本文關(guān)鍵詞：右半肝門靜脈3D分型及基于門靜脈流域的計(jì)算機(jī)肝臟分段研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究背景原發(fā)性肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)居世界癌癥發(fā)病率第六位,死亡率第二位。在中國,每年大約有383000人死于肝癌,占世界肝癌死亡人數(shù)51%。肝切除和肝移植是目前最有望根治原發(fā)性肝癌,提高生存率的治療方式。肝切除治療HCC的原則是徹底清除病灶、最大程度保護(hù)剩余肝臟功能以及最大限度減少手術(shù)創(chuàng)傷。病理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)肝癌細(xì)胞通過侵犯門靜脈分支并隨門靜脈血流在荷瘤肝段內(nèi)播散形成子灶是肝癌肝內(nèi)轉(zhuǎn)移主要方式。解剖性肝切除在徹底清除病灶的同時(shí),一并切除受累門靜脈分支流域荷瘤肝段,降低了術(shù)后微轉(zhuǎn)移灶生長、復(fù)發(fā)的危險(xiǎn),是肝切除治療肝癌首選手術(shù)方式。而術(shù)前腫瘤以及受腫瘤侵犯的肝段門靜脈的定位是解剖性肝切除術(shù)的基礎(chǔ)。既往對(duì)門靜脈主干及其一二級(jí)門靜脈分支形態(tài)學(xué)觀察多適用于以肝葉、半肝切除為主的大塊肝切除。觀察對(duì)象為肝臟腐蝕鑄型標(biāo)本,由于尸體肝臟失去血壓支撐,其走形和分布和活體狀態(tài)存在一定差別。此外,離體尸肝的肝分段方位術(shù)語描述是相對(duì)于桌面而言,得出的各肝段相互之間為上下左右關(guān)系,與實(shí)際腹腔載體真實(shí)肝段之間腹側(cè)段和背側(cè)段關(guān)系并不相符。解剖性肝切除以肝段和亞肝段為切除單元,對(duì)門靜脈的解剖要求精確到3-4級(jí)門靜脈分支,主要通過向3級(jí)門靜脈分支注射美蘭使荷瘤肝段肝實(shí)質(zhì)染色,沿染色界限離斷肝實(shí)質(zhì)。為避免肝實(shí)質(zhì)離斷平面出現(xiàn)偏離,解剖性肝切除以肝靜脈的走形為肝實(shí)質(zhì)離斷平面的導(dǎo)引,因此,立體觀察門靜脈和肝靜脈的空間關(guān)系也是解剖性肝切除重要內(nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及與醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的結(jié)合,三維重建軟件實(shí)現(xiàn)了活人體肝內(nèi)血管的立體可視化觀察,大樣本量數(shù)據(jù),有利于得出真實(shí)的門靜脈走型和分布規(guī)律。門靜脈左支主干由門靜脈橫部向左轉(zhuǎn)為角部再潛行移為矢狀部,向左外方發(fā)出Ⅱ段和Ⅲ段門靜脈分支,向右方發(fā)出Ⅳ段門靜脈分支,上述分支的數(shù)量、走形和分布較為固定和簡單。右肝位置深,是腫瘤好發(fā)位置,且右肝門靜脈解剖復(fù)雜,變異多見,歷來都是解剖學(xué)家和肝膽外科專家研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此,本課題第一部分采用與深圳旭東數(shù)字醫(yī)學(xué)影像技術(shù)有限公司共同研發(fā)的三維可視化軟件MI-3DVS(The Medical Image Three-Dimensional Visualization System)對(duì)符合納入標(biāo)準(zhǔn)的上腹部增強(qiáng)CT掃描病人肝內(nèi)門靜脈和肝靜脈進(jìn)行分割和重建,立體觀察右半肝門靜脈走形、分布及分支規(guī)律,歸納總結(jié)右半肝各肝段門靜脈分支3D分型,為解剖性右肝病灶肝段切除提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。肝臟分段是腫瘤定位的有效手段,Couniaud肝分段是目前臨床最常見的肝臟分段方法,雖然應(yīng)用廣泛, 然而在存在門靜脈變異的情況下,Couinaud分段方法與實(shí)際情況不甚相符。Couinaud分段以肝靜脈和門靜脈作為肝段劃分的依據(jù),盡管各肝段具有門靜脈供應(yīng)和肝靜脈回流,但和實(shí)際門靜脈分支流域劃分的肝段在形態(tài)、位置以及體積上并不相符。而解剖性肝切除術(shù)在徹底切除腫瘤的同時(shí),需同時(shí)切除荷瘤肝段以防止微小癌栓的殘留決定肝切除方式不能以Couinaud肝段為單元進(jìn)行肝切除,以門靜脈流域的肝臟分段方法將一個(gè)門靜脈三或四級(jí)分支所屬區(qū)域劃歸為一個(gè)肝切除單元契合了解剖性肝切除的手術(shù)原理,可輔助解剖性肝切除術(shù)的精準(zhǔn)實(shí)施,被世界各地肝膽外科專家所認(rèn)可。以門靜脈流域肝分段方法最早由日本學(xué)者Takayssure提出,作者認(rèn)為門靜脈分段可全部劃定為腹側(cè)段和背側(cè)段關(guān)系。Cho也提出基于門靜脈分支的肝臟分段方法,作者認(rèn)為盡管左右肝體積不同,但是門靜脈左右支仍然可以看做左右對(duì)稱,因此將肝臟劃分為外上段、外下段、內(nèi)側(cè)段、前腹段、前背段、后段以及尾狀葉共7段的新的分段方法。Fasel對(duì)門靜脈3級(jí)分支的數(shù)量進(jìn)行觀察統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)平均每個(gè)個(gè)體3級(jí)門靜脈分支數(shù)量平均有20(9-44)支,因此提出“1-2-20”的肝臟分段概念,并且作者指出此種分段方法在數(shù)量上并不會(huì)與Couinaud分段出現(xiàn)矛盾,20個(gè)分段在需要的情況下可簡化為8段。解剖性肝切除術(shù)確定肝段的界限和范圍目前主要通過超聲引導(dǎo)下目標(biāo)門靜脈穿刺染色的方法施行,然而此種方法只有在術(shù)中才能明確擬切除肝段的范圍和界限,如何術(shù)前確定各門靜脈流域劃分的肝段邊界、范圍和體積仍然困擾著廣大肝膽外科醫(yī)生。隨著三維重建軟件的快速發(fā)展和各種數(shù)學(xué)算法的提出,如LASA算法,NNSA算法,一些軟件已經(jīng)允許對(duì)相應(yīng)血管所供應(yīng)的區(qū)域和體積進(jìn)行精確計(jì)算和界定。術(shù)前即實(shí)現(xiàn)了解剖性肝切除術(shù)術(shù)前肝段范圍界定和體積計(jì)算,有利于肝切除手術(shù)規(guī)劃的詳細(xì)制定和手術(shù)的安全實(shí)施。因此,本課題第二部分在廣州市科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目《基于肝內(nèi)血管交互分割技術(shù)的個(gè)體化肝臟分段研究》(21300000185)的資助下,以第一部分右肝門靜脈3D分型和左肝門靜脈三維重建為基礎(chǔ),精確計(jì)算肝內(nèi)三至四級(jí)分支血流灌注區(qū)域,指導(dǎo)肝臟各肝段的準(zhǔn)確劃分。擬探索一種基于門靜脈流域的計(jì)算機(jī)肝臟分段方法,并通過臨床解剖性肝切除術(shù)前模擬切除的肝臟體積和術(shù)后實(shí)際切除肝臟體積相關(guān)性檢驗(yàn)以及Bland-Altman一致性統(tǒng)計(jì)學(xué)分析驗(yàn)證基于門靜脈流域的計(jì)算機(jī)肝臟方法學(xué)的準(zhǔn)確性。一、基于三維可視化技術(shù)的右半肝門靜脈3D分型研究目的1.采用三維可視化技術(shù)研究右半肝門靜脈系統(tǒng)的解剖,進(jìn)行右肝門靜脈3D分型；2.探討門靜脈3D分型對(duì)解剖性肝切除的臨床意義。材料和方法1.研究對(duì)象2015年3月至2015年9月之間,收集南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院336名病人上腹部增強(qiáng)CT數(shù)據(jù),按照規(guī)定的納入和排除標(biāo)準(zhǔn),最終納入120名數(shù)據(jù)質(zhì)量較高的人群。其中男64例,女56例,年齡10-85歲,平均年齡47.5歲。2.儀器和設(shè)備(1)多排螺旋CT：所有數(shù)據(jù)采用荷蘭64或256排PHILIPS螺旋CT掃描,PHILIPS Brilliance, Netherlands,獲取多期CT增強(qiáng)數(shù)據(jù)；(2) Mxview飛利浦CT工作站。(3)惠普刀片式服務(wù)器。(4)高性能計(jì)算機(jī)。(5)與深圳旭東集團(tuán)共同研發(fā)的腹部醫(yī)學(xué)圖像三維可視化軟件MI-3DVS (The Medical Image Three-Dimensional Visualization System,授權(quán)編號(hào)：2008SR18798)。3.CT數(shù)據(jù)的采集和存貯CT掃描參數(shù)和方法詳見參考文獻(xiàn)(Fang C, Liu J, Fan Y, et al. Outcomes of hepatectomy for hepatolithiasis based on 3-dimensional reconstruction technique[J]. Journal of the American College of Surgeons,2013,217(2):280-288)4.三維重建將Dicom格式的門靜脈期、肝靜脈期CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入MI-3DVS系統(tǒng),采用基于邊界信息模型的幾何主動(dòng)輪廓模型的水平集算法進(jìn)行肝臟組織的分割,采用基于改進(jìn)的Hessian矩陣血管增強(qiáng)算法和區(qū)域生長算法分割門靜脈、肝靜脈,移動(dòng)立方體算法進(jìn)行分割數(shù)據(jù)的三維重建。觀察門靜脈走形、分支及分布規(guī)律,有無變異情況等。結(jié)果1.三維重建結(jié)果重建出的門靜脈可顯示到3-4級(jí)分支,其走形、分布及分支變異情況可得到清晰直觀顯示,與肝靜脈空間位置關(guān)系也可達(dá)到清晰立體顯示。2.門靜脈主干分型結(jié)果根據(jù)Cheng式門靜脈分型以及Atri門靜脈分型的標(biāo)準(zhǔn)將門靜脈主干分為以下4型：Ⅰ型,普通型,門靜脈主干于肝門處發(fā)出門靜脈右支和門靜脈左支,門靜脈右支再發(fā)出右前支和右后支,此型最為常見,共有102例(85.0%)；Ⅱ型,三叉型,門靜脈左支、右前支、右后支呈三叉狀從肝門區(qū)發(fā)出,無門脈右支形成,共有9例(7.5%)；Ⅲ型,工字型,即門靜脈主干先發(fā)出門靜脈右后支,門靜脈右前支和左支共干,共有5例(4.2%)；Ⅳ型,門靜脈主干直接分為門靜脈右后支和左支兩支,門靜脈右前支發(fā)自左支,共有4例(3.3%)。3.右前區(qū)門靜脈與肝靜脈空間關(guān)系Ⅷ段門靜脈背側(cè)支向右后方向越過肝右靜脈主干共有102例(85.0%),未越過肝右靜脈18例(15.0%),其中因出現(xiàn)粗大右后下靜脈導(dǎo)致肝右靜脈短小未越過共有8例(6.7%)。Ⅷ段門靜脈腹側(cè)支向左越過肝中靜脈主干共有68例(56.7%)。4.右半肝門靜脈分支分型結(jié)果根據(jù)各肝段門靜脈三級(jí)分支血管的起源、走形方向,將P5、P6、P7、P8分為以下3D分型。P5可分為5型：A型31例(25.8%),P5為來自右前支的主干；B型10例(8.3%),P5無主干形成,由來自前上方P8背側(cè)支和腹側(cè)支分支組成；C型43例(35.8%),P5由發(fā)自右前支主干的分支以及P8向下的背側(cè)支和腹側(cè)支分支共同組成；D型有7例(5.8%),P5直接來自右支主干,無門靜脈右前支主干形成；E型29例(24.2%),P5部分血供來自門靜脈右后支。P8可分為4型,A型47例(39.2%),背側(cè)支+腹側(cè)支；B型39例(32.5%),背側(cè)支+腹側(cè)支+外側(cè)支；C型16例(13.3%),背側(cè)支+腹側(cè)支+內(nèi)側(cè)支；D型18例(15.0%),背側(cè)支+腹側(cè)支+外側(cè)支+內(nèi)側(cè)支。P6可分為4型：A型51例(42.5%),P6發(fā)自門靜脈右后支,P7和P6分為兩支通過共通管分別發(fā)出；B型18例(15.0%),P6發(fā)自右支主干,P6和P7分為兩支,直接從門靜脈右支主干分別發(fā)出；C型47例(39.2%),P6為弓狀門靜脈右后支的尾側(cè)支；D型4例(3.3%),P6部分血供來自右前支門靜脈分支。P7可分為6型,A型41例(34.2%),P7發(fā)自門脈右后支,P7和P6分為兩支通過共通管分別發(fā)出；B型17例(14.2%),P7發(fā)自門靜脈右支主干,P7和P6分為兩支,直接從門靜脈右支主干分別發(fā)出；C型40例(33.3%),門靜脈右后支呈弓狀走形,P7為右后支的頭側(cè)支；D型7例(5.8%),P7和P6組成門靜脈右后支主干,另有一直徑較粗的發(fā)自右后支主干的P7支配右后上區(qū)。E型12例(10.8%),P7與P6共干組成右后支,另有一支直徑較粗的P7發(fā)自P7；F型2例(1.6%),另有一支P7發(fā)自門靜脈左右支分叉處支配右后上區(qū)。結(jié)論1.右半肝門靜脈走形復(fù)雜,常見較多變異,采用三維可視化技術(shù)有利于觀察并總結(jié)出忠于患者實(shí)際解剖結(jié)構(gòu)的各肝段門靜脈分支的分布規(guī)律。2.門靜脈3D分型為解剖性肝切除術(shù)提供了形態(tài)學(xué)依據(jù),熟悉門靜脈3D分型有利于解剖性肝切除術(shù)的精準(zhǔn)實(shí)施。二、基于門靜脈流域的個(gè)體化計(jì)算機(jī)肝臟分段研究目的1.研究一種基于門靜脈流域的個(gè)體化計(jì)算機(jī)肝臟分段方法；2.探討基于門靜脈流域的計(jì)算機(jī)肝臟分段方法在解剖性肝切除術(shù)中的應(yīng)用價(jià)值。材料和方法1.研究對(duì)象2014年12月-2016年2月期間,南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院HCC患者行手術(shù)切除65例,其中基于術(shù)前MI-3DVS手術(shù)規(guī)劃行解剖性肝切除16例,男14例,女2例,平均年齡47.74±10.1歲。腫瘤直徑(5.274±2.64)cm,二次手術(shù)切除2例。腫瘤直徑大于5cm 9例。腫瘤直徑小于5cm 7例。乙型肝炎患者12例,丙型肝炎1例,乙型肝炎合并丙型肝炎1例,影像學(xué)診斷為肝硬化患者14例。2.儀器和設(shè)備(1) PHILIPS BRILLIANCE 64/256排螺旋CT。來源：荷蘭PHILIPS公司；(2) Medrad stellant高壓注射泵；(3)注射對(duì)比劑：非離子型對(duì)比劑,優(yōu)維顯(4)圖像后處理工作站：Mxview workstation(CT自帶)。來源：荷蘭PHILIPS公司；(5)南方醫(yī)科大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)臨床實(shí)驗(yàn)中心HP刀片式服務(wù)器。來源：美國HP公司；(6)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：Intel酷睿15以上4核64位CPU,8G以上內(nèi)存,20G以上的可用硬盤空間,64位Windows 7操作系統(tǒng),NVidia(1G以上顯存)顯卡,至少支持1280*1024以上分辨率顯示器(7)與深圳旭東集團(tuán)共同研發(fā)的腹部醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)MI-3DVS(The Medical Image Three-Dimensional Visualization System,授權(quán)編號(hào)：2008SR18798)。3.CT數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)同第一部分所述。4.肝臟和門靜脈數(shù)據(jù)的分割和重建同第一部分所述。5.計(jì)算機(jī)肝臟分段過程基于門靜脈流域的計(jì)算機(jī)肝臟分段方法主要包括3個(gè)方面：即提取門靜脈血管中心線；利用第一部分總結(jié)的各肝段門靜脈3D分型對(duì)提取的中心線進(jìn)行肝段的標(biāo)記；最后根據(jù)標(biāo)記的中心線進(jìn)行肝段的劃分。5.1提取門靜脈血管中心線將分割后的門靜脈血管模型通過迭代細(xì)化的方法將三維血管結(jié)構(gòu)簡化為血管中心線,中心線的簡化過程不能改變?cè)軜涞耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系,通過不斷細(xì)化血管表面體素,直到不能細(xì)化為止。5.2門靜脈血管中心線標(biāo)記將門靜脈血管樹模型存儲(chǔ)成樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),根據(jù)門靜脈血管的分支情況,對(duì)樹形結(jié)構(gòu)上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記,使不同標(biāo)記的中心線對(duì)應(yīng)不同的肝段。5.3根據(jù)標(biāo)記的中心線進(jìn)行肝段劃分采用快速最近鄰域近似分割算法(NNSA,The Neareast Neighbor Segment Approximation)劃分出門靜脈三級(jí)分支血供流域?qū)?yīng)的肝段在肝臟表面分界和內(nèi)部界限。6.手術(shù)方法根據(jù)具體情況采取右肋緣下或“人”字型切口。開腹后首先解剖第一肝門,鞘內(nèi)解剖法解剖出門靜脈主干及其二、三級(jí)分支。對(duì)于右前葉或者右后葉的肝切除,優(yōu)先選擇美蘭染色的方法進(jìn)行肝實(shí)質(zhì)的染色,選擇20G套管針穿刺肝蒂的門靜脈,按照每個(gè)肝段4m1劑量注射,根據(jù)肝臟表面染色情況,可適當(dāng)加減美蘭劑量和推進(jìn)速度,當(dāng)推注完后,立即將該肝蒂阻斷帶收緊,標(biāo)識(shí)肝臟表面染色范圍和界限。對(duì)于肝段切除的病例,在沒有超聲輔助穿刺的情況下,可先予以暫時(shí)阻斷右前或者右后肝蒂,標(biāo)識(shí)各肝葉之間缺血界限,再沿右前右后缺血線切開一部分肝實(shí)質(zhì),隨著肝實(shí)質(zhì)離斷深度的加深,找到目標(biāo)肝段門靜脈,予以阻斷,觀察各肝段在肝臟表面的缺血線,以明確肝段之間的界限。7.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析分別計(jì)算術(shù)前MI-3DVS模擬切除的荷瘤肝葉／肝段體積以及術(shù)后采用排水法測量的實(shí)際切除的肝葉／肝段體積,采用Person相關(guān)性檢驗(yàn)方法對(duì)兩組肝臟體積進(jìn)行相關(guān)性檢測。再采用Bland-Altman法來評(píng)估術(shù)前模擬解剖性肝切除的肝臟體積和術(shù)后實(shí)際肝臟體積體積之間的一致性。結(jié)果1.重建出來的肝臟分段模型可清楚觀察到各肝段之間范圍和界限,通過半透明化肝段,可清晰顯示各肝段門靜脈分支供應(yīng)和肝靜脈回流情況。2.術(shù)前模擬解剖性肝段切除表面分界和內(nèi)部界限與術(shù)中實(shí)際分界及內(nèi)部界限一致性較高。3.術(shù)前MI-3DVS模擬的解剖性肝葉／肝段體積與術(shù)后實(shí)際切除肝葉／肝段體積相關(guān)性較高,相關(guān)性檢驗(yàn)方程y=1.023x-17.716,R2=0.914,術(shù)前術(shù)后體積差值均數(shù)d=-8.06m1,差值的標(biāo)準(zhǔn)差Sd=49.33m1,95%一致性界限為-8.06士1.96x49.33m1,即(-104.75,88.63),具有較好的一致性。結(jié)論1.以門靜脈三級(jí)分支血供的計(jì)算機(jī)肝臟分段方法可真實(shí)顯示各肝段解剖結(jié)構(gòu),提供術(shù)者立體的解剖功能信息。2.基于門靜脈流域的個(gè)體化計(jì)算機(jī)肝臟分段與實(shí)際肝臟分段具有較好的一致性,該分段方法有助于臨床解剖性肝切除術(shù)的精準(zhǔn)實(shí)施。
【關(guān)鍵詞】：三維可視化 門靜脈 肝臟分段 解剖性肝切除
【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】：2016
【分類號(hào)】：R735.7
【目錄】：

• 摘要3-11
• ABSTRACT11-22
• 第一部分 基于三維可視化技術(shù)的右半肝門靜脈3D分型研究22-42
• 引言22-23
• 材料和方法23-26
• 結(jié)果26-33
• 討論33-39
• 參考文獻(xiàn)39-42
• 第二部分 基于門靜脈流域的個(gè)體化計(jì)算機(jī)肝臟分段研究42-73
• 引言42-43
• 材料和方法43-48
• 結(jié)果48-57
• 討論57-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 不足與展望73-74
• 中英文縮略詞對(duì)照表74-75
• 成果75-76
• 致謝76-77

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 趙晶;門靜脈的能譜CT成像[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2015年

2 向飛;右半肝門靜脈3D分型及基于門靜脈流域的計(jì)算機(jī)肝臟分段研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2016年

3 廖如云;3D-LAVA序列結(jié)合MIP技術(shù)在門靜脈三維成像中的應(yīng)用價(jià)值[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2016年

4 龐國棟;MSCT門靜脈血管成像對(duì)于門靜脈解剖變異的研究[D];山東大學(xué);2011年

5 朱旭娜;肝癌與肝內(nèi)靜脈血管之相關(guān)性及其診斷價(jià)值的多層螺旋CT血管造影研究[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：右半肝門靜脈3D分型及基于門靜脈流域的計(jì)算機(jī)肝臟分段研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：460924