2022应用增强现实与混合现实导航预防腹腔镜肝切除术中出血价值研究全文.docx

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1、2022应用增强现实与混合现实导航预防腹腔镜肝切除术中出血价值研究(全文)摘要目的 研究应用增强现实与混合现实导航技术预防腹腔镜肝切除术中出血的价值。方法 回顾性分析2018年1月至2021年7月南方医科大学珠江医院肝胆一科收治171例行腹腔镜肝切除术治疗肝脏恶性肿瘤病人临床资料分为增强现实与混合现实腹腔镜肝切除手术导航缜A组)和常规腹腔镜肝切除组(B组力其中A组108例，术中采用自主研发的3D腹腔镜增强现实与混合现实手术导航系统将术前三维模型、3D腹腔镜场景进行多模图像实时融合与交互，在导航技术引导下完成腹腔镜肝切除术。B组63例，未采用手术导航技术，采用常规腹腔镜肝切除。分别采用t检验、W

2、ilcoxon秩和检验、X2检验对临床数据进行统计学分析。结果 两组病人的术前资料差异均无统计学意义。术中指标中，A组术中出血量少于 B 组(263.9147.0) mL vs. ( 405.6286.5 ) mL,P0.01)，差异有统计学意义；A组术中输血率低于B组(93% vs. 31.7% ,P 0.01),差异有统计学意义；两组病人均无严重并发症发生及围手术期死亡。结论 在腹腔镜肝切除中应用增强现实与混合现实导航技术出血更少，有更好的手术安全性，对术中预防出血具有重要的应用价值。基金项目：国家重点研发计划数字诊断与治疗装备研发重点专项(NO.2016YFC0106500 );国家重大

3、科研仪器研制项目(No.81627805 );国家自然科学基金-广东联合基金(NO.U1401254 );国家自然科学基金数学天元基金(No.12026602 );国家高技术研究发展计划(863计划)(NO.2006AA02Z346 , NO.2012AA021105 );广东省科技计划项目(NO.2012A080203013 , NO.2017ZC110 )作者单位：1南方医科大学珠江医院肝胆一科南方医科大学珠江医院数字智能化研究所广东省数字医学临床工程技术研究中心，广东广州510282 ; 2中国科学院深圳先进技术研究院，广东深圳518055肝切除术是肝脏肿瘤病人获得长期生存的重要手段，相

4、比于开腹肝切除术(open hepatectomy , OH )，腹腔镜肝切除术(laparoscopichepatectomy , LH )有切口小、放大视野、术后恢复快等优势，已成为肝脏肿瘤首选治疗方案。但肝脏血管解剖复杂，富含血窦，血流丰富，目组织脆性大，易术中出血，肝切除术中的出血和输血增加了术后并发症发生和肿瘤复发的风险1-2 ； LH术中减少血管损伤，有效预防与控制出血是提高围手术期安全性，减少术后并发症的关键，也是迫切需要解决的问题。目前，新型的多模态影像导航技术与外科手术实现了交互融合3 ,正在改变着传统图像引导肝切除术的模式，大大提高了手术的安全性4-6 L本文通过队列研究探

5、讨增强现实与混合现实腹腔镜导航系统在肝切除中的优势，现将研究结果报道如下。1资料与方法1.1 一般资料本研究收集2018年1月至2021年6月南方医科大学珠江医院收治的171例肝脏肿瘤病人临床资料。纳入标准：（1）年龄N18岁，性别不限。（2 ）经超声、增强CT或霜塞酸二钠（Gd-EOB-DTPA ）增强磁共振扫描诊断为肝脏肿瘤病人。（3）术前影像学检查结果未发现远处转移。（4 ）肝功能Child-Pugh分级A级或B级。（5 ）接受肝切除手术治疗。将使用增强现实与混合现实技术导航腹腔镜肝切除术的108例病人分为导航组，行常规腹腔镜肝切除的63例病人分为常规组，两组病人一般资料见表L本研究通过

6、南方医科大学珠江医院伦理委员会审批（编号：2018-GDYK-003 %所有病人及家属均签署手术知情同意书，符合医疗护理常规操作规范。1.2 研究方法1.2.1 三维重建质控化、同质化研究及手术规划 首先进行高质量CT图像数据的采集，所有病人进行肝脏平扫及增强后动脉期、门静脉期和肝静脉期扫描，具体扫描参数及方法参照文献7-8 1然后利用自主研发的腹部医学图像三维可视化系统（medical image three-dimensionalvisualization system , MI-3DVS ,软件著作权号：2008SR18798 ）进行四期图像同步分割和同步三维可视化研究。三维重建应遵循质

7、控准则参照参考文献9-111将导航组108例病人根据复杂性肝脏肿瘤三维可视化精准诊治指南（2019版）进行个体化的三维可视化分析10 ,基于门静脉血流拓扑关系进行三维可视化个体化肝脏分段和体积计算。由3位从业10年以上的高级职称肝脏外科医师分别对手术方案进行模拟及评估手术的可行性。常规组采用常规的腹腔镜肝切除诊疗流程。1.2.2 增强与混合现实多模图像实时融合与交互导航系统使用笔者中心自主研发的3D腹腔镜增强与混合现实手术导航系统（软件著作权号2018SR840555 ）行三维模型的实时投影融合和导航手术。该系统通过3D腹腔镜摄像头采集实时手术影像，术中使用3D腹腔镜增强现实与混合现实手术导航

8、系统将三维模型与腹腔镜手术场景实时融合与交互，形成增强现实图像显示的效果，以肝上下腔静脉窝、胆囊底部结合肝脏边缘形状作为导航图像配准的标志定位点，进行增强与混合现实导航系统的图像融合和配准，与3D腹腔镜场景及却朵菁绿indocyanine green JCG ）荧光进行多模图像实时融合与交互。手术操作的过程中挑起或者翻动肝脏时，肝脏形态会发生变化，解剖第一肝门后以肝门部血管（门静脉分叉点、肝动脉或腹主动脉）作为固定标志来进行实时导航空间配准。同时配合术中超声检查进一步调整及修正配准情况，完成增强与混合现实导航肝切除术。具体导航操作详细方法参照文献5-6 ,11 L1.2.3 观察指标 （1）三

9、维可视化分析及手术导航情况。（2 ）比较两组病人术前资料：两组病人性别、年龄、乙肝病史、肝硬化、肝功能Child-Pugh分级、甲胎蛋白、术前血红蛋白情况。（3 ）比较两组病人手术情况：两组病人手术方式、手术时间、平均出血量、输血率情况。1.3 统计学方法 采用SPSS 25.0统计学软件对临床数据进行统计描述与分析。正态分布计量资料的比较采用t检验，以冈士 S表示；计数资料的比较采用C2或者Fisher确切概率法;非正态分布计量资料、等比资料采用Wilcoxon秩和检验，以M ( P25 , P75 )表示。以P 10 cm ）,在采取间断性入肝血流阻断法联合多模态影像实时导航肿瘤原位缩小右

10、半肝切除。行右半肝切除的42例病人、行右后叶切除的11例病人和左半肝切除12例病人尽量采取间断性患侧入肝血流阻断法联合多模态影像实时导航肝切除，其中有20例病人因肝硬化导致中心静脉压控制不理想行全肝血流阻断。8例行左外叶切除的病人，有5例未行血管阻断，其余3例在多模影像实时导航引导下仅行左侧入肝血流阻断下完成左外叶切除，减少避免因全肝血流阻断时间过长引发肝脏缺血再灌注损伤。2.3 手术及术后情况171例病人均完成了手术切除两组病人手术相关指标见表2。两组病人手术方式、手术时间差异均无统计学意义，手术相关指标具有可比性。导航组出血量明显少于常规组，差异有统计学意义（P 0.01）；术中输血率低于

11、常规组，两者差异有统计学意义（P 0.01 X导航组中转开腹率6.5% （ 7/108 ）低于常规组11.1% （7/63 ），但差异无统计学意义（P=0.287 X在行解剖性肝切除的80例病人中,术中肝脏实际缺血线与增强现实导航技术匹配相一致的有69例（86.3% 术后病理学检查结果示：导航组中肝细胞癌84例、胆管细胞癌13例、结直肠癌肝转移11例；常规组中肝细胞癌55例，胆管细胞癌6例、结直肠癌肝转移2例。导航组术后住院时间短于常规组（P 0.01 X术后并发症情况：常规组术后并发症发生率高于导航组（P0.01）,导航组9例病人发生胸腔积液，有6例行胸腔穿刺置管引流后好转其余3例无呼吸系统

12、症状予以保守治疗好转；3例病人出现肺部感染，经痰培养及药物敏感试验后使用敏感抗菌药物治疗痊愈；有6例出现腹腔积液，经过早期利尿输注白蛋白，延迟拔除引流管后好转；1例出现切口感染经过换药后愈合。常规组9例病人发生胸腔积液,5例行胸腔穿刺置管引流后好转,其余4例无呼吸系统症状予以保守治疗好转。5例病人出现肺部感染，经痰培养及药物敏感试验后使用敏感抗菌药物治疗痊愈；4例病人发生腹腔积液，其中2例行腹腔穿置管引流后好转，余2例病人予以利尿输注白蛋白、延迟拔除引流管后好转。2例发生切口感染，其中1例经清创、缝合和加强换药后痊愈，1例予以出院后外院换药延迟愈合。所有病人均康复出院，无围手术期死亡和肝功能衰

13、竭病例。2.4 典型病例分析 病人男性，38岁，因原发性肝癌行3次导管肝动脉化疗栓塞(TACE )治疗后就诊。甲胎蛋白(AFP): 3.1 ug/mL ,HBsAg ( + ), HBV-DNA 500 ,肝功能 Child-Pugh 分级 A 级，无基础性疾病。既往因右肝巨块型肝癌在笔者科室行3次TACE治疗。上腹部增强CT提示：肝右叶巨大占位性病变；肿瘤主要供血动脉栓塞术后改变，与前次CT对比，肿块较前缩小(图la力三维重建示肝内病灶均位于右半肝，肿瘤未侵犯肝静脉和门静脉(图1b ),通过三维可视化软件进行模拟右半肝切除及体积计算(图1c ),标准肝体积1066.6 mL ,左半肝体积474.8 mL ,行右半肝切除剩余体积占比44.5% ,剩余肝脏体积可满足病人术后肝功能需求，遂行腹腔镜右半肝切除术。病人术前24 h经满足病人术后肝功能需求，遂行腹腔镜右半肝切除术。病人术前24 h经满足病人术后肝功能需求，遂行腹腔镜右半肝切除术。病人术前24 h经满足病人术后肝功能需求，遂行腹腔镜右半肝切除术。病人术前24 h经