肿瘤 ) 的诊治 ;5. 胰腺内分泌肿瘤的诊治征文要求 : 论文必须是在本次会议前未在国内外刊物发表及未在其他同类学术会议宣读的论文投稿论文请准备全文 (4000 字以内 ) 和中文摘要 (600 字以内 ) 各 1 份中文摘要内容包括标题目的方法结果及结论, 并注明作者姓名工作单位通讯地址邮政编码及联系电话和电子邮箱论文请采用 Word 格式文题请用 3 号黑体字, 正文请用小 4 号宋体字,1.5 倍行距要求内容科学性强, 重点突出, 数据可靠, 结论恰当, 文字通顺精炼此次会议要求所有非大会特邀专题报告者, 准备一段手术录像, 围绕手术录像报告 15min 截稿日期:2012 年 6 月 30 日组委会推荐通过互联网发送电子邮件, 网上投稿会议网站 :htp:// 组委会将在网站定期公布已投稿的人员名单投稿联系地址 : 北京市东城区王府井大街帅府园 1 号 (100730) 北京协和医院基本外科实验室胡亚舒红电话 : pancreaspumch@yahoo.cn

兽医临床诊断学实验指导

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