【摘要】：研究背景 肝膽管結石病(hepatolithiasis)是我國的常見病、多發(fā)病,具有強烈的地域分布特點,在華南、西南、長江流域及東南沿海等廣大區(qū)域尤其是廣大農村地區(qū)尤為多見。其病情復雜,常引起嚴重的并發(fā)癥如肝膿腫、膽汁性肝硬化、門靜脈高壓癥甚至肝膽管癌等,是終末期膽病最常見的原因,也是我國良性膽道疾病死亡的重要原因。 肝膽管結石病的病因目前還不完全清楚,與膽道慢性炎癥、細菌感染、膽道蛔蟲、營養(yǎng)不良等因素有關,多屬膽色素結石。肝膽管結石可單獨存在,也可與肝外膽管結石并存。肝膽管結石病程長而復雜,治療困難,具有高結石殘留率、高結石復發(fā)率、高并發(fā)癥發(fā)生率等特點。從1958年黃志強等首次報道以肝葉切除術治療肝內膽管結石以來,肝膽管結石的治療主要靠外科手術,治療原則是：“去除病灶,取盡結石,矯正狹窄,通暢引流,防治復發(fā)”�，F有肝膽管結石病的手術方法主要包括：各種類型的肝切除術、高位膽管切開取石術、狹窄膽管整形、經肝實質膽管切開取石術、各種膽腸吻合術、肝移植術等。應根據肝內膽管結石數量及分布范圍、肝管狹窄的部位和程度、肝臟的病理改變、肝臟功能狀態(tài)及患者的全身狀況,制定針對具體病例的個體化治療方案并選擇合適的手術方法。近年來,隨著手術方法、技巧不斷進步,肝膽管結石手術效果不斷提高,但肝膽管結石手術的術后殘石率仍為30%-90%,二次手術率高達56.4%,即使普遍使用纖維膽道鏡,殘石率仍可達19.5%。主要原因是結石在肝內膽管分布廣泛,膽管走行多變,而且存在多發(fā)性、復雜性膽管狹窄；肝膽管結石手術另外一個極具風險的原因,是膽管及血管走行的判斷問題。結石在肝內膽管分布廣泛,長期慢性的膽管炎、膽道慢性梗阻導致的膽道結構已經扭曲、變形、擴張、狹窄,鄰近的肝臟組織同時受影響發(fā)生壞死、增生、纖維化、萎縮、肥大等病理改變,原本就已非常復雜的肝內管道系統(tǒng)變得更加錯綜難辨,為術前準確判斷血管、膽管及其與病灶的關系帶來不確定因素,手術成敗常存在致命的不確定因素�，F有的肝膽解剖學知識是將正常人體肝臟進行剖切或通過管道鑄型等方法以后觀測獲得,因此獲得的信息已經被限定在固定的模式中,不具備個體化、精準性的特點；現代影像學檢查如B超、CT、MRCP、 ERCP、PTC等對于結石和膽管狹窄的情況均難以做出精確的分析。肝膽外科醫(yī)師一直向往術前能獲得并熟知肝臟內部的三維重建(3D)結構,進行術前規(guī)劃和手術演練。 目前臨床上有多種基于CT、MRI原始數據的三維重建軟件應用,如德國的Mevis系統(tǒng)、法國的Myrian系統(tǒng)和美國的EDDAIQQA-Liver系統(tǒng),但主要用于骨科、耳鼻喉科等領域,腹部外科的應用主要是肝臟等實質性臟器病變的術前評估和手術規(guī)劃。本課題組在數字虛擬人研究的基礎上,在國家“863”項目基金等的支持下,自行研發(fā)了具有自主知識產權的腹部醫(yī)學圖像可視化系統(tǒng)(Medical Image Three-Dimensional Visualization System, MI-3DVS)和虛擬手術器械仿真系統(tǒng),并獲得CFDA資質認證。通過對患者進行個體化的三維重建、診斷分析、仿真手術,指導術前手術規(guī)劃和實際手術,MI-3DVS廣泛應用于肝膽胰疾病的外科臨床診治。在肝膽管結石診治方面,使用MI-3DVS對肝膽管結石患者進行個體化三維重建,準確顯示結石的部位、分布、大小、形態(tài)、數量,狹窄膽管的部位、長度和程度,明確肝臟轉位、萎縮、肥大及結石肝段內的分布等情況,準確顯示膽管系統(tǒng)與肝動脈、肝靜脈及門靜脈的空間解剖關系,并進行個體化的肝臟分段、體積計算；根據3D模型作出精確的個體化的3D分型診斷,并進行可視化仿真手術。術中通過三維可視化技術指導執(zhí)行規(guī)則或不規(guī)則的、保護性肝葉或肝段切除術等手術治療肝膽管結石病,取得了良好的手術效果。 隨著微創(chuàng)外科的發(fā)展,各種類型的腔鏡、內鏡外科技術在肝膽管結石的治療中發(fā)揮越來越重要的作用,傳統(tǒng)的外科手術模式向更準確、精細、微創(chuàng)化和多信息導向的智能化轉變。但腔鏡、內鏡設備和技術的臨床應用各有優(yōu)缺點,如何揚長避短、綜合利用,使得科學技術更好地服務患者大眾,是臨床醫(yī)生孜孜不倦的追求。本研究運用三維可視化技術指導膽道硬鏡靶向碎石取石術治療肝膽管結石,觀察并分析其外科手術效果,評價其在肝膽管結石外科治療中的應用價值。結合前期的研究,構建肝膽管結石的臨床數字化微創(chuàng)外科診治平臺。 目的 1.收集肝膽管結石患者高質量的CT數據,構建個體化的三維重建模型。 2.制訂合理的個體化微創(chuàng)外科手術方案,指導膽道硬鏡靶向碎石取石術。 3.探討三維可視化技術指導膽道硬鏡靶向碎石治療肝膽管結石的應用價值。 4.構建肝膽管結石數字化微創(chuàng)外科診治平臺。 材料與方法 1.臨床資料 選取南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院肝膽外科2012年06月至2014年02月收治的肝膽管結石患者,納入標準為：(1)無合并急性梗阻性化膿性膽管炎；(2)心、腦、肺等臟器良好；(3)肝功能Child-PughA、B級。排除標準為：(1)膽管癌；(2)有手術禁忌證。 符合上述標準的共40例,其中女26例,男14例,年齡33-76(53.5±11.5)歲。病程2-16年,平均8.7年。肝功能Child-Pugh分級：A級29例,B級11例(其中C級1例,經積極治療后術前評估為B級)；輕度黃疸8例,中度黃疸5例。27例患者既往有膽道手術史。合并高血壓9例,2型糖尿病7例。所有患者均簽訂知情同意書,本研究經南方醫(yī)科大學倫理委員會批準。 2.設備 2.1數據采集設備： (1)256層螺旋CT (Philips Brilliance,荷蘭),探測器組合(0.625mm×256)； (2)雙筒高壓注射器及造影劑(碘比樂370mg I/ml); (3)圖像后處理工作站：Mxview工作站(PHILIPS Brilliance256層螺旋CT自帶)； (4)南方醫(yī)科大學數字醫(yī)學臨床中心HP刀片式服務器、高配置計算機； (5)腹部醫(yī)學圖像三維可視化系統(tǒng)MI-3DVS; 2.2手術設備與器械： (1)日本奧林巴斯腹腔鏡、電子膽道鏡； (2)德國KARL STORZ3D腹腔鏡； (3)德國Wolf F8/9.8cm硬質膽道鏡； (4)深圳市聚興隆醫(yī)療設備公司的氣壓彈道碎石機(JML-6型)、可調壓輸水泵； (5)其他：取石鉗、Cook網籃、膽道球囊擴張器、花斑導絲、8F-16F擴張器、14F-22F鞘管等。 3.CT掃描參數 采用256層螺旋CT (Philips Brilliance,荷蘭)掃描,具體參數及方法詳見參考文獻。 4.數據采集及儲存 收集患者平掃期、動脈期和門靜脈期“三期”高質量的亞毫米薄層CT圖像數據,詳見參考文獻。 5.三維重建 將三期亞毫米CT數據導入自主研發(fā)、具有自主知識產權和CFDA資質的腹部醫(yī)學圖像三維可視化軟件系統(tǒng)(MI-3DVS),使用基于體繪制交互的分割算法、區(qū)域生長法和面繪制等方法進行肝臟、膽道系統(tǒng)、結石、血管系統(tǒng)等的三維重建,并通過面數據圖形處理工具對3D模型進行平滑和去噪等處理,具體詳見參考文獻。 6.個體化分型診斷、肝臟分段及體積計算 通過將三維重建模型進行放大、縮小、旋轉可視化,觀察、分析肝內外膽管系統(tǒng)分布特點及其與肝臟血管系統(tǒng)的三維空間解剖關系,結石的部位、分布、大小、形態(tài)、數量,膽管狹窄或擴張的部位、長度和程度。結合《肝膽管結石病診斷治療指南》,應用三維可視化技術對每例患者進行個體化的3D分型診斷。 在3D模型上基于門靜脈及肝靜脈進行個體化的肝臟分段,劃分好的肝段用不同的顏色加以對比區(qū)分。分段透明化處理,明確肝臟轉位、萎縮、肥大等情況。對需要行肝段或肝葉切除術的患者進行全肝、擬切除肝段、殘肝體積計算以及殘肝體積占肝臟整體體積的百分比,為手術切除范圍提供參考及安全性評估。 7.實際手術 根據患者病情、實驗室檢查、三維重建模型等結果,并通過肝膽管結石仿真手術系統(tǒng)論證,制訂最合理的個體化手術方案,術中使用三維可視化技術間接導航指導實際手術,手術方式包括：(1)三維可視化技術引導下經皮肝竇道膽道硬鏡靶向碎石取石術治療多次膽道術后殘石；(2)三維可視化技術引導下腹腔鏡聯合膽道硬鏡靶向碎石取石術；(3)三維可視化技術引導下開腹手術中膽道硬鏡靶向碎石取石術；(4)三維可視化技術引導下經皮肝竇道膽道硬鏡靶向碎石取石術治療Ⅱc型結石；(5)三維可視化聯合3D腹腔鏡、膽道硬鏡靶向碎石取石術治療肝膽管結石。 術中觀察實際手術中所見肝內外管道解剖結構與結石分布是否與3D模型一致,以及實際手術方式與仿真手術的符合情況。 8.術后隨訪 術后2周常規(guī)行T管或膽道支撐管造影,根據造影結果確定拔管時間；狹窄段膽管支撐導管留置3-6個月。術后行CT檢查并行三維重建,評價病情轉歸。術后每2-3月門診隨診,一年后每半年門診隨訪。 9.評價指標 術中結果：手術時間、術中出血量、術中輸血量、術中并發(fā)癥、術中結石清除率。術后結果：術后住院天數、術后殘石率、術后結石復發(fā)率、術后并發(fā)癥發(fā)生率。結合上述臨床指標綜合評價三維可視化技術指導膽道硬鏡靶向碎石取石術在肝膽管結石病外科診治中的應用價值。 10.統(tǒng)計學處理 本研究不涉及統(tǒng)計分析。 結果 1.三維重建結果 本組40例患者通過MI-3DVS軟件對肝臟、膽道系統(tǒng)、結石、肝內血管系統(tǒng)進行精確分割和個體化的三維重建。3D模型結構清晰、形象逼真、立體感強,準確顯示結石的部位、分布、大小、形態(tài)、數量,膽管狹窄的部位、長度和程度,肝臟轉位、萎縮、肥大,膽管系統(tǒng)與肝動脈、肝靜脈及門靜脈的空間解剖關系。 2.3D分型診斷結果 根據個體化的三維模型進行3D分型診斷,其中：Ⅰ型16例,Ⅱa型13例,Ⅱb型6例,Ⅱc型5例,合并肝外膽管結石28例。 3.手術結果 MI-3DVS三維重建模型完全忠實于肝膽管結石患者病變情況,術中所見結石大小、形態(tài)、數量、位置,膽管走行、狹窄部位、狹窄程度與三維重建模型顯示均一致。40例患者中,行三維可視化技術引導下經皮肝竇道膽道硬鏡靶向碎石取石術治療多次膽道術后殘石17例,其中Ⅱc型結石5例；行三維可視化技術引導下腹腔鏡聯合膽道硬鏡靶向碎石取石術11例；行三維可視化技術引導下開腹手術中膽道硬鏡靶向碎石取石術9例;行三維可視化聯合3D腹腔鏡膽道硬鏡靶向碎石取石術治療肝膽管結石3例。條件不允許一次取盡結石的5例患者在三維可視化技術指導下行二期經竇道膽道硬鏡靶向碎石取石術。 條件允許的35例患者一次術中結石清除率為100%,術中均通過膽道鏡證實無結石殘留。因患者年齡大、結石多、手術時間長、膽道出血、沖洗生理鹽水過量等原因造成的條件不允許一次性取盡結石的5例患者,二期在三維可視化技術指導下行經竇道膽道硬鏡靶向碎石取石,最終結石清除率為100%。手術時間(141.4±58.2)min,術中出血量為(42.6±30.1)ml,術中輸血量為(26.9±68.7)ml,殘石率為零,術后住院時間為(10.1±3.6)天。1例Ⅱc型患者少量膽道出血,經去甲腎上腺素等處理后緩解；無膽道損傷、穿孔、大出血、膽漏、急性胰腺炎、肝膿腫、肝功能衰竭等并發(fā)癥發(fā)生。 4.隨訪結果 40例患者均獲得術后隨訪,患者術后隨訪4-24個月,平均隨訪18.8±5.0月,隨訪期間無結石復發(fā)病例；總體并發(fā)癥發(fā)生率為5.0%,2例術后發(fā)作膽管炎,經膽管造影等證實無結石復發(fā),口服藥物治療后癥狀消失,隨訪半年均未再發(fā)作。 結論 1.三維可視化技術解決了肝膽管結石臨床診治瓶頸,個體化的三維重建模型立體、直觀、清晰地顯示結石的大小、部位、數量、形態(tài)和分布,膽管狹窄部位、程度和長度,膽管與肝動脈、肝靜脈、門靜脈的空間解剖關系,明確了解剖變異； 2.三維可視技術有利于指導個體化手術方案的制訂,指導實際手術,提高了手術精確度和安全性； 3.三維可視化技術指導的經膽道硬鏡靶向碎石取石術提高了結石清除率,降低手術并發(fā)癥發(fā)生率； 4.三維可視化技術指導的經膽道硬鏡靶向碎石取石術實現了術前精確診斷、術中靶向碎石取石,拓寬了手術范圍,為肝膽管結石患者提供了新的數字化微創(chuàng)外科治療技術； 5.數字化微創(chuàng)外科診治平臺實現了肝膽管結石病的解剖數字化、診斷程序化、手術可視微創(chuàng)化,最大限度地提高了手術成功率,確保了微創(chuàng)手術效果。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R657.3;R657.4

【參考文獻】

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本文編號：2136326