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肾癌精准手术治疗的“幕后”与“台前”

来源 : 互联网

时间 : 2019-04-16

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【前言】精准外科是在CT/MRI等影像数据的支持下,进行术前虚拟三维建模、预案,规避手术风险;术中采用3D腹腔镜技术及机器人辅助来保驾护航,确保手术效率和安全。多年来,山西医科大学第一医院王东文教授团队一直致力于3D技术在肾脏肿瘤诊疗方面的探究与应用,实现了"数字医学"与"精准外科"的完美对接,让更多患者受益。

【专家·科普】肾癌外科诊治的精准时代

近十余年来,"精准外科"理念和"数字医学"概念一道,相互辅助、携手并进,逐步推动着肾肿瘤的临床诊治进一步向更为精准的方向发展。

肾癌诊治的精准时代已经来临。尤其在外科方面,已经让肾脏肿瘤患者的"精准"诊治逐步从手术"台前"延展至"幕后",即术前诊断、术前规划、术前谈话,以及术中定位等的幕后工作。换句话说,以往相对"粗放"式的肾癌围手术期诊治行为正逐渐成为过去,如今包含着术前精确定位诊断、精细手术规划、精心3D可视及实物化谈话、术中精准定位与导引、难点预警的"围手术期全面精准化"正陆续被提出,并在行业内被普遍认可和广泛推行。可以说,在这短短的十几年间,数字技术让肾脏肿瘤的精准手术从相对"粗放"式走向了围手术期的全面"精准"化。

这种进步,使得医患双方对精准外科理念的理解从"最小入侵、最大保护",不仅延展至"最低花费、最佳效果",更在"个性化诊疗"方案设计与实施上提出了更高的需求。

【专家·科普】肾癌外科精准诊治时代的"软实力"——3D重建与难点预警

随着技术的进步,我们团队早在2011年,就尝试打破传统的外科诊疗模式,(临床医师通常依据患者个体的CT、MRI等影像学资料,在术前和术中,凭借图像上的二维信息,主观地拼接、想象术区的三维解剖结构,从而完成手术操作),凭借三维重建技术,将CT等二维图像,以三维图形的方式呈现。这种客观、量化、直观的获取影像信息的新方式,能使医师更好地掌握该区域的解剖特点,使得传统诊疗模式大有从"读片时代"向"阅图时代"变革的趋势。

其后,我们便系统性地展开了肾癌精准手术的相关应用与研究,多年来始终坚持不懈、坚定不移。在术前,通过三维重建技术,重建出个体化的腹膜后腔三维数字模型,通过自由地三维观察肾动静脉血管变异情况,以及瘤底血管与组织情况等,制定精准手术方案;在术中,三维模型图与术中实景图随时对比,从而促进肾肿瘤手术顺利精准完成。

如今,更设计了国内乃至国际首创的专门针对肾血管的定量评估系统——SIREN评分系统,量化地表达肾血管解剖结构对手术造成的难度影响,方便医师理解并交流的同时,其对肾脏重要解剖结构完整、直观地立体呈现,使得血管处理的难度预警、术前规划的方案优化更加精准、安全和有效。

如此一来,术者就不仅拿到了一个术区的"3D地图",在术前仔细规划,术中还可以随时比对、参照以实现结构辨认,还拿到了一个量化的肾脏血管难易度评析报告,进一步实现了术前规划和难点预警。截至目前,累积接受此类精准手术并获益的肾癌患者,已过千例,满足了人们对医疗质量与时俱进的精准、微创、安全和快速康复需求。

【专家·科普】肾癌外科精准诊治时代的"硬实力"——3D腹腔镜与机器人

目前对于肾癌的手术治疗方式,早已不再是过去单一的开放手术。多年来,腹腔镜下完成肾脏手术,因具有创伤小、恢复快、并发症少的优势,在我国已被广泛采用至今,其应用领域几乎涵盖了肾上腺、肾脏、输尿管、前列腺、膀胱等所有泌尿外科腹腔镜手术。该技术在视觉呈现上从2D进步到3D腹腔镜,在操作器械上从直臂器械演变到具有7个活动度仿腕型器械的机器人辅助臂,均使得术中操作在精细化程度、安全性等方面得到了很大的提升,患者从中直接获益,恢复更快、更好。

具体来说,由于3D腹腔镜技术仍以2D腹腔镜操作模式为基础,仅在视觉呈现上做了向3D方向的提升,所以,一般适合于2D腹腔镜治疗的患者原则上也适合3D腹腔镜。对于肾肿瘤手术来说,如需要处理与周围结构或血管关系密切的肿瘤切除手术、肾部分切除术、腔静脉瘤栓取出等,3D腹腔镜则尤其具有优势。

3D腹腔镜以相对低廉的成本投入和良好的高清立体图像获取,为外科医师创造了接近于现实的立体术野,还原了真实的视觉感触,一定程度上提高了手术的效率及安全性,且可继续使用现有传统腹腔镜的各种操作器械及相关技术、流程,降低了技术门槛,被称作2D腹腔镜和机器人腹腔镜之间的过渡,它一定时期内,仍是手术操作技术的主力军。

近些年发展起来的机器人辅助腹腔镜手术系统,拥有更加清晰的3D视野,且为裸眼3D视觉效果,更重要的是实现了7个自由度的精细操作,在复杂肾肿瘤手术中,特别是肾部分切除的缝合操作中,优势明显。因而,目前已被认为是外科手术的发展方向。

【专家·科普】肾癌外科精准诊治时代的"人性化"——3D可视或实物化医患谈话

在提高手术技巧的同时,注重术前如何直观地向患方传达肾脏及肿瘤的解剖信息,阐述手术要点、难点,使得患者及家属在理解诊疗方案的基础上,与手术医师建立互信并积极配合,也是提高手术治疗成功率的重要措施。

目前肾肿瘤术前沟通主要依托CT及MRI胶片讲解,对于大多数并无医学背景的患者及家属来说,理解断层扫描胶片中的信息及据此制定的手术方案难度极大。如今,3D重建能几近真实的还原患者术区的立体结构,能让患者及家属对手术的理解更加直观。同时,由于3D打印技术在医学领域已呈现出快速发展的良好前景,所以,为了能让患者及家属对手术的理解更加深刻,对术区结构的认识更加真实,我们尝试将个体化三维打印模型实物结合个体化三维数字模型动画演示,融入了术前的医患沟通。而实践后的效果也确实不错,3D实物结合3D数字动画演示有效降低了对患方空间整合抽象思维能力的要求,提高了患方术前对手术的理解认知程度,不仅在一定程度上减弱或消除了患者及家属心理上对未知的恐惧,更增强了其对手术医师的认可和信任,而这种信任对于外科治疗的过程至关重要。

【专家·科普】肾癌外科精准诊治时代的"顶天"——虚拟与混合现实技术

在实现精准技术的方式上,除借助3D打印技术外,也可以借助混合现实技术,即将真实世界和虚拟世界混合在一起,来产生同时包含了物理实体与虚拟信息的新可视化环境。在术区使用虚实结合的这样一种新技术,能使术者从视野中直观接收到更多的解剖信息,从而辅助高复杂性手术等的顺利实施。利用建立的三维模型及精确的图像数据,医生可在术前更合理、定量地制定手术方案,还可反复模拟、排练手术过程,这对于选择最佳手术途径、减少周围组织损害、缩短手术时间、提高手术质量以及预测手术疗效等都有着重要的意义。我们团队便于2017年完成了国内尚少有的混合现实技术辅助下机器人腹腔镜手术,因此,可以说,这样的技术,已不是多么遥远的事情,它就发生在我们身边。

【专家·科普】肾癌外科精准诊治时代的"立地"——CT胶片的数据再利用

肾癌精准诊治需求的技术实现需要高质量的CT/MRI等影像采集数据,目前在一些医疗条件的地区已不再是问题,但在我们国家,患者就诊时携带外院CT胶片的现象仍占比较大的比例。迫于片中三维信息直观呈现的不足或缺失等原因,时常为手术的安全考虑而不得不接受影像学的重新检查,考虑到费用的昂贵、检查的有创性以及手术的需求等,在是否有必要重复检查的问题上,术者往往陷入两难境地。

因此,在既要满足手术需求,又不增加患者经济负担的前提下,探索合理避免不必要的重复检查的方法,便更具有现实意义。其中,对患者已有影像资料信息的充分挖掘,无疑是实现这一影像资源共享与再利用的最佳着眼点。

对于常见的腹盆腔CT胶片来说,考虑到一般的阅片习惯,以及患者的经济费用负担,其横断面图像的层厚以5mm多见,7mm或8mm等次之,如此一来,洗印出来的CT胶片,势必在一定程度上造成了可辨信息的丢失,这样的现象在我国非常普遍。在精准手术发展的理念下,我们团队基于我国这样的国情,在对普通CT胶片所含信息的挖掘与再利用方面做了一定的努力,使得重组后生成的虚拟数字图像仍具有一定的准确性和精细度,可满足一定的术前方案设计与术中定位及导引需求,尽可能的避免了一些重复检查。

因此,对将CT胶片中承载的实体信息转为二维数字信息,再经计算机图像处理,最大化挖掘并呈现胶片中蕴含的信息,在更合理、有效地利用卫生资源,减轻患者负担的同时,同时提高了手术的效率及安全性,无疑是医疗资源共享与再利用的可行方法。

这样的探索,得到了行业内的高度支持和鼓励。早在2012年,在孙校长等业内专家的大力支持和推荐下,基于CT胶片的数字化再利用项目,跻身当年为数不多的泌尿外科全国学术年会大会发言行列,向全国做汇报和推广。并于第二年,获得了吴阶平医学基金会的首肯,并颁以吴阶平泌尿外科医学奖,以示鼓励和支持。

【结语】肾癌外科精准诊治时代的这十余年里,医务工作者们披荆斩棘、坚定不移,在新理念、新技术不断涌现的今天,他们勇于、勤于在继承的基础上创新性地接受新事物,难能可贵。努力,是为了诊治效果更好的保障;付出,是为了病患感受度更大的提升,在这条充满理解与爱的道路上,医务工作者们砥砺前行,不忘初心。

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