聯(lián)合計算機輔助手術(shù)系統(tǒng)治療晚期腎癌并下腔靜脈瘤栓的臨床效果(附1例報告)

(青島大學(xué)附屬醫(yī)院，山東 青島 266003 1 泌尿外科； 2 整形外科； 3 血管外科)

腎細(xì)胞癌 (簡稱腎癌) 是泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤， 約占成年人惡性腫瘤的3%[1-3]。腎癌可侵及腎靜脈及下腔靜脈并形成瘤栓，后者在腎癌中的發(fā)病率為5%～10%[4]。腎癌并下腔靜脈瘤栓病人中，約1.0%的病人瘤栓可到達(dá)右心房[5]，其主要的治療方法為腎癌根治性切除+下腔靜脈瘤栓清除術(shù)[6]。由于該手術(shù)存在難度大、出血量多、圍手術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生率極高等因素，預(yù)后多不佳[7-9]。2017年4月，我院聯(lián)合計算機輔助手術(shù)(CAS)系統(tǒng)治療晚期腎癌并下腔靜脈瘤栓病人1例，利用CAS系統(tǒng)進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃和術(shù)中導(dǎo)航，手術(shù)順利，病人預(yù)后良好?，F(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

病人，女，49歲，因為“右側(cè)腹部疼痛9月余”于2017年4月11日入住我院。在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院行腹部CT檢查示右腎占位。未行治療。為進(jìn)一步治療就診于我院，?？撇轶w無明顯異常。術(shù)前血常規(guī)、血生化、血凝檢查未發(fā)現(xiàn)明顯異常。泌尿系彩超檢查示：右腎下極有一8.0 cm×7.8 cm×6.0 cm大小的低回聲包塊，邊界欠清，考慮腎癌可能。腹主動脈彩超檢查示：右腎靜脈至下腔靜脈近心段延伸至右心房內(nèi)不規(guī)則低回聲，考慮瘤栓。心臟彩超檢查示：右心房占位，考慮瘤栓。腹部強化CT檢查示：右側(cè)腎癌伴下腔靜脈(右心房-雙側(cè)髂靜脈及雙側(cè)腎靜脈)廣泛瘤栓(圖1A～D)。結(jié)合PET-CT等輔助檢查均未提示遠(yuǎn)處臟器轉(zhuǎn)移。根據(jù)2010年AJCC對腎癌的分期標(biāo)準(zhǔn)以及Mayo醫(yī)學(xué)中心對下腔靜脈瘤栓的分級標(biāo)準(zhǔn)[10]，病人診斷為腎癌并下腔靜脈廣泛瘤栓(右側(cè))，臨床分期：cT3cN0M0，瘤栓分級Ⅳ級。

1.2 術(shù)前規(guī)劃及手術(shù)實施

病人術(shù)前診斷明確，擬行手術(shù)治療?？紤]手術(shù)風(fēng)險極大，術(shù)前使用我院與海信集團聯(lián)合研發(fā)的CAS系統(tǒng)對病人增強CT圖像行三維重建和手術(shù)規(guī)劃設(shè)計。

1.2.1三維模型構(gòu)建及術(shù)前規(guī)劃 術(shù)前進(jìn)行腎臟、腫瘤、血管及瘤栓的三維重建。將所掃描增強CT的動脈期、靜脈期及平衡期圖像以DICOM格式文件導(dǎo)入CAS系統(tǒng)，通過以下4個步驟構(gòu)建三維模型:①腎臟信息的提取(圖2)：在橫斷面視窗中腎臟區(qū)域選擇分割種子點，調(diào)整橫斷面視窗中CT序號，多次選擇種子點，啟動快速分割算法，分割腎臟，分解結(jié)果顯示在三維視窗中；②腫瘤信息的提取(圖2)：在橫斷面中腫瘤區(qū)域繪制閉合曲線標(biāo)記腫瘤，并在冠狀面、矢狀面不同的斷面對腫瘤進(jìn)行分割，系統(tǒng)自動生成腫瘤的立體圖像;③血管(包括腹主動脈、下腔靜脈、腎動脈和腎靜脈)信息的提取(圖2)：通過選取血管的標(biāo)識點確定生成血管及瘤栓(圖2)的范圍，自動提取信息;④三維結(jié)果的整合：通過對腎臟、腫瘤及血管信息進(jìn)行整合，立體、清晰地顯示管道系統(tǒng)、瘤栓走行及與腫瘤的毗鄰關(guān)系，自動計算腫瘤及腎臟的體積。借助CAS系統(tǒng)三維重建模型，術(shù)前與影像科、肝膽外科、血管外科、心血管外科、麻醉科、重癥醫(yī)學(xué)科醫(yī)師進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，準(zhǔn)確判斷腎腫瘤、瘤栓位置與周圍組織的關(guān)系，明確手術(shù)可行性，制定個體化精準(zhǔn)手術(shù)方案。

1.2.2手術(shù)實施 麻醉成功后，因腫瘤位于右腎中下極，術(shù)中依次游離右腎外側(cè)、上極，后分離下極，切除右腎。打開下腔靜脈鞘，見被瘤栓充盈明顯增粗怒張的下腔靜脈，由心血管外科醫(yī)師暴露心臟，建立體外循環(huán)，術(shù)者在CAS系統(tǒng)導(dǎo)航下順利于下腔靜脈瘤栓下極阻斷下腔靜脈血流，與心外科醫(yī)師共同行下腔靜脈+心房取栓術(shù)。在CAS系統(tǒng)輔助下剖開下腔靜脈約10 cm，向下探查見下腔靜脈內(nèi)瘤栓約達(dá)腎門下方5 cm，向上探查見瘤栓直通心房，向左探查見左側(cè)瘤栓突入左腎靜脈約1 cm，瘤栓完整無脫落，與術(shù)前CAS系統(tǒng)三維重建模型高度契合。最終患腎及瘤栓完整切除，手術(shù)順利完成。

2 結(jié) 果

患腎及長約25 cm、直徑約3 cm的癌栓完整取出(圖3)，手術(shù)用時8 h，術(shù)中出血約3 000 mL，術(shù)中回收式自體輸血1 200 mL，另輸注紅細(xì)胞13 U，輸注血漿1 550 mL，圍手術(shù)期病人血流動力學(xué)穩(wěn)定，無明顯并發(fā)癥發(fā)生。術(shù)后20 d治愈出院。術(shù)后病理示：(右側(cè)腎)腎細(xì)胞癌(大約12 cm×9 cm大小，WHO/ISUP分級：Ⅲ～Ⅳ級)伴壞死，部分區(qū)域為透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌，部分區(qū)域呈肉瘤樣，部分區(qū)域呈嗜酸性，異型性顯著，侵及局部腎被膜，未累及輸尿管斷端，腎門血管內(nèi)未見癌栓。免疫組化示：CD 10(+)，Pax-8(+)，CK7(-)，E-Cadherin(+)，P504S(+)，CD117(-)。出血壞死組織(腔靜脈癌栓)內(nèi)見癌細(xì)胞，符合癌栓。病人隨訪12個月恢復(fù)良好，目前無腫瘤復(fù)發(fā)。

3 討 論

腎癌是泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤。其中，大約90%為腎透明細(xì)胞癌[11]。腎癌可侵襲腎動靜脈形成瘤栓。隨著病情的進(jìn)展，瘤栓可延伸至下腔靜脈甚至右心房[12]。腎癌并下腔靜脈瘤栓病人的首發(fā)癥狀多為腰腹痛、血尿等。病情較重者可出現(xiàn)下腔靜脈阻塞綜合征，如出現(xiàn)腹壁靜脈曲張、雙下肢水腫及蛋白尿等。當(dāng)瘤栓侵及右心房時，病人會出現(xiàn)心臟雜音、頸靜脈怒張、呼吸困難等癥狀[13-15]。XIAO等[16]研究指出，在腎癌未發(fā)生局部或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移時，腎癌根治性切除術(shù)+腎靜脈瘤栓取出術(shù)可以使腎癌伴腔靜脈瘤栓病人的5年生存率達(dá)25%～57%。而其中，沒有出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的腎癌伴發(fā)下腔靜脈瘤栓(cT3cN0M0)是目前國際醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的絕對手術(shù)指征[17]。腎癌并下腔靜脈瘤栓病人術(shù)后并發(fā)癥主要為心律失常、心肌梗死、呼吸衰竭、肺炎、肺栓塞、出血及感染等。王勁夫等[18]研究顯示，該病病人的圍手術(shù)期病死率為2%～11%。其預(yù)后與腎癌的分期和瘤栓的分級關(guān)系密切[19-22]。因此，保證手術(shù)質(zhì)量、減少術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥對于腎癌并下腔靜脈瘤栓病人的預(yù)后至關(guān)重要。

A:右側(cè)腎癌并下腔靜脈內(nèi)瘤栓；B:右心房內(nèi)瘤栓；C:雙側(cè)髂靜脈內(nèi)瘤栓；D：雙側(cè)腎靜脈內(nèi)瘤栓。

a：腎臟；b：腎臟腫瘤；c：腹主動脈；d：下腔靜脈；e：腎動脈;f：腎靜脈；g：瘤栓。

圖2應(yīng)用CAS術(shù)前完成三維重建模型

圖3 患腎及瘤栓

目前，對于腎癌并下腔靜脈瘤栓病人的治療仍以手術(shù)治療為主[23]。1913年BERG開展了首例腎癌根治并下腔靜脈瘤栓取出術(shù)，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，腹腔鏡、機器人輔助腹腔鏡、CAS系統(tǒng)逐漸在該術(shù)式中被應(yīng)用[24]。但該術(shù)式至今仍是泌尿外科高風(fēng)險、高難度的手術(shù)之一，其主要難點在于：術(shù)中需完整切除腎臟腫瘤及完全取出瘤栓，操作過程中應(yīng)預(yù)防瘤栓在血管中脫落，保持血流穩(wěn)定，減少出血，保證重要器官的血供[25]。術(shù)前準(zhǔn)確評估瘤栓在下腔靜脈內(nèi)蔓延的范圍是手術(shù)治療成敗的關(guān)鍵。傳統(tǒng)手術(shù)術(shù)前規(guī)劃主要依靠X線、超聲、CT等二維影像信息和解剖學(xué)知識在人腦中重建出關(guān)于病變器官及組織的三維構(gòu)象，但是存在構(gòu)象的誤差，導(dǎo)致術(shù)前規(guī)劃以及術(shù)中操作的不確定性。近年來，數(shù)字醫(yī)學(xué)的CAS系統(tǒng)在肝膽外科、口腔外科、骨科等領(lǐng)域已得到較多應(yīng)用，也逐漸證明了CAS系統(tǒng)可明確手術(shù)中重要血管的解剖變異情況，有利于提高術(shù)中的處理效率和安全性[26-27]。CAS系統(tǒng)集CT三維重建、虛擬仿真、數(shù)字大數(shù)據(jù)分析等多種技術(shù)于一體，應(yīng)用三維重建技術(shù)對二維影像資料進(jìn)行整合，將器官及腫瘤清晰準(zhǔn)確地呈現(xiàn)出來，使術(shù)者直接看到腫瘤及瘤栓的大小、位置、腫瘤的血供及與周圍組織的關(guān)系。利用CAS系統(tǒng)術(shù)前術(shù)者可發(fā)現(xiàn)腫瘤脈管結(jié)構(gòu)的走行及解剖變異，制定相應(yīng)的手術(shù)方案，極大地提高了手術(shù)的安全性及可控性，使得手術(shù)更加個性化；通過術(shù)前充分評估不同手術(shù)方案的優(yōu)劣，選擇最優(yōu)手術(shù)方案，從而避免術(shù)中術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，提高病人的治愈率[28]。同時在術(shù)中術(shù)者可應(yīng)用手勢操控顯示屏中的數(shù)字虛擬模型，為手術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航，為病人提供精準(zhǔn)、個性化的手術(shù)解決方案[29]。在本病人的治療過程中應(yīng)用CAS系統(tǒng)對病人進(jìn)行了準(zhǔn)確的三維模型重建及術(shù)前評估，明確了瘤栓與右心房、下腔靜脈、左腎靜脈等的關(guān)系，同時根據(jù)術(shù)前精細(xì)的規(guī)劃，避免了傳統(tǒng)手術(shù)中完全依靠術(shù)中情況臨時制定方案而浪費大量的手術(shù)時間；術(shù)中在CAS系統(tǒng)導(dǎo)航下完整取出下腔靜脈及腎靜脈內(nèi)瘤栓。近年來，醫(yī)患關(guān)系日益緊張，本研究與病人及家屬進(jìn)行術(shù)前談話時使用CAS系統(tǒng)三維重建模型，可以使病人及家屬直觀地觀察病人自身的病變與組織模型，通過對腫瘤及瘤栓的形狀、位置以及擬行手術(shù)方案等講解，使其可以對病情、手術(shù)方案及圍手術(shù)期風(fēng)險產(chǎn)生更深刻的理解，增加病人對于治療的深入認(rèn)識及信任，同時可降低產(chǎn)生醫(yī)療糾紛的潛在風(fēng)險[30]。但是CAS系統(tǒng)在臨床應(yīng)用中仍存在以下問題：一方面，由于造影劑代謝的原因，四至五級分支血管的三維重建效果尚不理想。另一方面，基于CAS系統(tǒng)的三維重建模型是以增強CT圖像為基礎(chǔ)的，因此在一定程度上三維重建模型的質(zhì)量取決于影像科醫(yī)師抓取動脈期、靜脈期、排泄期圖像的時機，這就對影像科醫(yī)師的經(jīng)驗及技術(shù)提出了更高的要求[26]。

在本研究中通過聯(lián)合CAS系統(tǒng)治療晚期腎癌并下腔靜脈瘤栓達(dá)到了簡化手術(shù)步驟、降低手術(shù)難度、保證手術(shù)質(zhì)量、實施精準(zhǔn)手術(shù)的目的。腎癌并下腔靜脈瘤栓病人的治療在未來很長一段時期內(nèi)仍會以手術(shù)治療為主。在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念的推動下，治療腎癌并下腔靜脈瘤栓的手術(shù)會向著精準(zhǔn)、微創(chuàng)、高效、短時的方向發(fā)展。但是，目前CAS系統(tǒng)在泌尿外科領(lǐng)域的應(yīng)用甚少，而我們的工作也剛剛起步，相信隨著病例的不斷積累和研究的深入，聯(lián)合CAS系統(tǒng)在減少手術(shù)盲目性、降低手術(shù)風(fēng)險，為病人提供個體化、精準(zhǔn)化手術(shù)方案中的優(yōu)點會進(jìn)一步體現(xiàn)。