三維數(shù)字化技術(shù)在單通道腔鏡甲狀旁腺手術(shù)中的應(yīng)用

陳靈勰， 宣 明， 丁 昊， 張永昶， 陳 誠，匡 潔， 嚴(yán)佶祺， 邱偉華,， 談 堅(jiān)

（1．上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院外科，上海 200025；2．民航上海醫(yī)院-瑞金醫(yī)院古北分院普外科，上海 200336）

原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn) (primary hyperparathyroidism,PHPT)是較常見的內(nèi)分泌疾病之一，手術(shù)是唯一根治性治療方法。1996年，Gagner［1］首次報(bào)道完全腔鏡甲狀旁腺切除術(shù)，標(biāo)志著PHPT治療進(jìn)入微創(chuàng)時(shí)代。目前，腔鏡輔助或多通道腔鏡甲狀旁腺手術(shù)應(yīng)用廣泛，已在大量PHPT病人中實(shí)踐。然而甲狀旁腺生長隱匿，多位于甲狀腺背側(cè)，與甲狀腺解剖關(guān)系并不恒定，術(shù)前定位和術(shù)中探查時(shí)存在不確定性。如何精準(zhǔn)定位甲狀旁腺，選擇合適的手術(shù)入路并減少機(jī)體創(chuàng)傷，成為腔鏡甲狀旁腺手術(shù)探討的重要問題。

三維(3-dimensional,3D)數(shù)字化技術(shù)是基于人工智能的新型影像學(xué)方法，是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的重要方向。3D數(shù)字化技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，為腫瘤定位、手術(shù)規(guī)劃提供了全新視角［2］。在精準(zhǔn)外科理念的指導(dǎo)下，為進(jìn)一步減少創(chuàng)傷，筆者采用經(jīng)乳暈單通道腔鏡甲狀旁腺切除術(shù)(trans-areola single-site endoscopic parathyroidectomy,TASSEP)治療 PHPT，并用3D可視化模型進(jìn)行術(shù)前病灶定位及手術(shù)入路設(shè)計(jì)、組織分離步驟和血管離斷順序等數(shù)字化手術(shù)規(guī)劃，取得良好效果。

資料與方法

一、一般資料

回顧性分析2017年4月至2018年12月，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院古北分院行TASSEP治療的12例PHPT病人臨床資料。其中男3例，女9例，平均年齡(54.3±13.2)歲。臨床癥狀為5例反復(fù)腎結(jié)石發(fā)作，1例惡心嘔吐，2例四肢酸痛。4例為體檢發(fā)現(xiàn)，無明顯臨床表現(xiàn)(見表1)。術(shù)前測定甲狀旁腺素 (parathyroid hormone，PTH)為(232.30±260.72)ng/L，血鈣(2.92±0.45)mmol/L。所有病人均充分獲知手術(shù)方式并簽署知情同意書，由同一組手術(shù)醫(yī)師完成手術(shù)。

表1 病人資料

二、病人特征

目前腔鏡甲狀旁腺切除術(shù)指征尚無確切指南規(guī)定。本研究病例為：①診斷良性PHPT；②病灶位于頸部；③有強(qiáng)烈的美容需求。

研究病例無頸部放射史和手術(shù)史；無嚴(yán)重基礎(chǔ)疾病、其他手術(shù)禁忌或麻醉禁忌。

三、術(shù)前定位診斷

所有病人術(shù)前均行頸部高分辨率超聲檢查、單光子發(fā)射CT/CT(single photon emission computed tomography/computed tomography，SPECT/CT) 及 超薄層增強(qiáng)CT檢查，層厚0.625 mm，包括平掃期、動(dòng)脈期、靜脈期。病灶定位右上2例，右下3例，左上3例，左下4例(見表1)。

將病人頸部超薄層增強(qiáng)CT圖像以DICOM格式存儲(chǔ)，導(dǎo)入INCOOL 3D精準(zhǔn)手術(shù)規(guī)劃分析系統(tǒng)(杭州英庫科技有限公司)的本地工作站。通過中央服務(wù)器云計(jì)算獲得3D可視化模型。3D模型下載到本地工作站，由手術(shù)醫(yī)師自主進(jìn)行高自由度地觀察，精確地規(guī)劃手術(shù)入路、組織分離步驟、血管離斷順序。

四、麻醉及手術(shù)方法

采用靜吸復(fù)合全身麻醉。病人取仰臥位，頸部呈輕度后仰。于病人體表標(biāo)記病灶、解剖標(biāo)志投影，畫出手術(shù)操作路徑(見圖1)。常規(guī)消毒鋪巾，于乳暈上緣分別做5 mm、12 mm切口，兩切口間距約5 mm。逐層切開皮膚、皮下組織至深筋膜層表面。沿皮下疏松間隙向操作路徑區(qū)域注射膨脹液(1 mg腎上腺素∶500 mL生理鹽水)約20 mL。用皮下分離棒沿操作路徑預(yù)分離皮下隧道，置入5 mm及12 mm trocar、STORZ 30°10 mm 腔鏡鏡頭、Harmonic 超聲刀，注入CO2，氣壓維持于6 mmHg。沿胸前壁分離皮下隧道至頸闊肌深面，上至甲狀軟骨水平，兩側(cè)至胸鎖乳突肌內(nèi)側(cè)緣，建立手術(shù)操作空間。

圖1 經(jīng)乳暈單通道入路示意圖

打開頸白線，置入兩枚針式拉鉤(專利已授權(quán))用于牽拉組織。根據(jù)術(shù)前規(guī)劃游離肌肉和甲狀腺，暴露保護(hù)喉返神經(jīng)，探查甲狀旁腺病灶，置入直徑2.3 mm微型操作鉗(專利已授權(quán))，抓持病灶包膜，運(yùn)用精細(xì)化被膜解剖完整分離甲狀旁腺，切除病灶(見圖 2)。

圖2 切除甲狀旁腺

將切除標(biāo)本裝入標(biāo)本袋中取出，送冷凍病理檢查。創(chuàng)面仔細(xì)止血，縫合頸白線。檢查皮下隧道，退出腔鏡器械?？p合切口，無菌敷料覆蓋，胸部予以加壓包扎。甲狀旁腺切除后10～20 min，抽取靜脈血測定PTH。根據(jù)Miami標(biāo)準(zhǔn)，病灶切除后10～20 min PTH值與術(shù)前相比，下降50%以上，表明手術(shù)有效［3-4］。術(shù)中出血量估計(jì)采用10.0 cm×0.5 cm干紗條。

五、手術(shù)指標(biāo)和隨訪

統(tǒng)計(jì)分析病人手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、手術(shù)病理診斷、術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生、術(shù)后PTH和血鈣等臨床數(shù)據(jù)。病人術(shù)后1個(gè)月首次隨訪，以3個(gè)月為隨訪間隔，每次隨訪均復(fù)查血鈣和PTH。術(shù)后6個(gè)月血鈣和PTH均在正常范圍，則判定PHPT生化治愈。同時(shí)進(jìn)行美容滿意度評(píng)分，評(píng)分0～10分，0分為非常不滿意，10分為非常滿意。

結(jié) 果

一、3D數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用

根據(jù)頸部超薄層增強(qiáng)CT掃描檢查，通過數(shù)字化技術(shù)立體構(gòu)建3D可視化模型定位病灶，12例均成功定位甲狀旁腺病灶(見圖3)。11例3D可視化模型病灶定位與SPECT/CT檢查定位一致，同時(shí)與超聲定位一致，并在術(shù)中得到證實(shí)。1例SPECT/CT檢查與3D可視化模型定位不一致，而術(shù)中證實(shí)3D可視化模型定位準(zhǔn)確。

基于成像原理，SPECT/CT檢查僅能顯示甲狀旁腺病灶大致位置，無法辨清與甲狀腺背側(cè)腺體輪廓關(guān)系。根據(jù)3D可視化模型可清楚辨識(shí)甲狀旁腺病灶與甲狀腺背側(cè)腺體輪廓關(guān)系，其中A型(緊密型)9例，B型(非緊密型)3例(見圖4)。分類結(jié)果均在術(shù)中得到證實(shí)。

甲狀旁腺的血供多呈“極性”分布，即血管蒂分布于病灶長軸的一極。術(shù)前3D可視化模型可清楚辨識(shí)血管位置(見圖5)。根據(jù)術(shù)前規(guī)劃的血管離斷順序，甲狀旁腺順行切除7例，逆行切除5例。

圖3 3D可視化模型：病灶定位

圖4 3D可視化模型：甲狀腺與甲狀旁腺

圖5 3D可視化模型：甲狀旁腺與頸部血管

二、手術(shù)結(jié)果

12例均根據(jù)術(shù)前數(shù)字化輔助手術(shù)設(shè)計(jì)方案順利完成TASSEP，無中轉(zhuǎn)開放手術(shù)。手術(shù)時(shí)間(97.1±30.3)min，術(shù)中出血量(18.7±2.8)mL。病人均成功切除甲狀旁腺病灶。本研究病人均為單病灶。常規(guī)病理檢查結(jié)果顯示：5枚為甲狀旁腺腺瘤，6枚為甲狀旁腺增生，1枚為甲狀旁腺囊腫(見表1)。術(shù)后未發(fā)生出血、感染、聲音嘶啞、飲水嗆咳、吞咽困難等并發(fā)癥。術(shù)后第1天PTH(23.35±11.42)ng/L，血鈣(2.33±0.24)mmol/L。術(shù)后根據(jù)有無口周麻木、手足抽搐等臨床癥狀及血鈣水平補(bǔ)充鈣劑。

隨訪發(fā)現(xiàn)，病人腎結(jié)石、惡心嘔吐、四肢酸痛等癥狀均得到緩解。隨訪至術(shù)后6個(gè)月，所有病人均判定為生化治愈。目前無復(fù)發(fā)征象。美容滿意度評(píng)分中位數(shù)為8(7～10)分，總體美容效果滿意。

討 論

精準(zhǔn)外科治療是以病灶清楚顯露、臟器保護(hù)、損傷控制三要素為基礎(chǔ)的外科新模式，以達(dá)到病人術(shù)后最佳康復(fù)的目的［5］。近年來，以術(shù)前精準(zhǔn)定位、內(nèi)鏡微創(chuàng)技術(shù)、術(shù)中導(dǎo)航識(shí)別等為特征的新技術(shù)已應(yīng)用于甲狀旁腺疾病精準(zhǔn)外科治療。本研究運(yùn)用3D數(shù)字化技術(shù)作術(shù)前精準(zhǔn)定位及數(shù)字化手術(shù)設(shè)計(jì)，行TASSEP治療PHPT。

對(duì)于可能存在多個(gè)病灶的病人，如懷疑為家族性或遺傳性甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥，由于本團(tuán)隊(duì)已完成單通道腔鏡甲狀腺手術(shù)480余例，可在單通道條件下完成甲狀腺直徑7 cm腫瘤的切除，因此對(duì)病灶大小、個(gè)數(shù)無技術(shù)上的限制。

目前，將3D數(shù)字化技術(shù)運(yùn)用于甲狀旁腺定位的報(bào)道仍較少。1999 年，Ishibashi等［6］最早將其用于甲狀旁腺病灶定位。通過基于CT檢查的3D數(shù)字化技術(shù)，建立3D可視化模型，可清晰、直觀地展示異位甲狀旁腺病灶位置，及其與周圍組織的解剖關(guān)系。其中1例病人根據(jù)3D可視化模型定位的病灶更改了手術(shù)計(jì)劃。Rodgers等［7］根據(jù) 4D-CT檢查進(jìn)行3D成像，獲得直觀的3D解剖圖像，幫助了解甲狀旁腺病灶與血管、甲狀腺的關(guān)系。尤其是對(duì)于部分隱匿的甲狀旁腺，可提供精確的定位信息［6］。D'Agostino等［8-9］通過頸部薄層CT掃描檢查重建頸部結(jié)構(gòu)的3D虛擬模型，并結(jié)合SPECT掃描檢查結(jié)果，定位建立3D代謝影像評(píng)估模型。該研究發(fā)現(xiàn)3D虛擬模型、3D代謝影像評(píng)估模型在甲狀旁腺病灶術(shù)前定位的準(zhǔn)確性明顯優(yōu)于SPECT、CT和超聲檢查。其能在術(shù)中進(jìn)行虛擬的實(shí)時(shí)導(dǎo)航，尤其適用于腔鏡甲狀旁腺手術(shù)。

本研究運(yùn)用TASSEP治療PHPT?；诔釉鰪?qiáng)CT檢查在云端構(gòu)建3D可視化模型，下載到本地工作站進(jìn)行操作。3D可視化模型包括皮膚、脊椎、胸骨及肋骨、咽喉部、動(dòng)靜脈、氣管、食管、甲狀腺、淋巴結(jié)及增大的甲狀旁腺病灶等。該模型能調(diào)整組織透明度，并以組織和器官為單位減影顯示，僅顯示所需解剖結(jié)構(gòu)，達(dá)到更好的立體透視效果。該模型可由手術(shù)醫(yī)師自主旋轉(zhuǎn)、切割，獲得高自由度、多層次、多維度、全角度的透視定位，充分顯示解剖細(xì)節(jié)，展現(xiàn)病灶邊界，了解病灶與周圍組織的立體空間關(guān)系。更重要的是明確病灶與甲狀腺解剖關(guān)系，尤其是與甲狀腺背側(cè)腺體輪廓的關(guān)系。

TASSEP 最早由 Kang 等［10］首先報(bào)道。 TASSEP只通過位于胸壁深筋膜淺層疏松結(jié)締組織內(nèi)的穿刺路徑，建立操作空間，顯著減少術(shù)中皮下分離面積，因此最大限度減少了手術(shù)創(chuàng)傷。然而TASSEP除觀察鏡外，只有一把操作器械，手術(shù)視野、操作方式、手術(shù)流程與常規(guī)手術(shù)明顯不同。運(yùn)用3D可視化模型進(jìn)行數(shù)字化輔助手術(shù)設(shè)計(jì)，調(diào)整模型至TASSEP視角，規(guī)劃合理手術(shù)入路，精準(zhǔn)設(shè)計(jì)組織分離步驟，制定安全的血管離斷方案，克服自下而上腔鏡視野的局限性，降低術(shù)中出血風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，根據(jù)3D可視化模型的甲狀旁腺病灶與周圍器官立體解剖關(guān)系，術(shù)前精準(zhǔn)規(guī)劃手術(shù)方案，縮短手術(shù)時(shí)間、避免盲目探查，減少周圍正常組織創(chuàng)傷，降低手術(shù)難度及并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，保證手術(shù)安全性與精確性。

PHPT病人甲狀旁腺病灶營養(yǎng)血管常較明顯。3D可視化模型可較清晰地顯示病灶血管蒂。結(jié)合腔鏡的放大效應(yīng)，對(duì)于血管蒂分布于下極的甲狀旁腺病灶，可安全、簡便地先離斷供血血管，再“順行法”切除甲狀旁腺病灶。然而對(duì)于血管蒂位于上極的甲狀旁腺病灶，基于TASSEP的手術(shù)視角、操作空間和操作角度，可使用微型操作鉗完整游離甲狀旁腺病灶，再離斷營養(yǎng)血管，“逆行法”切除甲狀旁腺病灶。合理設(shè)計(jì)血管離斷順序可降低出血風(fēng)險(xiǎn)，避免中轉(zhuǎn)開放手術(shù)，保障手術(shù)安全、順利。

當(dāng)前，3D數(shù)字化技術(shù)尚不能對(duì)喉返神經(jīng)徑路進(jìn)行全程識(shí)別。通過3D可視化模型中氣管、食管、甲狀腺、Zuckerkandl結(jié)節(jié)與頸部血管的位置，能部分預(yù)測喉返神經(jīng)可能的徑路，輔助規(guī)劃TASSEP術(shù)中神經(jīng)顯露方式，有助于喉返神經(jīng)的保護(hù)。

PHPT的精準(zhǔn)外科治療，用3D可視化模型進(jìn)行數(shù)字化手術(shù)設(shè)計(jì)，能明確病灶定位診斷，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，提高TASSEP手術(shù)安全性與有效性，系統(tǒng)優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)手術(shù)，為病人提供良好的美容及微創(chuàng)效果。