三维模型与手术导航在开放肝脏手术中的应用价值评估

本研究针对开放肝脏手术中肿瘤定位与解剖结构识别的临床难题，荷兰癌症研究所团队通过前瞻性队列研究（n=35）评估了患者特异性3D肝脏模型与电磁追踪手术导航系统的协同效应。结果显示：导航组手术复杂度评分显著降低至4.3（95%CI 3.7-5.0），较单纯3D模型组降低42%，尤其在双叶多发转移（中位数8个肿瘤）和化疗后消失病灶（vanished lesions）处理中展现突出优势，为精准肝脏外科提供了可量化的决策支持工具。

　　

在肝脏外科领域，如何精准定位肿瘤并保护关键血管胆管结构始终是重大挑战。尤其对于接受过新辅助化疗的患者，高达30%的结直肠癌肝转移(CRLM)会在影像检查中"消失"，但其中1/3可能在未来复发。更棘手的是，术中超声(US)对脂肪肝、肝硬化背景下的微小病灶或等回声肿瘤的识别率不足，导致近半数外科医生不得不依赖经验推测病灶位置。

荷兰癌症研究所Antoni van Leeuwenhoek医院的外科团队在《International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery》发表的研究，创新性地采用阶梯式技术整合方案：首先基于MRI/CT构建包含肝实质、血管树（门静脉、肝静脉）、胆道系统和肿瘤的3D模型，术中通过电磁追踪系统（Aurora V2）将超声探头空间坐标与模型配准。研究纳入35例需处理≥3个病灶的CRLM患者，使用Northern Digital Inc.的传感器实现呼吸运动补偿，通过血管分叉点等解剖标志完成注册。

研究方法
关键技术包括：1）采用3D Slicer和IntelliSpace Portal?半自动分割多模态影像数据；2）术中电磁追踪超声探头（BK Medical I14C5T）实时空间映射；3）基于肝脏表面传感器动态补偿器官位移；4）通过平板电脑或悬浮显示器实现无菌交互。

研究结果
3D模型应用效果
所有手术均主动请求使用3D模型，使平均复杂度从基线9.4分降至7.1分（95%CI 6.5-7.7）。模型显著改善对肿瘤-血管三维关系的理解，特别是在既往手术区域（黑色标注）与新生病灶的鉴别中。

手术导航增强效应
在20例追加导航的复杂病例中，系统成功引导对超声不可见病灶的消融（图2）。导航使最终复杂度评分收敛至4.3分，较单纯模型组降低45%。典型案例如微波消融"消失病灶"时，通过模型-超声融合影像精准引导探针置入（黄色标注）。

结论与意义
该研究首次量化比较了3D模型与导航系统的协同价值：1）对于双叶多发CRLM，导航可将手术复杂度降低至可接受范围（<5分）；2）在化疗后病灶识别中，电磁追踪精度达亚毫米级；3）动态配准技术克服了传统导航的呼吸位移难题。临床转化方面，研究证实了该技术在高容量医疗中心的普适性，为推广至解剖性肝切除等禁忌症领域奠定基础。

技术局限性在于需专用设备（如电磁发生器）和操作培训，但作者Karin A. Olthof等强调，随着自动分割算法和增强现实技术的发展，这类导航系统有望成为复杂肝脏手术的"数字安全网"。该成果不仅为CRLM治疗提供新范式，其技术框架也可拓展至胰腺、肾脏等实体器官手术导航领域。