3D技術(shù)在精準(zhǔn)肝膽管結(jié)石外科診治中的應(yīng)用研究.pdf

1、背景：
　　 肝內(nèi)膽管結(jié)石又稱為肝膽管結(jié)石病,是指肝總管、左右肝管匯合部及其肝內(nèi)各級(jí)膽管內(nèi)的結(jié)石,同時(shí)合并膽管的炎癥、狹窄、肝纖維化、萎縮及肝功能障礙等多種并發(fā)癥。肝膽管結(jié)石是世界性的疾病,以亞洲國家多發(fā)。在我國華南、西南、長(zhǎng)江流域及東南沿海等廣大區(qū)域尤為多見。由于其病變復(fù)雜、復(fù)發(fā)率高且常引起嚴(yán)重的并發(fā)癥,成為我國良性膽道疾病死亡的主要原因。手術(shù)是肝膽管結(jié)石的主要治療方式,目前公認(rèn)的手術(shù)方式為肝切除術(shù),同時(shí)輔以各種形式的膽管整形

2、和膽腸吻合術(shù)。但由于肝內(nèi)膽管結(jié)石的分布廣泛,同時(shí)合并不同程度的肝膽管狹窄和肝臟毀損性病變,術(shù)后肝內(nèi)膽管狹窄和引流不暢易致結(jié)石殘留及復(fù)發(fā),而使得肝膽管結(jié)石的療效難以滿意。
　　 肝膽管結(jié)石病的診斷主要依靠B超、CT和MR等無創(chuàng)性影像學(xué)檢查,以明確結(jié)石的部位、大小、數(shù)量和分布情況,膽管狹窄的部位及程度,從而進(jìn)行定位診斷。并結(jié)合患者肝功能狀況、Oddi括約肌功能、有無肝膽管炎發(fā)作、有無梗阻性黃疸、有無肝門部膽管狹窄、有無門靜脈高壓癥和

3、脾腫大等綜合因素制定手術(shù)方案。但由于肝內(nèi)膽管結(jié)石的分布廣泛,同時(shí)合并不同程度的肝膽管狹窄和肝臟毀損性病變,上述各種影像學(xué)檢查手段各有優(yōu)缺點(diǎn),常需幾種影像學(xué)檢查方法的綜合運(yùn)用,才能做出較為全面的診斷。目前尚無一種理想的診斷方法能夠?qū)Y(jié)石大小、數(shù)量和分布,膽管狹窄程度和長(zhǎng)度,肝臟病理形態(tài),以及膽管和血管的關(guān)系做出系統(tǒng)全面的診斷。
　　 目前,國際上尚無統(tǒng)一、公認(rèn)的肝膽管結(jié)石分型標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)肝膽管結(jié)石和狹窄常用的分型方法目前有三種:一種是

4、日本Nakayama分型,一種是Tsunoda分型,還有一種是中華醫(yī)學(xué)會(huì)膽道外科學(xué)組2007年的中國分型。上述各種分型的依據(jù)均基于結(jié)石的分布、膽管狹窄及擴(kuò)張的部位和程度等。由于影像學(xué)檢查手段的局限,上述分型對(duì)結(jié)石分布位置、膽管狹窄部位、程度、長(zhǎng)度等均缺乏精確的立體定位,缺乏膽管與門靜脈、肝靜脈解剖關(guān)系的詳細(xì)描述,因此難以制定合理化的手術(shù)方案,實(shí)現(xiàn)肝膽管結(jié)石的術(shù)中精準(zhǔn)治療。
　　 近年來,隨著計(jì)算機(jī)三維重建和可視化技術(shù)的發(fā)展,3D

5、技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于人體解剖結(jié)構(gòu)和組織功能的研究,并應(yīng)用于疾病診斷和術(shù)中導(dǎo)航。2003年本課題組采用數(shù)字化虛擬中國女性一號(hào)肝臟數(shù)據(jù)集和肝臟管道灌注標(biāo)本CT。薄層掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建和虛擬手術(shù)研究,隨后開始利用活體人64排螺旋CT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行肝膽脾胰等臟器以及腹腔血管的計(jì)算機(jī)三維重建及虛擬可視化手術(shù)的研究。由于三維重建和虛擬手術(shù)是基于患者特征性,因此實(shí)現(xiàn)了個(gè)體化的要求。本課題組目前已對(duì)肝膽系統(tǒng)多種疾病,包括肝癌、肝血管瘤、胰腺癌等實(shí)現(xiàn)了個(gè)體

6、化的三維重建和虛擬仿真手術(shù),顯示了良好的臨床應(yīng)用價(jià)值。本研究擬將三維可視化技術(shù)應(yīng)用于肝膽管結(jié)石病膽道數(shù)字化解剖,臨床病理分型以及個(gè)體化的外科治療研究,以期進(jìn)一步提高肝膽管結(jié)石病的診斷精準(zhǔn)率、手術(shù)治療精準(zhǔn)性,從而提高肝膽管結(jié)石病的臨床療效。
　　 目的：
　　 1、3D技術(shù)進(jìn)行膽道系統(tǒng)數(shù)字化三維重建。分別采用PHILIPS CT自帶圖像后處理Mxview工作站和腹部醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)(MI-3DVS)進(jìn)行肝膽管結(jié)石患者

7、肝臟及肝內(nèi)管道,尤其是結(jié)石和膽管的三維重建,實(shí)現(xiàn)肝臟膽道系統(tǒng)的數(shù)字化解剖。
　　 2、將三維重建和仿真技術(shù)引入到肝膽管結(jié)石的臨床診斷、分型研究以及手術(shù)治療中,探索其在肝膽管結(jié)石手術(shù)方式合理選擇和控制性肝切除治療上的臨床應(yīng)用價(jià)值。
　　 方法：
　　 1.基于64排螺旋CT掃描數(shù)據(jù)的數(shù)字化膽道解剖研究
　　 1.1設(shè)備
　　 64排螺旋CT-PHILIPS Brilliance64(荷蘭PHILIP

8、S公司),PHILIPSBrilliance64層螺旋CT自帶的圖像后處理Mxview工作站,FrceForm ModelingSystem(美國SensAble Technologies公司),力反饋設(shè)備PHANTOM(PHANToMDesktop),ACDSee9 Message Center(ACD System Ltd),自主研發(fā)醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)(MI-3DVS)(主機(jī):內(nèi)存2G,處理器2.0G*2 Xeon5130)。<

9、br>　　 1.2膽道系統(tǒng)結(jié)石病例CT掃描參數(shù)設(shè)定及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
　　 常規(guī)平掃時(shí)患者取仰臥位,頭足方向,由膈頂至雙腎下緣。掃描條件:120KV、250 mAs,采用0.625×64排探測(cè)器組合,層厚5 mm、間隔5mm,螺距0.984,球管旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間0.5 s?；颊邫z查前禁食至少6-8 h,掃描前30 min口服500 ml清水,作為陰性胃腸道對(duì)比劑。先行平掃后再進(jìn)行增強(qiáng)掃描,平掃最大范圍從氣管分叉部至恥骨聯(lián)合上緣水平。增強(qiáng)掃

10、描經(jīng)肘前靜脈采用自動(dòng)高壓注射器經(jīng)前臂靜脈進(jìn)行團(tuán)注非離子碘造影劑優(yōu)維顯(ultravist),劑量1.5ml/kg,速度5 ml/s,注射對(duì)比劑后21～25 S啟動(dòng)肝動(dòng)脈期掃描,30～35 s行動(dòng)脈晚期掃描,50～55s行門靜脈期掃描,每期掃描時(shí)間約6～8 s。掃描結(jié)束后將圖像數(shù)據(jù)傳至Mxview工作站,在Mxview工作站進(jìn)行三期數(shù)據(jù)(平掃期、動(dòng)脈期和門脈期)的刻盤存貯。數(shù)據(jù)格式為DICOM(Digital Imaging andCom

11、munications in Medicine)3.0,通過DICOM查看器轉(zhuǎn)換為BMP格式。
　　 1.3 PHILIPS Brilliance64層螺旋CT Mxview工作站上膽道三維重建
　　 對(duì)原始數(shù)據(jù)庫中層厚5 mm的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行薄層重建(層厚0.67 mm,間隔0.33 mm),薄層處理圖像傳至Maxview工作站。在Maxview工作站中,對(duì)薄層圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行胰膽管和腹腔血管冠狀位、矢狀位、任意平面或曲面三

12、維重建。主要重建方法包括:最大密度投影法(maximum intensity projection,MIP)、最小密度成像法(minimum intensity projection,MinIP)、曲面重建法(curvereconstyuction,CR)、容積重建(volume rendering,VR)和多平面重建(multiplanarreformation,MPR)等。重建后多角度,多方位觀察膽管解剖結(jié)構(gòu),并截圖保留。
　

13、　 1.4 MI-3DVS肝膽管系統(tǒng)三維重建
　　 利用Mxview Viewe rDICOM閱讀64排CT掃描數(shù)據(jù),調(diào)整適當(dāng)?shù)拇皩捄痛拔?并將以DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)出并轉(zhuǎn)化成/PEG格式存盤,將/PEG文件導(dǎo)入ACDSee9 Message Center轉(zhuǎn)化成BMP文件,并調(diào)整圖像大小后導(dǎo)入自主開發(fā)的MI-3DVS中,以自適應(yīng)的區(qū)域生長(zhǎng)法對(duì)肝臟、膽道系統(tǒng)及其周圍血管系統(tǒng)進(jìn)行序列分割,得到分割后的肝臟、膽道系統(tǒng)、腹主動(dòng)脈、腹腔動(dòng)脈

14、及其分支、門靜脈、肝靜脈系統(tǒng)等STL(STereo Lithography)格式數(shù)據(jù)。重建后的STL模型導(dǎo)入FreeForm Modeling System進(jìn)行平滑和修飾,得到光滑逼真的肝臟及其內(nèi)部管道系統(tǒng)的三維圖像。立體觀察膽道系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu),錄制視頻及多角度視頻截圖。
　　 2、肝膽管系統(tǒng)三維可視化技術(shù)對(duì)肝臟分段和肝膽管結(jié)石分型研究
　　 2.1儀器與設(shè)備同“1.1”
　　 2.2膽道系統(tǒng)三維重建方法及步驟同1

15、.1、1.2、1.4。
　　 2.3基于肝靜脈和門靜脈解剖的肝膽管結(jié)石的肝臟個(gè)體化分段
　　 在肝臟及門靜脈、肝靜脈、膽管和肝動(dòng)脈三維重建基礎(chǔ)上,肝段的劃分以門靜脈為指示標(biāo)志,肝靜脈為分界標(biāo)志,膽囊和韌帶為輔助分段標(biāo)志,每一肝段均有一(組)獨(dú)立的門靜脈段支供應(yīng)。在肝段劃分和病變的定位診斷中,門靜脈的解剖及病灶與門靜脈的關(guān)系更為重要。將自門靜脈主干發(fā)出的分支定義為一級(jí)分支,三級(jí)分支所供應(yīng)的肝臟范圍定義為一個(gè)肝段。根據(jù)具體的

16、門靜脈三級(jí)分支的數(shù)量,將肝臟按羅馬數(shù)字分為Ⅰ-Ⅹ個(gè)不等的肝段。由于Gelisson系統(tǒng)包括門靜脈和膽管,因此可將肝膽管結(jié)石所在部位和狹窄或擴(kuò)張膽管的位置進(jìn)行精確定位診斷。
　　 2.4基于個(gè)體化分段的肝膽管結(jié)石解剖分型
　　 利用三維可視化肝臟分段結(jié)果,參考中華醫(yī)學(xué)會(huì)膽道外科學(xué)組2007年分型方法日本分型和Tsunoda的分型依據(jù),從如下幾個(gè)方面進(jìn)行肝膽管結(jié)石的解剖分型。
　　 2.4.1結(jié)石或病變膽管分布位置(

17、location)
　　 采用羅馬數(shù)字的Ⅰ-Ⅹ肝段定位結(jié)石和膽管病變(狹窄或擴(kuò)張)的部位。
　　 2.4.2膽管狹窄程度(stenosis)
　　 由于正常二級(jí)膽管直徑為2-3mm,因此以2mm作為絕對(duì)狹窄的標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)狹窄判斷標(biāo)準(zhǔn),近端膽管狹窄與遠(yuǎn)端擴(kuò)張膽管的直徑比>2/1為相對(duì)狹窄(輕度),而<1/2為絕對(duì)狹窄(重度),相對(duì)和絕對(duì)狹窄均需外科手術(shù)解除。狹窄分為SO(無狹窄)、S1(輕度狹窄)、S2(重度狹窄)。

18、
　　 3.4.3膽管擴(kuò)張程度(distention)
　　 以肝內(nèi)膽管內(nèi)徑10mm作為輕度或重度擴(kuò)張的分界,>2mm且<10mm為相對(duì)擴(kuò)張(D1)>10mm為擴(kuò)張(D2),>15mm為顯著擴(kuò)張(D3),。擴(kuò)張分為0-3級(jí)別。D0(無擴(kuò)張)、D1(輕度擴(kuò)張)、D2(中度擴(kuò)張),D3(重度擴(kuò)張)。
　　 2.4.4病變肝段體積萎縮(atrophy)
　　 通過肝臟三維重建結(jié)果觀察病變肝段體積的變化,根據(jù)有無

19、病變肝臟體積的萎縮或鄰近肝段體積的代償性肥大。對(duì)于萎縮肝臟,手術(shù)切除為唯一選擇,因此,將病變肝段萎縮作為病理分型的指標(biāo)之一,可以幫助術(shù)前確定手術(shù)方式為肝段切除還是肝內(nèi)膽管切開取石。
　　 2.4.5門脈高壓癥(portal hypertension,PHT)或肝硬化(cirrhosis)
　　 膽汁淤積性肝硬化導(dǎo)致門脈高壓癥、脾臟腫大是影響肝膽管結(jié)石的預(yù)后的重要因素之一,常影響肝膽管結(jié)石的手術(shù)方式的選擇。對(duì)于存在多處肝內(nèi)

20、膽管結(jié)石合并膽汁淤積性肝硬化,手術(shù)方式應(yīng)選擇各種方式的切開取石和內(nèi)外引流術(shù),肝切除應(yīng)慎重。三維可視化技術(shù)可清晰觀察到有脾臟腫大,脾周血管的擴(kuò)張,肝臟萎縮-肥大綜合征等影像改變。因此將肝硬化或門脈高壓癥列為病理分型指標(biāo)之一。
　　 其他因素,如有無Oddi括約肌松弛型功能失調(diào),有無肝膽管炎發(fā)作,有無需急于處理的梗阻性黃疸、肝膿腫、膽道出血,有無合并肝膽管癌等,雖然對(duì)確定手術(shù)的時(shí)機(jī)和確定手術(shù)的類型有所幫助,但三維可視化技術(shù)難以從影像

21、學(xué)上作出相應(yīng)的判斷,因此不列為分型因素。
　　 3、3D技術(shù)在肝膽管結(jié)石診治中的應(yīng)用
　　 3.1研究對(duì)象:收集我院自2008年10月至2010年10月60例肝膽管結(jié)石患者64排螺旋CT數(shù)據(jù)。所有患者進(jìn)行三維重建和病理分型,并進(jìn)行仿真手術(shù),確定手術(shù)方式和手術(shù)切除部位,進(jìn)行臨床實(shí)際手術(shù),觀察術(shù)前三維與術(shù)中所見、術(shù)前仿真手術(shù)與實(shí)際手術(shù)操作符合情況。
　　 3.2儀器與設(shè)備同“1.1”
　　 3.3膽道系統(tǒng)三維

22、重建方法及步驟同1.1、1.2、1.4。
　　 3.4圖像后處理
　　 將重建后的STL三維模型導(dǎo)入FreeForm Modeling System中,進(jìn)行光滑、去噪,得到光滑逼真,立體感強(qiáng)的三維模型。為便于立體觀察,利用MI一3DVS自帶著色功能,分別將肝臟、肝靜脈、肝動(dòng)脈、門靜脈、膽道、結(jié)石以及腹腔血管和周圍臟器渲染不同的顏色,同時(shí)采用不同程度的透明化處理或臟器隱去技術(shù),分別觀察肝臟和膽道及結(jié)石、肝臟和動(dòng)脈,肝臟和門

23、靜脈、肝臟和肝靜脈等不同組合的三維解剖關(guān)系。通過三維模型的旋轉(zhuǎn),觀察病變部位與相鄰臟器的不同角度的空間解剖,分別錄制視頻、截圖保留。在本研究中,主要觀察膽管樹在肝臟內(nèi)的立體形態(tài)、結(jié)石在膽道系統(tǒng)的分布、膽管狹窄的部位和程度、膽道系統(tǒng)與肝動(dòng)脈、門靜脈和肝靜脈系統(tǒng)的三維立體關(guān)系。
　　 3.5肝內(nèi)膽管結(jié)石的虛擬手術(shù)
　　 在FreeForm Modeling System中對(duì)三維重建模型及各組成部分進(jìn)行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、透明等

24、操作,全方位觀察各結(jié)構(gòu)或細(xì)節(jié),根據(jù)結(jié)石分布、膽道系統(tǒng)及肝臟病變情況選擇合理手術(shù)預(yù)案,利用力反饋設(shè)備PHANTOM和自行開發(fā)設(shè)計(jì)的開腹手術(shù)器械進(jìn)行肝內(nèi)膽管結(jié)石的各種虛擬仿真手術(shù),以確定最佳手術(shù)方案。
　　 3.6肝內(nèi)膽管結(jié)石的臨床手術(shù)
　　 根據(jù)三維模型視頻和截圖的多角度旋轉(zhuǎn)觀察,明確肝膽管結(jié)石在肝臟內(nèi)的大小、數(shù)量、部位等信息,同時(shí)觀察有無肝膽管狹窄及擴(kuò)張、狹窄膽管的長(zhǎng)度和程度、有無肝臟萎縮.肥大等信息,進(jìn)行術(shù)前診斷和分型

25、,通過仿真手術(shù)制定最佳手術(shù)方案。將三維可視化視頻及截圖的帶入手術(shù)室,對(duì)照術(shù)中實(shí)際解剖情況,實(shí)時(shí)指導(dǎo)手術(shù)操作。常用手術(shù)方法有膽道探查取石(bile duct exploration,BDE)、部分肝葉切除(hepatectomy,HT)、左外葉切除(Left lateral lobectomy,LLL)、右后葉切除(right posterior lobectomy,RPL)、左半肝切除(left hepatectomy,LH)、肝(膽)

26、腸吻合(hepaticojiejunstomy,HJS)、肝內(nèi)膽管置入支撐管(intrahepatic bile ductsupport tube placement,IBDSTP)等,具體手術(shù)方式為上述手術(shù)方法的不同組合。通過實(shí)際手術(shù),對(duì)比術(shù)前三維與術(shù)中解剖所見,術(shù)前仿真手術(shù)與實(shí)際手術(shù)操作情況,評(píng)價(jià)3D技術(shù)對(duì)肝膽管結(jié)石精準(zhǔn)治療的的臨床應(yīng)用價(jià)值。
　　 結(jié)果：
　　 1、基于64排螺旋CT掃描數(shù)據(jù)的數(shù)字化膽道解剖研究

27、r>　　 1.164排螺旋CT膽道三維重建
　　 60例膽道結(jié)石疾病患者,膽道三維重建成功54例,6例因無明顯膽道擴(kuò)張,肝膽管三維重建不理想,但橫截面CT可清楚顯示結(jié)石病灶。平掃橫截面觀察肝內(nèi)膽管結(jié)石形態(tài)多種多樣,呈斑點(diǎn)狀、類圓形、條狀或串珠樣高密度影。結(jié)石部位及其近端膽管多有不同程度的狹窄及擴(kuò)張,伴隨病變肝組織萎縮或周圍肝組織代償性增生。肝外膽管結(jié)石表現(xiàn)為膽總管內(nèi)有圓形或環(huán)形致密影,周圍被低密度膽汁環(huán)繞,形成“靶征”或“半月

28、征”。
　　 膽道三維重建后,可見肝內(nèi)單發(fā)、多發(fā)或彌散性分布于不同肝段內(nèi)的高密度結(jié)石,伴隨肝內(nèi)膽管不同程度的擴(kuò)張。結(jié)石所在部位膽管狹窄,遠(yuǎn)端膽管及其分支擴(kuò)張,擴(kuò)張膽管呈“樹枝狀”,有時(shí)擴(kuò)張的膽管成“膽汁湖”或形成局限性密度不均的肝膿腫。MinIP除可觀察到高密度結(jié)石及擴(kuò)張的肝內(nèi)外膽管外,還可顯示膽總管內(nèi)軟組織密度的陰性結(jié)石、擴(kuò)張的膽管分支可達(dá)3—4級(jí),擴(kuò)張膽管多為“枯枝狀”。一般近肝門膽管擴(kuò)張明顯,而肝內(nèi)膽管為局限性擴(kuò)張或狹窄,

29、膽管分支稀少,纖細(xì)。還可見肝內(nèi)膽管高密度結(jié)石形態(tài)大小外,還可觀察到病變肝實(shí)質(zhì)萎縮-增生復(fù)合征。對(duì)于合并膽總管結(jié)石,膽總管內(nèi)可見不同形態(tài)、大小的單個(gè)或呈串珠狀多發(fā)高密度結(jié)石影。梗阻上段膽管擴(kuò)張明顯,遠(yuǎn)端膽管不顯影或突然截?cái)?。膽總管結(jié)石表現(xiàn)為結(jié)石以上膽管全部擴(kuò)張,膽囊亦擴(kuò)張,肝內(nèi)膽管不同程度擴(kuò)張呈“枯枝狀”,結(jié)石以下膽總管擴(kuò)張逐漸變細(xì),合并化膿性膽管炎則全程擴(kuò)張。
　　 1.2 MI-3DVS三維重建膽道解剖
　　 1.2.

30、1肝臟及肝內(nèi)外血管系統(tǒng)的三維重建
　　 肝臟模型能真實(shí)反映肝臟的實(shí)際體積和肝臟的解剖標(biāo)志,并且通過調(diào)節(jié)肝臟的透明度可同時(shí)顯示肝臟和肝內(nèi)的動(dòng)脈、靜脈、門靜脈各分支。腹主動(dòng)脈、腹腔動(dòng)脈及其分支胃十二指腸動(dòng)脈、雙腎動(dòng)脈、胃右、左動(dòng)脈、脾動(dòng)脈、腸系膜部分動(dòng)脈、肝固有動(dòng)脈、左右肝動(dòng)脈及其肝內(nèi)分支等結(jié)構(gòu),形態(tài)逼真,立體感強(qiáng)。門靜脈系統(tǒng)顯示肝外的主干和脾靜脈、腸系膜上靜脈；肝內(nèi)門靜脈系統(tǒng)能清楚顯示門靜脈的左主干和右主干,以及各葉、段的分支。肝

31、靜脈系統(tǒng)能清晰顯示三支肝靜脈在肝臟內(nèi)部的分支分布,三支肝靜脈與肝上下腔靜脈的匯入情況、各肝靜脈之間的空間解剖等。
　　 1.2.2膽道系統(tǒng)及結(jié)石的三維重建
　　 利用平掃期的CT圖像和門靜脈期的CT圖的輔助,MI-3DVS自適應(yīng)區(qū)域生長(zhǎng)法圖像分割法通常能一次性完整分割膽道系統(tǒng)。對(duì)一些細(xì)微結(jié)構(gòu)如膽囊管與膽總管匯合部、不擴(kuò)張的肝門部膽管等,可利用不同血管期如平掃期、動(dòng)脈期、靜脈期、門靜脈期等,分別對(duì)各期膽道系統(tǒng)進(jìn)行圖像分割,

32、再利用系統(tǒng)自動(dòng)配準(zhǔn)功能將各期所含特定解剖學(xué)信息整合為完整的膽道三維圖像。重建的膽道系統(tǒng)模型能真實(shí)反映結(jié)石。膽道系統(tǒng)與肝內(nèi)外血管的空間位置關(guān)系。膽道系統(tǒng)三維模型與腹腔臟器及血管模型配準(zhǔn)后,整個(gè)上腹部臟器及肝臟血管系統(tǒng)和膽道系統(tǒng)的立體關(guān)系完整重現(xiàn)。
　　 經(jīng)MI-3DVS分割重建后,本組54例患者肝臟及其內(nèi)部管道系統(tǒng)三維重建圖像逼真,立體感強(qiáng)?？汕逦佻F(xiàn)患者肝臟的立體形態(tài)和有無肥大和萎縮；肝內(nèi)一、二、三級(jí)膽管樹立體形態(tài),以及狹窄或擴(kuò)

33、張膽管的長(zhǎng)度和直徑,部分肝內(nèi)膽管結(jié)石合并肝內(nèi)膽管廣泛擴(kuò)張者,甚至四級(jí)膽管(亞肝段膽管)也得以顯示；結(jié)石的大小、數(shù)量、在肝內(nèi)外膽管的立體分布,以及膽管和肝內(nèi)血管系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)情況也清晰可見。
　　 2、肝膽管系統(tǒng)三維可視化技術(shù)對(duì)肝膽管結(jié)石病理分型研究
　　 采用包括結(jié)石或病變膽管分布位置(location,L)、膽管狹窄程度(stenosis,S)、膽管擴(kuò)張程度(distention,D)、病變肝段體積萎縮(atrophy

34、,A)、門脈高壓癥(portal hypertension,PHT)等因素進(jìn)行了肝膽管結(jié)石的分型診斷,舉例如下:
　　 例1.肝內(nèi)膽管結(jié)石癥(LⅡ、Ⅲ,SⅢ1,DⅢ2,AⅡ、Ⅲ):表明肝第Ⅱ、Ⅲ段結(jié)石,同時(shí)伴有Ⅲ段肝內(nèi)膽管的輕度狹窄和擴(kuò)張,Ⅱ、Ⅲ段體積萎縮。
　　 例2.肝內(nèi)膽管結(jié)石癥(LⅥ、Ⅶ,SⅥ1,DⅥ0,AⅥ):表明肝Ⅵ、Ⅶ段結(jié)石,Ⅵ段膽管輕度狹窄,無遠(yuǎn)端膽管擴(kuò)張,Ⅵ段體積萎縮。
　　 基于三維可視化技術(shù)

35、的肝膽管結(jié)石患者肝臟分段符合個(gè)體化肝臟解剖特征,對(duì)結(jié)石分布和膽管病變部位做出了精確的三維定位診斷。結(jié)合膽管狹窄和擴(kuò)張程度范圍、有無膽汁性肝硬化和肝臟萎縮肥大等,做出了較為合理的分型診斷。新分型方法考慮到了結(jié)石和膽管狹窄和擴(kuò)張部位、肝臟體積變化和肝硬因素,不僅對(duì)肝膽管結(jié)石和膽管病變的定位診斷更加精確,對(duì)制定手術(shù)切除范圍、膽道引流術(shù)式等外科處理方式有更加實(shí)際的臨床指導(dǎo)意義。
　　 3、3D技術(shù)在肝膽管結(jié)石診治中的應(yīng)用
　　

36、3.1三維重建肝內(nèi)“膽管樹”和“血管樹”立體形態(tài)清晰
　　 本組患者肝臟三維重建的立體模型形態(tài)逼真、解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志正確。在肝臟透明化處理情況下,通過單獨(dú)或不同組合的聯(lián)合顯示方式,可清楚觀察到病變肝臟有無萎縮、肝內(nèi)膽管和血管的的立體分布形態(tài)、結(jié)石的大小及在肝膽管內(nèi)的分布范圍、膽管狹窄程度和范圍、有無合并肝外膽管結(jié)石等。3D模型除了觀察到肝內(nèi)結(jié)石分布、膽管系統(tǒng)及肝實(shí)質(zhì)的病變情況以及病灶與周圍組織的相互關(guān)系,還可明確肝臟的血供類型及血管

37、變異情況等,從而準(zhǔn)確進(jìn)行肝膽管結(jié)石的分型診斷和仿真手術(shù)。
　　 3.2肝膽管結(jié)石仿真手術(shù)
　　 在虛擬手術(shù)環(huán)境中,立體模型能通過放大、縮小、旋轉(zhuǎn)及透明化進(jìn)行觀察組織結(jié)構(gòu)的組織器官,可明確肝內(nèi)結(jié)石分布以及膽道系統(tǒng)與肝臟病理改變情況,以及肝內(nèi)血管樹的改變,據(jù)此進(jìn)行臨床分型及選擇最佳的手術(shù)方式,進(jìn)而虛擬上述各種手術(shù)過程,觀察手術(shù)效果。本組54例肝膽管結(jié)石患者選擇30例進(jìn)行仿真手術(shù),其余診斷明確的的Ⅰ型和不伴有膽管狹窄的24例肝

38、膽管結(jié)石患者未進(jìn)行仿真手術(shù),30例患者經(jīng)仿真手術(shù)觀察切除平面內(nèi)重要血管和膽管的解剖關(guān)系,制定了最終優(yōu)化手術(shù)方案,指導(dǎo)實(shí)際手術(shù)過程。
　　 3.3膽道三維可視化技術(shù)臨床應(yīng)用
　　 根據(jù)三維視頻和截圖的觀察分析,以及仿真手術(shù)的演練,54例患者均制定了手術(shù)方案。實(shí)際手術(shù)方式包括BDE+LLL+HJS30例,BDE+LLL+IBDSTP8例,LLL+RPL+HJS3例,LH+HJS3例,LLL+HJS+IBDSTP10例。54例

39、病人肝臟重建模型與術(shù)中所見均符合。30例仿真手術(shù)方案與實(shí)際手術(shù)方式符合者為90％(27/30,3例急診患者難以行根治性手術(shù))。所有患者術(shù)后未出現(xiàn)術(shù)后嚴(yán)重并發(fā)癥,無死亡,51例非急診患者術(shù)后膽管造影未見結(jié)石殘留,3例患者半年后結(jié)石復(fù)發(fā),半年復(fù)發(fā)率5.58％(3/51)。
　　 結(jié)論：
　　 1、三維重建技術(shù)可實(shí)現(xiàn)膽道數(shù)字化解剖
　　 基于64排螺旋CT掃描數(shù)據(jù),CT自帶Mxview工作站和MI-3DVS均能實(shí)現(xiàn)膽道

40、數(shù)字化解剖。相對(duì)于二維CT圖像,3D圖像能立體顯示膽道系統(tǒng)的膽管樹形態(tài)和結(jié)石分布情況。但CT工作站的三維重建圖像僅是某一血管期的膽道像,且提供給臨床醫(yī)生的僅為三維圖像的矢狀位或冠狀位的二維平片,并非真正意義上的三維立體圖形。難以將動(dòng)脈期、門靜脈期及靜脈期的三期血管與肝臟及膽管樹的立體解剖關(guān)系同時(shí)顯現(xiàn),難以不同角度和方向觀察病變膽管及結(jié)石與肝內(nèi)血管系統(tǒng)的空間解剖。MI-3DVS可將肝臟、周圍臟器、腹腔血管、肝內(nèi)不同管道系統(tǒng)分別渲染不同顏色

41、,通過可視化技術(shù),獲得了整個(gè)上腹部臟器的整體立體圖像；并能將肝臟、肝動(dòng)脈、肝靜脈、門靜脈、腹腔血管以及周圍臟器等單獨(dú)、同時(shí)或不同組合方式分別顯現(xiàn)；通過局部放大、旋轉(zhuǎn)立體觀察,肝內(nèi)膽管樹形態(tài)、結(jié)石的分布、膽管狹窄部位和程度可清晰顯示。與傳統(tǒng)的黑白二維圖像比較,三維圖像對(duì)病變部位與周圍血管及臟器等重要解剖結(jié)構(gòu)的顯示更加清晰直觀,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的三維立體顯現(xiàn),對(duì)肝膽管結(jié)石可作出精確的術(shù)前診斷。
　　 2、三維可視化科實(shí)現(xiàn)肝膽管結(jié)石精

42、確分型診斷
　　 基于三維可視化技術(shù)的肝膽管結(jié)石患者肝臟分段符合個(gè)體化肝臟解剖特征,對(duì)結(jié)石分布和膽管病變部位做出了精確的三維定位診斷,結(jié)合膽管狹窄和擴(kuò)張程度范圍、有無膽汁性肝硬化和肝臟萎縮肥大等,做出了較為合理的病理分析。新分析方法考慮到了結(jié)石和膽管狹窄和擴(kuò)張部位、肝臟體積變化和肝硬因素,不僅對(duì)肝膽管結(jié)石和膽管病變的定位診斷更加精確,對(duì)制定手術(shù)切除范圍、膽道引流術(shù)式等外科處理方式有更加實(shí)際的臨床指導(dǎo)意義。
　　 3、三維