基于Dong’s肝段分型體系的右半肝門靜脈分析及臨床意義

(1 青島大學(xué)附屬醫(yī)院小兒外科，山東 青島 266003； 2 山東省數(shù)字醫(yī)學(xué)與計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 3 青島大學(xué)附屬醫(yī)院肝膽外科；4 青島大學(xué)附屬醫(yī)院放射科； 5 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院小兒外科； 6 中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院小兒外科)

隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)與數(shù)字醫(yī)學(xué)的發(fā)展，以肝段甚至更小單位為切除單位的解剖性精準(zhǔn)肝切除成為可能。精準(zhǔn)肝切除術(shù)可在徹底清除肝臟病灶的同時(shí)保留最大肝臟剩余體積[1-2]，為達(dá)到精準(zhǔn)肝切除術(shù)的要求，須在術(shù)前對(duì)病人的影像學(xué)資料進(jìn)行詳細(xì)分析，掌握病人血管及其分支走行[3]。COUINAUD[4]提出的肝臟8段劃分法在肝臟外科手術(shù)中被廣為應(yīng)用，然而由于當(dāng)時(shí)肝臟灌注技術(shù)以及研究例數(shù)的限制，導(dǎo)致COUINAUD肝臟8段劃分法與實(shí)際肝臟的分段存在一定的差異[5]?；?級(jí)門靜脈血管提出的Dong’s肝段分型體系達(dá)到了精準(zhǔn)肝切除術(shù)要求的功能性肝臟切除單位，因而可以更好地指導(dǎo)精準(zhǔn)肝切除[1]。由于左半肝血管變異較少，進(jìn)行精準(zhǔn)肝切除相對(duì)容易，而右半肝血管走行復(fù)雜，尤其門靜脈存在較多變異[6]，增加了解剖性肝切除術(shù)的難度。本研究基于Dong’s肝段分型體系對(duì)右半肝4級(jí)門靜脈血管的走行進(jìn)行更詳細(xì)地分析，并對(duì)右半肝各肝段流域體積進(jìn)行測(cè)量，為制定個(gè)體化的精準(zhǔn)肝切除術(shù)手術(shù)方案提供理論依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

收集2013年7月—2018年1月青島大學(xué)附屬醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院、中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院等16家醫(yī)院共816例不同年齡段人體肝臟上腹部增強(qiáng)CT的二維影像學(xué)資料。研究納入標(biāo)準(zhǔn)：①既往無(wú)肝臟疾病及肝切除手術(shù)史者；②患有其他系統(tǒng)疾病(如胸腔腫瘤、腎腫瘤、腹膜后腫瘤等)需行上腹部增強(qiáng)CT檢查而未壓迫肝臟導(dǎo)致肝臟血管變形者；③上腹部增強(qiáng)CT動(dòng)脈期、靜脈期、平衡期三期成像質(zhì)量好，能清晰顯示門靜脈4級(jí)血管的形態(tài)、走行者。④肝功能檢查無(wú)異常者。符合該納入標(biāo)準(zhǔn)的病人共810例，其中男270例，女540例；年齡3個(gè)月～89歲，平均年齡51.5歲。

1.2 儀器與試劑

增強(qiáng)CT機(jī)(美國(guó)GE 64層螺旋CT，型號(hào)：GE Discovery CT 750HD)，螺旋CT機(jī)(德國(guó)西門子，型號(hào)：Somatom Definition Flash CT)；非離子碘海醇對(duì)比劑100 mL∶35 g(I)(北京北陸藥業(yè)股份有限公司)；海信計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)(Hisense CAS)為青島大學(xué)附屬醫(yī)院與青島海信集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)的手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)[1]，Hisense CAS兼容0.625～2.000 mm厚度的圖片，通過(guò)人工智能及傳統(tǒng)圖像分割算法，精確分割肝臟邊緣。通過(guò)透明掩膜模式，可將分割結(jié)果附在二維影像數(shù)據(jù)上進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，并提供交互工具，局部微調(diào)分割結(jié)果。結(jié)合分割結(jié)果及影像掃描參數(shù)(像素間距和層間距)，精確計(jì)算肝臟體積及門靜脈各分段流域體積[3,7-10]。

1.3 研究方法

1.3.1上腹部增強(qiáng)CT檢查 檢查前受檢者需空腹4～6 h，經(jīng)手背或前臂建立靜脈通道后，注入碘海醇對(duì)比劑(1.5～2.0)mL/kg。對(duì)于不配合的兒童，給予100 g/L水合氯醛(0.5 mL/kg)口服鎮(zhèn)靜，待其入睡后進(jìn)行檢查。掃描范圍從肝上膈頂?shù)揭认傧戮?，成人于?duì)比劑注射后30、60、120 s分別行動(dòng)脈期、靜脈期以及平衡期三期掃描，管電壓設(shè)置參數(shù)為120 kV；兒童于對(duì)比劑注射后20、50、90 s分別進(jìn)行三期掃描，管電壓設(shè)置參數(shù)為80 kV。其他掃描參數(shù)設(shè)置：球管轉(zhuǎn)速0.5 r/s，螺距1.375∶1.000，掃描層厚5 mm、間距5 mm，重建厚度為0.625 mm，將三期掃描的數(shù)據(jù)傳至工作站并以DICOM格式文件刻盤存儲(chǔ)。

1.3.2Hisense CAS三維重建 將DICOM格式的三期掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Hisense CAS，添加病例資料后進(jìn)入三維重建模塊，分別進(jìn)行肝臟、膽囊、下腔靜脈、肝靜脈以及門靜脈的三維重建，重建完成后可在全部顯示功能中看到立體透明的肝臟、清晰的血管以及膽囊。

1.3.3右半肝門靜脈分析 采用Hisense CAS 2.20重建出右半肝門靜脈4級(jí)血管，參照Dong’s 肝臟分段體系的A型、B型、C型和D型4個(gè)類型，在此基礎(chǔ)上對(duì)A型、C型和D型的右半肝4級(jí)門靜脈進(jìn)行更詳細(xì)分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié) 果

2.1 三維重建結(jié)果

采用Hisense CAS對(duì)810例上腹部增強(qiáng)CT影像資料的DICOM數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，獲取肝臟、膽囊、肝靜脈、肝動(dòng)脈、門靜脈整合的三維立體模型，通過(guò)對(duì)模型的任意旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等功能觀察并分析右半肝門靜脈走行，計(jì)算右半肝門靜脈支配流域體積。見(jiàn)圖1。

2.2 基于Dong’s肝段分型體系[1]的右半肝門靜脈分析及體積測(cè)量結(jié)果

2.2.1A型 共355例，占43.83%。門靜脈右前支呈兩主支(Ⅴ段和Ⅷ段)，右后支呈兩主支(Ⅵ段和Ⅶ段)。其中門靜脈右前支呈頭尾側(cè)支者193例(23.83%)，呈腹背側(cè)支者162例(20.00%)。右半肝各段流域體積見(jiàn)表1，圖2(掃描或長(zhǎng)按文后二維碼觀看相關(guān)視頻)。

2.2.2B型 共250例，占30.86%。門靜脈右前支呈三主支(Ⅴ段、Ⅷ段和Ⅸ段)，右后支呈兩主支(Ⅵ段和Ⅶ段)。右半肝體積占全部肝體積的比例為(62.02±5.66)%。其中Ⅴ段、Ⅵ段、Ⅶ段、Ⅷ段、Ⅸ段流域體積占全部肝體積的比例分別為(10.36±3.10)%、(9.88±3.82)%、(15.17±4.67)%、(11.93±3.32)%及(12.69±3.73)%。見(jiàn)圖2(掃描或長(zhǎng)按文后二維碼觀看相關(guān)視頻)。

2.2.3C型 共71例，占8.77%。C-a型門靜脈右前支呈兩主支(Ⅴ段、Ⅷ段)，右后支呈弓狀型(RP段)，共51例(6.30%)，其中右前支呈頭尾側(cè)者共30例(3.70%)，呈腹背側(cè)者共21例(2.60%)。C-b型門靜脈右前支呈三主支(Ⅴ段、Ⅷ段和Ⅸ段)，右后支呈弓狀型(RP段)，共20例(2.47%)。右半肝各段流域體積見(jiàn)表2、圖3(掃描或長(zhǎng)按文后二維碼觀看相關(guān)視頻)。

2.2.4D型 共134例，占16.54%。其中門靜脈右前支呈四分叉者14例(1.73%)，右半肝流域體積占全肝體積比例為(62.36±3.71)%；門靜脈右前支呈一支主干多分叉者13例(1.60%), 右半肝流域體積占全肝體積比例為(61.33±4.90)%；門靜脈右前支來(lái)自左主干者92例(11.36%)，右半肝流域體積占全肝體積比例為(63.51±5.59)%，其中門靜脈右前支呈頭尾側(cè)支者35例(4.32%)，呈腹背側(cè)支者29例(3.58%)，呈三分叉者16例(1.98%)，呈一支主干多分叉者9例(1.11%)，而呈四分叉者僅3例(0.37%)；6段門靜脈未像典型的門靜脈那樣發(fā)自門靜脈右后支而是發(fā)自右前支者15例(1.85%)，右半肝流域體積占全肝體積比例為(63.17±5.92)%。見(jiàn)圖4。

表1 A型右半肝門靜脈各段流域體積占全肝體積比例(χ/%)

表2 C型右半肝門靜脈各段流域體積占全肝體積比例(χ/%)

A:肝臟及脈管系統(tǒng)；B:門靜脈血管；C:基于門靜脈血管各分支及其流域邊界，以不同顏色對(duì)4級(jí)門靜脈血管支配各段流域體積進(jìn)行標(biāo)記。

圖1計(jì)算機(jī)三維重建結(jié)果

A:A型右前支呈頭尾側(cè)； B:A型右前支呈腹背側(cè)； C:B型右前支呈三分叉狀。

A:C-a型右前支呈頭尾側(cè)，右后支呈弓狀型；B:C-a型右前支呈腹背側(cè)，右后支呈弓狀型；C:C-b型右前支呈三分叉狀，右后支呈弓狀型。

A:右前支呈四分叉；B:右前支呈一支主干多分叉狀；C:右前支來(lái)自左干并右前支呈頭尾側(cè)；D:右前支來(lái)自左干并右前支呈腹背側(cè)；E:右前支來(lái)自左干并右前支呈三分叉；F:右前支來(lái)自左干并右前支呈一支主干多分叉；G右前支來(lái)自左干并右前支呈四分叉；H:6段來(lái)自右前支。

圖4Dong’s肝段分型D型右半肝門靜脈分析

3 討 論

肝段的概念最早由英國(guó)學(xué)者FRANCIS提出，其后又有了多個(gè)學(xué)者提出了不同的肝段劃分的方法[4,11-13]。瑞士學(xué)者HJORTSJO等[11]基于肝臟管道鑄型及膽管造影技術(shù)對(duì)肝臟進(jìn)行研究，首次將肝臟分為5部分：左半肝的中段及外側(cè)段，右半肝的背尾側(cè)段、中段及腹頭側(cè)段；美國(guó)學(xué)者HEALEY等[12]進(jìn)一步提出將左半肝分為中側(cè)段、外側(cè)段，肝右葉分為前段和后段的肝臟4段劃分法；法國(guó)學(xué)者COUINAUD[4]通過(guò)對(duì)100多例離體肝臟鑄型模型血管走行的觀察，結(jié)合門靜脈供血和肝靜脈回流情況提出了著名的肝臟五葉八段分類法。在以上肝段分類方法中COUINAUD[4]的五葉八段分類法被視為肝臟外科手術(shù)中的指南，被世界各國(guó)醫(yī)生所采用。然而由于肝臟鑄型來(lái)源受到尸體例數(shù)以及灌注技術(shù)的限制使觀察的結(jié)果準(zhǔn)確性受限，比如當(dāng)灌注后的離體肝臟標(biāo)本放在平面上進(jìn)行觀察時(shí)，受重力影響，門靜脈血管的走行會(huì)比其實(shí)際的血管走行更靠外側(cè)[14-15]。因此，基于肝臟灌注標(biāo)本的觀察對(duì)肝臟進(jìn)行肝段劃分及血管走行的分析并不精確。隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)及三維重建技術(shù)的結(jié)合以及精準(zhǔn)肝切除術(shù)的提出，使得三維立體的肝臟及脈管系統(tǒng)可以清晰呈現(xiàn)[16-20]，為肝段劃分以及精準(zhǔn)肝切除提供了幫助。董蒨教授領(lǐng)銜的數(shù)字醫(yī)學(xué)科研團(tuán)隊(duì)利用自主研發(fā)的Hisense CAS對(duì)1 260例正常人類上腹部增強(qiáng)CT數(shù)據(jù)進(jìn)行肝臟及其脈管系統(tǒng)三維重建，可精確顯示肝內(nèi)4級(jí)門靜脈血管，在四級(jí)門靜脈的基礎(chǔ)上提出了Dong’s肝段分型體系。Dong’s 肝段分型體系能夠滿足精準(zhǔn)肝切除術(shù)要求的基本功能性肝切除單位，該體系的提出基于大樣本量活體肝臟影像學(xué)數(shù)據(jù)的三維重建結(jié)果[1,21-22]，更加真實(shí)地反映了肝臟真實(shí)的情況。

本研究基于已建立的Dong’s肝臟分段體系。采用Hisense CAS對(duì)810例人體上腹部增強(qiáng)CT數(shù)據(jù)進(jìn)行肝臟及其脈管系統(tǒng)三維重建，對(duì)右半肝4級(jí)門靜脈血管進(jìn)行進(jìn)一步分析，有助于更好地開(kāi)展精準(zhǔn)肝切除術(shù)，在術(shù)前針對(duì)不同的門靜脈走行制定個(gè)性化的手術(shù)方案并進(jìn)行術(shù)前模擬，可為安全地開(kāi)展精準(zhǔn)肝切除術(shù)保駕護(hù)航。對(duì)于A型和B型，在術(shù)前要仔細(xì)區(qū)分右前支門靜脈的形狀、走行，判斷腫瘤所在位置及其與血管之間的關(guān)系，避免手術(shù)中損傷血管造成不必要的大出血[23]。對(duì)于C型，傳統(tǒng)的COUINAUD分段將門靜脈右后支分為向后上方走行的7段門靜脈和向后下方走行的6段門靜脈[4]，然而C型門靜脈右后支呈弓狀型主干，從主干一次發(fā)出了5～11支分支，臨床上進(jìn)行手術(shù)時(shí)無(wú)法像傳統(tǒng)的COUINAUD分段那樣簡(jiǎn)單地結(jié)扎6段或7段門靜脈即可進(jìn)行6段或者7段的肝段切除術(shù)，在術(shù)中應(yīng)針對(duì)腫瘤所在位置逐一結(jié)扎來(lái)自弓狀主干的各分支，達(dá)到精準(zhǔn)肝切除的目的。D型特殊變異類型較多，若門靜脈右前支為4分叉者，當(dāng)腫瘤所在位置為右前支4分支的某一分支時(shí)，則將此分支自其根部結(jié)扎連同腫瘤一起切除以達(dá)到解剖性肝切除目的；若門靜脈右前支為一支主干，自主干根部至尾部發(fā)出多個(gè)分支，這種類型門靜脈血管豐富，可根據(jù)腫瘤所在位置結(jié)扎相應(yīng)的幾支小分支；對(duì)于門靜脈右前支來(lái)自左干者，當(dāng)腫瘤來(lái)自肝左葉進(jìn)行肝左葉切除時(shí)要特別注意保護(hù)來(lái)自門靜脈左支的右前支門靜脈，以免結(jié)扎門靜脈左支時(shí)將門靜脈右支一同結(jié)扎，造成肝臟右前葉缺血。6段來(lái)自門靜脈右前支者與傳統(tǒng)的COUINAUD分段中6段門靜脈來(lái)自門靜脈右后支不同，此變異類型的門靜脈右前支流域體積明顯增大，這對(duì)術(shù)前制定精準(zhǔn)肝切除方案及殘存肝體積評(píng)估至關(guān)重要。

綜上所述，Hisense CAS 2.20系統(tǒng)運(yùn)行速度快，可自動(dòng)三維重建肝臟及其脈管系統(tǒng)，清晰顯示4級(jí)門靜脈血管及更細(xì)分支，在術(shù)前可準(zhǔn)確判斷腫瘤與周圍血管的位置關(guān)系，并可在術(shù)前進(jìn)行手術(shù)模擬，評(píng)估腫瘤切除范圍，計(jì)算殘存肝體積，降低實(shí)際手術(shù)操作中的創(chuàng)傷[24-26]。本研究通過(guò)對(duì)大樣本量的右半肝4級(jí)門靜脈血管的分析發(fā)現(xiàn)，右半肝門靜脈存在較多變異，通過(guò)對(duì)這些門靜脈解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，可更好地指導(dǎo)個(gè)性化臨床精準(zhǔn)肝切除術(shù)及術(shù)前手術(shù)方案的制定。同時(shí)對(duì)肝臟解剖教學(xué)及門靜脈分型的進(jìn)一步研究有重要意義。

掃描或長(zhǎng)按二維碼 觀看本文相關(guān)視頻