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[CT技术] 董家鸿院士团队开展QMR精准导航下体外肝切除、联合肝段切除、亲体肝移植等复杂手术

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发表于 2021-3-26 16:40:52 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 edda 于 2021-3-26 16:44 编辑

智能全定量混合现实(IQQA QMR)作为新兴手术辅助技术,已在临床各领域得到不同程度的应用,在肝胆胰外科领域更已有多种术式的成熟案例和广泛发展空间。

清华大学附属北京清华长庚医院董家鸿院士、卢倩教授带领团队应用IQQA QMR技术,通过融合“智能影像分析+全定量混合现实技术”,构建出患者真实的数字化三维模型并制定个体化、精准化的手术治疗方案;进而在真实手术室场景中映射、还原、追踪并匹配全息化、定量化的三维解剖结构模型。术中通过手势及语音操作模型来进行多角度、全方位的器官和病变量化立体空间分析,实时测量手术部位的关键量化参数及切割相关的三维信息,从而在术中实时引导切割操作、保障肝切除手术的精准性。

与常规肝胆外科手术相比,QMR技术可实现更精准的切割面,达到病灶彻底清除和重要结构确切的保护的效果。该团队发表的最新临床研究论文中的7例患者涵盖多种肝胆疾病,在IQQA精准术前规划和QMR术中导航下,均没有发生术中术式变异,且剩余肝脏组织保留率较高,证明QMR技术有助于手术安全性和准确性。此前,该团队还将QMR技术成功运用于胰十二指肠切除术、肝门胆管癌等肝胆胰外科复杂手术,辅助提升外科手术安全。

  • 混合现实技术在精准肝胆外科手术中应用研究
  • 作者:杨威,汤睿,童翾,周呈瑶,李昂,于里涵,闫军,刘江,卢倩
  • 《中国实用外科杂志》2021年3月第41卷第3期

回顾性分析2019年1~12月清华大学附属北京清华长庚医院收治的7例行肝切除病人的临床病理资料。术前诊断为肝泡型棘球蚴病3例,肝内胆管结石1例,肝管囊状扩张症1例,肝恶性肿瘤1例及亲体肝移植供者1例。

QMR技术和实施步骤
将病人的增强CT数据通过IQQA 3D处理,构建出真实的全定量的数字化三维模型(包括肝脏各段结构、病灶、腹部动脉、肝静脉、门静脉、胆管的定位定构),并制定个体化精准化的手术切割方案并对相关肝体积进行定量。

进而将此处理结果导入IQQA QMR(intelligent / interactive qualitative and quantitative analysis, quantitative mixed reality,EDDA科技)系统,在真实空间环境中映射还原全息化、定量化的人体三维解剖结构(图 1)。


术中在 IQQA QMR系统环境中,通过手势和语音操作,实时进行器官和病变的立体空间分析。同时,将IQQA QMR生成的虚拟空间中的全息解剖影像信息,通过多维度追踪、匹配技术,与真实空间中的病人器官、脉管等解剖结构进行融合匹配显示,获得手术部位的“透视”量化三维信息,以实现术中导航。

1例肝棘球蚴病病人采用体外肝切除手术方式

入腹后探查肝包虫病灶,直径约25 cm,质硬,占据右三肝,肝左外叶明显代偿增大。充分暴露腹腔后行QMR影像配准,明确第一肝门解剖结构。配准肝动脉、门静脉及肝总管解剖位置。按导航游离出肝动脉、门静脉及肝总管。阻断出入肝脉管后将肝脏及肝后下腔静脉整体切除。肝脏离体手术操作过程中同步进行QMR全息图像与实际解剖结构的配准,将虚拟三维图像和手术规划方案与真实器官重叠,显示肝内包虫病灶、肝静脉、门静脉、肝动脉空间结构和位置关系,沿预定手术切线,在全息影像导航下,以超声吸引装置(CUSA)和双极电凝切入肝实质,结扎,离断glisson管道和细小的肝静脉支,完整切除包虫病灶。余肝再植后再次运用术中导航观察病灶切除及剩余肝脏情况,确定切除平面与导航标定平面吻合情况(图 2)。

图2.jpg

1例肝棘球蚴病病人采用联合肝段切除术
病变主灶位于肝右后叶6段,累及右前叶5段及尾状叶,另左外叶、左内叶均可触及散在病灶。充分暴露腹腔后运用QMR系统配准,明确病灶位置及边界,配准肝脏切除断面,引导辨别尾状叶与下腔静脉间隙。根据导航提示游离第一肝门重要脉管结构,采取QMR联合超声引导标记右肝病灶预切除线,以CUSA和钳榨法离断肝实质,完整切除病变主灶,左外叶、左内叶、右肝等散在病灶予局部剜除,切除后可见再次配准显示剩余肝脏及血管等走行结构保护完整(图3)。

图3.jpg

1例肝棘球蚴病病人采用肝联合胰十二指肠切除术

探查见肝病变位于右后叶,突出于肝表面,表面呈灰白色,质硬。运用QMR系统配准,明确肝右后叶及胰头病灶范围,术中导航肿物边缘明确右后叶切面。CUSA沿肝脏肿物边缘切除病灶,切除肿物后,导航对比计划切面和肝管情况与实际相符。后完成胰十二指肠切除,QMR技术提示门静脉-肠系膜上静脉、胰头供血动脉走行(图4)。

图4.jpg

1例肝内胆管结石病人采用联合肝段切除术

术中超声可见左半肝、右后和尾状叶内结石。采用QMR系统配准肝脏各段位置及结石情况,决定行左半肝切除术+右后叶切除+尾状叶切除+胆道镜取石术。根据导航定位切面位置和剩余功能性肝体积。QMR技术导航下分离出右后、右前肝动脉,门静脉右后支。分别结扎切断肝左动脉、右后叶动脉,离断门静脉左支、右后支、尾状叶支。按预定计划完整切除病变胆管所在肝脏,对比QMR规划预计剩余肝实质和保留脉管,与实际情况相符(图5)。

图5.jpg

1例胆管囊状扩张症病人

术中探查可见肝门区及肝内胆管囊状扩张,左肝受累严重,使用QMR系统匹配肝脏及扩张胆管轮廓,明确扩张胆管上下走行及肝内病变范围。导航指导下分离、悬吊肝固有动脉、门静脉,确认肝中静脉走行,沿左右肝分界切入肝实质,全程显露肝中静脉,保护门静脉、肝动脉右支。将囊肿壁与血管分离,导航确认右前、右后肝动脉,和右前、右后肝管,在右肝管起始部横断,完整切离左肝标本。再次结合导航观察剩余肝脏及脉管走行,明确囊状扩张病变胆管已切除(图6)。

图6.jpg

1例肝胚胎性肉瘤病人

右肝占位,最大直径约20 cm。使用QMR系统配准病灶,完整描绘病灶边缘。肿瘤累及肝中静脉根部,侵犯右尾叶,决定行扩大右半肝切除+胆囊切除。因肿瘤占位性病变翻转困难,决定采用前入路的方式,根据术中导航定位肝断面。沿左右肝分界线以CUSA、单极电刀离断肝实质。向两侧显露第一、第二肝门,在足侧离断右胆管,断面显露肝中静脉,向头侧离断过程中可见肿瘤侵犯肝中静脉根部,将肝中静脉自肿瘤边缘离断,将右肝充分游离后连同肝中静脉根部和胆囊完整切除,下腔静脉根部右侧尾状叶一并切除(R0切除)。QMR导航系统复核肝切除断面,左肝动、静脉保护确切(图7)。

图7.jpg

1例亲体供肝病人行肝左外叶切除术

采用QMR系统配准肝脏,明确左外叶门静脉及胆管走行,明确肝实质切除界限。据术中导航分离悬吊肝左静脉。根据导航所示切面采用CUSA及电刀离断肝实质切取肝左外叶(图8)

图8.jpg

7例病人的全息图像配准操作与术者手术过程同步进行,中位手术时长12.12(6.17 ~14.25)h,中位出血量800(100~1500)mL,中位术后住院日14(7~23)d。术后有1例病人出现肠肠吻合口出血并发症,再次行手术止血。其余均无术后并发症,无围手术期死亡。术中导航匹配情况,术中混合现实导航与实际解剖结构配准。配准后间断使用术中导航分辨重要解剖结构,包括肝总动脉3例、肝固有动脉6例、肝左静脉3例、肝中静脉2例、肝右静脉3例及门静脉5例。同时还利用导航进行胆管解剖保护,处理胆总管5例,左肝管3例、右肝管2例。肝切面导航7例,配准误差7(2~17)mm。7例病人均接受规律回访至术后6个月,术后至随访终点恢复良好,肿瘤病人未见复发。

QMR技术应用于临床教学
混合现实技术的发展前景混合现实技术目前不仅在腔镜下肝脏、肾脏、耳鼻喉、神经外科等微创手术领域得到了广泛的应用,而且在临床教学及医患交流中也具有乐观的应用前景(图9)。


例如,可以将各类真实的常规、经典和疑难手术(如解剖性肝切除、肝门胆管癌、肝包虫病自体肝移植及原发性腹膜后肿瘤等),通过实时交互、全息全定量、现实虚拟的手段呈现给教学双方;进一步地,还可以通过多方协同,从各种不同角度,通过手势和语音指令对个性化器官的三维解剖进行展示,实现与临床实际需要相符的亲历其境的操作环境。

研究表明,混合现实技术可同时用于开放及微创腔镜手术练习教学,使经验或训练不足的医生通过训练提高熟练度,降低真实手术中的风险。可见,混合现实技术的日渐成熟,将为临床教学、医疗实践以及医患交流提供一种新模式。

结论:综上所述,全定量混合现实技术通过量化提取、构建及术中映射、还原、配准三维结构的关键信息,术者可实时与之交互,用于评估和导引切除计划的实施,从而可辅助肝胆外科手术实现可视化、可量化、可控化的精准切除目标。

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