1    圍肝門膽道疾病的特殊性及面臨的挑戰(zhàn)

目前，圍肝門區(qū)域通常是指第一肝門附近,，包含肝動脈,、門靜脈及膽管的狹小、立體空間解剖區(qū)域［7］,。該區(qū)域內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、疾病生理病理特殊，診療效率有待提高,。筆者認為圍肝門膽道疾病外科處理的特殊性有以下幾方面,。

1.1    圍肝門區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性    無論手術(shù)本領(lǐng)多高，外科醫(yī)師只有在疾病區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)“看得見,、看得清”的情況下,，才能夠成功實施手術(shù)。圍肝門區(qū)域空間狹小,，是門靜脈,、肝動脈和膽管入肝之門戶，肝方葉在前,、尾狀葉在后,，兩側(cè)分別有左、右肝門的環(huán)繞［8］,。文獻報道,，約34%～44%的人群存在膽管變異，約20%的人群存在門靜脈變異,，肝動脈變異種類更多［9］,。各類管道相互伴行、隨機組合，匯合點高低不同,，前后空間位置也存在個體化差異［10］,。另外，圍肝門膽道疾病可引起肝臟形態(tài)及肝門正常解剖位置改變,，如肝膽管結(jié)石合并膽管狹窄可引起萎縮-肥大綜合征,、繼發(fā)肝門轉(zhuǎn)位等［11］。圍肝門區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)的特殊性,，既是外科處理的重大挑戰(zhàn),，更是術(shù)中膽管、血管易損傷的重要原因,。

1.2    圍肝門膽道生理學(xué),、病理學(xué)機制的特殊性    只有在符合生理學(xué)需要的前提下才有必要實施外科手術(shù)。生理學(xué)方面,，膽道由肝動脈獨立供血,，具有不可再生的特點，膽道不僅僅是一條排泄管道,，更是維系生命的重要器官［12］,。膽管毗鄰肝動脈、門靜脈等重要結(jié)構(gòu),，是肝膽疾病關(guān)鍵的解剖部位,，且其本身存在多種變異，還存在膽總管囊腫,、膽道閉鎖等先天性膽道畸形,，病變引起的“球形肝”、“分裂肝”及“反元寶肝”等可導(dǎo)致肝門轉(zhuǎn)位,，正常膽道解剖位置的改變［13］,。膽管橫斷傷、電灼傷等引起的損傷再手術(shù)時,，炎癥,、粘連情況會使對膽管解剖位置的認識更具挑戰(zhàn)［10］。肝膽疾病引起的低蛋白血癥,、門靜脈高壓癥及黃疸等對術(shù)中操作有重要的影響［14］,。

1.3    圍肝門膽道疾病的生物學(xué)特點    膽石病、膽道先天性畸形（如先天性膽總管囊腫,、膽道閉鎖）及膽道損傷（創(chuàng)傷性,、醫(yī)源性）等圍肝門良性膽道疾病盡管沒有浸潤、轉(zhuǎn)移等惡性生物學(xué)行為,，也常伴有反復(fù)膽道感染,、黃疸等癥狀,，術(shù)中易出血，尤其是膽道損傷,，多次手術(shù)會引起肝門瘢痕性封閉,，喪失解剖間隙，增加手術(shù)難度［15］,。肝門部膽管癌,、膽囊癌和侵犯肝門的肝內(nèi)膽管癌等膽道腫瘤，具有浸潤性生長的特性,，圍肝門區(qū)膽道區(qū)域內(nèi)肝動脈,、門靜脈,、神經(jīng)及淋巴結(jié)等重要結(jié)構(gòu)易受腫瘤侵襲,，增加根治性手術(shù)難度、大大降低手術(shù)切除率,、同時增加術(shù)中出血及副損傷風(fēng)險［16］,。

2    數(shù)字智能化診治技術(shù)在圍肝門膽道疾病術(shù)前評估中的優(yōu)勢

圍肝門膽道疾病關(guān)鍵發(fā)病部位、各類解剖變異,、復(fù)雜病理生理及疾病生物學(xué)特性均增加術(shù)前評估的難度,。數(shù)字智能化診療技術(shù)在圍肝門膽道疾病解剖變異評估、體積定量測算,、侵襲情況分析及精準引導(dǎo)切除方面都發(fā)揮著重要作用,。

2.1    三維可視化技術(shù)    手術(shù)切除是治愈膽囊癌、肝門部膽管癌主要手段,，準確的術(shù)前評估及縝密的手術(shù)規(guī)劃是手術(shù)成功實施的重要保證［17］,。外科醫(yī)師常根據(jù)個人臨床經(jīng)驗和二維影像數(shù)據(jù)對疾病進行評估，具有較大不確定性,。例如,，膽道支架植入術(shù)后引起的膽道減壓情況和偽影會降低CT及MRI的診斷效率，MRI對血管侵犯情況的評估效果不佳［18］,，術(shù)前膽管擴張,、變異導(dǎo)致的重疊影像使得二維層面評估更加困難。三維可視化技術(shù)能直觀,、清晰,、任意角度地顯示圍肝門區(qū)域各管道系統(tǒng)的走行，腫瘤位置及其與周圍管道空間毗鄰關(guān)系,。相對于二維影像,，三維可視化技術(shù)“看得更清、更全面”,。筆者團隊在前期研究中基于三維可視化技術(shù)將門靜脈變異分為5型,，肝動脈變異分為10型,，膽管變異分為6型，總結(jié)了變異規(guī)律,，既可指導(dǎo)精準手術(shù),，預(yù)防脈管損傷，也能輔助制定合理手術(shù)方案［19］,。

        基于膽道系統(tǒng)肝動脈獨立血供的特點,，變異肝動脈的有效識別，可預(yù)防術(shù)中動脈損傷,，避免引起術(shù)中,、術(shù)后出血及缺血性膽病［20］,。Shimizu等［21］應(yīng)用三維可視化技術(shù)分析肝左動脈分支與門靜脈左支臍部的關(guān)系,，發(fā)現(xiàn)大部分病人肝左動脈分支從門靜脈左支臍部左尾側(cè)匯入左外葉，但8.7%的病人存在肝左動脈分支從門靜脈左支臍部右尾側(cè)匯入左外葉的變異,，這一變異與左肝管走行相毗鄰需仔細辨認,，對擬行根治性右半肝切除術(shù)的肝門部膽管癌病人術(shù)后并發(fā)癥的預(yù)防至關(guān)重要。

        術(shù)前評估門靜脈變異,、結(jié)合病灶情況可確定肝切除極限點的位置,。例如門靜脈變異Ⅱ型的肝門部膽管癌病人，P點前移,，腫瘤位于門靜脈左前方,，未侵犯肝右動脈及門靜脈右前支，評估右肝膽管分離極限點應(yīng)在門靜脈右前支,、右后支的分叉處,。當行左半肝切除時，極限點位置前移緊貼門靜脈右前支,，術(shù)中誤傷會導(dǎo)致Ⅴ,、Ⅷ段肝臟缺血壞死，剩余肝體積不足,，術(shù)后很可能發(fā)生肝功能衰竭,。三維可視化技術(shù)全面評估后可使門靜脈右前支得到有效保護［22］。筆者團隊通過對比研究也證實三維可視化技術(shù)輔助治療Ⅲ,、Ⅳ型肝門部膽管癌有助于識別膽管,、血管分支走行，優(yōu)化手術(shù)方案,，降低手術(shù)并發(fā)癥［23］,。

        三維可視化對膽管走行的辨認和分析，有助于預(yù)防膽管損傷,，避免引起膽漏等并發(fā)癥［18］,。副肝管存在于3% ~5%的人群中,。Miyamoto等［24］報道肝外膽管癌病人基于磁共振胰膽管成像（MRCP）及多排螺旋CT （MDCT）影像信息制定手術(shù)方案，實施保留幽門胰十二指腸切除術(shù),，術(shù)后第5天出現(xiàn)難治性膽漏,，也無法確定膽道損傷部位，在第2次手術(shù)前應(yīng)用三維可視化技術(shù)將未手術(shù)前CT數(shù)據(jù)重建為立體的,、可視化的三維模型,，成功發(fā)現(xiàn)第1次手術(shù)前未能識別的起源于尾狀葉匯入胰腺段膽管的副肝管，也明確了損傷部位,，19 d后第2次手術(shù)實施端側(cè)副肝管空腸吻合術(shù)式,，病人順利恢復(fù)。Okuda等［25］將三維造影技術(shù)應(yīng)用于49例膽道腫瘤需行大部肝切除術(shù)及肝外膽道切除病人,，發(fā)現(xiàn)三維造影技術(shù)有助于外科醫(yī)師肝門解剖的認識,，制定更合理的手術(shù)方案。三維可視化膽管長度定量分析,，有助于制定更合理的手術(shù)方案,。Zhang等［26］對23例進展期肝門部膽管癌進行三維可視化術(shù)前評估,，發(fā)現(xiàn)脈管分析,、體積測量及三維重建能有效輔助制定合理的手術(shù)決策。三維可視化指導(dǎo)肝門部膽管癌精準手術(shù)治療,，在輔助確定肝切除范圍,，指導(dǎo)肝靜脈、門靜脈,、肝動脈及膽管變異手術(shù)規(guī)劃方面有重要價值,。

        除此之外，對于肝膽管結(jié)石病人,，有效獲取膽道的立體三維影像,，能將肝膽管結(jié)石在肝內(nèi)、外膽道分布的立體認識精細到肝段水平,，從而制定合理的手術(shù)方案,，提高手術(shù)效果，降低殘石率,。三維可視化圖像模型,，可為膽道硬鏡的手術(shù)入路提供參考，選擇最佳的手術(shù)入路,，取石便捷,，可避免血管、膽管損傷［27］,。根據(jù)各不同肝臟區(qū)段內(nèi)肝膽管結(jié)石分布,、膽管狹窄,、膽管擴張的具體位置以及是否合并肝萎縮、肝硬化等因素綜合評估而建立的三維可視化肝膽管結(jié)石數(shù)字化分型,，具有簡明扼要,、方便實用、精準快捷的優(yōu)點,，有助于臨床醫(yī)師快速建立對病人基本概況的清晰明確的了解,，為肝內(nèi)膽管結(jié)石的精準診治提供了新的策略［28］。

        膽管損傷主要原因是對膽管解剖認識不清,，術(shù)前精準評估對于提高膽管損傷修復(fù)手術(shù)的成功率有重要作用,。三維可視化技術(shù)可直觀顯示肝臟脈管的匯合方式和空間構(gòu)象，明確膽管狹窄的部位,，測量肝門深度,，評估是否合并存在肝臟萎縮、肝門旋轉(zhuǎn),，為膽管狹窄的手術(shù)入路和手術(shù)方案的選擇提供直觀和定量依據(jù)［20］,。

        除以上應(yīng)用功能外，三維可視化仿真肝切除術(shù),，可預(yù)演手術(shù),，規(guī)避損傷風(fēng)險。三維可視化技術(shù)定量測量肝臟及病灶體積,，特別是對肝臟體積不足,，行門靜脈栓塞（portal vein embolization，PVE）術(shù)后病人肝臟新生體積的評估有重要意義,。脈管直徑及脈管間空間角度的測量及可將病灶位置精確到段水平的肝分段功能等對圍肝門膽道疾病術(shù)前規(guī)劃的制定有重要價值［19］,。

2.2    3D打印技術(shù)    三維可視化模型擁有上文所述諸多功能及優(yōu)點，但需要使用特定的軟件在計算機屏幕上展示,，與真實物理模型相比較,，評估各解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系及距離仍相對困難。3D打印技術(shù)實現(xiàn)了“虛擬三維圖像”向“物理三維模型”的跨越,，具有可觸摸,、可感知、更真實特點［29］,。3D打印可還原真實比例的圍肝門膽道疾病模型,，將3D打印模型帶入手術(shù)室，結(jié)合術(shù)中實時情況,，調(diào)整模型于最佳解剖位置為手術(shù)關(guān)鍵步驟提供直觀的實時導(dǎo)航,，實時引導(dǎo)重要脈管的分離和腫瘤病灶的切除，避免重要脈管結(jié)構(gòu)的副損傷,，降低手術(shù)風(fēng)險,，提高手術(shù)的根治性切除效果［30］,。筆者團隊將3D打印技術(shù)應(yīng)用于肝門部膽管癌病人，結(jié)果實現(xiàn)了術(shù)前精準診斷評估,，尤其是對肝內(nèi)管道變異的病例有重要意義［22］,。Zheng等［31］安排兩組住院醫(yī)師分別基于虛擬三維模型和3D打印模型制作術(shù)前規(guī)劃，研究發(fā)現(xiàn)3D打印模型組手術(shù)規(guī)劃得分更高,。

2.3    ICG分子影像學(xué)技術(shù)    ICG分子影像學(xué)技術(shù)在圍肝門膽道疾病術(shù)前評估中具有重要作用,，可通過正顯示法或負顯示法精準標定肝段，成功率高達95.8%,，可全面展示膽管走行,，同時可輔助術(shù)中界定肝斷面，實現(xiàn)可視化熒光肝臟分段效果及肝臟實質(zhì)的三維染色［32］,。Ankersmit等［33］報道ICG分子熒光影像辨認膽道的研究顯示,，18例病人中有6例在分離過程中熒光辨認膽囊管早于單純白光，有7例病人熒光額外有效可視化膽總管的走行,。熒光及早可視化膽囊管及膽總管有助于預(yù)防復(fù)雜圍肝門膽道疾病處理過程中的膽總管損傷,，與術(shù)中膽道造影比較，熒光造影可視化膽道解剖結(jié)構(gòu)更為便捷,、省時及高效,。ICG分子影像學(xué)技術(shù)可有效辨認膽管癌栓及膽管浸潤情況，如1例肝內(nèi)膽管癌病人,，術(shù)前評估腫瘤位于Ⅱ,、Ⅲ段,，術(shù)前無黃疸,，左肝管因腫瘤浸潤閉塞。術(shù)中手術(shù)切除前行熒光成像發(fā)現(xiàn)因肝管閉塞的熒光高亮區(qū)域,，超過Ⅱ,、Ⅲ段范圍，手術(shù)應(yīng)行擴大左半肝切除術(shù),，完善了手術(shù)決策［34］,。ICG分子影像學(xué)技術(shù)在圍肝門膽道疾病活體肝移植中，除可清晰獲取膽道解剖圖像外,，也有利于準確地判斷膽管切割點,，指導(dǎo)供體和受體的膽管-膽管吻合，對于降低膽漏,、膽管狹窄等并發(fā)癥發(fā)生率具有重要價值,，同時還可評估重建后血管通透性及移植肝的肝功能恢復(fù)情況［32］。

2.4    增強現(xiàn)實或虛擬現(xiàn)實技術(shù)    增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）主要是基于CT/MRI圖像數(shù)據(jù)重建的三維圖像,，整合術(shù)前三維重建和幾何算法的分析數(shù)字外科平臺,，并將虛擬圖像投射到外科術(shù)野區(qū)域,。增強現(xiàn)實技術(shù)主要包括3D重建，展示,、配準及跟蹤技術(shù)［35］,。AR技術(shù)可輔助高效地制定手術(shù)規(guī)劃，有助于確定個體化,、更優(yōu)良的切口及切割平面,，更好的trocar置位，提高手術(shù)安全性［36］,。AR技術(shù)能夠探測器官深處的血管及深部組織異常,，提高縫合的準確度，但AR技術(shù)對降低并發(fā)癥發(fā)生率和病死率等遠期預(yù)后的影響還需要進一步的臨床研究證實［37］,。AR技術(shù)的不足之處是需通過大功率電腦提前準備重建圖片,，且術(shù)中導(dǎo)航手術(shù)過程比較費時費力，圖像校正是非自動的,，且肝臟形變及配準技術(shù)影響其效果,，需要計算機科學(xué)家進行圖像計算，彌補組織形變,。虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）產(chǎn)生一種非侵入式,、完全虛構(gòu)的計算機圖像及實時交互的身臨其境感。最近一項隨機對照研究表明,，VR輔助的腹腔鏡訓(xùn)練隊列與常規(guī)訓(xùn)練隊列比較能減少手術(shù)時間及錯誤概率［38］,。