丝线引导腹腔镜椎段切除术治疗肝肿瘤的三维定位方法
2025年5月23日
在肝切除术的术前计划中使用 3D 重建和虚拟模拟代表了外科肿瘤学的重大进步。我们团队的 3D-LAST（丝线三维定位方法）技术通过实用的术中导航实现安全、高效、精确的肿瘤切除，有望得到广泛的医疗应用。
[导师]本研究验证了用于孤立性肿瘤患者精确腹腔镜肝节段切除术的 3D 最后技术。进步的重点是 CT 扫描和虚拟模拟的 3D 重建，以改进手术计划和导航。术中超声、IOUS和吲哚菁绿ICG荧光成像常用于导航。主要挑战包括对高质量 CT 扫描的依赖、手术期间的器官运动以及 3D 软件学习曲线。这项研究解决了可访问、精确、具有成本效益的术中导航方面的差距，特别是对于深部肿瘤和资源有限的环境。首先，以 DICOM 格式获取患者肝脏的高分辨率计算机断层扫描或 CT 扫描。启动 mimic 软件，创建一个新项目，并导入 DICOM 文件，以确保正确加载所有图像数据以进行三维重建和分析。重建肝脏、血管和肿瘤的三维结构。用粉红色标记肝脏，蓝色标记门静脉，用红色标记动脉，用浅蓝色标记肝静脉和下腔静脉，用黄色标记肿瘤。将三根小虚拟棒放置在三维肝脏模型上，获得肝脏表面的四个关键点S1、S2、S3和S4。使用虚拟棒工具标记切除点，距肿瘤边缘一厘米，胆囊底部肝脏边缘中点。这些数字标志指导外科医生确定预期切口的精确位置和方向。用肝脏表面的线连接四个关键点并测量它们的长度，以了解建议的切除路径并帮助可视化切除后的肝脏轮廓将患者的仰卧位置于双腿张开并向右倾斜。用 0.5% 碘基磨砂膏对皮肤进行消毒 3 次。安排手术团队，外科医生站在右边，助手站在左边。将相机放置在套管针部位的中央，相机支架位于中间。做必要的切口并插入套管针。对腹腔进行探查性检查，从左上腹部开始，向右向下移动到上腹部，以发现腹水、肝硬化和转移。使用超声波刀，释放腹部粘连。脱离肝脏圆韧带，释放右肝韧带和粘连，露出肝V段。接下来用超声波刀解剖胆囊三角形，露出胆囊导管和动脉。在切除胆囊之前，用小的 hem-o-lok 夹子结扎它们。然后准备三根丝线，长度与段相对应。S1-S2、S1-S3 和 S2-S3。将三根丝线放在肝脏的解剖表面上，与术前计划的切除路径对齐。这些线提供了物理指南，可以在手术过程中精确地可视化和跟随切除线。用电刀沿着表面的丝线标记切割肝脏，并在肝脏上缝上橡皮筋以帮助牵引。然后用超声波刀沿标记线横切肝实质。夹子遇到带有 hem-o-loks 的血管，使用吸气器吸血。并使用双极镊子止血。现在，将标本放入手术袋中，在上腹部做一个四厘米的切口，用手术刀将其取出。确认无活动性出血后，将止血材料放在横切面上，并插入从右下腹部引出的引流管。最后，检查切除的标本以确认肿瘤包膜的完整性并测量肿瘤尺寸。术前CT扫描显示肿瘤位于右肝，肝脏三维重建表明肿块。术后CT扫描显示术后第3天肿瘤切除成功，肝周积液无积聚。手术总时间为150分钟，失血量为50毫升，无需输血。术后第一天，肝功能转氨酶轻度升高，丙氨酸转氨酶为每升 222 国际单位，天冬氨酸转氨酶为每升 217 国际单位。术后第4天拔除引流管，术后第5天出院，无并发症。术后病理证实为零切除，肿瘤大小为1.5厘米×1.5厘米，诊断为腺癌。
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概述
在肝脏切除术的术前计划中，使用3D重建和虚拟模拟代表了外科肿瘤学的重大进步。我们团队的3D-LAST（三维位置方法与丝线）技术能够通过实用的术中导航实现安全、高效、精确的肿瘤切除，有望得到广泛的医学应用。
关键研究组成部分
科学领域
- 外科肿瘤学
- 3D重建技术
- 术前计划
背景
- 肝脏手术中精确肿瘤切除的重要性。
- 传统外科计划方法的挑战。
- 成像技术的进步。
- 改进术中导航的需求。
研究目的
- 开发一种新型3D重建技术。
- 增强肝脏切除术的术前计划。
- 通过更好的导航改善手术结果。
使用的方法
- 3D-LAST技术的实施。
- 术前计划的虚拟模拟。
- 术中导航策略。
- 手术效率和安全性的评估。
主要结果
- 3D-LAST在肝脏切除术中的成功应用。
- 改善了肿瘤定位的准确性。
- 增强了术中导航能力。
- 从从业者那里得到了关于手术效率的积极反馈。
结论
- 3D-LAST技术显示出广泛医学应用的潜力。
- 有可能改变外科肿瘤学的实践。
- 需要未来的研究来验证长期结果。
常见问题
Executive Industry Relevance
Accurate anatomical localization and margin determination are critical inflection points in surgical oncology and translational research for liver tumors. The 3D-LAST technique leverages advanced 3D imaging and preoperative planning to enhance intraoperative precision, supporting predictive confidence and risk-adjusted decision-making in complex resections. This capability aligns with enterprise R&D priorities for reproducible, scalable, and clinically actionable workflows.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables precise anatomical mapping to clarify surgical targets and boundaries.
- Supports biological de-risking by visualizing complex internal structures preoperatively.
- Improves predictive confidence in resection planning and outcome forecasting.
Screening & Assay Development
- Facilitates standardization of surgical margin determination for reproducible workflows.
- Provides quantitative volumetric outputs for downstream analysis and comparison.
- Prepares validated anatomical models for simulation and training applications.
Translational & Preclinical Research
- Aligns surgical planning with disease-relevant anatomical features for translational continuity.
- Enables risk-adjusted advancement decisions by integrating imaging and intraoperative data.
- Supports mechanistic de-risking through enhanced visualization of tumor and parenchyma relationships.
Pipeline & Workflow Integration
The 3D-LAST technique integrates into the discovery-to-preclinical continuum by bridging advanced imaging, surgical planning, and intraoperative execution.
- Discovery Biology: Provides hypothesis-driven anatomical mapping and margin prediction.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative resection planning outputs for workflow standardization.
- Analytics: Enables volumetric and spatial measurements to compare surgical scenarios.
- Translational Research: Maintains continuity from imaging-based planning to intraoperative navigation.
- Enterprise Reuse: Offers a scalable, reusable platform for anatomical modeling and surgical simulation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces anatomical ambiguity in surgical planning.
- Operational Value: Standardizes intraoperative navigation and margin determination for reproducibility.
- Strategic Value: Supports efficient go/no-go decisions and reduces late-stage procedural risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of surgical and translational research programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in 3D imaging, anatomical modeling, and surgical navigation.
- Depends on access to advanced CT imaging and computer post-processing infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of imaging and surgical protocols.
- Adaptation may vary across different anatomical models and tumor locations.
- Practical limitations include technical constraints of imaging and intraoperative marking methods.
