三维影像重建与计算机辅助手术系统在肝癌精准解剖性切除术中的临床应用研究

摘要

目的：探讨三维影像重建与计算机辅助手术系统（Higemi-3DR＆CAS）在肝癌精准解剖性切除术中的临床应用价值。　　方法：选取四川省人民医院肝胆外科2015年7月至2016年4月期间拟诊为原发性肝癌的患者作为研究对象，经筛选后满足研究入组条件和排除标准的患者共52名作为观察组。其术前应用Higemi-3DR＆CAS进行三维重建、术前评估、模拟手术规划以指导临床肝癌精准解剖性切除，术后病理均证实为原发性肝癌。根据Couinand肝段解剖理论及肝癌的手术切除难度、肝段切面等因素，将观察组病例的解剖性切除按手术方式和肿瘤所在区域分为右半肝区、左内叶区及左外叶区三类。通过电子病例系统提取我院2014年3月至2015年6月（即应用Higemi-3DR＆CAS前）期间，术前行常规二维影像规划手术，未行该系统指导手术，但同样行肝癌解剖性切除术的患者临床资料，作为历史对照。根据观察组的分组条件和标准，1.5倍匹配出病史资料完整的患者共78例作为对照组。对比分析：①观察组病例的肝脏三维结构重建效果与术中手术实际情况进行对比分析；②观察组采用Higemi-3DR＆CAS法进行肝脏体积分析，同时采用二维CT法测量的全肝体积、残肝体积、预切除体积，分析比较两种测量方法之间的差异以及预切除体积与实际手术切除标本体积的相关性分析；③比较观察组与对照组在手术时间、肝门阻断时间、术中出血量及输血情况等方面的差异。　　结果：两组病例的一般临床资料具有可比性。　　1.观察组病例均成功重建可视化肝脏模型，术前评估和模拟手术规划；术前肝三维模型解剖结构分析、模拟切除情况与术中判断基本一致。模拟手术与实际手术方式符合率为98.1％；术前评估预处理血管与术中实际离断血管的符合率100%。　　2.体积分析：观察组病例标准肝体积为（1179±90）ml。CT测量全肝体积为（1304±264） ml。Higemi-3DR＆CAS测量功能性肝脏体积为（1145±214）ml，肿瘤测量体积为（197±122）ml。实际手术切除标本体积为（584±224）ml。观察组的二维CT法与Higemi-3DR＆CAS法所测量的残肝体积、预切除体积分别为（575±218）ml、（589±243）ml和（729±207） ml、（754±195）ml，两种测量方法均无区别（P>0.05）；两种方法测量的预切除体积与术后切除标本体积之间均呈显著正相关性（ r1=0.990， r2=0.992，P<0.001）。Higemi-3DR＆CAS测量预切除体积误差率（5.1±3.7）%小于二维CT测量误差率（5.5±2.5）%，但无统计学差异（P>0.05）。　　3.在手术时间、肝门阻断时间、术中出血量及术中输血情况上：观察组右半肝区病例的手术时间和肝门阻断时间短于对照组，分别为（249.8±63.9）min和（296.4±56.3）min，（21.4±6.0）min和（30.8±8.4） min， P<0.05，而术中出血量并无差别，分别为（310.0±204.1） ml和（423.0±264.2）ml，P>0.05；左内叶区病例的手术时间、肝门阻断时间和术中出血量均优于对照组，分别为（271.9±43.4）min和（323.8±57.0）min，（27.1±2.9）min和（35.2±5.0）min，（406.3±159.1）ml和（583.3±196.9） ml，P<0.05；而左外叶区病例的肝段切除的上述各观察指标无差异，分别为（168.2±21.8）min和（161.0±32.7）min，（15.6±2.5）min和（17.1±3.7）min，（207.9±71.2）ml和（213.8±87.5）ml，P>0.05。观察组与对照组的术中输血率和输血量，分别为13.5%、14.1%和（500±173）ml、（450±147） ml，两组均无差异（P>0.05）。　　结论：　　1. Higemi-3DR＆CAS可重建真实、客观、可视化的肝脏三维模型，准确地提供肝脏形态、肝内管道走行及分支、肿瘤定位及其与周围脉管空间位置关系等重要解剖信息；体积分析、模拟切除为术前精准评估、手术规划提供重要参考，为肝癌精准切除提供数字化的指导工具。　　2.虽然Higemi-3DR＆CAS法和二维CT法的肝脏体积分析无统计学差异，但是 Higemi-3DR＆CAS三维模型在操作性、可视化及人机交互性上更加简便快捷，易于临床医师所掌握，具备更优的临床实际应用价值。　　3.在Higemi-3DR＆CAS辅助下可减少右半肝区肝癌解剖性切除术的手术时间、肝门阻断时间，但不能减少术中出血量；可减少左内叶区的肝癌解剖性切除术的手术时间、肝门阻断时间、术中出血量；不能减少左外叶区肝癌解剖性切除术的手术时间、肝门阻断时间、术中出血量。Higemi-3DR＆CAS不能减少术中输血量。

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前言

材料与方法

1 研究对象

2 设备与参数

3 手术规划

4 肝癌解剖性切除

5 收集临床指标

6 数据分析

结果

1 重建肝脏三维可视化模型

2 临床手术切除

3 体积分析

4 手术时间、肝门阻断时间、术中出血量与输血情况

讨论

1 计算机辅助手术系统

2 肝脏解剖与3D模拟手术规划

3 计算机辅助手术系统在肝癌解剖性切除中的指导作用

4 计算机辅助手术系统对手术时间、肝门阻断时间、术中出血量及术中输血情况的影响

5 不足与展望

结论

参考文献

英 汉 缩 略 词 对 照 表

致谢

综述:基于CT扫描的肝脏三维可视化系统在精准肝脏外科中的应用进展

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