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摘要：目的：评价128层螺旋CT VR图像融合重建技术在肝精确切除术前评估的应用。方法：用128层螺旋CT VR图像融合重建技术收集2017年7月至2020年7月深圳市龙岗区人民医院收治的 11例原发性肝癌患者影像数据，对肝脏、肿瘤、肝动脉、门静脉、肝静脉CT增强数据分别进行VR重建。对各重建图像进行多色彩编码，再进行多组图像融合，显示肝脏、病灶、肝血管之间的关系，并进行肝脏、病灶体积等测量，分析各项测量数据。在融合图像上进行虚拟切除手术，选择合理手术方案，最后将系统测量各数据分别与传统的肝脏二维测量技术所测数据和术中实际切除情况进行分析对比。结果：11例患者实际术式均与术前规划虚拟手术方案一致，11例患者术后均未发生肝功能衰竭、出血、胆汁瘘等严重并发症，2例患者出现了术后胸腔积液，予以穿刺引流后恢复。结论：128层螺旋CT VR图像融合重建技术在肝精确切除术前评估中有很大的应用价值，有利于优化精准肝切除手术方案的选择。
关键词：128层CT;三维重建;融合重建;原发性肝癌;精准肝切除;手术规划
中图分类号：R735.7 文献标识码：B DOI：10？郾3969/j.issn.1001-0270.2021.03.10
Abstract： Objective： To evaluate the application of 128 slice spiral CT VR Multi Objects in preoperative accurate liver resection. Methods： 128 slice spiral CT VR Multi Objects was used to collect the clinical data from July 2017 to July 2020 Longgang District People’s hospital of ShenzhenFor the image data of 11 patients with primary liver cancer， VR reconstruction was performed on the enhanced CT data of liver， tumor， hepatic artery， portal vein and hepatic vein respectively. Multi color coding was performed on the reconstructed images， and then multi group image fusion was performed to show the relationship between liver， lesion and hepatic blood vessel. The volume of liver and lesion was measured， and the measurement data were analyzed to improve the fusion image Finally， the data measured by the system were compared with the data measured by the traditional two-dimensional liver measurement technology and the actual resection situation. Results： the actual operation mode of 11 patients was consistent with the preoperative planning of virtual operation scheme. No serious complications such as liver failure， bleeding， bile fistula occurred in 11 patients. 2 patients had postoperative pleural effusion， which was recovered after puncture and drainage. Conclusion： 128 slice spiral CT VR Multi Objects has great application value in the preoperative evaluation of precise hepatectomy， which is conducive to optimizing the choice of precise hepatectomy.
Key Words： 128 slice CT; three dimensional reconstruction; Multi Objects; primary liver cancer; precise hepatectomy; operation planning
肝腫瘤的手术治疗理念在不断进步，以“最小创伤侵袭和最大肝脏保护，获取最佳康复效果”的精准肝切除（precision liver resection）为肝肿瘤外科治疗的理想目标[1]。董家鸿（2009）[2]提出了精准肝切除的概念和内涵，使得精准肝切除理念进一步具体和标准化。要做到精准切除，术前评估尤为重要。术前精准、全面的影像学评估，把握切除肝脏的体积和术区血管、胆道解剖的关系，则是肝精准切除术前评估的重中之重，有着十分重要的临床意义[3]。传统的术前评估建立在CT、MR等检查获得的二维影像基础上，主要依靠手术者的阅片经验，难以满足精准肝脏切除的要求。由于术前评估不够精确而导致术后出现严重的肝功能衰竭是肝切除后导致患者死亡的主要原因，约占死亡原因的38%[4-5]。 近年来，随着多层螺旋CT在基层医院的普及以及螺旋CT三维重建技术的发展，各种三维重建技术逐渐应用于临床，医生利用三维影像，对肝脏肿瘤空间定位的精确性和肿瘤切除范围的把握均有显著性提升[6-7]。但目前没有关于128层螺旋CT VR图像融合重建技术对精准性肝切除指导作用方面的报道。
本研究应用128层螺旋CT VR图像融合重建技术，收集2017年7月至2020年7月深圳市龙岗区人民医院收治的 11例原发性肝癌患者的影像数据，对肝脏、肿瘤、肝动脉、门静脉、肝静脉CT增强数据分别进行VR重建。对各重建图像进行多色彩编码，再进行多组图像融合，显示肝脏、病灶、肝静脉及门静脉之间的关系，并对肝脏、病灶体积等进行测量，分析各项测量数据，在融合图像上进行虚拟切除手术，选择合理手术方案。最后将系统测量数据分别与传统的肝脏二维测量技术所测数据和术中实际切除情况进行分析对比，旨在评价VR图像融合重建技术在肝肿瘤精准肝切除治疗中的临床应用价值和意义。
1 资料与方法
1.1 研究对象
2017年7月至2020年7月我院收治的 11例原发性肝癌患者。其中男性 7例，女性4例。年龄最小41岁，最大63岁，平均年龄53岁。所有患者术前均行CT增强检查，并完善相关实验室检查、术后病理检查明确诊断。所有研究对象均行根治性精准肝癌切除术。其中肝部分切除8例，标准左半肝切除2例，扩大左半肝切除1例。
1.2 多排螺旋CT检查
使用64排128层螺旋CT（GE OPTIMA660），按照程序设定的腹部增强扫描程序、条件，患者先行仰卧腹部CT平扫，然后采用高压注射器经肘前静脉注入非离子型造影剂（碘帕醇300-370mg/ml）70-90ml行增强扫描。注射速度 3.5-4.5ml/s，扫描延迟时间动脉期采取峰值时间检测技术，以期能准确确定并采集到达靶血管的造影剂增强峰值时间，门脉期于对比剂开始注射后65秒，延迟期为对比剂注射后180秒。
1.3 三维重建后处理与术前规划
对以上每个病例动脉期、门脉期、延迟期数据进行薄层重建（重建层厚0.625mm，重建间隔0.625mm，标准分辨率算法），再分别用CT自带AW4.6工作站容积重建技术（Volume Rendering Technique，VRT）进行三维重建。分别提取分割肝脏、瘤体、肝动脉、肝门静脉、肝静脉的三维影像，并对各分割结构三维影像分别进行配色，计算肝脏体积、肿瘤体积;对各组图像进行图像融合重建（Multi Objects），对融合图像进行有规则的拆分、组合、多角度旋转、透明化，以实现肝脏、肿瘤、肝门静脉、肝静脉、肝脏周围结构的3D可视化。明确肿瘤与肝静脉、门静脉以及胆道的关系及静脉受侵犯情况，对肿瘤的空间定位作出准确分析，仔细观察肿瘤所涉及的肝内管道系统。对受累血管及胆道的长度、管径、范围等数据进行测量。根据融合重建图像门脉1-2级分型为基础，参照 Couinand八分段理论和TakasakiK肝三叶理论设计出不同的手术虚拟切除平面和切除范围[8]。具体以肝中静脉、肝右静脉为界将肝脏分为左叶、右前叶和右后叶，再以右前叶门静脉发出水平为界将右前叶及右后叶划分为S5、S8、S6、S7段，左肝以肝左静脉和左段间裂为界划分为 S2、S3和 S4段。病灶局限于一个肝段时行模拟肝段切除，局限于左、中、右中的一叶或两叶时，以三叶理论为基础，视评估的残肝体积情况切除一叶或两叶。
1.4 虚拟手术
利用重建工作站自带切割工具，在一名高年资普外科医生的指导下参照 Couinand八分段理论和TakasakiK肝三叶理论对肝脏肿瘤进行虚拟切除。计算切除肝脏体积、余肝体积及余肝百分比，结合患者临床资料，比较不同手术切除平面的情况，评估手术方案的可行性及安全性，适当调整手术方式，制定合理的手术方案。
1.5 结果分析
对比实际手术结果与预切除方案的异同，总结三维重建图像融合技术对术前评估的作用。
2 結果
2.1 肝脏三维后处理及术前规划结果
11例患者术前均行VR图像融合重建并利用重建图像行术前规划及虚拟手术，重建后可以得到清晰完整的肝脏立体图像，能够直观地观察肝脏整体形态和肝内门脉、肝静脉、肝动脉等管道结构，并且在调整各组成图像透明度后可观察肝内血管和占位之间的关系，重建图像结构清晰、直观，门脉均能清晰显示1-3级分支;根据虚拟手术规划，11例患者中，8例拟行肝部分切除术，2例拟行左半肝切除术，1例拟行扩大左半肝切除术。
2.2 手术情况
11例患者实际术式均与术前规划虚拟手术方案一致，8例行肝部分切除术，2例行左半肝切除术，1例行扩大左半肝切除术。11例患者均未发生肝功能衰竭、出血、胆汁瘘等严重并发症，2例患者出现了术后胸腔积液，予以穿刺引流后恢复。手术时间（min）180±30，术中出血量（ml）400±30。
3 讨论
精准肝切除手术需进行精确的术前评估和精密的手术规划，手术按照术前规划进行，以最大限度地减少不必要的组织损伤并控制术中出血。最佳的肝癌精准切除包括根治肿瘤、肿瘤距切缘距离超过1cm、余肝组织血流出入道通畅和保留足够功能的肝脏体积 （非肝硬变者 SFLVR ≥20%～35%，肝硬变者SFLVR≥35%～40 %[9]）。医学影像技术的发展，为肝切除手术提供多种术前评估的方法，影像图像由二维平面发展到三维立体影像，影像更加直观[10-12]。
本研究使用128层螺旋CT（GE OPTIMA660）自带AW4.6工作站进行VR图像融合技术，可实现分别提取分割肝脏、瘤体、肝动脉、肝门静脉、肝静脉结构。对各提取结构进行不同彩色配色，再对各结构进行融合重组，从而得到更加直观且结构、色彩层次分明的三维立体影像，能清晰、真实地显示肝肿瘤在肝脏内的空间结构、肝内门静脉、肝静脉等管道的走行方式、形态、粗细及其与肿瘤的关系。本研究所得VR融合图像可进行虚拟手术规划及术后风险分析，虚拟手术规划能于术前设计多种手术方案并计算各种手术方案的余肝比（SFLVR），以便在术中根据实际情况选择最适合患者的手术方案。色彩层次分明的三维立体影像使术前影像学评估由二维图像抽象的空间推断变为直观的三维透视观察，有助于外科医生更加快速、直观地对病灶与周围结构空间关系进一步了解，容易理解肝内管道与病变的关系及需切除肝脏的具体界限，使术中操作更加精细，能够精准阻断血流，避免伤及重要脉管，减少术中出血、胆瘘等并发症的发生，提高肝切除术的安全性，对精准肝切除术前规划具有很大的实际应用价值[13-14]。总之，可利用128层螺旋CT VR图像融合重建技术对肝脏切除术进行精确的术前评估 ，能够真实、清晰了解肝内管道结构，显示肝脏病变与肝内血管的空间关系，对临床精准性肝切除具有良好的指导作用;该技术使用设备标配自带软件，容易获取，操作相对简便，无需额外购买软件，为肝脏准确性切除带来了便利。 参考文献：
[ 1 ] 董家鸿，黄志强.精准肝切除—21世纪肝脏外科新理念[J].中华外科杂志，2009，47（21）：1601-1605.
[ 2 ] 董家鸿.肝细胞癌治疗理念与策略的转变[J].中华消化外科杂志，2009，8（2）：85-87.
[ 3 ] van der Vorst JR，van Dam RM，van Stiphout RS，et al.Virtual liver resection and volumetric analysis of the future liver remnant using open source image processing software [J].World J Surg，2010，34（10）：2426-2433.
[ 4 ] Garcea G，Ong SL，Maddern GJ.Predicting liver failure following major hepatectomy[J].Digestive and Liver Disease，2009，41：798-806.
[ 5 ] Zimmermann H，Reichen J.Hepatectomy：preoperative analysis of hepaticfunction and postoperative liver failure[J].Digestive Surgery，2000，15：1-11.
[ 6 ] 方驰华，冯石坚，范应方等.三维可视化技术在评估残肝体积及指导肝切除中的应用研究[J].肝胆管科杂志，2012， 20（2）：96-98.
[ 7 ] 廖雯俊，邬林泉.3D虚拟肝脏技术在精准肝脏切除中的应用价值[J].中国肿瘤临床.2010，37（18）：1077-1079.
[ 8 ] Takasaki K.Glissonean pedicle transection method for hepaticresection：a new concept of liver segmentation[J].Journal of Hepato-Biliary-Pancreatic Surgery，1998，5：286-291.
[ 9 ] 孙惠川，汤敏，钦伦秀，等.用余肝体积预测半肝切除耐受性的安全标准[J].中华肝胆外科杂志， 2006，12（6）：366-369.
[10] 周林，史海达，史宪杰，等.CT三维重建可视化系统在原发性肝癌肝切除中的應用[J].中华肝脏外科手术学电子杂志，2018，7（6）：454-459.
[11] 蒋光仲，邓俊耀，陆佳华，等.原发性肝癌的64排128层螺旋CT肝动脉血管成像与DSA对照分析[J].影像研究与医学应用，2019，3（4）：228-231.
[12] 蒋光仲，邓俊耀，陆佳华，等.128层螺旋CT肝癌动脉血管成像的应用研究[J].广西医科大学学报，2019，36（7）：1084-1088.
[13] 张心荣，欧阳骏，黄敬垣.CEUS和增强CT对原发性肝癌TACE术后疗效的评估价值比较[J].世界华人消化杂志，2019，27（1）：63-67.
[14] 于永梅，崔宜，王月训.128层4D CT全肝灌注成像在肝细胞癌中的初步应用[J].中国中西医结合影像学杂志，2011，9（1）：41-43，46，封2.
关键词：128层CT;三维重建;融合重建;原发性肝癌;精准肝切除;手术规划
中图分类号：R735.7 文献标识码：B DOI：10？郾3969/j.issn.1001-0270.2021.03.10
Abstract： Objective： To evaluate the application of 128 slice spiral CT VR Multi Objects in preoperative accurate liver resection. Methods： 128 slice spiral CT VR Multi Objects was used to collect the clinical data from July 2017 to July 2020 Longgang District People’s hospital of ShenzhenFor the image data of 11 patients with primary liver cancer， VR reconstruction was performed on the enhanced CT data of liver， tumor， hepatic artery， portal vein and hepatic vein respectively. Multi color coding was performed on the reconstructed images， and then multi group image fusion was performed to show the relationship between liver， lesion and hepatic blood vessel. The volume of liver and lesion was measured， and the measurement data were analyzed to improve the fusion image Finally， the data measured by the system were compared with the data measured by the traditional two-dimensional liver measurement technology and the actual resection situation. Results： the actual operation mode of 11 patients was consistent with the preoperative planning of virtual operation scheme. No serious complications such as liver failure， bleeding， bile fistula occurred in 11 patients. 2 patients had postoperative pleural effusion， which was recovered after puncture and drainage. Conclusion： 128 slice spiral CT VR Multi Objects has great application value in the preoperative evaluation of precise hepatectomy， which is conducive to optimizing the choice of precise hepatectomy.
Key Words： 128 slice CT; three dimensional reconstruction; Multi Objects; primary liver cancer; precise hepatectomy; operation planning
肝腫瘤的手术治疗理念在不断进步，以“最小创伤侵袭和最大肝脏保护，获取最佳康复效果”的精准肝切除（precision liver resection）为肝肿瘤外科治疗的理想目标[1]。董家鸿（2009）[2]提出了精准肝切除的概念和内涵，使得精准肝切除理念进一步具体和标准化。要做到精准切除，术前评估尤为重要。术前精准、全面的影像学评估，把握切除肝脏的体积和术区血管、胆道解剖的关系，则是肝精准切除术前评估的重中之重，有着十分重要的临床意义[3]。传统的术前评估建立在CT、MR等检查获得的二维影像基础上，主要依靠手术者的阅片经验，难以满足精准肝脏切除的要求。由于术前评估不够精确而导致术后出现严重的肝功能衰竭是肝切除后导致患者死亡的主要原因，约占死亡原因的38%[4-5]。 近年来，随着多层螺旋CT在基层医院的普及以及螺旋CT三维重建技术的发展，各种三维重建技术逐渐应用于临床，医生利用三维影像，对肝脏肿瘤空间定位的精确性和肿瘤切除范围的把握均有显著性提升[6-7]。但目前没有关于128层螺旋CT VR图像融合重建技术对精准性肝切除指导作用方面的报道。
本研究应用128层螺旋CT VR图像融合重建技术，收集2017年7月至2020年7月深圳市龙岗区人民医院收治的 11例原发性肝癌患者的影像数据，对肝脏、肿瘤、肝动脉、门静脉、肝静脉CT增强数据分别进行VR重建。对各重建图像进行多色彩编码，再进行多组图像融合，显示肝脏、病灶、肝静脉及门静脉之间的关系，并对肝脏、病灶体积等进行测量，分析各项测量数据，在融合图像上进行虚拟切除手术，选择合理手术方案。最后将系统测量数据分别与传统的肝脏二维测量技术所测数据和术中实际切除情况进行分析对比，旨在评价VR图像融合重建技术在肝肿瘤精准肝切除治疗中的临床应用价值和意义。
1 资料与方法
1.1 研究对象
2017年7月至2020年7月我院收治的 11例原发性肝癌患者。其中男性 7例，女性4例。年龄最小41岁，最大63岁，平均年龄53岁。所有患者术前均行CT增强检查，并完善相关实验室检查、术后病理检查明确诊断。所有研究对象均行根治性精准肝癌切除术。其中肝部分切除8例，标准左半肝切除2例，扩大左半肝切除1例。
1.2 多排螺旋CT检查
使用64排128层螺旋CT（GE OPTIMA660），按照程序设定的腹部增强扫描程序、条件，患者先行仰卧腹部CT平扫，然后采用高压注射器经肘前静脉注入非离子型造影剂（碘帕醇300-370mg/ml）70-90ml行增强扫描。注射速度 3.5-4.5ml/s，扫描延迟时间动脉期采取峰值时间检测技术，以期能准确确定并采集到达靶血管的造影剂增强峰值时间，门脉期于对比剂开始注射后65秒，延迟期为对比剂注射后180秒。
1.3 三维重建后处理与术前规划
对以上每个病例动脉期、门脉期、延迟期数据进行薄层重建（重建层厚0.625mm，重建间隔0.625mm，标准分辨率算法），再分别用CT自带AW4.6工作站容积重建技术（Volume Rendering Technique，VRT）进行三维重建。分别提取分割肝脏、瘤体、肝动脉、肝门静脉、肝静脉的三维影像，并对各分割结构三维影像分别进行配色，计算肝脏体积、肿瘤体积;对各组图像进行图像融合重建（Multi Objects），对融合图像进行有规则的拆分、组合、多角度旋转、透明化，以实现肝脏、肿瘤、肝门静脉、肝静脉、肝脏周围结构的3D可视化。明确肿瘤与肝静脉、门静脉以及胆道的关系及静脉受侵犯情况，对肿瘤的空间定位作出准确分析，仔细观察肿瘤所涉及的肝内管道系统。对受累血管及胆道的长度、管径、范围等数据进行测量。根据融合重建图像门脉1-2级分型为基础，参照 Couinand八分段理论和TakasakiK肝三叶理论设计出不同的手术虚拟切除平面和切除范围[8]。具体以肝中静脉、肝右静脉为界将肝脏分为左叶、右前叶和右后叶，再以右前叶门静脉发出水平为界将右前叶及右后叶划分为S5、S8、S6、S7段，左肝以肝左静脉和左段间裂为界划分为 S2、S3和 S4段。病灶局限于一个肝段时行模拟肝段切除，局限于左、中、右中的一叶或两叶时，以三叶理论为基础，视评估的残肝体积情况切除一叶或两叶。
1.4 虚拟手术
利用重建工作站自带切割工具，在一名高年资普外科医生的指导下参照 Couinand八分段理论和TakasakiK肝三叶理论对肝脏肿瘤进行虚拟切除。计算切除肝脏体积、余肝体积及余肝百分比，结合患者临床资料，比较不同手术切除平面的情况，评估手术方案的可行性及安全性，适当调整手术方式，制定合理的手术方案。
1.5 结果分析
对比实际手术结果与预切除方案的异同，总结三维重建图像融合技术对术前评估的作用。
2 結果
2.1 肝脏三维后处理及术前规划结果
11例患者术前均行VR图像融合重建并利用重建图像行术前规划及虚拟手术，重建后可以得到清晰完整的肝脏立体图像，能够直观地观察肝脏整体形态和肝内门脉、肝静脉、肝动脉等管道结构，并且在调整各组成图像透明度后可观察肝内血管和占位之间的关系，重建图像结构清晰、直观，门脉均能清晰显示1-3级分支;根据虚拟手术规划，11例患者中，8例拟行肝部分切除术，2例拟行左半肝切除术，1例拟行扩大左半肝切除术。
2.2 手术情况
11例患者实际术式均与术前规划虚拟手术方案一致，8例行肝部分切除术，2例行左半肝切除术，1例行扩大左半肝切除术。11例患者均未发生肝功能衰竭、出血、胆汁瘘等严重并发症，2例患者出现了术后胸腔积液，予以穿刺引流后恢复。手术时间（min）180±30，术中出血量（ml）400±30。
3 讨论
精准肝切除手术需进行精确的术前评估和精密的手术规划，手术按照术前规划进行，以最大限度地减少不必要的组织损伤并控制术中出血。最佳的肝癌精准切除包括根治肿瘤、肿瘤距切缘距离超过1cm、余肝组织血流出入道通畅和保留足够功能的肝脏体积 （非肝硬变者 SFLVR ≥20%～35%，肝硬变者SFLVR≥35%～40 %[9]）。医学影像技术的发展，为肝切除手术提供多种术前评估的方法，影像图像由二维平面发展到三维立体影像，影像更加直观[10-12]。
本研究使用128层螺旋CT（GE OPTIMA660）自带AW4.6工作站进行VR图像融合技术，可实现分别提取分割肝脏、瘤体、肝动脉、肝门静脉、肝静脉结构。对各提取结构进行不同彩色配色，再对各结构进行融合重组，从而得到更加直观且结构、色彩层次分明的三维立体影像，能清晰、真实地显示肝肿瘤在肝脏内的空间结构、肝内门静脉、肝静脉等管道的走行方式、形态、粗细及其与肿瘤的关系。本研究所得VR融合图像可进行虚拟手术规划及术后风险分析，虚拟手术规划能于术前设计多种手术方案并计算各种手术方案的余肝比（SFLVR），以便在术中根据实际情况选择最适合患者的手术方案。色彩层次分明的三维立体影像使术前影像学评估由二维图像抽象的空间推断变为直观的三维透视观察，有助于外科医生更加快速、直观地对病灶与周围结构空间关系进一步了解，容易理解肝内管道与病变的关系及需切除肝脏的具体界限，使术中操作更加精细，能够精准阻断血流，避免伤及重要脉管，减少术中出血、胆瘘等并发症的发生，提高肝切除术的安全性，对精准肝切除术前规划具有很大的实际应用价值[13-14]。总之，可利用128层螺旋CT VR图像融合重建技术对肝脏切除术进行精确的术前评估 ，能够真实、清晰了解肝内管道结构，显示肝脏病变与肝内血管的空间关系，对临床精准性肝切除具有良好的指导作用;该技术使用设备标配自带软件，容易获取，操作相对简便，无需额外购买软件，为肝脏准确性切除带来了便利。 参考文献：
[ 1 ] 董家鸿，黄志强.精准肝切除—21世纪肝脏外科新理念[J].中华外科杂志，2009，47（21）：1601-1605.
[ 2 ] 董家鸿.肝细胞癌治疗理念与策略的转变[J].中华消化外科杂志，2009，8（2）：85-87.
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[ 6 ] 方驰华，冯石坚，范应方等.三维可视化技术在评估残肝体积及指导肝切除中的应用研究[J].肝胆管科杂志，2012， 20（2）：96-98.
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[ 8 ] Takasaki K.Glissonean pedicle transection method for hepaticresection：a new concept of liver segmentation[J].Journal of Hepato-Biliary-Pancreatic Surgery，1998，5：286-291.
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[11] 蒋光仲，邓俊耀，陆佳华，等.原发性肝癌的64排128层螺旋CT肝动脉血管成像与DSA对照分析[J].影像研究与医学应用，2019，3（4）：228-231.
[12] 蒋光仲，邓俊耀，陆佳华，等.128层螺旋CT肝癌动脉血管成像的应用研究[J].广西医科大学学报，2019，36（7）：1084-1088.
[13] 张心荣，欧阳骏，黄敬垣.CEUS和增强CT对原发性肝癌TACE术后疗效的评估价值比较[J].世界华人消化杂志，2019，27（1）：63-67.
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