最新原發(fā)性肝癌三維可視化技術(shù)操作及診療規(guī)范要點

原發(fā)性肝癌三維可視化是指用于顯示、描述和解釋原發(fā)性肝癌立體解剖和

形態(tài)特征的一種影像學(xué)工具。它借助CT和（或）MRI檢查圖像數(shù)據(jù)，采用

計算機圖像處理技術(shù)對數(shù)據(jù)進行分析、融合、計算、分割、渲染等，將肝

臟、胰腺、膽道、血管、腫瘤等的形態(tài)、空間分布等進行描述、解釋，并

可直觀、準(zhǔn)確、快捷地將目標(biāo)從視覺上分離出來，為術(shù)前準(zhǔn)確診斷、手術(shù)

方案個體化規(guī)劃和手術(shù)入路選擇提供決策［l-4］o

既往臨床上對原發(fā)性肝癌的影像診斷主要依靠B超、CT、MRI等檢查，

外科醫(yī)師只能憑借經(jīng)驗對二維圖像進行抽象的立體重建和三維認識，常由

于個人臨床經(jīng)驗和三維重構(gòu)能力的局限性，具有一定的不確定性，尤其對

于復(fù)雜性原發(fā)性肝癌診斷和術(shù)前規(guī)劃過程，難以準(zhǔn)確評估，導(dǎo)致術(shù)后并發(fā)

癥發(fā)生率相對較高［5］o

隨著CT、MRI檢查的不斷發(fā)展，原發(fā)性肝癌掃描可獲得更加清晰、龐大

的圖像數(shù)據(jù)集，從中可進一步獲得大量診斷信息［6］。以肝臟三維可視化、

3D打印、虛擬增強現(xiàn)實、吧噪菁綠分子熒光影像、多模圖像實時融合導(dǎo)

航肝切除術(shù)等技術(shù)為代表的數(shù)字化診斷與治療技術(shù)的出現(xiàn)，為原發(fā)性肝癌

的精確診斷、精準(zhǔn)評估、術(shù)前規(guī)劃、手術(shù)導(dǎo)航等實施提供了新方法［7-9］。

但目前三維軟件眾多、重建及實時手術(shù)指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)不一，限制了該技術(shù)的廣

泛推廣應(yīng)用。同時，我國尚缺乏肝臟外科三維可視化程序化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)

范化的工作流程來指導(dǎo)原發(fā)性肝癌的診斷與治療，從而影響疾病診斷、手

術(shù)可切除性評估、選擇治療方案和判定預(yù)后。此外，操作標(biāo)準(zhǔn)和程序的不

統(tǒng)一也將造成不同中心臨床診斷與治療結(jié)果的準(zhǔn)確性難以評估，難以形成

國家診斷與治療模式和體系，同時也給臨床實踐和科學(xué)研究造成極大不便。

為更好地推廣和規(guī)范三維可視化在原發(fā)性肝癌診斷與治療中的應(yīng)用，中華

醫(yī)學(xué)會數(shù)字醫(yī)學(xué)分會、中國醫(yī)師協(xié)會肝癌專業(yè)委員會、中國醫(yī)師協(xié)會精準(zhǔn)

醫(yī)學(xué)專業(yè)委員會及中國研究型醫(yī)院學(xué)會數(shù)字智能化外科專業(yè)委員會邀請

國內(nèi)專家從三維重建同質(zhì)化處理與質(zhì)控體系建立、三維可視化模型建立后

虛擬手術(shù)分析、原發(fā)性肝癌三維可視化臨床實踐、三維可視化在肝移植中

的應(yīng)用等方面進行研究[10-ll]o因此，制訂《原發(fā)性肝癌三維可視化技

術(shù)操作及診療規(guī)范（202。版）》，旨在指導(dǎo)臨床實踐。

1三維重建同質(zhì)化處理與質(zhì)控體系建立

三維模型制作除軟件的自動化分割，有時還需要輔助手動分割，因此，需

對原始數(shù)據(jù)的可辨識程度及手動分割優(yōu)化的比例進行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定，同時遵

循同質(zhì)化處理流程與質(zhì)控體系標(biāo)準(zhǔn)才有可能實現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的三維可視化處

理，以對疾病進行全面評價及下一步治療方案進行確定。采集高質(zhì)量CT

檢查數(shù)據(jù)需要采取以下措施。

1.1CT檢查掃描要求

⑴推薦64排以上CT檢查設(shè)備掃描采集。

⑵患者取仰臥位，由頭側(cè)向足側(cè)方向掃描，膈頂至雙腎下極，根據(jù)病變范

圍可適當(dāng)增加掃描范圍。

⑶平掃+增強四期掃描，包括平掃、動脈期、門靜脈期、靜脈期。

1.2CT檢查掃描前準(zhǔn)備

患者檢查前20?30min口服清水500—1000mL,掃描開始前再口服

清水500mL,以充盈胃腸道（作為陰性對比），并訓(xùn)練患者呼吸，最大程

度地控制呼吸運動產(chǎn)生的偽影。

1.3CT檢查掃描參數(shù)

⑴掃描條件：掃描視野60.7。cm、采用0.625X64排探測器組合、管

電流300mAs、管電壓120kV、矩陣512x512、層厚0.625?1.0mm、

螺距0.984、每旋轉(zhuǎn)1周時間為0.5So

⑵掃描層厚：0.625?1.0mm,層間距：

⑶采用快速靜脈團注法，經(jīng)CT檢查專用雙筒高壓注射器快速注入水溶性

碘對比劑，對比劑用量為L0?2.0mL/kg,肥胖患者對比劑用量為1.5

mL/kg,自動壓力注射器速率為4.7?5.0mL/s,掃描延遲與給藥同步

計時，一般動脈期使用閾值觸發(fā)技術(shù)或者延時時間：按經(jīng)驗動脈期掃描延

時為2。?25s,門靜脈期延時為50?55s,對于施行腹部血管造影者,

若難以把控時間，可以預(yù)先行劑量對比劑預(yù)注射試驗：通過預(yù)注射小劑量

對比劑及低mA同層掃描動態(tài)觀察腹腔干動脈強化程度的改變，借助時間

密度曲線來判斷動脈期強化的峰值時間，通過上述方法判斷肝臟內(nèi)及肝臟

周圍小動脈最佳掃描時間[12]o

1.4CT檢查掃描數(shù)據(jù)采集要求

保存格式為DICOM3.0全部掃描數(shù)據(jù)，其中包括平掃、動脈期、門靜脈

期、靜脈期數(shù)據(jù)，層厚為0.625?1.0mm。

1.5三維重建和三維可視化規(guī)范化分析

目前醫(yī)學(xué)影像三維可視化軟件如MI-3DVS（南方醫(yī)科大學(xué)）、

IPS/3D-Med（旭東）、Liver1.0（福建醫(yī)科大學(xué)I、IQQA系統(tǒng)（美國）、Mimics

系統(tǒng)（比利時）、Myrian系統(tǒng)（法國）等均已應(yīng)用于科研或臨床。外科醫(yī)師需

正確認識和了解各種軟件的優(yōu)缺點，根據(jù)自身專業(yè)特點和使用目的選擇性

使用。如開源可視化工具包和專業(yè)的可視化軟件多為科研院所計算機專業(yè)

人員使用，MI-3DVS、IPS/3D-Med>Mimics、Myrian>IQQA等軟件

因具有較為全面的三維可視化功能、單電腦上運行、人機交互相對簡單、

能夠滿足臨床診斷與治療需求等特點而多為醫(yī)務(wù)工作者使用。MI-3DVS、

IPS/3D-Med軟件在兼具血流拓撲關(guān)系的個體化肝臟分段和肝段體積測

量功能外，還解決了國內(nèi)外同類軟件進行三維重建分析和仿真手術(shù)時存在

的瓶頸問題，建立了一種新的自動化預(yù)處理腹部器官組織序列圖的新型模

板匹配算法，實現(xiàn)了四期圖像同步分割和同步三維可視化研究。此外，使

用國外軟件還要考慮患者健康和疾病信息的安全性和保密性。

1.5.1軟件系統(tǒng)的要求：（1）軟件資質(zhì)認證：需取得國家食品藥品監(jiān)督管理

總局（CFDA）認證。

⑵可視化重建模塊：①實體臟器包括肝臟、膽囊、胰腺和脾臟成像模塊。

②空腔臟器包括膽道、血管、胰管三維成像模塊。

⑶肝臟分段功能模塊：①手術(shù)規(guī)劃模塊施行肝臟分割從而獲取虛擬肝切除

平面。②占位擴展使能獲取占位周圍空間方便獲取占位＞1cm空間，以

獲取根治性肝切除平面。③肝臟曲面裁切以協(xié)助手術(shù)規(guī)劃模塊。④剩余肝

臟體積比計算方便，直觀了解剩余肝臟體積是否足夠。⑤肝臟流域分析以

進行門靜脈血管中心線提取，進行個體化肝臟分段。⑥三維圖像/二維圖

像映射交互功能，可以通過二維及三維的反復(fù)交換，判別三維模型是否遺

漏信息，及時修正。

1.5.2軟件系統(tǒng)的性能指標(biāo)：（1）實體臟器體積測量（參照規(guī)范為術(shù)中即時

排水法）：誤差W5%。

⑵血管成像：根據(jù)臨床需求和影像質(zhì)量情況，血管實現(xiàn)3級以上成像。

⑶膽道系統(tǒng)成像：根據(jù)臨床需求和影像質(zhì)量情況，擴張膽道系統(tǒng)實現(xiàn)3級

以上成像。

⑷肝切除手術(shù)規(guī)劃測量標(biāo)準(zhǔn)。①剩余肝臟體積比測量：誤差&5%（與術(shù)中

即時排水法測量相比）。②個體化肝段體積測量：誤差&5%。③占位擴展：

擴展半徑：。?20mm。④立體空間距離測量（術(shù)中實際固定標(biāo)記點）：誤

差45%;映射成像：誤差＜5%。

1.6肝臟、胰腺、脾臟、膽道、血管等腹腔臟器的三維可視化模型構(gòu)建

1.6.1實質(zhì)臟器及占位三維可視化模型構(gòu)建：選擇病灶與周圍組織CT檢

查閾值差別較大的增強掃描數(shù)據(jù)作為三維重建數(shù)據(jù)來源，重建出肝內(nèi)病灶

模型，如肝內(nèi)腫瘤盡量選擇門靜脈期或者靜脈期數(shù)據(jù)，既能保持腫病與周

圍組織CT檢查閾值差別較大，同時也能最大程度上避免后續(xù)因不同期CT

檢查數(shù)據(jù)的不同步而需要人工配準(zhǔn)。對于邊界不清晰的腫瘤或者臟器圖像

的分割重建需要進行分步多次重建器官的方法，最后通過組合的功能，完

成完整的腫瘤三維模型重建。

1.6.2肝內(nèi)脈管三維可視化模型構(gòu)建：（1）動脈系統(tǒng)三維可視化模型構(gòu)建。

①推薦選用CTA圖像數(shù)據(jù)行三維模型重建:該方法的優(yōu)點是重建速度快，

質(zhì)量高。重建過程中因需要完成去骨等操作，可能在調(diào)整閾值的過程中導(dǎo)

致部分動脈終末分支無法重建，可采用局部血管面繪制重建的方式進行補

充，然后采用組合方式完整顯示動脈系統(tǒng)三維模型重建效果。②動脈血管

三維重建：重建動脈主干，至少實現(xiàn)三級分支三維模型重建。

⑵門靜脈系統(tǒng)三維可視化模型構(gòu)建：①門靜脈系統(tǒng)CT檢查數(shù)據(jù)的質(zhì)量一

般比CTA略差，如果采用同動脈系統(tǒng)的體繪制方法重建門靜脈，因血管

和周圍組織閾值差別不明顯，在調(diào)整閾值的過程中導(dǎo)致血管分支減少、血

管直徑變細，會導(dǎo)致血管三維重建結(jié)果誤差變大，而面繪制的方法是采用

區(qū)域生長法完成血管分割，可以有效避免上述問題，因此，通常采用面繪

制方法進行門靜脈系統(tǒng)血管重建。②門靜脈系統(tǒng)血管：重建門靜脈主干,

至少實現(xiàn)三級分支三維模型重建。③門靜脈系統(tǒng)血管末梢管徑＞5mm血

管應(yīng)行三維模型重建。

⑶肝靜脈系統(tǒng)三維可視化模型構(gòu)建：①肝靜脈推薦選用CT檢查數(shù)據(jù)門靜

脈期或者延遲期行三維模型重建。②肝靜脈血管：實現(xiàn)肝左/中/右靜脈的

主干靜脈重建，至少三級分支三維模型重建。③肝短靜脈血管：實現(xiàn)至少

一級分支三維重建，同時實現(xiàn)對腹腔段下腔靜脈的三維模型重建。

⑷膽道系統(tǒng)三維可視化模型構(gòu)建：①有擴張膽管系統(tǒng)推薦選用CT檢查門

靜脈期圖像數(shù)據(jù)行三維模型重建。②無擴張膽道系統(tǒng)：推薦選用MRI肝

膽特異期檢查數(shù)據(jù)行三維模型重建（收集過程同CT檢查數(shù)據(jù)收集），重建

結(jié)果與CT檢查下的其他圖像配準(zhǔn)融合。③膽道系統(tǒng)：重建膽總管，至少

實現(xiàn)膽道三級分支三維模型重建。

1.7三維重建及審核人員資質(zhì)要求

⑴具有醫(yī)學(xué)影像專業(yè)背景的技術(shù)人員進行三維可視化圖像處理。

⑵或具有臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)背景的技術(shù)人員進行三維可視化圖像處理。

⑶或具備臨床經(jīng)驗豐富的醫(yī)師在軟件培訓(xùn)后進行三維可視化圖像處理。

1.8三維重建模型核對和修改

三維重建模型應(yīng)由高年資外科醫(yī)師和影像科醫(yī)師共同進行人工核對和修

改，只有經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化和嚴格質(zhì)控把關(guān)的三維可視化模型才能用于指導(dǎo)臨床

實踐。圍繞患者術(shù)前三維模擬手術(shù)、術(shù)中三維圖像導(dǎo)航手術(shù)、術(shù)后三維重

建評估手術(shù)規(guī)劃一致性3個核心問題，本規(guī)范提出三維可視化診斷與治療

流程質(zhì)量控制步驟和質(zhì)量評分，以幫助臨床評估其應(yīng)用效果，其中確定了

16個關(guān)鍵點，每個關(guān)鍵點的詳細說明見表lo質(zhì)量評價分為：一般415

分；15分〈良好《19分；19分〈優(yōu)＜24分。三維可視化診斷與治療流程

質(zhì)量控制步驟和質(zhì)量評分應(yīng)＞15分，效果達到良好或優(yōu)［13］。

評分值的設(shè)定：

⑴15分：表1中第1?6、12、13、14項合計得11分；第15和第16

項中為“基本一致”的各得2分；總得分為15分。

(2)19分：表1中上述15分；第7?10項，有3項不需要修改的每項+1

分，得3分，有1項需要修改的-1分，實際得2分；第11項中需要人工

修正的得2分；總得分為19分。

(3)24分：表1中第1?10、12項各得1分；第13、14項各得2分；

第11、15、16各得3分；總得分為24分。

2三維可視化模型建立后虛擬手術(shù)分析

2.1三維可視化血管分型

調(diào)查研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：肝動脈變異發(fā)生率為45%,肝靜脈與門靜脈解剖變異

也較常見。對上述血管進行三維可視化分析，明確血管的三維分布，觀察

血管走行、變異及其與腫瘤的關(guān)系，優(yōu)先評估有無血管變異情況，有助于

肝切除術(shù)平面的選擇。根據(jù)腫瘤累及的肝臟各類血管、血管被壓迫或侵犯

程度進行分型和分級，可精確判斷腫瘤與相鄰重要血管的距離。精確的個

體化血管分型和量化分析對于臨床診斷、手術(shù)方案的擬定和精準(zhǔn)手術(shù)的實

施具有重要的指導(dǎo)意義。

⑴三維可視化肝動脈分型分為1。型。

⑵三維可視化門靜脈分型分為5型［11］。

⑶三維可視化肝靜脈分型分為以下3種：

①肝主干靜脈分型：I型為肝右靜脈開口于下腔靜脈，肝中和肝左靜脈共

干開口于下腔靜脈。n型為肝右靜脈、肝中靜脈、肝左靜脈分別開口于下

腔靜脈。m型為肝右靜脈和肝中靜脈共干開口于下腔靜脈，肝左靜脈單獨

開口于下腔靜脈。

②肝右靜脈分型：Ra型為肝右靜脈優(yōu)勢，引流肝右葉大部分肝實質(zhì)，后

下靜脈、肝背靜脈很細，甚至缺如。Rb型為肝右靜脈中等大小，另有后

下靜脈引流后下段肝實質(zhì)。Rc型為肝右靜脈細小而短，引流右后區(qū)背側(cè)

段，而后或后下靜脈直徑粗大，引流后下段。

③肝中靜脈與肝左靜脈分型：肝中靜脈與肝左靜脈內(nèi)上與內(nèi)下支同時引流

肝左內(nèi)葉（即S4段），此處S4段引流肝靜脈變異較大，La型為左肝靜脈

有一大口徑靜脈穿過鐮狀韌帶，主要引流左內(nèi)葉上段。Lb型為2支靜脈

同時引流左內(nèi)葉上段。Lc型為肝左內(nèi)葉靜脈的主干匯入肝中靜脈°Ld型

為引流肝左內(nèi)葉的主干直接匯入下腔靜脈。

圖例肝靜脈分型為n/Rc/Lb型，其肝右靜脈、肝中靜脈、肝左靜脈分別

開口于下腔靜脈；肝右靜脈細小而短，引流右葉后段，而右后下靜脈直徑

粗大，引流后下段；有2支靜脈同時引流左內(nèi)葉上段。

2.2三維可視化實質(zhì)性臟器

⑴肝臟整體形態(tài)：肝臟邊緣厚薄、是否整齊、有無結(jié)節(jié)、有無萎縮-肥大

綜合征、功能肝臟體積。

⑵腫瘤:形態(tài)、大?。ㄖ睆剑?、分布（需結(jié)合個體化門靜脈拓撲關(guān)系肝臟分段）、

體積，肝門區(qū)有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)數(shù)目。

2.3三維可視化病變與血管關(guān)系

病變與血管的關(guān)系參考以血管為軸心原發(fā)性肝癌分型、分級口4］。肝切

除術(shù)主要涉及門靜脈、肝靜脈、下腔靜脈和肝動脈系統(tǒng)，因此，本規(guī)范提

出以血管為軸心原發(fā)性肝癌三維可視化分級“方氏”系統(tǒng)，以指導(dǎo)手術(shù)實

施［10］o

2.4三維可視化中央型肝癌分型

肝中央?yún)^(qū)主要包括左半肝的IV段和右半肝的V、皿段，其上界為第二肝門，

下界為肝前緣的中間部分，左緣為肝鐮狀韌帶，右緣為右葉間裂，背面貼

鄰第二肝門、下腔靜脈和第一肝門，并與肝尾狀區(qū)相連。因此，與肝靜脈、

門靜脈、膽管系統(tǒng)等肝內(nèi)主干分支或肝后下腔靜脈粘連，或距離＜1cm的

肝癌，均可定義為中央型肝癌。I、IV、V、VD段的肝癌屬于中央型肝癌;

n、m、vi、vn段的肝癌亦可侵入肝門區(qū)成為中央型肝癌［15］。由于中

央型肝癌的空間位置較特殊，且涉及肝臟重要管道結(jié)構(gòu)，故其手術(shù)極其復(fù)

雜、難度大、風(fēng)險高。

目前主流的分型方式包括基于斷層二維成像的“曾氏”分型：I型為腫瘤

鄰近第一肝門，推擠門靜脈、膽管及肝動脈cn型為腫瘤鄰近第二肝門，

推擠肝靜脈。in型為腫瘤位于第一、二肝門之間，但未累及第一、二肝門，

其中ma型為腫瘤與下腔靜脈有一定間隙，mb型為腫痛緊貼下腔靜脈。

N型為腫瘤同時推擠第一、第二肝門管道。而基于三維可視化的“方氏”

中央型肝癌分型可對腫瘤、脈管立體、直觀認知，更加有利于指導(dǎo)手術(shù)實

施［10］。見附錄3。

2.5三維可視化個體化肝臟分段

關(guān)于肝臟的分段有Healey肝區(qū)法、Couinaud8段法、Takayasu在

Couinaud分段法上對右半肝分段補充分型后的新方法。目前臨床上多采

用Couinaud肝段劃分法，基于Couinaud的分段原理（基于3支主要肝

靜脈的垂直切割關(guān)系及門靜脈主干的水平關(guān)系），通過三維重建軟件進行規(guī)

則的直線切割實現(xiàn)（圖5）,但Couinaud肝段劃分人群符合率僅為20%?

30%o真實的肝段劃分應(yīng)遵循不同肝臟的門靜脈血流拓撲學(xué)關(guān)系進行個體

化肝段劃分。CT和MRI檢查均為斷層成像方式，難以立體展現(xiàn)肝內(nèi)血管

的交叉錯雜關(guān)系。三維可視化忠于患者原始的解剖結(jié)構(gòu)，通過三維可視化

圖像，可清晰展現(xiàn)每一個功能區(qū)域獨立的供血門靜脈和回流肝靜脈（門靜脈

血流拓撲關(guān)系）口6］。

2.5.1基于肝臟血流拓撲關(guān)系的三維可視化肝臟分段（方氏分段）：主要包

括3個方面（圖6）［10］。

⑴提取門靜脈血管中心線：將門靜脈血管骨架化，中心線即圖像的骨骼，

它反映了整幅圖像的幾何及拓撲性質(zhì)。

⑵對提取的中心線進行節(jié)點標(biāo)記：根據(jù)門靜脈血管各級分支情況，對門靜

脈血管結(jié)構(gòu)上的每個節(jié)點進行標(biāo)記，不同肝段供血的中心線標(biāo)記為不同值,

使不同標(biāo)記的中心線對應(yīng)肝臟的不同肝段。在自動標(biāo)記的基礎(chǔ)上，同樣可

以手工交互的方式根據(jù)第一部分總結(jié)的門靜脈三維分型調(diào)整血管樹標(biāo)記，

從而獲得更準(zhǔn)確的肝分段結(jié)果。

⑶根據(jù)標(biāo)記的中心線，按最近鄰域近似分割算法進行肝臟分段：使用

Hahn原理，即假如肝臟組織上的某一點與門靜脈分支的距離最為相近，

那么則認為這個點隸屬于該血管的供血范用。對標(biāo)記的門靜脈中心線進行

肝臟分段后，不同的肝段用不同顏色表示。

基于門靜脈血流拓撲的肝臟分段將在半肝分界、右前、右后區(qū)分界、肝段

劃分數(shù)量上區(qū)別于傳統(tǒng)Couinaud分段。如IV段的分布因供應(yīng)門靜脈起源

位置的改變而騎跨肝中靜脈；右前區(qū)分布也同樣存在諸多跨越右肝靜脈的

情況。

2.5.2基于門靜脈血流拓撲學(xué)關(guān)系的三維可視化右半肝亞肝段分段。前期

研究結(jié)果顯示：門靜脈在右半肝的分布呈現(xiàn)顯著差異。通過三維可視化分

析三級分支的分布，將V段門靜脈分為5型（圖8）,VDI段門靜脈分為4型（圖

9）,VI段門靜脈分為4型（圖10）,卯段分為6型（圖11）。因此，在亞肝段

的劃分上，皿段可細分為腹側(cè)段、外側(cè)段、背側(cè)段、內(nèi)側(cè)段；V段可細分

為腹側(cè)段、外側(cè)段、背側(cè)段、內(nèi)側(cè)段。

對于右后葉，VI和（或）W段的分段不確定，可分2段、也可3段甚至更多

段，這些都取決于門靜脈以及肝靜脈的三級分支數(shù)量及空間分布情況。尤

其是發(fā)生脈管變異時，血流拓撲肝分段更能顯示出三維重建在個體化肝臟

分段的實用價值。目前術(shù)中超聲檢查技術(shù)及肝段染色技術(shù)日益成熟，細化

的分段更加符合實際，也更能指導(dǎo)術(shù)中手術(shù)的施行。對于三維重建肝臟個

體化分段關(guān)于門靜脈的要求是需要重建至四級分支、肝靜脈實現(xiàn)三級分支

才能更加準(zhǔn)確地實現(xiàn)肝臟分段。

2.6三維可視化個體化肝段體積計算

目前，肝臟體積計算方法主要有3種：（1）運用肝臟體積計算公式進行推算。

⑵根據(jù)CT檢查等斷層影像資料進行手工計算及自帶處理軟件計算。（3）

對肝臟薄層CT檢查圖像進行三維重建，用基于體素的原理通過三維重建

算法進行肝臟的體積計算口7］。

目前研究分析認為，通過影像科醫(yī)師使用CT檢查自帶軟件處理剩余肝臟

體積計算存在如下誤區(qū)：（1）無外科手術(shù)理念。⑵將肝臟離斷面失活組織納

入剩余肝臟體積。⑶肝臟解剖概念混淆。（4）精準(zhǔn)度不足［18］o

而MI-3DVS在軟件設(shè)計時，通過計算機計算所取得體積的點數(shù)（體素）總

數(shù)，對上述體積以排水法和標(biāo)塊法進行測量、校對；用總體積/總點數(shù)得

到每點代表的體積數(shù)，從而獲得每點代表體積的標(biāo)準(zhǔn)，識別測量的體積。

已被證實其體積測量準(zhǔn)確性更優(yōu)于上述所述的方法⑴與方法（2）,更能接近

真實人體的肝臟體積。

虛擬肝切除術(shù)后體積計算是三維可視化技術(shù)的一個重要板塊，也是其突出

優(yōu)勢。通過仿真的肝切除術(shù)及功能體積計算，可提醒外科醫(yī)師重視關(guān)鍵血

管變異，找尋正確而合理的切除平面。此外，還可在外科醫(yī)師艱難抉擇時，

通過反復(fù)模擬肝切除術(shù)及體積計算，謀得手術(shù)機會，從而在確保安全的同

時擴大手術(shù)指征。如口、m型門靜脈變異，（1）在施行解剖性左半肝切除術(shù)

時，準(zhǔn)確找出門靜脈左支的供應(yīng)平面，同時避免損傷與門靜脈左支共干的

門靜脈右前分支尤其重要（圖12）。（2）在施行右半肝切除術(shù)（圖13）或者右前

區(qū)肝切除術(shù)（圖14）,也要控制好門靜脈右前分支的結(jié)扎平面，避免造成門

靜脈左支流量減少而致術(shù)后門靜脈壓力驟升。而在W型門靜脈變異時，因

要注意IV段門靜脈起源于門靜脈右前支，施行右半肝虛擬切除及體積計算

時，需保留門靜脈右前支通往IV段肝臟的變異血管，切除肝臟VI、vn段+

部分V、VID段（縮小右半肝切除術(shù)）（圖15）。在施行肝臟右前葉切除時，首

先臨時阻斷門靜脈右支觀察肝臟缺血線，確認變異血管的存在，繼之找出

變異的N段肝臟門靜脈分支并將其保護，離斷門靜脈右前支的其他分支，

切除肝臟V、m段。

3三維可視化技術(shù)在肝癌中的應(yīng)用

3.1三維可視化技術(shù)在原發(fā)性肝癌中的應(yīng)用

3.1.1原發(fā)性肝癌對于直徑＜2cm的腫瘤無論是解剖性肝葉/段切除或是

保證足夠切緣的局部肝切除術(shù)，均可以實現(xiàn)根治性切除；有微血管侵犯者

需行擴大根治性切除術(shù)［19］o對于直徑為3?5cm的腫瘤，多數(shù)學(xué)者認

為需進行解剖性肝葉/段切除術(shù)，可獲得較為滿意的預(yù)后［19］。也有研究

發(fā)現(xiàn)：患者行解剖性肝切除術(shù)和非解剖性肝切除術(shù)的無瘤生存時間和整體

生存時間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義［20］o通過三維可視化技術(shù)獲取個體

化分段、個體化體積計算后對于荷瘤肝段/葉施行解剖性肝切除術(shù)，可有

效切除病灶及相應(yīng)微小轉(zhuǎn)移灶。

3.1.2原發(fā)性肝癌對于直徑＞5cm或位置特殊（腫瘤位置靠近多根主干血

管、腫瘤較大、位于重要血管變異分支或是腫瘤位于W、V、VD1段）的腫瘤

常需行較大范圍肝切除術(shù)，對于脈管解剖情況的分析及剩余肝臟體積的計

算顯得尤為重要。

⑴三維可視化技術(shù)在縮小右半肝切除術(shù)中的應(yīng)用

對于巨塊型或位置特殊的腫瘤常需行半肝切除術(shù)，但會存在剩余肝臟功能

體積不足的問題。如巨塊型肝癌患者腫瘤位于VI、vn、Vin段，伴有肝硬化，

同時iv段門靜脈變異：即w段門靜脈發(fā)自門靜脈右前分支，行“右半肝切

除術(shù)”時，會常規(guī)結(jié)扎和離斷門靜脈右支主干，導(dǎo)致右三肝供血障礙。術(shù)

中應(yīng)將門靜脈左支、右前支和右后支主干逐一解剖和置帶保護，在保護N

段門靜脈前提下行縮小右半肝切除術(shù)（圖18）,術(shù)中配合超聲定位腫瘤鄰近

血管，施行切除可最大程度上保留功能肝體積，防止術(shù)后肝衰竭［21］。

如1例巨塊型肝癌患者因剩余肝臟體積不足行縮小右半肝切除術(shù)，術(shù)前三

維可視化顯示腫瘤巨大并鄰近肝右靜脈，血管三維可視化分析未發(fā)現(xiàn)血管

變異，均為正常型，以血管為軸心的肝癌三維可視化分型為na型、3級，

腫瘤侵犯血管導(dǎo)致血管連續(xù)性中斷（圖19）。術(shù)前手術(shù)規(guī)劃：①行右半肝切

除術(shù)，剩余肝臟體積22.96%。②行肝臟vn、VD1段切除術(shù)，剩余肝臟體積

62.28%,但無法達到根治性切除.③行縮小右半肝切除術(shù)，剩余肝臟體

積46.23%o術(shù)前24h經(jīng)外周靜脈注射口引味菁綠（indocyaninegreen,

ICG）0.25^0.50mg/kgo術(shù)中熒光顯示腫痛邊界，解剖門靜脈右支，阻

斷后經(jīng)外周靜脈注射ICG2.5mg進行負染色法顯示肝臟左右半肝界線,

結(jié)合術(shù)中超聲檢查定位肝中靜脈位置，行縮小右半肝切除術(shù)。

⑵三維可視化技術(shù)在縮小左（右）三肝切除術(shù)中的應(yīng)用

位于肝N、V和VDI段的腫瘤，若位置較深，并且貼近或者直接侵犯門靜脈

右支或左支主干，或者貼近、直接侵犯肝右或肝左靜脈主干時，如有手術(shù)

機會常需施行縮小左（右）三肝切除術(shù)。然而剩余肝臟體積是否足夠常是手

術(shù)能否成功施行的關(guān)鍵。三維可視化肝臟體積計算可以作為評估肝臟體積

的重要依據(jù)。1例巨塊型肝癌患者因剩余肝臟體積不足行縮小右三肝切除

術(shù)，三維可視化顯示腫瘤位于肝中葉，巨大并侵犯門靜脈右支、肝右靜脈

和肝中靜脈，血管三維可視化分析未發(fā)現(xiàn)血管變異，均為正常型，以血管

為軸心的肝癌三維可視化分型為Ia型、2級，Ha型、2級，Hb型、3

級，Illa型、1級（圖20）。三維可視化手術(shù)規(guī)劃：①行右三肝切除術(shù)剩余

肝臟體積＜40%。②行縮小右三肝切除術(shù)，剩余肝臟體積＞40%。根據(jù)術(shù)

前三維可視化手術(shù)規(guī)劃行縮小右三肝切除術(shù)，即右半肝切除+部分N段肝

切除術(shù)。1例大肝癌患者因腫瘤位于IV、V、vm段，同時與左肝靜脈關(guān)系

密切（圖21）。三維可視化手術(shù)規(guī)劃：①行左三肝切除術(shù)剩余肝臟體積＜40%。

②行縮小左三肝切除術(shù)，剩余肝臟體積為48%O根據(jù)術(shù)前三維可視化手術(shù)

規(guī)劃行縮小左三肝切除術(shù)，即保留右后葉及S8背側(cè)段的肝切除術(shù)。

⑶對于右半肝巨塊型腫瘤緊貼肝中靜脈時，若此時存在Lc型肝靜脈，常

規(guī)聯(lián)合肝中靜脈切除的右半肝切除術(shù)將會導(dǎo)致左半肝內(nèi)葉缺血，此時需盡

量在通過三維分析測量后保留IV段肝靜脈匯入處以上的肝中靜脈，否則將

被迫施行右三肝切除術(shù)，增加術(shù)后肝功能衰竭風(fēng)險。

⑷三維可視化技術(shù)在中央型肝癌中的應(yīng)用

三維可視化技術(shù)在中央型肝癌中的手術(shù)規(guī)劃見附錄四［12］。中央型肝癌

I型手術(shù)方式為V、皿段切除土部分N段切除術(shù)［4］o中央型肝癌n型手

術(shù)方式為Na、IVb段切除或左半肝切除術(shù)。中央型肝癌H型手術(shù)方式為

肝Wa、IVb段切除土部分V和VO段切除。如術(shù)前肝功能正常，可以保留

足夠功能肝臟體積，該類型還可實施肝中區(qū)或段切除術(shù)(IV、V和皿段切除

±I段切除)。中央型肝癌N型，若術(shù)前肝功能正常，可以保留足夠肝臟體

積，可行右三區(qū)肝切除術(shù)或左三區(qū)肝切除術(shù)，如果剩余肝臟體積不夠，門

靜脈、肝靜脈條件滿足，可實施縮小右三區(qū)肝切除術(shù)或縮小左三區(qū)肝切除

術(shù)，也可以使用門靜脈栓塞術(shù)(portalveinthrombosis,PVE)或聯(lián)合肝

臟分隔和門靜脈結(jié)扎的二步肝切除術(shù)(associatingliverpartitionand

portalveinligationforstagedhepatectomy,ALPPS)。中央型肝癌V

型手術(shù)方式為保留切緣陰性的肝切除術(shù)。

3.2三維可視化貫穿原發(fā)性肝癌臨床外科實踐全過程

3.2.1肝切除術(shù)：肝癌外科治療是肝癌患者獲得長期生存最重要的手段,

主要包括肝切除術(shù)和肝移植。肝切除術(shù)的基本原則為⑴徹底性：完整切除

腫瘤，保證切緣陰性。(2)安全性：保留足夠功能肝臟組織以保證術(shù)后肝功

能代償，降低手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率及手術(shù)病死率。三維可視化技術(shù)可以優(yōu)化

對于原發(fā)性肝癌的治療策略，降低手術(shù)并發(fā)癥，提高手術(shù)安全性［2,22］。

3.2.2術(shù)前肝功能儲備的評估：術(shù)前應(yīng)對患者的全身情況及肝功能儲備進

行全面評價。常采用美國東部腫瘤協(xié)作組提出的功能狀態(tài)評分（ECOGPS）

評估患者的全身情況；采用Child-Pugh評分、ICG清除試驗評價肝功能

儲備情況［23-25］。采用三維軟件測定剩余肝臟體積，并計算剩余肝臟體

積占標(biāo)準(zhǔn)肝臟體積的百分比。目前認為：剩余肝臟體積須,標(biāo)準(zhǔn)肝臟體積

的40%（肝硬化患者），或＞30%（無肝硬化患者）是施行手術(shù)切除的必要條件。

對于出現(xiàn)血管變異，同時需要行半肝或者三肝切除術(shù)的巨大腫瘤或位置特

殊的腫瘤，采用三維模型進行術(shù)前模擬肝切除術(shù)可有效縮短手術(shù)時間、降

低術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率，術(shù)后隨訪半年至1年無瘤生存時間顯著提高。對于

腫瘤較大而半肝切除術(shù)后剩余肝臟體積＜30%的患者，若肝中靜脈分支分

布廣泛，行保留部分V、皿段肝臟的縮小右肝切除術(shù)亦可達到根治性切除

效果，有效地增加了功能肝臟體積避免術(shù)后肝衰竭［26］O

3.2.3非解剖性肝切除術(shù)：對于非解剖性肝切除術(shù)常需切除＞1cm范圍的

腫瘤周圍正常肝臟組織［27］。也有隨機隊列研究認為需＞2cm的正常肝

臟組織［28］。若術(shù)中忽視采集腫瘤與切除邊緣數(shù)據(jù)時，通過獲得術(shù)后5d

內(nèi)的CT檢查數(shù)據(jù)進行三維重建，通過獲取的三維模型與術(shù)前三維模型進

行匹配后同樣可測得較為準(zhǔn)確的肝切除術(shù)范圍。但當(dāng)腫瘤體積較大，剩余

肝臟體積不足時，聯(lián)合術(shù)中冷凍切片病理學(xué)檢查保證切緣陰性的肝切除術(shù),

同樣被認為是根治性肝切除術(shù)。

3.2.4局部消融治療：局部消融治療是在醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的引導(dǎo)、定位下,

對腫瘤部采用物理或化學(xué)的方法直接殺滅腫瘤組織的一類治療手段。主要

包括RFA、微波消融術(shù)、冷凍治療、高功率超聲聚焦消融及無水乙醇注射

治療等［29-35］。

⑴局部消融治療適用于單個腫瘤直徑45cm;或腫瘤結(jié)節(jié)＜3個、最大

腫瘤直徑&3cm［13,36］。對于無血管、膽管和鄰近器官侵犯以及遠處

轉(zhuǎn)移，肝功能分級為Child-PughA或B級肝癌患者，局部消融治療可獲

得根治性的治療效果。對于直徑43cm肝癌患者，手術(shù)切除和RFA療效

比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義［37］0但最近研究結(jié)果顯示：手術(shù)切除遠期療

效更好，尤其是對于靠近關(guān)鍵血管的腫瘤［38］0目前認為安全的消融范

圍是距感腫瘤＞5mm。因此，可將消融術(shù)前及術(shù)后的影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維

可視化系統(tǒng)，進行腫瘤相關(guān)的解剖信息以及周邊鄰近臟器均以三維可視化

影像信息比較，可用于效果評估，評估腫瘤的消融區(qū)是否達到5mm消融

邊緣，以預(yù)測腫瘤復(fù)發(fā)，方便進行相應(yīng)預(yù)防處理［39］。

⑵術(shù)前通過三維可視化技術(shù)，術(shù)前詳細了解腫瘤與周邊重要結(jié)構(gòu)的位置關(guān)

系（血管、膽管、胃腸道等），精確計算腫瘤體積與熱場分布，規(guī)劃復(fù)合三

角形布針，詳細記錄模擬用針數(shù)量、穿刺部位、穿刺角度及消融范圍，用

于指導(dǎo)術(shù)中實踐［40］。上述手段均能有效避免傳統(tǒng)腫瘤消融治療依賴醫(yī)

師經(jīng)驗進行布針和評估的局限性，將消融醫(yī)學(xué)推向精準(zhǔn)、科學(xué)、可量化、

個體化的新高度［41］。有研究結(jié)果顯示：經(jīng)術(shù)前三維模擬指導(dǎo)下可顯著

減少患者術(shù)中、術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率，提高患者預(yù)后［42］。

3.3三維可視化技術(shù)在ALPPS中的應(yīng)用

ALPPS是近年發(fā)展的新技術(shù)［43-45］。適合于預(yù)期剩余肝臟體積占標(biāo)準(zhǔn)

肝臟體積不足30%?40%的患者，經(jīng)過I期的肝臟分隔或離斷和患側(cè)門

靜脈分支結(jié)扎后，健側(cè)剩余肝臟體積一般在1?2周后增生30%?70%或

以上，剩余肝臟體積占標(biāo)準(zhǔn)肝臟體積＞30%,可接受安全的二期切除。術(shù)

前評估非常重要，需要考慮肝硬化的程度、患者年齡、短期承受2次手術(shù)

的能力和腫瘤快速進展的風(fēng)險，因此借助三維可視化技術(shù)，可提前了解肝

臟形變情況、腫瘤大小、血管有無變異、第一次肝臟分隔平面，所需離斷

的重要管道數(shù)目與位置。此外，可借助腹腔鏡技術(shù)或消融技術(shù)等減輕二次

手術(shù)的創(chuàng)傷［46-48］。

3.4三維可視化技術(shù)在PVE或門靜脈結(jié)扎術(shù)中的應(yīng)用

PVE或門靜脈結(jié)扎術(shù)是栓塞或結(jié)扎荷瘤半肝的門靜脈，使剩余肝臟功能體

積代償性增大后再行手術(shù)切除的新技術(shù)，是對于ALPPS的再次簡化與改

良［49-51］。根據(jù)三維模型判斷門靜脈走行情況，結(jié)合體表位置及腫瘤位

置確定最佳穿刺路徑，進行主瘤所在半肝栓塞，使剩余肝臟體積在4?6

周內(nèi)代償性增大至＞30%標(biāo)準(zhǔn)肝體積時再行切除［52-53］o但由于當(dāng)荷

瘤側(cè)門靜脈栓塞時，肝動脈則轉(zhuǎn)變?yōu)楹闪鰝?cè)肝區(qū)及腫瘤的優(yōu)勢供養(yǎng)脈管,

為了防止在等待非荷痛側(cè)肝臟組織代償增生這段時間內(nèi)腫瘤進展，需同時

聯(lián)合TACE治療［54-55］。目前更支持在上述基礎(chǔ)上再聯(lián)用索拉菲尼化

療藥物，更加有利于阻斷腫瘤新生血管形成，防止腫瘤進展。

4三維可視化技術(shù)在肝移植中的應(yīng)用

肝移植是肝癌根治性治療手段之一，尤其適用于肝功能失代償、不適合手

術(shù)切除及局部消融的早期肝癌患者、肝膽管結(jié)石合并膽汁性肝硬化失代償

及門靜脈高壓癥，全肝彌漫性肝膽管結(jié)石合并反復(fù)發(fā)作的膽管炎、膽管狹

窄及梗阻性黃疸，如有條件可進行肝移植。

針對兒童肝移植，目前認為兒童肝移植受者的移植物/體質(zhì)量比為2%?

4%,并發(fā)癥少且預(yù)后較好［56］。于術(shù)前通過三維軟件進行病肝體積計算、

肝臟前后徑測量，結(jié)合供者肝臟三維重建情況綜合制定供者移植物切取方

案，力爭最大化地避免出現(xiàn)移植物受者不匹配問題［57］。一些特定的血

管解剖變異者只適于特定的供肝方案，如n、m型門靜脈變異的供者，可

切除右后葉肝臟作為移植物。抑或是少數(shù)的極