醫(yī)學三維技術在肝癌治療中的應用
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一、肝切除術中的應用
1.明確腫瘤位置，判斷手術切除成功率：對于術前影像學檢查中毗鄰肝內(nèi)重要管道（血管或膽管）的肝癌，如位于第一、第二肝門或尾狀葉的腫瘤，可應用三維成像技術更直接形象了解腫瘤與這些重要管道的關系，判斷病灶是否可以切除，避免損傷重要管道。2.評估殘肝體積：目前對于肝癌患者來說，肝部分切除是最直接有效的治療方法。而對切除肝臟的體積及肝功能的評估，是預防術后肝衰竭的重要措施。術前準確評估術后殘余肝體積，從而提高了肝切除術的安全性。南方醫(yī)科大學學者收集了69例肝癌患者，利用醫(yī)學圖像三維可視化系統(tǒng)（medicalimagethree-dimensionalvisualizationsystem，MI-3DVS）輔助肝切除治療肝癌，研究發(fā)現(xiàn)利用三維成像能較為準確地判斷所要切除肝臟的大小，從而評估殘肝體積，特別是對于肝硬化較為嚴重的患者，其術后殘肝體積對肝功能的恢復具有重要意義[14]。對于一些體積較大的腫瘤，三維成像不僅可判斷腫瘤與重要管道的關系，同時可計算殘肝體積，提高腫瘤的切除率和減少術后肝衰竭發(fā)生率。蘭州大學第二醫(yī)院黃利利等[15]將44例肝癌患者按照隨機數(shù)字表法隨機分為計算機體層攝影血管造影術（computertomographyangiography，CTA）組和三維手術規(guī)劃組，研究發(fā)現(xiàn)，與CTA組相比，三維手術規(guī)劃組能更好地顯示腫瘤與周圍組織的毗鄰關系、腹腔血管以及膽管擴張情況,并能較準確地預測腫瘤切除體積,尤其適用于復雜肝癌患者[16-17]。3.提高手術安全性：Zhang等[17]報道了21例肝母細胞瘤患者，其中11例行三維成像，成像組手術時間較未成像組更短，術中出血量更少。4.降低術后并發(fā)癥發(fā)生率：有學者報道通過三維成像可在術前了解一些重要血管的變異情況，避免在術中損傷重要血管而導致術后肝衰竭、膽漏等并發(fā)癥發(fā)生[18]。Wei等[19]報道74例肝癌合并門靜脈癌栓患者，其中31例實施三維成像，切除標本的預測體積和實際體積，以及預測的邊緣和實際切除的邊緣均相關。對于肝癌合并門靜脈癌栓患者采用三維成像，可有效地促進手術治療并使患者術后生存受益，降低術后并發(fā)癥發(fā)生率[20]。
二、肝移植中的應用
肝移植是治療肝癌的重要手段，由于肝臟供體短缺、肝臟保存技術及肝臟缺血-再灌注損傷等限制，目前活體移植已成為一種重要方式[21]。術前準確測量供肝體積對于活體肝移植方案的制定和減少術后供體發(fā)生并發(fā)癥起著非常重要的作用，且已成為供受體移植匹配和供體安全的首要保障。傳統(tǒng)方法通過多排螺旋CT測量供肝體積，但此方法存在計算方法與閱片者經(jīng)驗密切相關、耗時較長等缺陷，易導致測量結果出現(xiàn)誤差。相比于傳統(tǒng)CT，三維重建系統(tǒng)操作簡單，臨床醫(yī)師可以在術前對供體肝臟進行準確的殘肝體積計算以及肝臟變異解剖結構的預估。何翼彪等[22]采用三維成像技術對活體肝移植供體肝臟進行三維重建并測量體積，結果發(fā)現(xiàn)三維成像能清晰顯示肝靜脈系統(tǒng)，通過軟件切割完成肝臟分割，并自動顯示左右肝臟體積和體積比數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)對肝臟功能體積的立體化和數(shù)字化評估，從而大大提高術前對肝臟體積評估的精確性，繼而提高手術成功性。三維成像技術的應用不僅體現(xiàn)在上述對于肝臟體積的評估，對于肝臟血管的精確顯影，也為肝移植提供較大幫助。通過對肝臟主要血管的重建，模擬并分析其血供，特別是對于殘肝內(nèi)復雜變異的肝臟血管，可以避免血管吻合出現(xiàn)誤差[23-24]。
三、TACE中的應用
TACE為中晚期肝癌常用的治療方式，影響TACE治療療效的關鍵是精準的血管超選和術后腫瘤壞死體積的評估。應用血管介入三維成像技術進行腫瘤介入治療的預后評估,可提高血管介入治療效果。三維成像相對傳統(tǒng)的二維成像系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：（1）提高微小腫瘤病灶顯示率及異常病變的檢出率。（2）更清晰提供肝腫瘤供血血管解剖信息，有利于精準超選。（3）準確評估腫瘤壞死面積和體積，進一步了解腫瘤栓塞后情況，制定后續(xù)治療方案。Tacher等[25]研究顯示，基于三維成像的生物標記可用來預測肝癌患者對TACE的治療反應，同時清晰區(qū)別對TACE治療的耐受者。
近年來，射頻消融（RFA）成為治療小肝癌的重要手段。對于直徑<3cm的肝癌，RFA與手術療效相當，但對于直徑3～5cm的肝癌，RFA療效存在爭議，這主要是與消融不徹底有關[26-27]。相較于傳統(tǒng)的二維成像，CT三維重建能立體和任意角度地顯示肝內(nèi)重要管道、腫瘤與周圍血管的毗鄰，更好地制定消融計劃，提高消融的安全性和準確性[28]。唐云強等[29]采用三維重建聯(lián)合超聲引導下行RFA，結果發(fā)現(xiàn)RFA組和手術組患者3年總體生存率和復發(fā)率差異無統(tǒng)計學意義，同時三維重建聯(lián)合超聲消融率高于文獻中報道的二維CT引導下的完全消融率。該研究提示術前CT三維重建聯(lián)合超聲引導下行RFA完全消融率高，安全易行，可達到與手術相近的療效。數(shù)字醫(yī)學三維重建技術可立體地顯示肝癌大小、位置、形態(tài)，以及與門靜脈血管的解剖關系，能更有效地計算殘肝或供肝體積。三維重建技術已廣泛應用于臨床，利用數(shù)字虛擬導航計劃系統(tǒng)術前可制定手術計劃，術中可協(xié)助血管超選或穿刺定位，術后可判斷有無腫瘤殘余及殘留或復發(fā)病灶位置，從而實現(xiàn)肝癌的精準治療。目前這些研究僅僅局限于回顧性研究，仍需更多的前瞻性隨機對照研究來驗證數(shù)字醫(yī)學三維重建技術對肝癌治療的重要性。
五、展望
三維成像可用于術前更準確地判斷腫瘤的大小、形態(tài)、位置及其與周圍組織的毗鄰關系，淋巴結轉移情況，可模擬手術操作制定手術計劃方案，提高手術切除成功率，減少術后并發(fā)癥，具有較好的臨床應用價值。隨著計算機科學技術不斷地滲透進醫(yī)學領域，先進的現(xiàn)代信息技術將醫(yī)學研究推進到一個新的高度。生命科學和信息科學這兩大重要的學科的技術交叉、滲透后，涌現(xiàn)出許多新的學科和熱點研究領域[30]。未來數(shù)字醫(yī)學不僅在肝癌治療中，還將在更多醫(yī)學領域中被充分挖掘應用。
作者：楊洋 郭磊 郭衛(wèi)星 單位：海軍軍醫(yī)大學第三附屬東方肝膽外科醫(yī)院肝外六科
