三维可视化技术及3D打印技术在肝脏外科的临床应用研究

发布时间：2020-04-14 06:55

【摘要】：目的:评价三维可视化技术及3D打印技术在肝脏外科疾病手术治疗中的应用价值。本研究将三维可视化技术(Three dimensional visualization technology)应用于肝脏良恶性肿瘤的手术治疗中,目的在于评价三维可视化技术在肝脏切除手术治疗肝脏良恶性肿瘤的术前评估和手术规划中的应用价值,为肝脏良恶性肿瘤的个体化精准肝切除治疗奠定基础;同时将3D打印技术应用于肝脏占位性病变的手术治疗中,引入先进科学技术为肝脏占位性疾病的手术治疗提供新的解决方案,评价3D打印技术在术前评估和手术规划中的应用价值。方法:第一部分:纳入2015年9月至2018年3月在我院行肝脏切除手术治疗的肝脏恶性肿瘤患者103例,根据术前不同评估方法将研究对象进行随机化分组,分为A、B两组,A组为三维可视化评估组(3D组),B组为传统二维CT影像(2D)评估组(2D组),A组使用三维可视化系统(IQQA-3D Liver)进行术前评估并制定手术方案,B组使用传统CT影像进行术前评估并制定手术方案。对A组患者的CT影像数据进行三维可视化处理,通过三维可视化模型进行术前评估和手术规划,测量肝脏体积和切缘,模拟手术并制定手术方案,按照术前制定的手术方案进行肝切除手术治疗;依据CT影像对B组患者进行术前评估和手术规划,进行肝切除手术治疗,收集术中、术后指标,进行随访观察,比较两组患者手术效果和随访结果。第二部分:纳入2015年9月至2018年3月在我院行肝脏切除手术治疗的肝脏良性肿瘤患者82例,根据术前不同评估方法将研究对象进行随机化分组,分为A、B两组,A组为三维可视化评估组(3D组),B组为传统CT影像评估组(2D组),分别通过三维可视化技术和CT影像对两组患者进行术前评估和手术规划,并进行手术治疗,比较两组患者手术效果和随访结果。第三部分:纳入2015年9月至2018年3月在我院行肝脏切除手术的肝脏占位性病变患者8例,对所有病例进行三维可视化处理,并进行3D打印,利用三维可视化图像及3D打印模型进行术前评估和制定手术方案,进行精准肝脏切除手术,观察手术效果。结果:第一部分:A组(3D组)纳入肝脏恶性肿瘤患者48例,三维可视化图像效果满意,能够清晰显示病灶位置、肝脏解剖结构以及病灶与肝脏内部脉管结构的关系,可精确测量肝脏体积和手术切缘,进行模拟手术并制定手术方案;两组患者按照术前制定的手术方案实施肝脏切除手术。3D估算的切除肝脏体积与实际切除肝脏体积有很好的相关性,R=0.977,P0.01,3D估算的切缘与实际切缘也有很好的相关性,R=0.816,P0.01。A组手术时间少于B组(188.7±54.3minutes vs 258±49.1minutes,P0.05),A组术中出血量少于B组(301.2±143.5ml vs 462.6±151.5ml,P0.05),A组术中输血量少于B组(190.1±130.7ml vs 287.4±125.6ml,P0.05)随访6到25个月(平均18.2月),A组术后胆红素水平低于B组,A组术后并发症发证率略低于B组。肿瘤复发率无明显差异。第二部分:使用三维可视化技术和CT影像分别对两组患者进行术前评估和手术规划,按照手术方案实施肝脏切除手术。3D估算的切除肝脏体积与实际切除肝脏体积显著相关,R=0.916,P0.01,肝脏血管瘤病例3D估算的切除肝脏体积大于实际切除肝脏体积,可能是由于肝血管瘤内血液流出导致实际切除体积减小。A组术中出血量少于B组(286.4±142.3 vs 407.5±166.4,P0.05),A组术中输血量少于B组(180.8±109.2 vs 333.2±145.6,P0.05),两组患者手术时间差异无统计学意义。A组术后血清白蛋白水平高于B组,胆红素水平低于B组。第三部分:3D打印过程顺利完成,3D打印模型效果满意,相对三维可视化图像模型,3D打印的肝脏模型能够更加清晰、直观的显示肝脏内部结构和病灶形态、位置,更容易理解病灶与肝内脉管结构的关系,可以在实体肝脏模型上进行真实模拟手术,再次优化手术方案,在术前对手术全过程有更好的掌握。按最终优化的手术方案进行精准的肝脏切除手术,并且可以将3D打印模型带入手术室,进行术中导航,指导手术进行,所有8例复杂肝脏占位患者手术顺利实施,无更改手术方式、大出血或损伤重要脉管结构等情况发生,围手术期未出现严重并发症及死亡病例,随访过程中1例术前门静脉癌栓患者出现复发并伴有远处转移,于术后8个月死亡。其他患者恢复良好。结论:应用三维可视化技术能够方便、快捷、准确的做出术前评估和手术规划,有利于提高肝脏良恶性肿瘤手术治疗的安全性和有效性;3D打印技术可以直观、真实、精确的呈现个体化实体肝脏模型,有利于肝脏占位性病变手术方案的制定和优化,有利于实施精准肝脏切除手术治疗肝脏外科疾病。
【图文】：

图 1-1 三维可视化系统检查报告Figure 1-1 Report from 3D systm.5.2 手术方法A组（3D组）所有肝脏恶性肿瘤患者的手术方式应该尽量按照依据三维可视像模型制定的术前手术方案进行，B组（2D组）所有肝脏恶性肿瘤患者的手术应该尽量按照依据二维CT影像制定的术前手术方案进行；如果手术中探查遇到未考虑或未发现的情况，无法继续按照既定手术方案进行手术，可以调整或更术方式，并将此类患者病例单独记录。本研究所采用的手术方式多为解剖性肝，主要包括：半肝切除及扩大半肝切除、多肝段切除（两个及以上肝段）、肝段，部分患者采用非解剖性肝切除，如不规则肝切除。肝脏切除手术步骤：（1）根据术前制定的手术方案选择切口，如右侧肋缘下切口、倒“L”切口、形切口等；（2）进腹后探查肝脏情况和肿瘤病灶位置，初步判断术中情况与术前评估情

手术中切除肝脏及肿瘤标本离体后，在手术室进行切除肝脏标本的体积测量和切缘测量，肝脏体积测量使用排水法测量，用2000ml、5000ml量杯和50ml、10ml注射器进行体积测量（见图1-2A，图1-2B），单位精准到1.0ml；切开肝脏标本，切缘用量尺测量，单位精确到0.1cm（见图1-2C），，并进行记录，用以统计学分析。图1-2B 体积测量 图1-2B 体积测量图 1-2C切缘测量图1-2 肝脏标本体积测定与手术切缘测量测量Figure1-2 Measure of liver volume and resection margin1.5.4 围手术期和随访资料收集术后严密观察患者病情变化，注意观察引流管情况，判断有无胆瘘及腹腔出血发生，复查胸部、腹部彩超了解有无胸腔积液、腹水产生，注意观察切口有无感染，围手术期资料收集由主管医师完成，详细记录患者病情变化、各项指标变化及并发症发生情况；患者随访采用门诊复查和电话随访完成
【学位授予单位】：新疆医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R657.3;TP391.73

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本文编号：2627018