国人胆道三维重建解剖变异应用研究

江剑宏， 段仁鹏， 李晓锋

广东省第二人民医院民航院区外一科，广州 510317

胆道的解剖结构复杂，存在多种变异[1]。涉及到与胆道相关的外科手术时，异常的胆道分支将导致手术并发症的风险增加[2]。因此，充分了解胆道系统和解剖特点很有必要。本研究根据梗阻性胆道疾病的CT 影像学特征，利用海信计算机辅助手术系统（CAS）对胆道CT 数据进行三维重建，展示基于三维可视化技术的国人的正常和异常胆道树解剖，分析国人的胆道解剖变异特点及各型变异。

1 材料与方法

1.1 研究对象

回顾2019 年9 月至2023 年5 月广东省第二人民医院收治的162 例梗阻性胆管疾病患者上腹部增强CT 扫描资料，胆总管结石109 例，胰头肿瘤27 例，胆总管下端肿瘤23 例，十二指肠壶腹部肿瘤3 例，其中62 例因CT 影像数据不完全或胆道解剖显影不全被排除，最终的研究对象共100 例，男性60 例，女性40例，年龄29～85 岁。纳入标准：患者CT 影像图片清晰，胆道2 级以下分支在CT 影像上可显影；胆总管、1级和2 级胆管直径≥5 mm；患者来自中国。排除标准：CT 图像不清晰，伪影较多，不能清楚辨认肝内胆管；既往有胆道手术史、胆管损伤、肝切除术和肝移植术史。

本研究经伦理委员会批准，所有患者签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 CT 数据采集 CT 数据由320 排螺旋CT 收集，包括平扫期和增强期。采用非离子型造影剂碘帕醇注射液（100 mL：37 g(I)）作为增强扫描对比剂。用于数据处理和三维重建的软件包括RadiAnt DICOM Viewer 和海信计算机辅助手术系统。检查前20～30 min 口服清水500～1000 mL，扫描开始前再口服清水500 mL，以充盈胃肠道（作为阴性对比剂），并训练患者呼吸，最大程度控制呼吸运动产生的伪影。患者仰卧位，从膈肌顶部至肝下缘扫描。平扫为亚毫米状态下高分辨力容积扫描，平扫完成后，使用双筒CT 高压注射器经肘静脉以5 mL/s 的速度注射对比剂，剂量为1.5 mL/kg，动脉期注射后扫描延迟时间20～25 s，静脉期注射后扫描延迟时间50～55 s。扫描完成后，将图像数据传至工作站，刻录光盘存储。

1.2.2 三维重建 提取刻录光盘中1 mm 的薄层CT扫描原始数据，包括平扫期、动脉期、静脉期及延迟期文件，使用RadiAnt DICOM Viewer 将收集到的数据转换为Dicom 格式，导入海信计算机辅助手术系统，并调至“3D Reconstruct”模式，选择适当的CT 扫描时期，调节窗宽窗位，分别对肝实质、肝血管系统、胆管系统以及结石进行三维重建，以不同颜色标注，将不同时期的重建数据进行配准，然后合成一套完整的肝胆系统；使用海信计算机辅助手术系统对肝胆三维模型进行隐藏、旋转、放大、透明化处理，单独显示胆道三维模型，以研究胆道的解剖及变异，同时对右肝管的长度进行三维测量。由一名持有重建系统培训合格证书的人员完成整个重建操作。

1.3 数据分析

由一名放射科高级医师和一名肝胆外科高年资医师审核胆道三维模型的解剖变异，参考黄氏分类系统[2]，根 据 右 后 胆 管（right posterior segmental duct，RPSD）、右 前 胆 管（right anterior segmental duct，RASD）及左肝管（left hepatic duct，LHD）的汇合方式对胆道三维模型进行归类并记录。应用SPSS 软件对胆道解剖类型进行统计分析，数据以百分率表示。

2 结果

应用海信计算机辅助手术系统对100 例中国患者肝实质、肝内外胆管及肝内血管成功实施三维重建，重建的肝胆系统完整，可以清晰显示肝内管道立体结构，通过放大、缩小、旋转观察各管道的空间关系，通过隐藏和透明化处理肝及肝内血管系统，得到中国人的胆道三维模型，对胆管三维模型进行观察，参考黄氏分型系统[2]，根据RPSD、RASD 及LHD 之间的汇合方式，共分为7 种类型（图1～2）。54%（54 例）拥有典型的胆道解剖结构，RASD 与RPSD 汇合成右肝管（right hepatic duct，RHD），RHD 与LHD 汇合成肝总管（common hepatic duct，CHD），为Ⅰ型；46%（46 例）发现有解剖变异，其中10%（10 例）为Ⅱ型“三叉型”变异，即RASD、RPSD、LHD 共同汇合成CHD；14%（14例）为Ⅲ型“交叉型”变异，即RPSD 异常引流至LHD；10%（10 例）为Ⅳ型，RPSD 异常引流至CHD；2%（2例）为Ⅴ型，RPSD 异常引流至胆囊管（cystic duct，CD）；2%（2 例）为Ⅵ型，缺乏真正的LHD，引流4 段的胆管与引流2、3 段的胆管分别汇入CHD；此外还有8%（8 例）存在副肝管（accessory hepatic duct，AHD），为Ⅶ型，根据AHD 的开口位置分为Ⅶa 型和Ⅶb型，本实验Ⅶb 型中有6 例除了AHD 开口于CHD，同时伴有其他变异(表1)。

表1 基于三维重建的胆道分型分布Tab.1 Classification and proportion of biliary tract based on 3D reconstruction

图1 基于胆道三维重建的肝内胆管解剖类型（Ⅰ～Ⅶ型）示意图RHD.右肝管LHD.左肝管CHD.肝总管RASD.右前胆管RPSD.右后胆管AHD.副肝管CD.胆囊管Fig.1 The three-dimensional reconstruction schematic diagram of biliary tract (typeⅠ～Ⅶ). RHD, right hepatic duct; LHD, left hepatic duct; CHD, common hepatic duct; RASD, right anterior segmental duct; RPSD, right posterior segmental duct ; AHD，accessory hepatic duct；CD, cystic duct.

3 讨论

肝内存在4 套管道系统，结构复杂，胆道解剖变异较多，术前充分评估胆道解剖结构至关重要。经内镜逆行胰胆管造影、经皮经肝胆道造影和磁共振胰胆管造影作为传统胆道系统评估的方式，存在各自不足[3～5]。三维可视化技术是基于CT 影像数据重建，重建的三维模型可以提供更直观、更全面的肝实质和肝内管道系统的信息，并可以通过调节透明度和旋转任意角度，便于外科医生立体观察胆管的解剖结构，精确识别胆道的解剖变异及病变位置[6]。本研究基于CT 影像数据，利用海信计算机辅助手术系统建立胆道三维模型，不仅可以精准描述胆道的解剖结构，识别变异类型，还能进行术前模拟规划，制定最佳的手术预案，提高手术精准性和安全性[7]。

胆道解剖变异已被多个分类系统所描述[8]。胆道变异的频率受地域、种族的影响，相比较欧美国家人群，经典的胆道解剖在亚洲地区的人群中更为常见。可能是因为胚胎发育不同，与性别存在一定的相关性，女性胆道变异更多见[9]。该结论在一项对1011名土耳其爱琴海地区居民的磁共振胰胆管造影研究中也有表明[10]。而在对150 例沙特阿拉伯人群的研究报告中未显示出性别的差异[11]。本研究通过Fisher精确检验的统计方法显示胆道的解剖变异率与性别之间无明显相关性（P＞0.05）。既往关于胆道解剖的研究，其研究方式和研究的人群种族有所差别，但结果都显示经典的胆道解剖结构（Ⅰ型）是最普遍胆道结构，约55%～79%；在变异的类型中以右后胆管汇入左肝管（Ⅲ型）最为多见，约9.3%～28.7%，其次为“三叉型”（Ⅱ型），约9%～19%，右后肝管插入肝总管或胆囊管最少见[8,10,11]。本研究通过海信CAS 系统分析结果显示：Ⅰ型54%，为胆道典型的解剖结构，Ⅲ型是最常见的变异类型，占14%，Ⅱ型和Ⅳ型是第二常见，占比均为10%，Ⅴ型不常见，占比2%，与前述文献报道类似。此外，本研究发现，按照黄氏分型[2]，无法解释部分特殊的胆道类型。图2G 显示的胆道变异归为“Ⅵ型”，占2%，这种类型的变异被描述为汇入肝4 段的胆管与汇入2、3 段的胆管分别排入肝总管，这与Choi等[12]分类系统中的Ⅵ型很相似，即汇入2 段和3 段的胆管分别排入肝总管。副肝管通常被定义为与肝外胆管汇合的汇入某一肝段或者肝叶的胆管，不同的文献报道其发生率有很大差异，为1.9%～31.4%[13]，本研究中有8 例（8%）存在副肝管，其中2 例单独存在，4 例同时伴有Ⅱ型变异，2 例同时伴有Ⅵ型变异。

术前评估胆道的解剖结构具有重要意义。在肝移植供体右半肝切除术中，若Ⅰ型胆管的供体肝拥有较长的右肝管可以降低胆管端端吻合或胆肠吻合的难度。对患者行左半肝切除时，如果术前未发现其胆道Ⅲ型变异，很可能会将右后叶胆管损伤或结扎，导致右后叶胆管引流的肝段胆汁淤积、肝硬化或胆漏。在经皮肝胆道穿刺引流术中，Ⅲ型胆管变异的患者若发生左肝管梗阻，可造成肝右后叶胆汁淤积，除了引流左半肝，还需对肝右后叶进行引流。在经皮肝胆道镜取石术中，取石窦道的选择直接影响手术的质量和效率。术前如能进行胆道三维重建，清楚胆道变异情况和肝内胆道走形特点，则既能够探及结石，又不会因胆道镜长轴与取石窦道的夹角过大而造成肝与胆道撕裂。在腹腔镜胆囊切除术中，胆管解剖异常被认为胆管损伤的危险因素之一，其发生率为0.5%～1.7%[14]，术中需注意Ⅳ型和V 型以及副肝管变异的存在，因Calot 三角被一层厚厚的脂肪组织覆盖，分离时容易损伤低位插入的右后叶胆管或副肝管。术前了解该变异的存在，可以提高医生在该手术区域的警惕性，操作时仔细裸化Calot 三角区域的管道，降低胆管医源性损伤的风险。本研究所使用的海信CAS 系统除了可以正确评估胆道的解剖类型，同时可以做出更深层次的分析—对胆道进行三维测量（包括胆管的长度，直径以及分支的夹角），对提高手术质量和降低术后并发症具有重要的指导意义。