最新原发性肝癌三维可视化技术操作及诊疗规范要点.docx

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1、最新原发性肝癌三维可视化技术操作及诊疗规范要点原发性肝癌三维可视化是指用于显示、描述和解释原发性肝癌立体解剖和形态特征的一种影像学工具。它借助CT和（或）MRI检查图像数据，采用计算机图像处理技术对数据进行分析、融合、计算、分割、渲染等，将肝脏、胰腺、胆道、血管、肿瘤等的形态、空间分布等进行描述、解释，并可直观、准确、快捷地将目标从视觉上分离出来，为术前准确诊断、手术方案个体化规划和手术入路选择提供决策l-4o既往临床上对原发性肝癌的影像诊断主要依靠B超、CT、MRl等检查，外科医师只能凭借经验对二维图像进行抽象的立体重建和三维认识，常由于个人临床经验和三维重构能力的局限性，具有一定的不确定性

2、，尤其对于复杂性原发性肝癌诊断和术前规划过程，难以准确评估，导致术后并发症发生率相对较高5o随着CT、MRl检查的不断发展，原发性肝癌扫描可获得更加清晰、庞大的图像数据集，从中可进一步获得大量诊断信息6o以肝脏三维可视化、3D打印、虚拟增强现实、口引喋著绿分子荧光影像、多模图像实时融合导航肝切除术等技术为代表的数字化诊断与治疗技术的出现，为原发性肝癌的精确诊断、精准评估、术前规划、手术导航等实施提供了新方法7-9。但目前三维软件众多、重建及实时手术指导标准不一，限制了该技术的广泛推广应用。同时，我国尚缺乏肝脏外科三维可视化程序化、标准化、规范化的工作流程来指导原发性肝癌的诊断与治疗，从而影响疾

3、病诊断、手术可切除性评估、选择治疗方案和判定预后。此外，操作标准和程序的不统一也将造成不同中心临床诊断与治疗结果的准确性难以评估，难以形成国家诊断与治疗模式和体系，同时也给临床实践和科学研究造成极大不便。为更好地推广和规范三维可视化在原发性肝癌诊断与治疗中的应用，中华医学会数字医学分会、中国医师协会肝癌专业委员会、中国医师协会精准医学专业委员会及中国研究型医院学会数字智能化外科专业委员会邀请国内专家从三维重建同质化处理与质控体系建立、三维可视化模型建立后虚拟手术分析、原发性肝癌三维可视化临床实践、三维可视化在肝移植中的应用等方面进行研究10-llo因此，制订原发性肝癌三维可视化技术操作及诊疗规

4、范（2020版），旨在指导临床实践。1三维重建同质化处理与质控体系建立三维模型制作除软件的自动化分割，有时还需要辅助手动分割，因此，需对原始数据的可辨识程度及手动分割优化的比例进行标准化规定，同时遵循同质化处理流程与质控体系标准才有可能实现高标准的三维可视化处理，以对疾病进行全面评价及下一步治疗方案进行确定。采集高质量CT检查数据需要采取以下措施。1.1 CT检查扫描要求推荐64排以上CT检查设备扫描采集。患者取仰卧位，由头侧向足侧方向扫描，膈顶至双肾下极，根据病变范围可适当增加扫描范围。平扫+增强四期扫描，包括平扫、动脉期、门静脉期、静脉期。1.2 CT检查扫描前准备患者检查前2030min

5、口服清水500l000mL,扫描开始前再口服清水500mL,以充盈胃肠道（作为阴性对比），并训练患者呼吸，最大程度地控制呼吸运动产生的伪影。1.3 CT检查扫描参数扫描条件：扫描视野60.70cm、采用0.625X64排探测器组合、管电流300mAs、管电压120kVE512512MM0.625-1.0mm螺距0.984、每旋转1周时间为0.5So扫描层厚：0.625LOmm,层间距：1mmo采用快速静脉团注法，经CT检查专用双筒高压注射器快速注入水溶性碘对比剂，对比剂用量为LO2.0mLkg,肥胖患者对比剂用量为1.5mLkg,自动压力注射器速率为4.75.0mLs,扫描延迟与给药同步计时，

6、一般动脉期使用阈值触发技术或者延时时间：按经验动脉期扫描延时为2025s,门静脉期延时为5055So对于施行腹部血管造影者,若难以把控时间，可以预先行剂量对比剂预注射试验：通过预注射小剂量对比剂及低mA同层扫描动态观察腹腔干动脉强化程度的改变，借助时间密度曲线来判断动脉期强化的峰值时间，通过上述方法判断肝脏内及肝脏周围小动脉最佳扫描时间口2。1.4 CT检查扫描数据采集要求保存格式为DlCOM3.0全部扫描数据，其中包括平扫、动脉期、门静脉期、静脉期数据，层厚为06251.0mm01.5 三维重建和三维可视化规范化分析目前医学影像三维可视化软件如MI3DVS（南方医科大学）、IPS3D-Med

7、（旭东）、LiVerI.0（福建医科大学）、IQQA系统（美国）、Mimics系统（比利时）、Myrian系统（法国）等均已应用于科研或临床。外科医师需正确认识和了解各种软件的优缺点，根据自身专业特点和使用目的选择性使用。如开源可视化工具包和专业的可视化软件多为科研院所计算机专业人员使用，MI-3DVSIPS3D-MedMimicsMyriar1、IQQA等软件因具有较为全面的三维可视化功能、单电脑上运行、人机交互相对简单、能够满足临床诊断与治疗需求等特点而多为医务工作者使用。MI-3DVSIPS3D-Med软件在兼具血流拓扑关系的个体化肝脏分段和肝段体积测量功能外，还解决了国内外同类软件进行

8、三维重建分析和仿真手术时存在的瓶颈问题，建立了一种新的自动化预处理腹部器官组织序列图的新型模板匹配算法，实现了四期图像同步分割和同步三维可视化研究。此外，使用国外软件还要考虑患者健康和疾病信息的安全性和保密性。1.5.1 软件系统的要求：（1）软件资质认证：需取得国家食品药品监督管理总局（CFDA）认证。可视化重建模块：实体脏器包括肝脏、胆囊、胰腺和脾脏成像模块。空腔脏器包括胆道、血管、胰管三维成像模块。肝脏分段功能模块：手术规划模块施行肝脏分割从而获取虚拟肝切除平面。占位扩展使能获取占位周围空间方便获取占位Cm空间，以获取根治性肝切除平面。肝脏曲面裁切以协助手术规划模块。剩余肝脏体积比计算方

9、便，直观了解剩余肝脏体积是否足够。肝脏流域分析以进行门静脉血管中心线提取，进行个体化肝脏分段。三维图像/二维图像映射交互功能，可以通过二维及三维的反复交换，判别三维模型是否遗漏信息，及时修正。1.5.2 软件系统的性能指标：（1）实体脏器体积测量（参照规范为术中即时排水法）：误差5%血管成像：根据临床需求和影像质量情况，血管实现3级以上成像。胆道系统成像：根据临床需求和影像质量情况，扩张胆道系统实现3级以上成像。肝切除手术规划测量标准。剩余肝脏体积比测量：误差5%（与术中即时排水法测量相比）。个体化肝段体积测量：误差5%0占位扩展：扩展半径：。20mm。立体空间距离测量（术中实际固定标记点）：

10、误差5%;映射成像：误差5%1.6 肝脏、胰腺、脾脏、胆道、血管等腹腔脏器的三维可视化模型构建1.6.1 实质脏器及占位三维可视化模型构建：选择病灶与周围组织CT检查阈值差别较大的增强扫描数据作为三维重建数据来源，重建出肝内病灶模型，如肝内肿瘤尽量选择门静脉期或者静脉期数据，既能保持肿瘤与周围组织CT检查阈值差别较大,同时也能最大程度上避免后续因不同期CT检查数据的不同步而需要人工配准。对于边界不清晰的肿瘤或者脏器图像的分割重建需要进行分步多次重建器官的方法，最后通过组合的功能，完成完整的肿瘤三维模型重建。1.6.2 肝内脉管三维可视化模型构建：（1）动脉系统三维可视化模型构建。推荐选用CTA

11、图像数据行三维模型重建:该方法的优点是重建速度快,质量高。重建过程中因需要完成去骨等操作，可能在调整阈值的过程中导致部分动脉终末分支无法重建，可采用局部血管面绘制重建的方式进行补充，然后采用组合方式完整显示动脉系统三维模型重建效果。动脉血管三维重建：重建动脉主干，至少实现三级分支三维模型重建。门静脉系统三维可视化模型构建：门静脉系统CT检查数据的质量一般比CTA略差，如果采用同动脉系统的体绘制方法重建口静脉，因血管和周围组织阈值差别不明显，在调整阈值的过程中导致血管分支减少、血管直径变细，会导致血管三维重建结果误差变大，而面绘制的方法是采用区域生长法完成血管分割，可以有效避免上述问题，因此，通

12、常采用面绘制方法进行门静脉系统血管重建。门静脉系统血管：重建门静脉主干，至少实现三级分支三维模型重建。门静脉系统血管末梢管径5mm血管应行三维模型重建。肝静脉系统三维可视化模型构建：肝静脉推荐选用CT检查数据门静脉期或者延迟期行三维模型重建。肝静脉血管：实现肝左/中/右静脉的主干静脉重建，至少三级分支三维模型重建。肝短静脉血管：实现至少一级分支三维重建，同时实现对腹腔段下腔静脉的三维模型重建。胆道系统三维可视化模型构建：有扩张胆管系统推荐选用CT检查门静脉期图像数据行三维模型重建。无扩张胆道系统：推荐选用MRI肝胆特异期检查数据行三维模型重建（收集过程同CT检查数据收集），重建结果与CT检查下

13、的其他图像配准融合。胆道系统：重建胆总管，至少实现胆道三级分支三维模型重建。1.7 三维重建及审核人员资质要求具有医学影像专业背景的技术人员进行三维可视化图像处理。或具有临床医学专业背景的技术人员进行三维可视化图像处理。或具备临床经验丰富的医师在软件培训后进行三维可视化图像处理。1.8 三维重建模型核对和修改三维重建模型应由高年资外科医师和影像科医师共同进行人工核对和修改，只有经过标准化和严格质控把关的三维可视化模型才能用于指导临床实践。围绕患者术前三维模拟手术、术中三维图像导航手术、术后三维重建评估手术规划一致性3个核心问题，本规范提出三维可视化诊断与治疗流程质量控制步骤和质量评分，以帮助临

14、床评估其应用效果，其中确定了16个关键点，每个关键点的详细说明见表Io质量评价分为：一般15分；15分良好19分；19分优24分。三维可视化诊断与治疗流程质量控制步骤和质量评分应15分，效果达到良好或优13o评分值的设定:(1)15分：表1中第16、12、13、14项合计得11分；第15和第16项中为“基本一致”的各得2分；总得分为15分。(2)19分：表1中上述15分；第710项，有3项不需要修改的每项+1分，得3分，有1项需要修改的-1分，实际得2分；第11项中需要人工修正的得2分；总得分为19分。(3)24分：表1中第110、12项各得1分；第13、14项各得2分；第11、15、16各得

15、3分；总得分为24分。2三维可视化模型建立后虚拟手术分析2.1 三维可视化血管分型调查研究结果发现：肝动脉变异发生率为45%,肝静脉与门静脉解剖变异也较常见。对上述血管进行三维可视化分析，明确血管的三维分布，观察血管走行、变异及其与肿瘤的关系，优先评估有无血管变异情况，有助于肝切除术平面的选择。根据肿瘤累及的肝脏各类血管、血管被压迫或侵犯程度进行分型和分级，可精确判断肿瘤与相邻重要血管的距离。精确的个体化血管分型和量化分析对于临床诊断、手术方案的拟定和精准手术的实施具有重要的指导意义。三维可视化肝动脉分型分为1。型。三维可视化门静脉分型分为5型llo三维可视化肝静脉分型分为以下3种：肝主干静脉分型：I型为肝右静脉开口于下腔静脉，肝中和肝左静脉共干开口于下腔静脉。11型为肝右静脉、肝中静脉、肝左静脉分别开口于下腔静脉。In型为肝右静脉和肝中静脉共干开口于下腔静脉，肝左静脉单独开口于下腔静脉。肝右静脉分型：Ra型为肝右静脉优势，引流肝右叶大部分肝实质，后下静脉、肝背静脉很细，甚至缺如。Rb型为肝右静脉中等大小，另有后下静脉引流后下段肝实质。Rc型为肝右静脉细小而短，引流右后区背侧段，而后或后下静脉直径粗大，引流后下段。肝中静脉与肝左静脉分型：肝中静脉与肝左静脉内上与内下支同时引流肝左内叶（即S4段），此处S4段引流肝静脉变异较大，La型为左肝静