三維可視化技術輔助肝癌腹腔鏡手術的有效性和安全性的Meta 分析

程 聰，陸馬乘，張 燁

（南京醫科大學附屬無錫人民醫院，江蘇無錫 214043）

0 引言

原發性肝癌是世界上第四大癌癥相關死亡原因。自20 世紀90 年代起，隨著全球人口老齡化的進展，肝癌病例總數不斷增加[1]。肝癌治療方案的選擇需要根據腫瘤分期以及肝功能水平等進行考量。雖然具有較高的復發率，外科手術仍然是一種值得推薦的根治性治療方法[2-3]。相較于開放手術，腹腔鏡肝切除術（laparoscopic hepatectomy，LH）具有更好的短期結局，但同時也更具挑戰性[4-6]。肝臟血管、膽管解剖的高度變異性，以及腹腔鏡手術中視野的限制和立體感的削弱，使得不必要的肝臟組織損傷常難以避免。同時，觸覺的喪失使得外科醫生難以識別肝臟的微小病變，增加了手術難度。

在過去的十幾年里，手術導航技術的進步一定程度上提高了LH 的安全性。其中，術中超聲（intraoperative ultrasonography，IOUS）和熒光顯像是LH 最常使用的導航方式。IOUS 在識別腫瘤邊界和周圍組織結構及指導實質肝臟腫物切除方面具有優勢[7]。但是，IOUS 圖像的獲取與解讀依賴于手術醫生的影像學水平。對于外科醫生而言，其學習曲線長、影像認知負荷重，限制了IOUS 臨床的廣泛應用[8]。吲哚菁綠（indocyanine green，ICG）是肝臟手術中常用的熒光染料，可以用于膽管、血管以及淺表癌灶顯影，有助于解剖性肝段切除，降低血管損傷及膽汁泄漏的風險，優化腫瘤學結果[9-10]。但是，ICG 的高敏感性僅限于肝臟的淺表病變檢測，當組織深度超過8 mm時，成像效果則顯著降低[11]。此外，由于腹腔鏡手術器械的靈活性較差，術中顯影劑的注射十分困難，這也使得熒光顯像的成功率難以保證[12]。因此，目前臨床上仍缺乏可用于LH 的便捷、可靠的手術導航方式。近些年，隨著信息技術的進步，三維可視化技術由于其獨特的優勢逐漸成為外科手術導航技術的重要研究方向[13-17]。在肝臟手術中，基于患者術前影像重建的三維肝臟模型可以描繪出動靜脈、膽管的走行以及腫瘤的位置和形狀。相較于常規的影像學檢查，三維可視化技術的應用可以更加直觀地顯示出肝臟腫瘤及其周圍組織解剖特征，有助于制訂詳細的術前規劃[18-20]。在術中，使用增強現實（augmented reality，AR）技術將肝臟模型配準至手術視野，可以使外科醫生獲取深部組織結構信息，為術中決策提供便利[21-26]。相較于IOUS 和熒光顯像，AR 手術導航系統具有操作簡單、成像穩定且直觀的優勢[14-17]。然而，目前關于三維可視化技術在肝癌微創手術中應用的研究相對缺乏，其臨床優勢仍存在一定爭議?；诖?，本研究采用Meta 分析方法，系統性回顧既往相關研究，評價三維可視化技術對LH 手術有效性和安全性的影響。

1 方法

1.1 文獻檢索

由2 名研究人員獨立檢索PubMed、Embase、Cochrane Library、Web of Science、知網以及萬方數據庫。檢索的文章包括從數據庫成立至2021 年11 月30日的隨機對照試驗（randomized controlled trial，RCT）、隊列研究試驗。檢索詞包括“腹腔鏡或腹腔鏡手術”并“三維圖像或增強現實”并“肝臟腫瘤”。

1.2 納入與排除標準

所有報道了三維可視化技術輔助的腹腔鏡與常規腹腔鏡肝臟腫瘤切除術比較的方法及結果的文章都被納入。

符合選擇標準的研究，納入標準如下：（1）參與者：肝臟腫瘤患者；（2）干預：三維可視化技術輔助腹腔鏡肝腫瘤切除術；（3）比較：三維可視化輔助腹腔鏡與常規腹腔鏡手術治療肝臟腫瘤；（4）結果：以術中出血、輸血概率、手術時長、術后住院時長以及術后并發癥發生情況等作為圍術期安全指標；（5）研究類型：RCT 或隊列研究。排除標準：（1）動物實驗；（2）重復發表。2 名研究人員獨立瀏覽了標題和摘要，進行初篩，隨后進行全文仔細瀏覽，以確定是否符合納入標準。當2 名研究人員存在分歧時，且討論后無法統一意見，則由第三位研究人員進行評估。符合納入標準的文章的數據由2 名研究者分別提取。提取的數據包括作者姓名、發表年份和國家、參與人數、研究人群基線信息（如年齡、性別、肝功能分級、腫瘤大小信息）以及圍術期結果（包括術中出血、術中輸血情況、手術時長、術后住院時間以及并發癥發生率）。

1.3 質量與風險評估

RCT 研究使用RevMan 5.3 軟件對納入系統評價的研究中的偏倚風險從隨機序列生成、分配隱藏、雙盲、結果評估盲化、結果數據不完整、選擇性報告和其他偏倚幾個方面進行評估。隊列研究采用改良紐卡斯爾-渥太華量表（Newcastle-Ottawa scale，NOS）進行評估。2 名研究人員獨立進行評估，評估等級分為低風險、不明風險和高風險。本研究以<5 分為高風險，5~6 分為中風險，≥7 分為低風險。由于納入文章較少，不適合使用Meta 回歸或漏斗圖評估發表偏倚。

1.4 主要結果

本研究的主要結果包括術中出血情況、術中輸血情況、手術時長、術后住院時長以及并發癥發生率。

1.5 統計學分析

采用RevMan 5.3 軟件進行統計分析。連續性資料采用加權均數差（weighted mean difference，MD）表示，二分類資料采用風險比（risk ratio，RR）為合并統計量，各效應量均以95%置信區間（confidence interval，CI）表示。連續性資料若為非正態分布則使用近似貝葉斯計算（approximate Bayesian computation）方法估算平均值和標準差[27]。結果的異質性使用I2統計量進行估計，由于臨床和方法學因素，各研究之間存在較高異質性，因此使用隨機效應模型進行分析。對存在顯著異質性的結果（I2＞50%）通過亞組分析或敏感性分析進行處理。

2 結果

2.1 檢索結果

通過檢索數據庫收集了291 篇相關文獻，去除重復研究的文獻后剩余202 篇文獻，通過瀏覽標題及摘要后9 篇文獻被納入全文評估。9 篇文獻中有3篇文獻受試者重復，本研究選取了其中最新、最全的1 篇文獻納入評價，另外有1 篇文獻因缺乏相關數據被剔除，最終6 篇文獻[21-26]納入本研究。篩選流程如圖1 所示。

圖1 篩選流程圖

2.2 基線信息

納入研究的基線信息匯總在表1 中。一共納入515 例患者，其中257 例患者被分配到三維可視化技術輔助腹腔鏡肝切除術（3DLH）組，258 例患者納入常規腹腔鏡肝切除術（2DLH）組。納入研究的6 篇文獻樣本量從42 例到118 例不等。納入研究的所有3DLH 組患者均通過三維可視化技術重建肝臟模型，并行術前檢查及虛擬肝切除手術。3 篇文獻中研究者使用AR 導航系統，將患者肝臟三維模型配準至手術視野中，并進行了AR 導航腹腔鏡肝切除術（以下簡稱“ARLH”）；另外3 篇文獻中則未在術中應用AR導航技術（以下簡稱“NARLH”）。本研究根據術中是否使用AR 技術，將納入的研究進行亞組分析。

表1 基線信息匯總表

2.3 文獻質量評估

對入選的6 篇文獻采用改良NOS 進行質量評估。納入研究的總體質量良好，NOS 評分為6~8 分（見表1）。

2.4 手術相關指標

2.4.1 術中出血情況

根腐病在甜櫻桃樹上多發現于5-15年生初盛果期樹上。發病部位多從根頸開始，逐漸蔓延到粗大側根。韌皮組織被破壞，出現潰爛，最后腐爛。樹勢因此衰弱，花量增多，但坐果率低，果實發育不良，變小，致使整樹死亡。

所有納入的文獻都報告了術中失血量，根據森林圖（如圖2 所示）顯示，3DLH組術中出血量明顯少于2DLH 組（MD=-90.92，95%CI=-132.05~-49.79，P＜0.000 1），具有顯著的異質性（I2=97%，P＜0.000 01）。為了分析異質性來源，本研究根據術中是否使用AR 導航技術進行亞組分析。森林圖顯示，在ARLH的3 篇文獻中，3DLH 組通過術前三維可視化及術中AR 導航系統的應用，相較于2DLH 組術中出血量減少（MD=-124.02，95%CI=-165.84~-82.21，P＜0.000 01），無異質性（I2=0%，P=0.59）。在NARLH 相關文獻中，3DLH 組患者術中出血低于對照組（MD=-70.60，95%CI=-121.88~-19.32，P=0.007），具有顯著的異質性（I2=99%，P＜0.000 01）。2 篇文獻報道了術中輸血概率（如圖3 所示），結果顯示3DLH 組患者術中出血的概率降低（RR=0.29，95%CI=0.15~0.56，P=0.000 2）。此外，宋鐸等[25]的研究比較了2 組患者術中輸血量，3DLH 組輸血量明顯低于2DLH 組（P＜0.001）。

圖2 術中出血量森林圖

圖3 術中輸血概率森林圖

2.4.2 手術時長

與2DLH 組相比，3DLH 組的手術時長更短（如圖4 所示）（MD=-26.46，95%CI=-49.93~-2.98，P=0.03），異質性顯著（I2=81%，P=0.000 1）。亞組分析顯示，在3篇ARLH 文獻中，3DLH 組患者手術時長與2DLH組相比無顯著差異（MD=-6.14，95%CI=-61.40~49.13，P=0.83）。而僅在術前使用三維可視化技術的腹腔鏡肝切除患者，手術時長相較于2DLH 組明顯縮短（MD=-36.85，95%CI=-65.83~-7.86，P=0.01）。亞組分析后異質性仍無法排除。

圖4 手術時長森林圖

2.4.3 術后住院時長

5 篇文獻對術后住院時長進行了比較?？傮w分析表明，三維可視化技術的應用，縮短了3DLH 組的術后住院時長（如圖5 所示）（MD=-2.27，95%CI=-3.39~-1.14，P＜0.000 1）。在亞組分析中，使用AR 術中導航可以顯著縮短住院時長（MD=-3.11，95%CI=-4.04~-2.17，P＜0.000 01），但是在2 篇NARLH 文獻中，2組患者住院時長差異無統計學意義（MD=-1.27，95%CI=-2.60~0.06，P=0.06）。異質性主要來源于NARLH文獻。

圖5 術后住院時長森林圖

2.4.4 術后并發癥

圖6 術后并發癥發生率森林圖

3 討論

相較于開放手術，腹腔鏡下肝切除術具有創傷小、恢復快的優點。采用2 種手術方式的患者3 年和5 年生存率無顯著差異，而在改善短期結局方面，腹腔鏡手術具有優勢[4-6]。但是，在腹腔鏡手術中，外科醫生只能通過觀察顯示器上的二維圖像來獲取手術視野。一方面，術中觸覺反饋的喪失，使術者難以通過手指獲取組織結構質地、硬度及形狀等信息，給術中決策帶來阻礙；另一方面，腹腔鏡所捕捉的畫面的深度及廣度遠不及開放手術時的直接觀察，相對狹小的視野范圍以及立體感的減弱，增加了手術操作的難度。近些年，隨著立體腹腔鏡的應用[28]，外科醫生已經可以獲取手術區域的立體圖像，但是深部組織解剖結構信息仍無法獲取，同時組織觸感的缺失增加了手術風險。使用三維可視化技術，可以讓外科醫生獲取深部組織結構信息，增強對手術環境的感知能力。

本文對腹腔鏡肝癌切除術的圍術期結果進行了總結和Meta 分析，比較了三維可視化技術輔助和常規腹腔鏡手術的結果。結果表明，三維可視化技術在腹腔鏡肝切除術中的應用，可以減少術中出血量、降低術中輸血概率、縮短手術時長和術后住院時長以及降低術后并發癥的發生率。

肝腫瘤切除術的要點是阻斷腫瘤的供血動脈以及引流靜脈，同時保證腫瘤周圍獲得足夠的切緣。然而，肝臟具有復雜的解剖結構以及多發的血管變異。依靠術前常規影像學檢查（如CT、MRI 等）很難識別一些較小的結構變異及復雜的解剖細節，而借助三維可視化技術將CT、MRI 等影像數據進行三維重建，可以獲得更加直觀且詳細的肝臟立體模型。外科醫生可以通過將三維模型放大、旋轉以及調整透明度來精準定位腫瘤所在位置及肝臟動靜脈、膽管的走行，進而優化切除平面[18-20]。同時，基于模型的虛擬探查及模擬手術，有利于完善手術規劃[20，29-31]。因此，三維可視化技術的應用，可以減少術中肝血管的損傷、降低術中出血量以及術中輸血概率。既往研究報道，肝癌患者的術中失血量和輸血情況與其術后生存率密切相關[32-33]。因此，三維可視化技術的應用在提高肝癌患者的生存率方面具有潛在優勢?；谌S模型的模擬手術，可以讓外科醫生提前確定最佳手術方式并預先進行演練，這可能是3DLH 組手術時長較2DLH 組縮短的原因。然而，亞組分析顯示，在3 篇ARLH 相關文獻中，其3DLH 組手術時長與2DLH 組無明顯差異。其中1 篇相關文獻[26]中，三維模型的術中配準是人工進行的，另外2 篇相關文獻[21-22]使用的是半自動配準。術中肝臟組織容易受壓變形，給術中配準造成難度，導致術中花費較多的時間用于配準。

在術后，三維可視化技術的應用可以顯著縮短術后住院時長，這可能得益于術中損傷的減少。亞組分析顯示，2 篇相關NARLH 文獻研究中3DLH 組較2DLH 組術后住院時長差異無統計學意義；而在3篇相關ARLH 文獻研究中，3DLH 組術后住院時長較2DLH 組顯著縮短?？赡茉蚴切g前三維圖像無法準確反映術中的情形。而術中AR 技術的使用，通過手動配準或自動配準，術前三維模型可以近似模擬出術中肝臟的形變，為術中決策提供有效參考。本研究統計了術后并發癥的發生情況，包括肺部感染、腹水、膽漏、切口出血等，結果顯示3DLH 組患者術后并發癥的發生率顯著低于2DLH 組。然而，亞組分析顯示，在ARLH 研究中，3DLH 組并發癥相較于2DLH 組差異無統計學意義。原因可能在于AR 配準技術的不成熟導致額外損傷以及相對延長的手術時間。

本研究發現，術中失血、手術時長和術后住院時長指標具有較高的異質性。本研究通過亞組分析及敏感性分析尋找異質性來源，其中部分結果的異質性無法通過單一因素排除來降低。高異質性的原因可能包括各研究質量的不一致，數據統計差異，手術方式、研究對象納入標準不同以及臨床諸多混雜因素導致。此外，由于缺乏相關高質量的隨機對照實驗，可能影響本研究Meta 分析結果的可靠性。

4 結語

本研究分析了三維可視化技術在腹腔鏡肝癌手術中的應用，結果表明三維可視化技術可以有效減少術中出血量及輸血概率，縮短手術時長，促進術后恢復。未來，隨著技術的進步和程序的規范化，AR 導航技術或許能在LH中取得更好的臨床效果。屆時，需要更多多中心、大樣本的隨機對照研究來進一步驗證三維可視化技術在肝癌外科治療中的優勢。