点击蓝字 关注我们
作者：刘瑶1 吴雄伟1 段于河1 赵春阳1 王菲菲1 王凤娇1 夏楠2 郝希伟1 董蒨1，2通信作者：董蒨，Email：18661801885@163.com作者单位：1青岛大学附属医院小儿外科，青岛 266000；2青岛大学数字医学与计算机辅助手术研究院，青岛 266000本文刊发于 中华实用儿科临床杂志,2022,37(22):1750-1755.引用本文：刘瑶,吴雄伟,段于河,等.计算机辅助手术系统在小儿纵隔肿瘤精准手术中的应用[J].中华实用儿科临床杂志,2022,37(22):1750-1755.DOI:10.3760/cma.j.cn101070-20220519-00575.
摘要
目的 分析总结计算机辅助手术系统在小儿纵隔肿瘤精准手术中的应用和意义。方法 回顾性分析2008年8月至2021年11月在青岛大学附属医院行手术治疗的54例纵隔肿瘤患儿的临床资料，根据术前是否应用Hisense CAS计算机手术辅助系统分为三维重建组（29例，53.70%）和二维CT组（25例，46.30%）。对比2组手术指标、术后住院时间、手术并发症发生率等方面的差异，应用t检验、Mann-Whitney U检验、 χ2检验或Fisher′s精确概率法进行统计学分析；对比2种方法模拟手术与实际手术情况。结果 三维重建组与二维CT组患儿性别、年龄、身高、体重、肿瘤最大径、肿瘤位置的差异均无统计学意义（均P>0.05）；三维重建组的手术时长［（125.14±41.37） min］短于二维CT组［（149.24±44.53） min］（P=0.044）；三维重建组的术中出血量［15.00（13.50，25.00） mL］少于二维CT组［36.00（30.00，75.00） mL］（P<0.001）；并且三维重建组的胸腔闭式引流管引流时间［4.00（3.00，5.50） d］和术后住院天数［（8.83±3.39） d］均短于二维CT组［7.00（5.00，11.50） d、（11.00±4.10） d］（P=0.001、0.038）；三维重建组和二维CT组术后并发症发生率比较差异无统计学意义（P>0.05）。三维重建组模拟手术与手术实际探查情况相符。结论 使用计算机手术辅助系统进行三维重建能真实显示肿瘤与周围器官、血管的解剖关系，可提高儿童纵隔肿瘤手术切除的准确性和安全性。
关键词
精准手术；计算机辅助手术；纵隔肿瘤；儿童
儿童纵隔肿瘤约占儿童肿瘤的7%［1］。纵隔肿瘤大多起病隐匿，缺乏特异临床表现，相较于成人，儿童胸腔体积相对较小，肿瘤生长压迫重要脏器对呼吸、循环造成不利影响［2］。纵隔复杂的解剖空间关系及密集的血管神经结构为外科手术治疗带来挑战。纵隔组织来源复杂，可发生多种良性或恶性的原发性肿瘤，神经源性肿瘤是儿童最为常见的纵隔肿瘤，其次为来源于胚胎前肠的囊肿、生殖细胞肿瘤、淋巴瘤、脉管瘤、胸腺肿瘤等［3］。本研究回顾性分析对比青岛大学附属医院小儿外科进行Hisense CAS 计算机辅助手术系统三维重建和未进行三维重建患儿的手术相关信息以及术后并发症等，分析计算机手术辅助系统在小儿纵隔肿瘤精准手术切除中的实际应用价值。
1
资料与方法1.1 研究对象 回顾性研究。选择2008年8月至2021年11月青岛大学附属医院小儿外科收治的经手术治疗的54例纵隔肿瘤患儿为研究对象。其中男23例，女31例；年龄4.80～156.00个月［（70.29±38.81）个月］；身高62.00～158.00 cm［（115.59±23.54） cm］；体重 7.9～43.0 kg［（22.66±8.74） kg］，术后病理见表1。纳入的54例纵隔肿瘤患儿按照是否应用Hisense CAS 计算机辅助手术系统三维重建分为三维重建组和二维CT组。2008年8月至2014年1月的25例患儿为二维CT组。自2014年2月以后收治的29例患儿均应用Hisense CAS将其胸部二维增强CT图像重建为三维可视化图像，为三维重建组。本研究已通过医院医学伦理委员会批准（批准文号：QYFY WZLL 27032），患儿监护人均知情同意，并签署知情同意书。
2
结果2.1 2组患儿一般临床资料比较 三维重建组纳入患儿29例（53.70%），二维CT组纳入患儿25例（46.30%）。本研究中2组患儿初诊时以咳嗽起病19例，发热9例，咳嗽并发热7例，腹痛、胸痛、咯血、查体发现各3例，喘憋2例，呕吐、车祸伤、产前B超、双下肢无力、Honor征各1例。其中13例患儿进行了胸腔镜下纵隔肿瘤切除术，均为三维重建组。2组患儿随访时间为（38.24±23.55）个月，均存活。其余一般临床资料差异均无统计学意义（均P>0.05），见表2。
3
讨论在评估纵隔肿瘤时， CT通常是诊断成像的首选方式［5］。由于其独特的解剖位置，纵隔肿瘤可能会压迫气道导致急性或慢性呼吸功能不全［6］，也可压迫心脏或大血管引起血流动力学失代偿而危及患儿生命，这些情况被称为纵隔肿块综合征（MMS）［7］。大多数纵隔肿瘤患者在首次就诊时无特异性症状，容易造成漏诊，导致肿瘤体积过大而不利于患儿预后［8］。因此，对纵隔肿瘤的患者进行详细的术前成像，了解肿瘤与周围组织的空间解剖关系对精准手术是极其必要的。纵隔畸胎瘤是最常见的纵隔生殖细胞肿瘤，约占儿童前纵隔肿瘤的25%［9］。通常畸胎瘤发现时体积已较大，压迫周围组织出现咳嗽、憋气、胸痛等症状［10］，且畸胎瘤通常与周围正常血管、神经交互混杂生长，为术中完全分离肿瘤带来挑战。CT断层图像可显示肿瘤附近血管走行影，但无法直观描述肿瘤与血管神经的毗邻关系，外科医师无法凭此在术前进行详尽的手术规划，对CT图像进行三维重建后显示肿瘤边界清晰显示，肿瘤紧邻而未侵犯无名静脉与上腔静脉，可在术中安全分离而不必进行血管切除重建，按此进行精确的手术规划，大大缩短了手术时间。纵隔神经源性肿瘤起源于交感神经节的原始神经外胚层神经嵴细胞，其中神经母细胞瘤与节细胞神经母细胞瘤均为恶性肿瘤［11］。本研究中有1例神经母细胞瘤患儿以Honor综合征就诊，其三维图像显示肿瘤位于后上纵隔压迫颈交感干神经，外科医师根据三维图像，自患儿右胸后外侧做切口，成功完整切除肿瘤，患儿预后良好。在典型病例中通过CT判断患儿肿瘤体积较大，且部分延入椎管，考虑无法一期完整切除肿瘤，需穿刺活检后再决定下一步诊疗计划，三维成像后显示肿瘤供应血管来自胸主动脉，与其紧密黏连但未侵及，肿瘤前方边界较清，肿瘤未侵及脊髓，可行手术治疗，手术难点在于分离肿瘤与胸主动脉、胸椎、胸壁和肺叶，最终手术顺利完成。儿童纵隔狭小，且组织娇嫩，手术时应力求轻柔、仔细，当肿瘤包绕大血管、神经时，不可过于强求彻底剥除，避免损伤血管神经，造成大出血或血管损伤甚至死亡［3］，因此术前精准定位就显得尤为重要。通过Hisense CAS三维重建，能对肿瘤与其周围血管神经解剖空间关系进行精准判断，协助外科医师术前精准规划，大大提高手术的可行性与安全性。三维重建能辅助外科医师完善术前规划手术方案，通过海信双子3D医学影像与计算机手术辅助系统在术中无菌精准指导手术。这是二维图像无法替代的优势。本研究结果显示三维重建组和二维CT组患儿在一般临床信息差异均无统计学意义（均P>0.05）的情况下，外科医师在进行纵隔肿瘤切除术时对照组患儿手术耗时要明显多于三维重建组。CT仅能提供二维图像，需要有经验的医师在脑海中构建肿瘤与周围脏器和血管的三维图像制定手术计划，这种方式存在着外科医师经验的客观偏差，且外科医师通过二维CT在脑海中构想的肿瘤与周围组织的解剖关系无法在术前得到验证，甚至需剖胸探查才能确定最终的手术方案，而三维重建图像使得外科医师在术前计划手术入路、模拟手术过程更还原于真实情况，便于与其他医师讨论，从而进行更加符合精准外科理念的完善的术前准备，进而有效缩短手术时间，减少麻醉和长时间手术暴露等给患儿带来的不良影响。计算机手术辅助系统将层厚0.625 mm的CT图像通过分割重建生成可旋转、交互式的三维立体构象，采用不同的色彩将肿瘤、器官、动脉、静脉等结构加以区分，有利于术前精准规划手术方案，并且便于无专业医学知识的患儿家属了解病情。本研究三维重建组7例浸润椎间孔或与脊柱紧邻的患儿在术前通过三维重建图像清晰显示肿瘤浸润程度，外科医师术前在计算机上完整地模拟了手术过程，均成功行一期手术将肿瘤彻底切除，二维CT组1例患儿因术前CT未能清晰显示肿瘤浸润椎管的范围，导致手术探查时间过长，考虑患儿耐受能力，于一期手术后15 d行二期椎管内肿瘤切除术。对于肿瘤累及椎间孔的患儿，应考虑手术时同时将椎间孔的瘤灶剔除。术前影像学证据表明原发性纵隔恶性肿瘤手术切除不完全与肿瘤侵犯肺以外的器官有关［12］。重建的三维图像可清晰显示瘤灶边界及其浸润范围，为术中精准彻底切除肿瘤提供有效保障。本研究三维重建组术中失血量和输血率均少于二维组失血量和输血率。根据已有报道，供应纵隔肿瘤的血管变异较大，可能来自肋间动脉、冠状动脉、甲状颈干、胸廓内动脉、支气管动脉等［13-15］。纵隔肿瘤通常具有来自多条动脉的丰富血液供应，手术切除可能会导致大量失血［16］，并且纵隔内含主动脉、上腔静脉、无名静脉等重要血管，因此术前明确肿瘤与血管的空间结构关系和肿瘤的供应血管是十分必要的。相较于二维CT的平面图像，三维重建图像更能直观地显示肿瘤与血管的毗邻、是否侵及血管以及血管的变异情况，便于外科医师明确其解剖关系，Lamadé等［17］让81例不同培养水平的外科医师对肿瘤患者的三维重建图像和二维平面图像进行读片，结果证明三维重建使医师对肿瘤定位的准确率较二维平面提高了37%。本研究中三维重建组的胸腔闭式引流管留置时间与术后住院天数均要少于二维CT组，也是由于三维重建图像能使外科医师完善术前规划，预判手术风险而更从容，提高手术安全性，从而使手术更加顺利地进行。研究中也存在着以下不足：（1）本研究病例选自2008年8月至2021年11月的患儿，时间跨度较大，数据结果可能受所处时代的手术方式影响造成误差，并且对于本研究纳入的部分肿瘤较大的病例，术前进行辅助化疗更有利于手术的进行与患儿预后；（2）磁共振成像（MRI）在软组织分辨率方面要优于CT［18］，因此应继续探讨如何在MRI图像上进行三维重建。经过迭代升级，现应用Hisense CAS系统进行三维重建整个过程耗时约20 min，普通外科医师即可独立完成操作，且可在多种场景下演示［6］。综上所述，计算机辅助手术系统使得儿童纵隔肿瘤的精准外科治疗上升到一个新的高度，纵隔肿瘤通过计算机手术辅助系统所成的三维重建图像可真实反映纵隔肿瘤与周围重要脏器、血管的空间解剖关系，节省手术时间、预判手术风险，为术前制定可靠的个性化手术方案提供了依据，提高手术的安全性和准确性，对于儿童纵隔肿瘤切除具有重要的临床价值。
参考文献略（制作：新乡医学院期刊社网络与数字出版部）
《中华实用儿科临床杂志》
点击“阅读原文”免费下载PDF全文