計算機輔助手術系統(tǒng)在小兒神經母細胞瘤手術治療中的應用

(青島大學附屬醫(yī)院小兒外科，山東 青島 266003)

神經母細胞瘤(NB)是兒童中最常見的顱外實體惡性腫瘤[1]，發(fā)病率位于兒童腫瘤的第3位，僅低于白血病和中樞神經系統(tǒng)腫瘤。96%的病兒于10歲前發(fā)病，惡性程度高，進展速度快，易發(fā)生早期轉移[2]。目前主要采用手術切除配合放療及化療的綜合治療方式。因此，在手術過程中能否在保證周圍組織器官安全的前提下完整切除腫瘤對病兒預后有極大的影響[3]。小兒NB于腹膜后及后縱隔發(fā)病率較高，腫瘤周圍多毗鄰重要器官和血管，術前判斷腫瘤及其與周圍組織情況多依靠CT及MRI等影像學檢查[4]，由于其二維成像的特點，很難直觀地表現(xiàn)腫瘤與周圍血管及組織的關系，Hisense CAS的出現(xiàn)解決了這一難題[5]。本研究通過對近幾年間我院收治的NB病兒進行分析，對Hisense CAS指導手術治療NB的過程和結果進行評估?，F(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

我院小兒外科2015—2017年收治的NB病兒15例，男4例，女11例；年齡為1月～6歲，年齡中位數(shù)為2歲；其中3例為后縱隔占位，12例為腹膜后占位。2例臨床首發(fā)癥狀為咳嗽，2例為發(fā)熱伴跛行，7例有腹脹、腹瀉，4例臨床表現(xiàn)不明顯，為偶然發(fā)現(xiàn)。血液中神經元特異性烯醇化酶水平為18.8～276.7 μg/L。

1.2 CT數(shù)據采集方法

檢查當日病兒禁飲食4 h，使用64排螺旋CT(美國GE公司)對12例病兒行上、下腹部CT增強掃描，3例行胸部CT增強掃描，掃描前靜脈注射300 g/L非離子對比劑(1.5～2.0 mL/kg)，對不能配合的病兒可口服40 g/L水合氯醛(0.5 mL/kg)鎮(zhèn)靜，待其入睡后檢查。CT掃描層厚度0.6 mm，掃描完成后將數(shù)據傳輸至工作站處理，以醫(yī)學數(shù)字成像及通訊(DICOM)文件格式輸出并存儲。

1.3 三維重建方法

病兒均應用Hisense CAS三維重建明確臟器的解剖結構關系，術前模擬手術及術中指導手術。將CT掃描的動脈期以及靜脈期DICOM文件導入Hisense CAS中，在橫斷面視窗中選擇種子點，對臟器進行分割，以閉合曲線標記腫瘤，調節(jié)斷面分割腫瘤后，系統(tǒng)可自動生成立體圖像。選擇動脈期和靜脈期的CT數(shù)據，調節(jié)窗寬和窗位，確定生成血管范圍，即可重建出血管圖像。最后將臟器、腫瘤、血管重建圖像整合，對不同的結構添加不同的色彩，進行放大、縮小、旋轉及透明化等處理，完成腫瘤及周圍器官血管的三維重建。重建后的圖像可以直觀、立體的顯示腫瘤與周圍臟器的位置關系，明確血管走行，指導手術進行。

1.4 手術方法

根據術前檢查明確診斷，3例病兒為后縱隔NB，行開胸手術切除；12例病兒為腹膜后NB，行開腹手術切除。手術前，通過Hisense CAS三維重建圖像明確解剖結構，模擬手術，判斷手術的可行性；手術過程中，通過實時智能導航系統(tǒng)(SID)，隨時判斷腫瘤與周圍臟器的解剖關系，保護毗鄰血管，按照術前規(guī)劃分離、結扎腫瘤血管，減少出血，成功切除腫瘤，并取周圍腫大淋巴結活檢。

2 結 果

2.1 CT增強及Hisense CAS三維重建結果

共15例病兒分別行胸部或上、下腹部CT增強掃描。結果顯示，3例為后縱隔脊柱旁占位，最大直徑約為2.8～5.1 cm，平均4.1 cm，邊界較清，未明顯侵犯及壓迫周圍氣管和食管，其中1例病兒顯示右肺上葉后段的多發(fā)小結節(jié)，考慮肺部轉移可能性較大。另12例病兒為腹膜后占位，瘤體內均可見點片狀鈣質密度影。其中6例為腹膜后巨大包塊，包塊最大直徑約為5.3～18.0 cm，平均8.6 cm，均出現(xiàn)壓迫周圍組織、器官情況；7例顯示包塊與周圍組織和血管邊界不清，不能明確判斷與周圍組織情況。所有病兒根據CT結果行Hisense CAS三維重建，多方位、立體地顯示腫瘤壓迫周圍器官程度，以及瘤體與周圍血管的走行關系，是否出現(xiàn)侵襲及包裹等情況。做好術前全面的評估及規(guī)劃，判斷能否完整切除腫瘤，選擇最優(yōu)的手術方案，指導手術進行(如圖1～3，掃描文后二維碼可觀看Hisense CAS制作過程及手術相關視頻)。

2.2 手術結果

15例病兒均手術完整切除腫瘤，術中逐步游離腫瘤與血管及組織，并用8號紅色尿管提拉保護血管。術中解剖情況與Hisense CAS三維重建結果相同，手術按計劃順利進行。術中出血量以及輸血量的中位數(shù)分別為20和10 mL，手術時間中位數(shù)為128 min，術后病理結果報告10例為神經母細胞瘤，5例為節(jié)細胞神經母細胞瘤。術后6個月內復查隨訪，分別行上、下腹部或胸部CT平掃檢查，15例病兒均無腫瘤原位復發(fā)情況，其中考慮發(fā)生肺轉移的病兒目前正在接受化療，結節(jié)部位組織病理活檢未見明顯瘤細胞，建議繼續(xù)觀察結節(jié)情況。

3 討 論

NB是一種起源于未分化交感神經節(jié)細胞的胚胎性腫瘤，發(fā)病高峰期為3～5歲，其中約65%原發(fā)瘤部位為腹膜后，來源于腎上腺或交感神經節(jié)；另外，約25%的NB原發(fā)瘤部位為后縱隔。目前治療方法仍以手術為主[6]，同時配合術前或術后的放療和化療。因此能否準確、安全地切除腫瘤成為影響NB病兒生存及預后的關鍵一步。目前NB術前診斷的方法主要有超聲、CT平掃及增強掃描、MRI平掃及增強掃描等。其中超聲可以幫助發(fā)現(xiàn)原發(fā)病灶、觀察病灶范圍、內部結構及病變范圍，適用于臨床常規(guī)檢查，但當周圍組織被腫瘤侵犯時，超聲的診斷結果不佳[7]。同時，超聲的影像資料保存程度較差，很難根據其指導手術過程。在此方面，CT檢查相較超聲能更好地反映腫瘤組織與毗鄰臟器和血管的關系，在手術前進行初步的判斷，能為手術者提供一個可供參考的影像學資料。但在腫瘤出現(xiàn)邊緣明顯壞死、與周圍臟器分界不清等情況時，僅僅依據二維CT影像檢查結果便很難確定腫瘤來源，也易致誤診，同時對指導手術也有一定的局限性[8]。目前，隨著數(shù)字醫(yī)學的不斷發(fā)展，計算機輔助手術系統(tǒng)能夠在CT檢查的基礎上，進行三維重建并模擬手術過程[9]，不僅能夠清楚地反映腫瘤與周圍組織和血管走行的關系，更好地明確腫瘤的原發(fā)灶位置，還能夠精確地構建出腫瘤與臟器和血管的三維模型，為術前模擬手術、術中完整安全地切除腫瘤提供精準的參考。

A、B：術前增強CT檢查，腫瘤表面與右髂總動脈緊貼，左髂總動脈分支進入腫瘤內部；C：術前Hisense CAS三維重建圖像，右側髂總動脈及輸尿管包繞腫瘤，部分腸系膜上動脈進入腫瘤內部；D：術中探查情況，按術前規(guī)劃分離輸尿管及髂血管。

圖11例腹膜后NB(腫瘤與髂血管連接緊密)病兒的術前增強CT、HisenseCAS三維重建圖像及術中探查情況

A、B：術前增強CT檢查，發(fā)現(xiàn)腫瘤巨大，左腎受壓變形，腹主動脈向右前方移位，脾動脈及左髂內、外動脈與腫瘤關系緊密。C：三維重建圖像，顯示腫瘤壓迫右腎及腹主動脈情況，髂血管包繞腫瘤。D：為術中探查情況，分離腫瘤周圍血管，完整切除腫瘤。

圖21例腹膜后NB(腫瘤巨大壓迫周圍臟器血管)病兒的術前增強CT、HisenseCAS三維重建圖像及術中探查情況

A:術前增強CT掃描顯示，主動脈弓與腫瘤連接部位分界不清(箭頭所指)。B:三維重建，顯示腫瘤緊貼主動脈弓，但未侵及血管，可以手術切除。C：腫瘤完整切除后標本。

圖31例后縱隔NB病兒的術前增強CT、HisenseCAS三維重建圖像及完整切除的腫瘤情況

本研究應用Hisense CAS對15例NB病兒在增強CT的基礎上進一步行三維重建，對腫瘤及周圍臟器、血管精準分割，直觀、精確、形象地顯示出了腫瘤的位置及周圍臟器的受壓迫情況[10]，還可以從多角度觀察腫瘤的血液供應情況及血管侵犯情況。通過重建圖像模擬手術，確定腫瘤能否完全切除，及術中應該注意避開哪些重要臟器及血管，提高了手術的精確程度，實現(xiàn)腫瘤的精準手術治療。應用此項技術進行三維重建，整個過程平均時間約為30 min，操作簡單易行，一般普通外科醫(yī)師即可操作，不受時間、地點限制，可在手術進行中同時操控重建圖像，方便術中精確切除腫瘤。另外，借助三維重建圖像可以讓家長更直觀地了解病兒病情，實現(xiàn)醫(yī)患之間的有效溝通[11]。

研究中所有行手術病兒均在Hisense CAS指導下，保護周圍組織，完整切除腫瘤。其中腹膜后神經母細胞瘤較多見，部分腫瘤與下腔靜脈及腹主動脈毗鄰緊密(圖1A、B)，手術的危險因素主要為腫瘤侵及周圍器官以及大血管。在沒有準確了解腫瘤周圍情況時，手術絕對不能夠貿然進行。在對其行Hisense CAS三維重建后顯示，輸尿管和血管為緊貼瘤壁走行，腫瘤周圍較多營養(yǎng)血管，進行計算機模擬手術，考慮能夠完整切除腫瘤(圖1C)。術中按照計劃游離腫瘤周圍血管和輸尿管，并用8號紅色尿管保護(圖1D)，最后準確結扎營養(yǎng)血管，減少出血，腫瘤完整切除。腹膜后巨大腫瘤常會嚴重壓迫周圍臟器，且腹主動脈與腫瘤連接緊密(圖2A、B)，單憑一般影像檢查很難制定出精準的手術方案，手術成功率較低[12]。行Hisense CAS三維重建以后，充分明確腹主動脈與腫瘤的關系，術中根據之前擬定的模擬手術計劃，完整切除巨大腫瘤，保護周圍臟器及血管(圖2C，D)。相較腹部神經母細胞瘤，后縱隔神經母細胞瘤較為少見，但因其生長部位的原因，多與胸部及頸部重要血管關系緊密。因此，在不損傷重要毗鄰血管的情況下，完整切除腫瘤是對外科醫(yī)生的技術挑戰(zhàn)。本研究中的部分病兒，行胸部增強CT檢查發(fā)現(xiàn)，腫瘤與主動脈弓和鎖骨下動脈緊密相連，通過CT檢查結果不能夠判斷包塊是否侵犯主動脈弓，手術無法安全進行(圖3A)。在這種情況下，Hisense CAS就體現(xiàn)出了診斷與治療的優(yōu)越性。通過三維重建發(fā)現(xiàn)，腫瘤雖然與主動脈弓和鎖骨下動脈緊密相連，但腫瘤并沒有對其進行侵蝕，通過模擬手術考慮能夠將腫瘤完整切除(圖3B)。手術中根據三維重建結果，實時嚴密觀察，指導手術進行，大大縮短了手術時間，減少了并發(fā)癥的發(fā)生率，保證了手術的安全，體現(xiàn)了精準外科的確定性、預見性和可控性[13]。

隨著數(shù)字醫(yī)學的不斷發(fā)展，精準手術已經逐漸成為外科手術的主流。計算機輔助手術系統(tǒng)在神經母細胞瘤的診斷和治療中具有一定的臨床應用價值，彌補了CT影像結果對手術指導的局限性，實現(xiàn)對組織器官的數(shù)字化解剖，使傳統(tǒng)外科手術模式轉變成為精準手術模式，從而實現(xiàn)更加精準、安全的手術目標。

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