【摘要】：前言肝臟腫瘤患者術(shù)前常規(guī)進(jìn)行上腹部增強(qiáng)CT掃描,可獲取CT二維圖像信息,但是對(duì)CT二維圖像的理解,醫(yī)生需憑借經(jīng)驗(yàn)在頭腦抽象為3D圖像,才能對(duì)肝臟腫瘤疾病進(jìn)一步診治,這種經(jīng)驗(yàn)常常是不夠可靠,可能出現(xiàn)偏差的。而CT工作站上的自帶計(jì)算機(jī)3D重建軟件,需影像科醫(yī)師閱片后進(jìn)行3D重建,提供給臨床醫(yī)師的3D圖像不能自由組合觀察脈管與腫瘤空間關(guān)系,與臨床醫(yī)師需求有一定差別。肝臟具有復(fù)雜脈管系統(tǒng),常伴有變異,在術(shù)前對(duì)肝臟腫瘤與肝臟脈管進(jìn)行精準(zhǔn)定位,對(duì)確保手術(shù)安全是非常必要的。數(shù)字醫(yī)學(xué)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)3D重建軟件(如Medical Image Three-Dimensional Visualization System MI-3DVS)解決了這個(gè)術(shù)前肝臟可視化問題,但是通過計(jì)算機(jī)2D顯示器觀察肝臟3D圖像模型,空間距離感存在一定缺失。伴隨科技的進(jìn)步,近年來3D打印模型已經(jīng)應(yīng)用于臨床,如頭頸外科、頜面部整形外科、骨科、假體植入等領(lǐng)域,3D打印模型真實(shí)的反應(yīng)了病灶與周圍臟器的空間關(guān)系,其主要用于術(shù)前診斷、解剖定位、虛擬手術(shù),以及指導(dǎo)術(shù)中實(shí)時(shí)操作。有研究表明,采用肝臟3D打印模型應(yīng)用于小肝癌肝切除術(shù),順利了完成肝切除術(shù),并獲得了陰性切緣；采用肝臟3D打印用于活體肝移植術(shù)中,順利完成了供體肝切除和受體全肝切除手術(shù)。在最近20余年,傳統(tǒng)2D腹腔鏡在肝切除術(shù)領(lǐng)域扮演者重要角色,但是其空間深度感缺失等缺點(diǎn),影響了術(shù)中精細(xì)操作的完成,進(jìn)而不利于控制術(shù)中出血,這可能是影響傳統(tǒng)腹腔鏡肝切除術(shù)的發(fā)展原因之一。3D腹腔鏡應(yīng)時(shí)代需求而生,具有良好的景深感、高清分辨率,有助于手術(shù)精確定位。實(shí)驗(yàn)和臨床初步研究均表明,3D腹腔鏡有助于減少手術(shù)中重復(fù)操作,有助于術(shù)中復(fù)雜操作如縫合、打結(jié)等精細(xì)操作的完成。方馳華等采用三維可視化聯(lián)合3D腹腔鏡曾對(duì)16例肝膽疾病進(jìn)行外科手術(shù),實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的肝膽外科數(shù)字化微創(chuàng)手術(shù)。日本Makuuchi等研究表明肝臟惡性腫瘤,主要沿門靜脈肝內(nèi)轉(zhuǎn)移,通過切除肝腫瘤所屬肝段,可獲得更好的效果,減少術(shù)后腫瘤轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)率。近年來,以肝段切除為本的解剖性肝切除術(shù)理念獲得更多認(rèn)可,其目的是切除以門靜脈流域?yàn)橹鞯母味位騺喐味�、�?lián)合肝段等完整去除病灶,同時(shí)達(dá)到保留剩余肝臟的解剖功能的完整性,即保證殘肝的入肝血流和出肝管道的通暢,避免術(shù)后殘肝淤血、肝功能衰竭等不良事件發(fā)生。近年來,微創(chuàng)外科理念逐漸被更多患者和醫(yī)師所接受。為了全面實(shí)現(xiàn)肝臟腫瘤解剖數(shù)字化、診斷程序化、手術(shù)三維可視化,本文將三維可視化、3D打印和3D腹腔鏡技術(shù)(簡(jiǎn)稱3-3D技術(shù))應(yīng)用于肝臟腫瘤的外科診治中,探討其應(yīng)用價(jià)值。目的1)收集22例肝腫瘤患者薄層CT數(shù)據(jù),構(gòu)建肝臟三維可視化。2)熟悉三維可視化肝臟脈管的走行、分布,進(jìn)行脈管分型統(tǒng)計(jì)。3)進(jìn)行三維可視化肝分段,明確腫瘤所屬肝段位置,進(jìn)行虛擬肝切除,計(jì)算殘肝體積、殘肝體積比。4)應(yīng)用三維可視化進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中指導(dǎo)、術(shù)后評(píng)估。5)進(jìn)行肝臟3D打印并觀察,進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中指導(dǎo)手術(shù)。6)應(yīng)用三維可視化、3D打印及3D腹腔鏡技術(shù)(3-3D技術(shù))進(jìn)行解剖性肝切除術(shù),探討其臨床應(yīng)用價(jià)值。1.方法1.1臨床資料收集2013年12月～2015年1月我院肝膽一科22例患者臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)根據(jù)CT/MRI等影像學(xué)診斷肝臟實(shí)質(zhì)性占位病變,包括肝臟良性病變和惡性病變,其中良性疾病包括有癥狀的海綿狀血管瘤,有癥狀的局灶性結(jié)節(jié)增生、腺瘤,肝臟惡性腫瘤包括原發(fā)性肝癌、繼發(fā)性肝癌及其他肝臟惡性腫瘤；(2)心肺功能良好,肝功能Child-Pugh A/B;(3)能耐受氣腹壓。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)肝功能差,Child-Pugh C級(jí)；(2)心肺功能差,不能耐受氣腹；(3)病變與第一肝門關(guān)系密切,影響暴露和分離者,和/或需要膽道、消化道重建等,如肝門部膽管癌等；(4)病變緊鄰第二肝門或下腔靜脈等血管關(guān)系密切者；(5)肝囊腫、肝膿腫等非實(shí)質(zhì)性占位性病變或其他炎癥性病變。根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)共納入22例患者,其中男14例,女8例；平均年齡52±13歲(范圍28～70歲)。術(shù)前臨床診斷原發(fā)性肝癌11例,肝轉(zhuǎn)移癌3例,局灶性結(jié)節(jié)增生2例,肝血管瘤6例。美國麻醉醫(yī)生協(xié)會(huì)麻醉分級(jí)ASA評(píng)估,Ⅰ級(jí)18人,Ⅱ級(jí)4人。所有患者均簽署知情同意書,并且經(jīng)南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。1.2.儀器與設(shè)備1.2.1 3D重建儀器與設(shè)備(1)256層螺旋CT (Philips Brilliance,荷蘭),探測(cè)器組合(0.625mm×256)；(2)雙筒高壓注射器及造影劑(碘比樂370mg I/m1)；(3)圖像后處理工作站：Mxview工作站(PHILIPS Brilliance 256層螺旋CT自帶)；(4)腹部醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)MI-3DVS;(5)高配置計(jì)算機(jī)1臺(tái),安裝MI-3DVS軟件系統(tǒng)。1.2.2 3D打印儀器與設(shè)備(1)CT掃描儀：256層螺旋CT (Philips Brilliance,荷蘭)；(2)醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)(MI-3DVS);(3)普通便攜式計(jì)算機(jī)1臺(tái)；(4)其他相關(guān)軟件：逆行工程軟件Geomagic Studio 2013, Raindrop Geomagic公司,美國；分析軟件Geomagic Quaify 2013, Raindrop Geomagic公司,美國；快速成型軟件Magic 4.0, Materialise,比利時(shí)公司；(5)打印材料：高性能復(fù)合材料ZP150, Z Corporation,美國；進(jìn)口固化膠水Z-bond 90,3D system,美國；(6)3D打印機(jī)：Spectrum ZTM 510 3D printer, Z Corporation,美國。1.2.3腹腔鏡肝切除術(shù)儀器與設(shè)備(1)3D腹腔鏡設(shè)備：德國KARL STORZ 3D高清攝像系統(tǒng),索尼高清32寸顯示器；(2)強(qiáng)生超聲刀,美國強(qiáng)生公司；(3)Endo-GIA內(nèi)鏡下直線切割閉合器美國柯惠公司；(4)結(jié)扎束血管閉合系統(tǒng)(Ligasure),美國Valleylab公司；(5)其他腹腔鏡器械。2.方法2.1.上腹部增強(qiáng)CT掃描256層螺旋CT (Philips Brilliance,荷蘭)增強(qiáng)掃描,獲取薄層CT數(shù)據(jù)。2.2.數(shù)據(jù)采集及儲(chǔ)存在影像中心256排CT的Mxview工作站中,將獲取CT數(shù)據(jù)再次處理,獲取薄層(0.625～1.5mm)數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存。2.3.三維重建將多期薄層CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入MI-3DVS,進(jìn)行校對(duì)、配準(zhǔn)和三維重建。2.3.1通過MI-3DVS觀察肝臟脈管走行、分布,進(jìn)行肝臟脈管分型。1)肝動(dòng)脈分型根據(jù)1966年肝動(dòng)脈Michels分型,即分10型。2)門靜脈分型根據(jù)1996年門靜脈Cheng分型,即分7型。3)肝靜脈分型根據(jù)1981年肝靜脈Nakamura分型。(1)肝左靜脈(LHV)和肝中靜脈(MHV)匯入下腔靜脈(IVC)方式分兩型。(2)肝右靜脈(RHV)分型：根據(jù)肝右靜脈、肝右中靜脈和肝右下靜脈等的不同組合分型分3型。(3)根據(jù)肝Ⅳ段靜脈回流方式分3型。2.3.2肝臟Couinand分段、虛擬肝切除和肝體積測(cè)量根據(jù)Couinaud原理,進(jìn)行三維可視化肝分段；了解腫瘤位于肝段位置,采用MI-3DVS進(jìn)行虛擬肝臟切除,測(cè)量虛擬切除肝體積、殘肝體積及殘肝體積比。2.4肝臟3D物理模型打印肝臟3D打印步驟：三維圖像重建；數(shù)字化準(zhǔn)備；3D打�。�3D打印后處理工作。2.5應(yīng)用三維可視化、3D打印技術(shù)及3D腹腔鏡進(jìn)行解剖性肝切除術(shù)采用德國KARL STORZ 3D高清攝像系統(tǒng)和索尼32寸高清監(jiān)視器,結(jié)合三維可視化模型、3D打印模型,進(jìn)行3D腹腔鏡解剖性肝切除術(shù)。解剖性肝切除術(shù)指的是完整切除荷瘤門靜脈流域范圍的亞肝段、肝段、多個(gè)肝段的肝切除術(shù)。解剖性肝切除術(shù)定義為保護(hù)剩余肝臟解剖結(jié)構(gòu)和功能完整的肝切除術(shù),包括保護(hù)剩余肝臟的流入道和流出道完整,解剖性肝切除包括解剖性規(guī)則性肝切除和解剖性不規(guī)則性肝切除。2.5.1基本手術(shù)步驟：1)確定手術(shù)體位；2)確定穿刺點(diǎn)并建立操作孔；3)進(jìn)行3D腹腔鏡探查,采用三維可視化圖像模型、3D打印模型確定腫瘤位置,決定肝切除術(shù)方案；4)三維可視化、3D打印模型指導(dǎo)3D腹腔鏡第一肝門解剖并進(jìn)行區(qū)域性入肝血流阻斷；5)游離肝臟韌帶；6)肝實(shí)質(zhì)的離斷；7)處理肝斷面；8)取出標(biāo)本；9)放置引流管。1)3D腹腔鏡解剖性右半肝切除術(shù)；2)3D腹腔鏡解剖性右后區(qū)切除術(shù)；3)3D腹腔鏡解剖性左半肝切除術(shù)；4)3D腹腔鏡解剖性左外區(qū)切除術(shù)；5)3D腹腔鏡解剖性肝Ⅴ段或肝Ⅵ段切除術(shù)；6)3D腹腔鏡解剖性肝Ⅷ段切除術(shù)；7)3D腹腔鏡解剖性肝Ⅳb段切除術(shù)。2.6觀察指標(biāo)實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)Hb、PLT、PT,以及AST、ALT、TBIL、ALB等；手術(shù)完成方式、第一肝門解剖時(shí)間、手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、術(shù)后住院時(shí)間、術(shù)中輸血率、術(shù)后并發(fā)癥和圍手術(shù)期死亡率,虛擬肝切除體積、殘肝體積、實(shí)際手術(shù)切除體積等。2.7術(shù)后隨訪術(shù)后定期1-3月進(jìn)行肝功能、AFP檢查,以及上腹部CT檢查并行三維重建。2.8統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件分析,計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示,分類變量資料用率(%)表示；虛擬切除肝臟體積和實(shí)際切除肝臟體積比較采用t檢驗(yàn),其相關(guān)分析采用Pearson等級(jí)相關(guān)分析,P0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3.結(jié)果3.13D重建結(jié)果可快速對(duì)22例患者多期CT數(shù)據(jù)進(jìn)行快速精確分割、配準(zhǔn)和三維重建,獲得了結(jié)構(gòu)清晰、立體感強(qiáng)的肝臟三維可視化3D圖像模型。3.1.1肝臟、肝臟脈管與肝臟腫瘤的空間位置關(guān)系通過觀察三維可視化圖像,能清晰辨認(rèn)肝臟形態(tài)、肝腫瘤的部位、大小、形態(tài)、數(shù)量；以及肝脈管分布、走行以及變異情況,較好反映了肝腫瘤與肝脈管的空間解剖關(guān)系；可測(cè)量肝腫瘤與感興趣脈管之間的距離。3.1.2肝動(dòng)脈分型Michels分型：Ⅰ型占86.4%(19/22),Ⅱ型為9.1%(2/22),Ⅷ型占4.5%(1/22),未見其他型變異。肝動(dòng)脈變異率為13.7%(3/22)。3.2.2門靜脈分型門靜脈Cheng分型：Ⅰ型占77.3%(17/22),Ⅱ型占9.1%(2/22),Ⅲ型占9.1%(2/22),Ⅳ占4.5%(1/22)；Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ型未見變異。3.1.3肝靜脈分型統(tǒng)計(jì)結(jié)果1)LHV和RHV匯入IVC方式LHV和RHV共干后匯入IVC占86.4%(19/22)；LHV、RHV單獨(dú)匯入IVC占13.6%(3/22)。2)RHV分型：Ⅰ型占45.5%(10/22),Ⅱ型占31.8%(7/22),Ⅲ型占22.7%(5/22)。3)肝Ⅳ段靜脈分型Ⅰ型占59.1%(13/22),Ⅱ型占9.1%(2/22),Ⅲ型占31.8%(7/22)。3.1.4 肝腫瘤位于Couinaud位置根據(jù)Couinaud原理,進(jìn)行三維可視化肝臟分段,結(jié)果如下：位于肝Ⅳ+Ⅵ+Ⅶ+Ⅷ段3例；位于肝Ⅳ+Ⅵ+Ⅷ段1例；位于肝Ⅵ+Ⅶ段2例；位于肝Ⅱ+Ⅲ段5例；位于肝Ⅱ段2例；位于肝Ⅳ段2例；位于肝Ⅴ段1例；位于肝Ⅵ段3例；位于肝Ⅶ段1例；位于肝Ⅷ段2例。3.1.5 MI-3DVS體積測(cè)量功能肝體積1248±106ml；肝腫瘤體積137±123ml；虛擬切除肝體積490±228ml；殘肝體積885±139ml；殘肝體積與功能肝體積之比0.71±0.11(范圍0.39～0.86)。(注：功能肝體積=全肝體積—腫瘤體積)3.2 3D打印結(jié)果均可獲得忠實(shí)于CT數(shù)據(jù)的三維可視化圖像模型一致的高保真1：13D物理模型,術(shù)前即可從多維度觀察肝臟腫瘤與脈管的空間立體關(guān)系。3.3手術(shù)結(jié)果描述3.3.1圍手術(shù)期結(jié)果22例患者中,平均第一肝門解剖時(shí)間(42±10)min,平均手術(shù)時(shí)間(186±92)min,平均術(shù)中出血量(284±286)ml,平均術(shù)后住院時(shí)間(8.6±3.7)d,術(shù)中輸血率18.2%(4/22),術(shù)后實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)見表1。其中20例3D腹腔鏡下完成了解剖性肝切除術(shù)(包括右半肝切除術(shù)4例,右后區(qū)切除術(shù)2例,左半肝切除術(shù)2例,左外區(qū)切除術(shù)5例,肝段或亞肝段切除術(shù)7例),平均手術(shù)時(shí)間(175±89)min,平均術(shù)中出血量(212±174)ml,平均術(shù)后住院時(shí)間(8.0±3.2)d；術(shù)中輸血率為10%(2/20)；2例中轉(zhuǎn)開腹完成(包括1例為右后區(qū)肝切除術(shù),1例肝Ⅷ段肝切除術(shù)),均因?yàn)榻馄饰恢盟�、難以暴露、術(shù)中出血,而中轉(zhuǎn)開腹完成手術(shù)。中轉(zhuǎn)開腹2例平均手術(shù)時(shí)間(290±42)min,平均術(shù)中出血量(1000±141)ml,術(shù)后平均住院時(shí)間(15.1±2.6)d。完全腹腔鏡患者術(shù)后第2-3天一般可下地活動(dòng),術(shù)后一般2～4d拔除胃腸減壓管,術(shù)后一般3-7 d可拔除腹腔引流管。3.3.2虛擬切除肝臟體積和實(shí)際切除肝臟體積比較虛擬切除肝體積為490±228ml,實(shí)際切除肝體積為491±192m1,兩者t檢驗(yàn)比較(t=-0.016,P0.05),差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,Pearson相關(guān)性分析(r=0.979,P0.001),說明虛擬切除肝臟體積和實(shí)際切除肝臟體積高度相關(guān)。3.3.3術(shù)后病理情況肝細(xì)胞癌11例,混合性肝細(xì)胞-膽管細(xì)胞癌2例,轉(zhuǎn)移腺癌2例,肉瘤樣肝細(xì)胞癌1例,海綿狀肝血管瘤6例,局灶性結(jié)節(jié)性增生2例。14例惡性腫瘤手術(shù)切緣均獲得陰性切緣(R0)。3.3.4術(shù)后并發(fā)癥胸腔積液3例,腹水1例,膽漏1例,其余17例術(shù)后無發(fā)生并發(fā)癥,無圍手術(shù)期死亡患者。3.3.5術(shù)后隨訪結(jié)果22例患者進(jìn)行了1-11月的隨訪,中位時(shí)間為5月,其中術(shù)后6月有1例肝腫瘤出現(xiàn)肝內(nèi)轉(zhuǎn)移并伴有門靜脈癌栓形成。4.典型病例分析5.結(jié)論1)三維可視化有助于術(shù)前安全性評(píng)估、術(shù)中操作、術(shù)后評(píng)估。2)肝臟3D打印有助于術(shù)中關(guān)鍵解剖的識(shí)別和定位,實(shí)時(shí)引導(dǎo)重要脈管的分離和腫瘤病灶的切除,提高手術(shù)的準(zhǔn)確性。3)3D腹腔鏡有助于第一肝門解剖、術(shù)中精細(xì)操作,適合解剖性肝切除術(shù),尤其是大塊肝切除術(shù)�？傊�,三維可視化、3D打印及3D腹腔鏡技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),可有助于精準(zhǔn)微創(chuàng)肝臟外科手術(shù)的實(shí)現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R735.7
【圖文】：

２．４３Ｄ物理模型打印：逡逑３Ｄ物理模型打印包括：犯圖像重建；數(shù)字化準(zhǔn)備；犯打印和犯打印后處理逡逑工作［４’７’２６］。（見圖２－ｉａ－ｂ）逡逑ＣＴ數(shù)據(jù)－邐，３Ｄ邋重建邋Ｉ邐件＇邋Ｉ邋吊戶界面逡逑ＭＩ－３ＤＶＳ邋軟件．邐Ｉ邋ＺＰｒｉｎｔ？．逡逑Ｉ＿＿逡逑Ｉ巧物理模墊邐Ｉ彩＆３Ｄ邋ｐｒｉｎｔｅｒ化逡逑邐！邐Ｓｐｅｒｔｗｍ邋ＺＴＭｎＯ．逡逑＼邐打�。义喜噬澹常板逶停义蠄D２－ｌａ邋３Ｄ巧印肝臟物理模型流程W逡逑Ｆｉｇ．２－ｌａ．邋Ｔｈｅ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋化ｅ邋３Ｄ邋ｐｒｉｎｔｉｎｇ邋ｌｉｖｅｒ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｍｏｄｅｌ逡逑９逡逑

邐互維可視化、３Ｄ打印及３Ｄ腹腔鏡技術(shù)在肝腫瘤外科診治中的應(yīng)用研究邐逡逑３N２．４邋ＲＨＶ分型統(tǒng)計(jì)結(jié)果（見表５，圖３－６）逡逑表５肝右靜脈Ｎａｋａｍｕｒａ分型逡逑Ｔａｂｌｅ邋５邋Ｔｈｅ邋ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｒｉｇｈｔ邋ｈｅｐａｔｉｃ邋ｖｅｉｎ邋ｂｙ邋Ｎａｋａｍｕｒａ逡逑ＲＨＶ分型：根據(jù)ＲＨＶ、肝右中靜化（ＭＲＨＶ）和／或巧右下靜脈邐各型占總數(shù)比率逡逑（ＩＲＨＶ）的不同組合分型逡逑Ｉ型：ＲＨＶ粗大，弓Ｉ流肝右葉大部分，伴有小的或不伴ＩＲＨＶ邐４５．５％邋（１０／２２）逡逑ＩＩ型；ＲＨＶ中等大小，舊ＨＶ中等大小邐３１．８％邋（７／２２）逡逑ＩＩＩ型：引流ＶＨ段的短�。遥龋�，ＭＲＨＶ粗大，ＩＲＨＶ較粗大邐２２．７％邋（＾２）逡逑

．．逡逑［＃＇邋ｍ逡逑圖３－７ａ邋Ｉ型（白色箭頭指肝ＩＶ段靜脈，來自圖３－７ｂ邋ＩＩ型（１．肝ＩＶ段靜脈，來自ＬＨＶ２．

本文編號(hào)：2763379