右半肝门静脉3D分型及基于门静脉流域的计算机肝脏分段研究

摘要

本文主要从以下几个部分展开论述：
　　第一部分：基于三维可视化技术的右半肝门静脉3D分型研究
　　目的：1.解剖性肝切除以肝段和亚肝段为切除单元，对门静脉的解剖要求精确到3-4级门静脉分支，主要通过向3级门静脉分支注射美兰使荷瘤肝段肝实质染色，沿染色界限离断肝实质。采用三维可视化技术研究右半肝门静脉系统的解剖，进行右肝门静脉3D分型;
　　2.探讨门静脉3D分型对解剖性肝切除的临床意义。
　　方法：1.研究对象
　　2015年3月至2015年9月之间，收集南方医科大学珠江医院336名病人上腹部增强CT数据，按照规定的纳入和排除标准，最终纳入120名数据质量较高的人群。其中男64例，女56例，年龄10-85岁，平均年龄47.5岁。
　　2.仪器和设备
　　(1)多排螺旋CT:所有数据采用荷兰64或256排PHILIPS螺旋CT扫描，PHILIPS Brilliance，Netherlands，获取多期CT增强数据。(2) Mxview飞利浦CT工作站。(3)惠普刀片式服务器。(4)高性能计算机。(5)与深圳旭东集团共同研发的腹部医学图像三维可视化软件MI-3DVS。
　　3.CT数据的采集和存贮
　　4.三维重建
　　将Dicom格式的门静脉期、肝静脉期CT数据导入MI-3DVS系统，采用基于边界信息模型的几何主动轮廓模型的水平集算法进行肝脏组织的分割，采用基于改进的Hessian矩阵血管增强算法和区域生长算法分割门静脉、肝静脉，移动立方体算法进行分割数据的三维重建。观察门静脉走形、分支及分布规律，有无变异情况等。
　　结果：1.三维重建结果
　　重建出的门静脉可显示到3-4级分支，其走形、分布及分支变异情况可得到清晰直观显示，与肝静脉空间位置关系也可达到清晰立体显示。
　　2.门静脉主干分型结果
　　根据Cheng式门静脉分型以及Atri门静脉分型的标准将门静脉主干分为以下4型:Ⅰ型，普通型，门静脉主干于肝门处发出门静脉右支和门静脉左支，门静脉右支再发出右前支和右后支，此型最为常见，共有102例(85.0％);Ⅱ型，三叉型，门静脉左支、右前支、右后支呈三叉状从肝门区发出，无门脉右支形成，共有9例(7.5％);Ⅲ型，工字型，即门静脉主干先发出门静脉右后支，门静脉右前支和左支共干，共有5例(4.2％);Ⅳ型，门静脉主干直接分为门静脉右后支和左支两支，门静脉右前支发自左支，共有4例(3.3％)。
　　3.右前区门静脉与肝静脉空间关系
　　Ⅷ段门静脉背侧支向右后方向越过肝右静脉主干共有102例(85.0％)，未越过肝右静脉18例(15.0％)，其中因出现粗大右后下静脉导致肝右静脉短小未越过共有8例(6.7％)。Ⅷ段门静脉腹侧支向左越过肝中静脉主干共有68例(56.7％)。
　　4.右半肝门静脉分支分型结果
　　根据各肝段门静脉三级分支血管的起源、走形方向，将P5、P6、P7、P8分为以下3D分型。P5可分为5型:A型31例(25.8％)，P5为来自右前支的主干;B型10例(8.3％)，P5无主干形成，由来自前上方P8背侧支和腹侧支分支组成;C型43例(35.8％)，P5由发自右前支主干的分支以及P8向下的背侧支和腹侧支分支共同组成;D型有7例(5.8％)，P5直接来自右支主干，无门静脉右前支主干形成;E型29例(24.2％)，P5部分血供来自门静脉右后支。P8可分为4型，A型47例(39.2％)，背侧支+腹侧支;B型39例(32.5％)，背侧支+腹侧支+外侧支;C型16例(13.3％)，背侧支+腹侧支+内侧支;D型18例(15.0％)，背侧支+腹侧支+外侧支+内侧支。P6可分为4型:A型51例(42.5％)，P6发自门静脉右后支，P7和P6分为两支通过共通管分别发出;B型18例(15.0％)，P6发自右支主干，P6和P7分为两支，直接从门静脉右支主干分别发出;C型47例(39.2％)，P6为弓状门静脉右后支的尾侧支;D型4例(3.3％)，P6部分血供来自右前支门静脉分支。P7可分为6型，A型41例(34.2％)，P7发自门脉右后支，P7和P6分为两支通过共通管分别发出;B型17例(14.2％)，P7发自门静脉右支主干，P7和P6分为两支，直接从门静脉右支主干分别发出;C型40例(33.3％)，门静脉右后支呈弓状走形，P7为右后支的头侧支;D型7例(5.8％)，P7和P6组成门静脉右后支主干，另有一直径较粗的发自右后支主干的P7支配右后上区。E型12例(10.8％)，P7与P6共干组成右后支，另有一支直径较粗的P7发自P7;F型2例(1.6％)，另有一支P7发自门静脉左右支分叉处支配右后上区。
　　结论：1.右半肝门静脉走形复杂，常见较多变异，采用三维可视化技术有利于观察并总结出忠于患者实际解剖结构的各肝段门静脉分支的分布规律。
　　2.门静脉3D分型为解剖性肝切除术提供了形态学依据，熟悉门静脉3D分型有利于解剖性肝切除术的精准实施。
　　第二部分：基于门静脉流域的个体化计算机肝脏分段研究
　　目的：1.研究一种基于门静脉流域的个体化计算机肝脏分段方法;
　　2.探讨基于门静脉流域的计算机肝脏分段方法在解剖性肝切除术中的应用价值。
　　方法：1.研究对象
　　2014年12月-2016年2月期间，南方医科大学珠江医院HCC患者行手术切除65例，其中基于术前MI-3DVS手术规划行解剖性肝切除16例，男14例，女2例，平均年龄47.7±10.1岁。肿瘤直径（5.27±2.64）cm，二次手术切除2例。肿瘤直径大于5cm9例。肿瘤直径小于5cm7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，影像学诊断为肝硬化患者14例。
　　2.仪器和设备
　　(1)PHILIPS BRILLIANCE64/256排螺旋CT。(2)Medrad stellant高压注射泵。(3)注射对比剂:非离子型对比剂，优维显。(4)图像后处理工作站:Mxview workstation（CT自带）。(5)南方医科大学数字医学临床实验中心HP刀片式服务器。(6)计算机系统。(7)与深圳旭东集团共同研发的腹部医学图像三维可视化系统MI-3DVS。
　　3.CT数据采集及存储。同第一部分所述。
　　4.肝脏和门静脉数据的分割和重建。同第一部分所述。
　　5.计算机肝脏分段过程
　　基于门静脉流域的计算机肝脏分段方法主要包括3个方面:即提取门静脉血管中心线;利用第一部分总结的各肝段门静脉3D分型对提取的中心线进行肝段的标记;最后根据标记的中心线进行肝段的划分。
　　6.手术方法
　　根据具体情况采取右肋缘下或“人”字型切口。开腹后首先解剖第一肝门，鞘内解剖法解剖出门静脉主干及其二、三级分支。对于右前叶或者右后叶的肝切除，优先选择美兰染色的方法进行肝实质的染色，选择20G套管针穿刺肝蒂的门静脉，按照每个肝段4ml剂量注射，根据肝脏表面染色情况，可适当加减美兰剂量和推进速度，当推注完后，立即将该肝蒂阻断带收紧，标识肝脏表面染色范围和界限。对于肝段切除的病例，在没有超声辅助穿刺的情况下，可先予以暂时阻断右前或者右后肝蒂，标识各肝叶之间缺血界限，再沿右前右后缺血线切开一部分肝实质，随着肝实质离断深度的加深，找到目标肝段门静脉，予以阻断，观察各肝段在肝脏表面的缺血线，以明确肝段之间的界限。
　　7.统计学分析
　　结果：1.重建出来的肝脏分段模型可清楚观察到各肝段之间范围和界限，通过半透明化肝段，可清晰显示各肝段门静脉分支供应和肝静脉回流情况。
　　2.术前模拟解剖性肝段切除表面分界和内部界限与术中实际分界及内部界限一致性较高。
　　3.术前MI-3DVS模拟的解剖性肝叶/肝段体积与术后实际切除肝叶/肝段体积相关性较高，相关性检验方程y=1.023x-17.716，R2=0.914，术前术后体积差值均数(d)=-8.06ml，差值的标准差Sd=49.33ml，95％一致性界限为-8.06±1.96×49.33ml，即(-104.75，88.63)，具有较好的一致性。
　　结论：1.以门静脉三级分支血供的计算机肝脏分段方法可真实显示各肝段解剖结构，提供术者立体的解剖功能信息。
　　2.基于门静脉流域的个体化计算机肝脏分段与实际肝脏分段具有较好的一致性，该分段方法有助于临床解剖性肝切除术的精准实施。

目录

摘要

第一部分 基于三维可视化技术的右半肝门静脉3D分型研究

引言

材料和方法

结果

讨论

参考文献

第二部分 基于门静脉流域的个体化计算机肝脏分段研究

引言

材料和方法

结果

讨论

参考文献

不足与展望

中英文缩略词对照表

成果

致谢

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