CT-三維虛擬重建技術(shù)在肝臟腫瘤切除中的應(yīng)用

于牧川

（濟南市章丘區(qū)人民醫(yī)院肝膽外科 山東 濟南 250200）

我國是國際公認的肝炎、肝癌大國。原發(fā)性肝癌惡性程度極高，發(fā)病率目前高居第2位，病死率為第5位[1]。目前肝臟惡性腫瘤有手術(shù)、放療、化療、射頻消融、靶向藥物、中藥方劑等諸多治療方法中，其中根治性手術(shù)仍被國內(nèi)外學者認為是早期唯一最有效的手段。我國肝膽外科技術(shù)經(jīng)歷了將近40年長足的發(fā)展，從開腹切除手術(shù)起始，歷經(jīng)腹腔鏡微創(chuàng)操作，直到目前最為精細的達芬奇手術(shù)機器人手術(shù)。手術(shù)操作方式雖歷經(jīng)三代更迭，日進臻熟，逐漸精準，但無論外科技術(shù)如何更新進步，手術(shù)仍是目前唯一能治愈肝癌的手術(shù)方法。肝內(nèi)脈管結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和不確定性，導致肝臟腫瘤的外科切除極易諸多并發(fā)癥，例如：術(shù)中出血、術(shù)后感染、腫瘤切除不精準、術(shù)后膽漏，甚至術(shù)后小肝綜合癥、低蛋白血癥、肝衰竭、死亡等風險。而有效的術(shù)前評估是必不可少的環(huán)節(jié)，雖評估手段及方法諸多，但其中CT的可視化三維重建卻是其中最重要的一項。

1.手術(shù)現(xiàn)狀

國內(nèi)肝臟外科大家黃志強教授早些年就曾提出：肝臟腫瘤患者術(shù)前C-P肝功能分級A級的患者剩余肝應(yīng)不少于1/2，而B級的患者剩余肝應(yīng)不少于3/4。剩余肝體積（FLR）是衡量肝臟儲備功能的一項極其的重要指標，PLR的準確計算與手術(shù)方式對患者手術(shù)預(yù)后有著極其緊密的關(guān)聯(lián)[2]。正常肝體積切除過多或FLR不足是導致患者術(shù)后出現(xiàn)肝功能衰竭的最直接危險因素。術(shù)前評估FLR在肝臟腫瘤切除手術(shù)前是不可或缺的，目前主流最常用的評估方法是CT三維重建。通過術(shù)前完善患者腹部CT檢查并同時行三維重建技術(shù)操作，均能精準計算出體積大小、功能肝體積、腫瘤/肝臟體積占比，并能精確標識腫瘤空間位置毗鄰[3]。指導術(shù)前完善肝臟腫瘤手術(shù)方案的制定及選擇，并同時通過虛擬技術(shù)計算出需切除的肝腫瘤及部分肝臟體積，確定手術(shù)切除方式及切緣邊界，可以減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率，肝臟功能損傷小，縮短平均住院天數(shù)，減少患者的醫(yī)療負擔。

董家鴻教授于2006年在國際肝膽外科會議上第一次提出“精準肝膽外科”理念，該理念的核心精神就是要求在根治性切除腫瘤病灶的必備前提下，最大化的保留剩余肝體積（FLR），最大化的保證剩余肝臟功能，最大化的控制術(shù)中出血，降低手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率和病死率。從而提高病變的根治性、切除率及5年甚至長久生存率。精準肝切除理念，簡而言之就是精準的將患者收益最大化、最優(yōu)化，患者損傷最小化、最簡化。該理念的實現(xiàn)需要對肝內(nèi)脈管結(jié)構(gòu)及走行進行詳細完備的精準定位及準確認知。鑒于肝臟門脈結(jié)構(gòu)及肝內(nèi)脈管結(jié)構(gòu)天然的復(fù)雜性和多樣性，腫瘤因其擴散轉(zhuǎn)移的生長特性，常侵犯臨近的肝內(nèi)脈管，致使正常的生理結(jié)構(gòu)和解剖位置發(fā)生改變，百年前肝臟手術(shù)一直視為外科手術(shù)的禁區(qū)，這是不無道理的。腫瘤與血管及膽管的復(fù)雜空間位置及毗鄰關(guān)系是直接影響手術(shù)方式的選擇和手術(shù)的難易程度，是外科醫(yī)師難以駕馭肝臟手術(shù)的根本原因，所以肝臟腫瘤常常難以行徹底而精準的根治手術(shù)。

肝臟腫瘤術(shù)前需考慮以下幾方面：腫瘤血供來源及血管走向、肝靜脈回流、腫瘤切緣、腫瘤所在肝段及肝臟體積、FLR等[4]，剩余肝臟體積（FLR）的計算仍是國內(nèi)外很多學者在研究肝癌術(shù)前評估的首要考慮因素。

2.CT三維虛擬重建技術(shù)

利用三維重建軟件將CT肝臟斷層掃描影像進行X/Y/Z三軸矢量重建，從而計算出腫瘤區(qū)域的體積及肝內(nèi)脈管結(jié)構(gòu)走向；此技術(shù)通過虛擬場景重建、虛擬現(xiàn)實等計算機視覺方法提供清晰準確并直觀立體的圖像[5]，分別用不同顏色標注出腫瘤位置、腫瘤血供、靜脈回流、肝臟脈管結(jié)構(gòu)及其立體空間關(guān)系，判斷肝臟脈管系統(tǒng)保留情況。利用CT三維虛擬重建技術(shù)，術(shù)前進行全方位、任意角度、多次重復(fù)的進行觀察，指導術(shù)前手術(shù)評估，從而降低手術(shù)風險。此技術(shù)可以為實現(xiàn)“精準肝切”保駕護航，在準確的基礎(chǔ)上日臻精準，有效地保證肝切除術(shù)的精確性及安全性。CT三維虛擬重建技術(shù)提供更豐富更高質(zhì)量的影像學信息，為完善手術(shù)規(guī)劃及評估手術(shù)的可行性提供了重要的影像學依據(jù)。計算肝臟體積其平均誤差范圍小于30 mL，目前這是近些年來國內(nèi)外學者利用CT三維重建技術(shù)制定的誤差上限值[6-7]。綜上所述，三維重建軟件的優(yōu)勢是二維圖像不可替代的。

CT三維重建是迅速的CT二維圖像轉(zhuǎn)化為三維可視化圖像的影像技術(shù)，總而言之具有以下優(yōu)點[8]：（1）與傳統(tǒng)二維圖像對比，直觀立體感強，重建顯示清楚，比例大小真實，可通過視頻設(shè)備進行任意角度的旋轉(zhuǎn)、切割以及縮放，有助于對腫瘤及肝臟解剖進行全面細致的分析和判讀。（2）可精準地計算瘤體體積、余肝體積、肝體積。相比于肝體積計算公式法及排水法，誤差更小。（3）精準顯示腫瘤的大小和立體位置，以達到完整切除病灶的目的，實現(xiàn)精準腫瘤切除，促進手術(shù)方案優(yōu)化、保證手術(shù)順利進行。（4）手術(shù)預(yù)演和精準制定手術(shù)路徑，減少出血、縮短手術(shù)時間、避免副損傷，具有良好臨床應(yīng)用價值。（5）肝膽外科醫(yī)生少走彎路，少走錯路，縮短青年醫(yī)師成長時間。（6）重建的圖像經(jīng)視頻設(shè)備可以永久性呈現(xiàn)在治療團隊面前，使得醫(yī)療團隊規(guī)范化，程序化，精準化。所以CT三維重建集合了術(shù)前診斷、結(jié)構(gòu)成像、體積計算、手術(shù)預(yù)演等多種功能，不僅是功能數(shù)量上超過以往影像技術(shù)，更是在性能質(zhì)量上更加精準。

但目前CT三維虛擬重建技術(shù)仍存在以下的不足之處，仍需更新進步：（1）該技術(shù)是基于CT二維斷層掃描技術(shù)，其CT斷層掃描圖像的精確性直接影響了三維虛擬重建圖像準確度。（2）腫瘤血栓存在而強化造影劑無法顯影或當巨大腫瘤壓迫血管時，三維重建模型都無法完成。（3）FLR與剩余肝功能儲備量并不存在線性相關(guān)性，單純只憑借計算PLR來評估手術(shù)風險及術(shù)后肝功能衰竭的發(fā)生風險仍缺少循證依據(jù)，肝功能儲備仍需吲哚青綠清除率進一步明確[9-10]。因此，CT三維虛擬重建技術(shù)雖然優(yōu)點明確，但仍不能以一概全。

3.總結(jié)

綜上所述，人們生活的環(huán)境是由三維信息組成，人通過視覺系統(tǒng)感知圖像整體深度的特性去感受三維信息。圖像作為三維場景的重要載體，反映了場景中畫面在相機的成像效果。在三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上，圖像是獲取場景畫面結(jié)構(gòu)的必要信息，在三維虛擬場景重建、三維虛擬現(xiàn)實等計算機視覺的應(yīng)用中起到了非常關(guān)鍵的作用[11]。目前隨著肝臟外科技術(shù)的不斷發(fā)展，對術(shù)前影像學資料的評估提出了更高的要求，三維成像技術(shù)可為肝臟疾病的臨床診治提供更豐富更高質(zhì)量的影像學信息，從而為評估手術(shù)的可實施性及完善手術(shù)計劃提供重要依據(jù)，必將成為臨床的一項常規(guī)技術(shù)，促進肝臟外科的進一步發(fā)展[12]。CT三維虛擬重建技術(shù)對病灶進行精準定位和術(shù)前評估，可實現(xiàn)對病灶的精準化切除，減少患者并發(fā)癥及痛苦同時，并能快速康復(fù)、增加效益，值得臨床應(yīng)用。