Трехмерный локационный подход с помощью лапароскопической сегментэктомии под контролем шелковой нити при опухоли печени

Использование 3D-реконструкции и виртуального моделирования в предоперационном планировании резекции печени представляет собой значительный прогресс в хирургической онкологии. Метод 3D-LAST (трехмерный подход к местоположению с шелковой нитью) нашей команды обеспечивает безопасное, эффективное и точное удаление опухоли с практической интраоперационной навигацией, что обещает широкое медицинское внедрение.

При проведении гепатэктомии для лечения опухолей печени первостепенное значение имеет точное определение края резекции и обеспечение адекватности остаточной паренхимы печени. В настоящее время часто используются методы интраоперационного ультразвука и индоцианиновой зеленой флуоресцентной навигации. Однако определенные технические ограничения препятствуют их широкому применению. Мы разработали методику 3D-LAST для точной резекции опухоли печени. Этот метод использует компьютерную постобработку для извлечения особенностей из снимков компьютерной томографии (КТ) и создания объемных изображений, создавая трехмерные (3D) визуализации. Это является ценным ресурсом для принятия клинических решений, поскольку позволяет наглядно отображать сложные внутренние анатомические структуры в интуитивно понятной и стереоскопической манере. В данном исследовании было проведено предоперационное 3D-позиционирование пациентов с одной опухолью печени для выявления анатомических ориентиров и расчета диапазона резекции. Во время хирургической процедуры были установлены краевые линии длины, рассчитанные с помощью предоперационного 3D-программного обеспечения, а для обозначения краев использовалась шелковая нить. Такой подход обеспечивает экономящий время и точный способ определения оптимальной плоскости реза. Целью данной статьи является демонстрация целесообразности применения 3D-LAST в лапароскопической сегментэктомии при опухолях печени. Результаты исследования свидетельствуют о том, что 3D-LAST является безопасным, эффективным и практичным новым методом интраоперационной навигации печени и имеет большой потенциал для широкомасштабного продвижения.

Гепатэктомия остается краеугольным камнем лечения опухолей печени. За последние десятилетия хирургические подходы эволюционировали от нерегулярных резекций к точным анатомическим резекциям, что обусловлено достижениями в области вспомогательных технологий, таких как интраоперационное ультразвуковое исследование (ИОИ) и флуоресцентная визуализация индоцианинового зеленого (ICG) ^1,2. Несмотря на эти инновации, достижение оптимальных границ резекции при сохранении достаточного функционального объема печени остается критической задачей. Общая цель предложенного нами метода 3D-LAST (трехмерный подход к определению местоположения с шелковой нитью) заключается в том, чтобы обеспечить точный, экономически эффективный и общедоступный метод интраоперационной навигации для резекции опухоли печени, сводя к минимуму зависимость от специализированного оборудования при одновременном повышении пространственной точности.

Обоснование для разработки 3D-LAST вытекает из ограничений существующих технологий. ИОО, хотя и ценна для локализации опухоли в реальном времени, требует квалифицированных сонографистов для интерпретации изображений и испытывает трудности с двумерной (2D) пространственной визуализацией, часто продлевая операционное время ^3,4. Флуоресцентная навигация ICG, хотя и эффективна для поверхностных опухолей, ограничена ограниченной глубиной проникновения в ткани (5-10 мм), что делает ее ненадежной при более глубоких поражениях ^5,6. Оба метода зависят от дорогостоящего специализированного оборудования, что ограничивает их применение в условиях ограниченных ресурсов.

Преимущества 3D-LAST перед существующими методиками многогранны. Трехмерная визуализация, полученная на основе предоперационной компьютерной томографии (КТ), преодолевает пространственную неоднозначность 2D-визуализации, обеспечивая стереоскопическое анатомическое руководство. В отличие от ICG, которому не хватает разрешения по глубине, 3D-LAST позволяет точно планировать объемную резекцию, снижая риск положительных краев или чрезмерной потери паренхимы. Кроме того, использование шелковой нити для интраоперационной маркировки устраняет необходимость в устройствах визуализации в режиме реального времени, оптимизируя рабочий процесс и снижая затраты.

3D-LAST особенно подходит для центров, в которых отсутствует передовая инфраструктура визуализации или опыт работы со сложной интраоперационной навигацией. Он идеально подходит для резекции одной опухоли, когда анатомические ориентиры могут быть определены на предоперационной КТ и где приоритет отдается минимизации сложности процедуры. Устраняя ограничения существующих методов и используя проверенные 3D-технологии, 3D-LAST представляет собой прагматичный шаг вперед в достижении прецизионной хирургии печени с широкой клинической адаптацией.

Описание клинического случая:
У 59-летнего мужчины с дискомфортом в верхней части живота была диагностирована опухоль печени размером 2,7 см х 1,6 см в правой печени. Ранее у пациента была диагностирована аденокарцинома желудка и проведена радикальная гастрэктомия по поводу рака желудка с последующей плановой химиотерапией. На предоперационной компьютерной томографии с контрастированием не было обнаружено внепеченочных метастазов. CA19-9, CA15-3, CA72-4, AFP и CEA были в норме.

Исследование было одобрено обзорной комиссией Западно-Китайской больницы Сычуаньского университета. Перед операцией было получено информированное согласие пациента.

1. Предоперационная подготовка

1. Получите компьютерную томографию печени пациента с высоким разрешением в формате DICOM (рис. 1A).
2. Запустите программное обеспечение Mimics, создайте новый проект и импортируйте файлы DICOM, чтобы убедиться, что все данные изображения правильно загружены для 3D-реконструкции и анализа.
3. Реконструируйте трехмерную структуру печени, сосудов и опухоли. Отметьте печень розовым цветом, воротную вену — синим, артерию — красным, печеночную вену и нижнюю полую вену — синим, а опухоль — желтым (рисунок 1B).
4. Поместите три маленькие виртуальные палочки на 3D-модель печени и получите четыре ключевые точки (S1, S2, S3, S4) на поверхности печени (рис. 2A-B).
   1. Эти виртуальные палочки действуют как цифровые ориентиры, направляя хирурга в определении точного местоположения и ориентации предполагаемого разреза. Поместите виртуальную палочку для маркировки точки резекции на расстоянии 1 см от края опухоли и средней точки края печени на дне желчного пузыря.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Отмечая эти ключевые точки, хирурги могут гарантировать, что они останутся сфокусированными на целевой области во время операции, сводя к минимуму риск ненужного повреждения тканей.
5. Соедините четыре ключевые точки линиями на поверхности печени и измерьте их длину (S1-S2 = 9,8 см, S1-S3 = 7,2 см, S2-S3 = 10,4 см, S4-S2 = 8,2 см, S4-S3 = 6,5 см), как показано на рисунке 2C-D. Эти линии представляют собой предполагаемый путь резекции, направляя хирурга при визуализации формы и контура печени после резекции.
   1. Тщательно измерьте длину каждой линии, чтобы обеспечить точность и согласованность. Это измерение имеет решающее значение, поскольку оно позволяет хирургам подготовить шелковые нити точно такой же длины, которые будут использоваться во время операции для направления разреза печени.

2. Оперативная процедура

1. Расположите пациента на спине, расставив ноги и наклонив их вправо (рисунок 3А). Проводить стандартную общую анестезию, включая интубацию трахеи и контролируемую вентиляцию легких.
2. Продезинфицируйте кожу 0,5% йодным скрабом 3 раза в области межсоскового соединения, лобкового симфиза, правой средней подмышечной и левой среднеключичной линий.
3. Организуйте хирургическую бригаду так, чтобы хирург находился справа, а ассистент — слева. Расположите камеру по центру между местами расположения троакара, держатель камеры также должен стоять посередине.
4. Сделайте разрез 12 мм ниже пупка в качестве лапароскопического отверстия (H1), один разрез 12 мм и один изогнутый разрез 5 мм (H2 и H3) в качестве основных операционных отверстий, еще один 12 мм и один 5 мм (H4 и H5) в качестве вспомогательных операционных отверстий (рис. 3B).
5. Вставьте пять троакаров (12 мм, 12 мм, 12 мм, 5 мм и 5 мм) в разрезы, как показано на рисунке 3B. Включите систему пневмоперитонеума и впрыскивайте через троакар 100% углекислый газ для поддержания давления в пневмоперитонеуме около 12 мм рт.ст.
6. Проведите обзорное обследование брюшной полости, начиная с левого эпигастрия и двигаясь вправо вниз к гипогастрию, чтобы обнаружить наличие асцита, цирроза печени и метастазов.
7. Освободите брюшные спайки, отделите круглую связку печени, освободите правую печеночную связку и спайки, а также полностью обнажите V сегмент печени с помощью ультразвукового ножа.
8. С помощью ультразвукового ножа рассеките треугольник желчного пузыря, обнажая проток желчного пузыря и артерию. Затем перевязайте эти структуры небольшими зажимами с гемозамком перед иссечением желчного пузыря.
9. Подготовьте три шелковые нити длиной S1-S2 = 9,8 см, S1-S3 = 7,2 см и S2-S3 = 10,4 см соответственно. Точка S4 расположена в горлышке желчного пузыря, поэтому не подготавливайте шелковые нити для S4-S2 = 8,2 см и S4-S3 = 6,5 см.
10. Поместите три шелковые нити в анатомическое положение на поверхности печени, соответствующее предоперационно запланированному пути резекции, как показано на рисунке 4. Используя шелковые нити в качестве физического ориентира, хирурги могут визуализировать и следовать запланированному пути резекции с большей точностью во время операции.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Этот шаг устраняет разрыв между виртуальным планированием и реальной хирургической процедурой.
11. С помощью электрического ножа прижгите печень, вырезав маркеры вдоль шелковой нити на поверхности печени (рисунок 4D) и пришейте на печень резинку для вытяжения (рисунок 5A).
12. С помощью ультразвукового ножа пересеките паренхиму печени по маркерным линиям. Разрежьте сосуды, которые встречаются при обрезке home-o-lock, используйте аспиратор для отсасывания крови и используйте биполярные щипцы для остановки кровотечения (рисунок 5B).
13. Поместите образец в пакет и сделайте 4-сантиметровый разрез скальпелем в верхней части живота, чтобы удалить образец. Подтвердить отсутствие активного кровотечения в брюшной полости, поместить гемостатические материалы на поверхность пересечения печени и одну дренажную трубку, выходящую из правой нижней части живота.
14. Снимите разрезы троакара и швов по 3-0 рассасывающихся швов слой за слоем. Исследуйте образец, чтобы убедиться в целостности опухолевой капсулы и измерить размер опухоли (рисунок 5C-D).

3. Лечение после гепатэктомии

1. После успешного восстановления после анестезии переведите пациента в палату и наблюдайте за жизненно важными показателями пациента с помощью непрерывного мониторинга сердца в течение начального 24-часового периода восстановления после операции.
2. Проводить профилактическую антимикробную терапию путем внутривенной инфузии в течение^1-х суток после операции для снижения возможных септических осложнений.
3. Удалите катетеризацию мочевого пузыря через 24 часа после процедуры. Проведите обычную компьютерную томографию через 72 ч после операции (Рисунок 6). Вакуумируйте хирургические дренажи через 4 дня после операции без массивного асцита и подтекания желчи.

Общее время операции составило 150 мин, при этом 50 мл кровопотери не потребовали переливания крови. Объем интраоперационной мочи составил 500 мл, а объем интраоперационной инфузии – 800 мл. На^1-е сутки после операции результаты анализа крови показали незначительное повышение уровня трансаминаз. Компьютерная томография брюшной полости показала полную резекцию опухоли печени и отсутствие значительного асцита через 3 дня после операции. Дренаж был удален на 4 день после операции. Пациентка протекала без осложнений после операции и была выписана на^5-е сутки после операции. Послеоперационный общий патологический образец показал, что размер опухоли составил 1,5 см х 1,5 см, что подтверждает резекцию R0, как показано в таблице 1.

Рисунок 1: КТ, показывающая новообразование, и 3D-реконструкция печени и образования. (A) Компьютерная томография, показывающая опухоль, расположенную в правой печени (черная стрелка указывает на массу). (B) 3D-реконструкция печени, сосудов и массы (черная стрелка указывает на массу). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 2: Отметьте линию резекции на 3D-модели. (A-D) Реконструируйте структуру внутрипеченочного протока и опухоль в 3D и отметьте ключевые точки (S1, S2, S3, S4) режущей кромки с помощью небольшой палочки. Нарисуйте линии печени по ключевым точкам на поверхности виртуальной модели печени и измерьте длину каждой линии (S1-S2 = 9,8 см, S1-S3 = 7,2 см, S2-S3 = 10,4 см, S4-S2 = 8,2 см, S4-S3 = 6,5 см). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 3: Интраоперационная схема размещения хирурга, пациента и троакара. (А) Оперирующий хирург находится справа, ассистент слева, а оператор находится между ног. (B) Процедура лапароскопической гепатэктомии выполняется с использованием пятипортовой техники. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Во время операции на печени используйте шелковую нить для обозначения режущего края, подготавливайте шелковые нити одинаковой длины и размещайте их в анатомическом положении на поверхности печени. Форма, заключенная в шелковую нить, является линией разреза печени. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 5: Резекция печени и образец. (А) Пришейте резиновую ленту на печень для вытяжения. (Б) Обнажите среднюю печеночную вену в плоскости резекции печени (черная стрелка указывает на среднюю печеночную вену). (К-Д) Полная резекция массы печени (черная стрелка), поперечное сечение, показывающее, что опухолевый край не поврежден и соответствует предоперационно запланированному краю. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 6: Послеоперационная компьютерная томография. Компьютерная томография показала успешное удаление опухоли без накопления околопеченочной жидкости на 3-е сутки после операции. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Таблица 1: Результаты хирургического вмешательства пациента. Сокращения: АЛТ = аланинаминотрансфераза; AST = Аспартатаминотрансфераза; POD = Послеоперационный день.

С развитием технологий и накоплением опыта лапароскопическая резекция печени становится все более распространенной, а ее показания почти столь же обширны, как и при открытой хирургии. По сравнению с лапаротомией, лапароскопическая резекция печени имеет много преимуществ, таких как меньшая боль, меньшее количество периоперационных осложнений и более быстрое восстановление ^7,8,9. Тем не менее, лапароскопическая резекция печени также сталкивается с некоторыми трудностями. Отсутствие тактильного восприятия и восприятия глубины, ограниченное рабочее пространство и ограниченное поле зрения создают проблемы для его широкого использования 10,11,12. Для решения этих проблем в последние годы в качестве инструментов навигации в реальном времени используются флуоресцентные изображения IOUS и ICG. ИООС при нанесении непосредственно на поверхность печени может повысить точность обнаружения и локализации поражения^13,14.

Однако, поскольку его обычно оперируют сонографисты, хирургам часто приходится делать паузу в операции, чтобы дождаться их, что не только продлевает время операции, но и увеличивает зависимость от ультразвуковых технологий. Кроме того, при циррозе печени ИУС может ошибочно интерпретировать регенеративные узлы как опухоли, что приводит к гипердиагностике 15,16,17. ICG, безвредный водорастворимый флуоресцентный агент ближнего инфракрасного диапазона, может помочь визуализировать анатомические структуры во время операции с помощью специальных эндоскопов. Его высокая чувствительность и четкий контраст делают его популярным инструментом для хирургической навигации при различных операциях на печени. Однако из-за ограниченного проникновения ближнего инфракрасного света в ткани (до 10 мм) его применение в выявлении глубоко расположенных поражений печени ограничено. Более того, чрезмерная доза ICG может привести к ложноположительным результатам, а успех окрашивания опухоли связан с такими факторами, как кровоснабжение, цирроз печени и некроз 18,19,20. Таким образом, разработка инновационного, эффективного и точного метода локализации глубоко расположенных опухолей печени имеет большое клиническое значение.

В данном исследовании предоперационное 3D-позиционирование использовалось для определения анатомических ориентиров и расчета площади резекции у пациентов с одиночными опухолями печени. Во время операции были организованы линии краев длины, рассчитанные с помощью предоперационного 3D-программного обеспечения, а для обозначения краев использовалась шелковая нить. Этот метод обеспечивает эффективный и точный способ навигации по оптимальной плоскости реза²¹. Время операции в нашем исследовании было значительно короче, чем в исследованиях с использованием ИУС и гепатэктомии под контролем ICG. Такой подход снижает зависимость от ИООС, экономя хирургическое время и снижая технические и условные требования. Его можно применять в различных ситуациях навигации по опухоли печени, независимо от размера и глубины опухоли.

Несмотря на свои преимущества, такой подход имеет свои ограничения. Во-первых, его точность зависит от качества предоперационной визуализации; Артефакты движения или сканы с низким разрешением могут поставить под угрозу точность 3D-модели. Во-вторых, этот метод предполагает статическую анатомию печени, в то время как дыхательные движения или хирургические манипуляции могут изменить положение опухоли, что требует корректировки в режиме реального времени. В-третьих, кривая обучения работе с 3D-программным обеспечением и интраоперационной пространственной трансляцией может ограничить внедрение в хирургии без специализированной подготовки. Кроме того, размер выборки этого исследования относительно невелик, и для дальнейшей проверки эффективности этого метода необходимы будущие крупномасштабные проспективные исследования. Разработка простой и широко применимой программы 3D-реконструкции также является важной целью для будущих исследований.

Авторы не сообщают о конфликте интересов.

Эта работа была поддержана проектом Научно-технического фонда Комиссии по здравоохранению провинции Гуйчжоу (gzwkj2025-300), проектом Департамента науки и технологий провинции Гуйчжоу (Qian Ke He Cheng Guo, LC[2024]109).