计算机断层血管造影与结肠成像及融合图像对腹腔镜直肠癌根治术的临床价值

刘乃绮 谭晓天 闵南 骆承龙 刘仁武 王朝晖

开放手术是治疗直肠癌传统的治疗方式。2015年，一项COLOR Ⅱ试验表明腹腔镜手术与开放手术治疗直肠癌患者的局部复发率、无病生存率和总生存率相仿，腹腔镜手术作为一种微创手术方式已被广泛应用于临床[1]。但腹腔镜手术也存在局限性，由于镜下视野狭窄，缺乏触觉，术区血管及邻近组织可能被误伤导致严重并发症[2]。因此，术前充分了解肿瘤的解剖定位、术中需结扎的供血动脉的走行，对外科医生制定术前策略，确保手术安全顺利地进行尤为重要。本研究回顾性分析直肠癌患者的临床病理资料，探讨计算机断层血管造影（computed tomography angiography，CTA）及计算机断层结肠成像（computed tomography colonography，CTC）及融合图像对腹腔镜直肠癌根治术的临床价值。

1 材料与方法

1.1 临床资料

回顾性收集2012 年2 月至2019 年2 月大连医科大学附属市中心医院收治的69 例直肠癌患者的临床病理资料，患者均术前行多层螺旋计算机断层增强扫描（multi-slice spiral computed tomography，MSCT），并进行CTA 及CTC 三维重建，将两者图像融合，作为CTA-CTC 融合组。选取同期患者61 例，其中部分患者术前行常规MSCT 扫描及增强扫描检查，作为常规CT 组。

纳入标准：CTA-CTC 融合组：1）术前肠镜及病理学检查结果证实为直肠癌；2）术前检查肿瘤可完整切除且无远处转移；3）术前行CTA 及CTC 三维重建；4）无明显手术禁忌证。常规CT 组：1）术前肠镜及病理学检查结果证实为直肠癌；2）术前检查肿瘤可完整切除且无远处转移；3）无明显手术禁忌证。排除标准：1）合并其他部位肿瘤或伴有远处转移；2）影像学图像质量差，包括运动伪影、图像上难以识别病变轮廓；3）手术禁忌证患者。

根据上述标准，CTA-CTC 融合组入组50 例患者，男性39 例，女性11 例，年龄18～75 岁；常规CT 组入组50 例患者，男性38 例，女性12 例，年龄20～74 岁。本研究通过医院伦理委员会审核，患者均知情同意（编号：2023-072-01）。

1.2 方法

1.2.1 患者准备 全部患者于检查前48 h 进食少渣食物，24 h 内进食流质，12 h内禁饮食。将复方聚乙二醇电解质散2～3 袋（每袋69.56 g）融入2 000～3 000 mL水中，于检查前4 h 口服，直至排出液体清亮为止。

1.2.2 检查设备及方法 成像设备宝石能谱64-MSCT（Discovery CT750 HD）购自美国GE 公司。扫描采用团注法，以高压注射器（德国Ulrich Missouri XD2001）经肘前静脉以 4.0 mL/s 速率注射碘对比剂（优维显300 mgI/mL，拜耳先灵公司），剂量为1.5 mL/kg。所有患者行上中下腹部MSCT 平扫、增强动脉期、静脉期、延迟期扫描，注射造影剂后20～30 s 扫描动脉期，60～70 s 扫描门静脉期，180 s 扫描延迟期。扫描范围从膈顶上2 cm 至坐骨结节下缘2～5 cm（包含肛管及肛缘下方间隙）。扫描参数为：管电压 120 kV，管电流200 mA，重建层厚 4 mm，层距 3 mm，螺距 0.984∶1，速度 0.6 s/圈。患者侧卧，根据其耐受性，用人工球囊泵通过直肠灌肠管将空气泵入患者肠道内。患者仰卧位采集定位图像并观察结肠充气情况，必要时采用侧卧及俯卧位扫描，若管腔扩张不佳不足则继续充气，在患者耐受情况下至结直肠扩张至4 cm 左右为止（若肿瘤最大径线超过4.5 cm，则放弃充气，以免增加穿孔风险）。

1.2.3 图像处理及评估 CTA 重建：将扫描数据传输至GEAW4.4 工作站，选择动脉期的横断图像进行CTA 三维重建，重建间隔0.62 mm。CTC 重建：将描数据传输至GEAW4.4 工作站进行CTC 三维重建，CTC 重建图像包括透明法重建（raysum）、肿瘤容积重建（volume rendering，VR）。

图像融合：将腹部CTA 和CTC 图像进行融合。CTA 图像与彩色VR 图像融合显示肿瘤CT 增强后的影像和肿瘤的供血血管，再与透明法重建图像进行融合，获得CTA-CTC 三维融合图像。图像评估：本组所有病例的CT 图像均经放射科两位主治以上医师及外科手术主刀医师共同阅片。医师阅片意见不一致时，讨论并确认最终结果。

1.2.4 手术方法 两组患者均行连续硬膜外阻滞麻醉或气管插管全麻麻醉，行腹腔镜直肠癌根治术，高位直肠癌行肿瘤特异性直肠系膜切除（tumor specific mesorectal excision，TSME），对于中低位直肠癌行全直肠系膜切除（total mesorectal excision，TME）。手术室内设置工作站，通过计算机显示屏显示患者的CTACTC 三维融合图像，可多角度旋转，供手术医生参考。

美国结直肠外科医师协会（ASCRS）将直肠癌的定位分为低位直肠癌（距肛缘＜5 cm）、中位直肠癌（距肛缘5～10 cm）和高位直肠癌（距肛缘10～15 cm）[3]。

1.2.5 观察指标及随访 CTA 图像测量肠系膜下动脉起始至分叉的距离，并与术中测量数据对比；CTC图像测量肿瘤远端至直肠末端的距离并与术中测量数据对比；CTA-CTC 融合图像观察肿瘤的三维解剖定位及肠系膜下动脉（inferior mesenteric artery，IMA）、左结肠动脉（left colic artery，LCA）、直肠上动脉（superior rectum artery，SRA）、乙状结肠动脉（sigmoid artery，SA）的走行。

收集并记录两组患者的手术时间、手术出血量、淋巴结清扫枚数、术中出血例数，术后并发症例数、术后通气时间、术后住院时间等临床资料。手术时间指医师下刀时间至切口缝合结束的时间。采用纱布评估法计算出血量，出血量为血纱布重量与吸引瓶中血量重量之和减去干纱布重量，重量单位为g，1 mL 血液以1 g 重量计算。

收集患者术后肿瘤局部复发情况和生存情况。采用门诊及电话询问的方式进行随访，患者在术后1个月进行首次影像学评估，此后每3 个月进行一次影像学评估；随访截至2022 年3 月。

1.3 统计学分析

采用SPSS 26.0 软件进行统计学分析。计量资料以（）表示。每组内先进行正态分布性检验，若服从正态分布，采用t检验；若偏态分布，则采用非参数检验。计数资料采用Pearson χ2检验或Fisher 确切概率法。等级资料比较采用Wilcoxon 符号秩和检验。采用 Kaplan-Meier 法绘制生存曲线并计算生存率，Logrank 检验比较生存情况。以P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

全部患者均由同一组的外科医生实施手术。两组基线资料比较差异均无统计学意义（均P＞0.05），见表1。

表1 两组患者基线资料的比较

2.2 CTA、CTC 及CTA-CTC 融合图像所示与术中所见对比

CTA 图像测量IMA 起始处至分叉处距离（图1），本组研究中平均值为（46.6±6.7）mm，术中测量平均值为（47.8±6.4）mm，两组差异无统计学意义（t=-0.373，P=0.713）。

CTC 图像测得肿瘤远端至直肠末端的距离（图2A），本组研究中平均值为（8.6±4.3）mm，术中测量平均值为（8.3±4.4）mm，两组差异无统计学意义（t=0.154，P=0.879）。

CTA-CTC 融合图像可以三维立体显示肿瘤解剖定位、IMA、LCA、SRA、SA 的走行（图2），本研究50 例患者中24 例左结肠动脉单独分出，乙状结肠动脉与直肠上动脉共干分出（图1A），17 例直肠上动脉单独分出，左结肠动脉与乙状结肠动脉共干分出（图1B），9 例缺少左结肠动脉（图1C），与腹腔镜下术中所见一致。肿瘤病理（图3）：直肠中分化腺癌，大小约3 cm×3 cm×2 cm，局部侵及浅肌层，两侧切缘未见癌组织残留。肠系膜淋巴结未见癌转移（0/10）。免疫组织化学：C-erbB-2（-），EGFR（+）。

图1 IMA 分支不同变异类型

图2 CTC、CTA 及CTA-CTC 融合图像

图3 肿瘤病理

2.3 术中及术后临床结果对比

与常规CT 组相比，CTA-CTC 融合组手术时间缩短，术中出血减少，差异具有统计学意义（P＜0.05）。CTA-CTC 融合组淋巴结清扫枚数略多，术中输血例数少，术后并发症少，术后通气时间缩短、术后住院时间略缩短，但差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

2.4 随访

本研究中100 例患者中位随访时间为27（2～48）个月。CTA-CTC 融合组和常规CT 组3 年总体生存率分别为86.3% 和84.7%，两组差异无统计学意义（P=0.459），见图4。CTA-CTC 融合组和常规CT 组3 年无复发生存率分别为82.6%和80.2%，差异无统计学意义（P=0.574），见图5。

表2 两组患者术中及术后情况比较

图4 CTA-CTC 融合组与常规CT 组直肠癌根治术后患者的总体生存曲线

图5 CTA-CTC 融合组与常规CT 组直肠癌根治术后患者的无复发生存曲线

3 讨论

2020 年美国结直肠外科医师协会直肠癌诊疗临床实践指南中腹腔镜直肠癌根治术的证据级别为 1A（高质量证据，强推荐），对符合手术适应证的直肠癌患者，腹腔镜直肠癌根治术已具备充分依据，被广泛应用于临床[4]。但因不同患者IMA 及分支走行个体差异较大，且腹腔镜下视野相对狭窄，缺乏深度感知，手术医师准确、快速地识别及结扎血管较困难，导致手术时间延长、手术出血量较多，甚至会误伤血管及重要组织，伴发严重并发症[5-6]。本研究通过CTA、CTC 及融合图像，准确显示直肠癌的解剖位置、供血动脉及空间毗邻关键，立体展示肿瘤的空间毗邻关系，便于手术医师对肿瘤进行准确的术前评估，制定最佳手术方案。

直肠癌根治术中，血管结扎的最佳位置尚缺乏定论[7]。从主动脉发出的起始处结扎IMA 称为“高位结扎”；从IMA 远端、直肠上动脉的起始处结扎SRA 称为“低位结扎”[8]。高位结扎可以增加淋巴结获取数量，这对病理分期至关重要，并为无张力吻合提供足够的结肠长度，低位结扎可确保左侧结肠有足够的血供，降低潜在的吻合口漏和自主神经损伤的风险[9]。IMA 分支及走行个体差异较大，因此术前明确其走行、变异及肿瘤的解剖定位尤为重要。本研究通过CTA 图像测得IMA 起始处至分叉处的平均距离为（46.6±6.7）mm，通过CTC 图像测得肿瘤远端至直肠末端的平均距离为（8.6±4.3）mm，将CTA 与CTC 图像融合，可以清晰显示肿瘤解剖部位及供血动脉走行，确保无论手术医生选择何种结扎方式，均可以通过术前测得的IMA起始处至分叉处的距离、IMA 分支走行、CTC 图像显示肿瘤在直肠中的三维解剖定位，以及CTA-CTC 融合图像提供的空间立体解剖关系，在术中快速、准确地游离、结扎目标血管，同时进行区域淋巴结清扫，提高手术效率，减少手术失误。本研究结果显示，CTACTC 融合组较常规CT 组手术时间缩短，出血量减少，并且差异具有统计学意义。有研究报道[10]出血量与肿瘤位置相关，低位直肠癌出血量明显高于高位直肠癌，此外还有研究证明出血量与术后吻合口的位置有关，吻合口位置越低，吻合口出血的发生率越高[11-12]。基于上述两点，本研究在纳入患者时，按照肿瘤的部位对患者分层入组，两组患者中高位、中位、低位直肠癌的分布差异无统计学意义（P＞0.05），尽量避免混杂因素对研究结果的影响。CTA-CTC 融合组较常规CT组淋巴结清扫数目增多，术中输血例数及术后并发症发生例数减少，术后通气时间及术后住院时间缩短，但差异无统计学意义。

2020 年美国结直肠外科医师协会直肠癌诊疗临床实践指南对手术方式有明确建议，对于高位直肠癌，可行TSME；对于中低位直肠癌，应行TME[4]。此外，腹腔镜直肠癌根治术手术入路选择受肿瘤特点、解剖条件、术者习惯等多因素影响[13]。目前常用的手术入路包括中间入路、外侧入路、头侧中间入路[14]。因此肿瘤解剖部位不同，手术方式及手术入路也不同。本研究行CTA-CTC 三维图像融合重建，手术医师可以通过重建图像多角度、全方位地判断肿瘤的解剖位置，对手术过程中可能出现的问题做出预判，选择最佳手术方式及手术入路。本研究结果显示，CTA-CTC 融合组较常规CT 组出现并发症的几率降低，术后通气时间及住院时间略缩短，但无显著性差异，不排除样本量不足导致的数据偏差。医生在术中也可通过设在手术室的工作站对CTA-CTC 三维动态融合图像进行倾斜、旋转，从各个角度、全方位观察肿瘤及供血动脉，调整腹腔镜的视野，做到快速、安全地对肿瘤、肿瘤血管、肠管及淋巴结进行处理。

本研究显示CTA-CTC 融合组和常规CT 组患者3 年总体生存率分别为86.3% 和84.7%，3 年无复发生存率分别为82.6%和80.2%，差异均无统计学意义（P＞0.05）。Bonjer 等[1]的研究结果表明腹腔镜手术减少相关的手术创伤可减少肿瘤复发，此外，该研究还预测腹腔镜手术会减弱应激反应，改善免疫功能，能够提高患者的生存率，但此观点需要进一步的研究来确定。两种术前检查方法对直肠癌根治术的远期疗效仍需进一步的随访观察，需要一个多中心、大样本、随机对照的研究来验证。

综上所述，本研究通过CTA、CTC 及融合图像，将肿瘤解剖部位、供血动脉及空间毗邻关系立体、直观地显示出来。手术医生可在术前模拟手术过程，灵活且不受手术入路限制，具有很好的可重复性，同时能完整地保存原始数据。便于手术医生反复多次观察，制定最佳手术方案。远期疗效方面需要进一步随访观察。但本研究作为回顾性研究，存在一定的局限性，且样本量较少，数据分布不均匀，所得结论需要进一步大样本前瞻性随机对照研究验证。

本文无影响其科学性与可信度的经济利益冲突。