CT淋巴造影聯合三維可視技術在乳腺癌淋巴回流路徑研究中的應用

黃雷 余晉剛 葉建平 王柏燁 羅云峰 歐彩鳳 朱迪 張普生

南方醫科大學珠江醫院1乳腺外科，4影像診斷科（廣州510282）；2華南理工大學自動化科學與工程學院（廣州510641）；3深圳市一圖智能科技有限公司（廣東深圳518040）

前哨淋巴結（sentinel lymph nodes，SLN）是乳腺組織淋巴回流的第一站淋巴結，也是乳腺癌發生淋巴結轉移所必經的淋巴結，其病理狀態可以準確的反映腋窩淋巴結的轉移狀態［1］。前哨淋巴結活檢（sentinel lymph nodes biopsy，SLNB）成功的關鍵是術前確定前哨淋巴結的位置及個數，術中準確尋找并切除。為降低SLNB 假陰性率，當前主要采用示蹤劑輔助判定淋巴回流路徑及SLN［2-3］。

基于手術需要，在術前需充分了解淋巴回流路徑及前哨淋巴結位置信息，但前期在腔鏡SLNB臨床實踐中發現乳房淋巴回流模式及與SLN 解剖關系多樣化，現有輔助手段如CT?LG 存在顯影效果不理想，二維圖像不夠直觀等問題。三維可視技術將患者的二維影像信息進行三維重建以獲得立體的圖像，使術者在術前更加準確地了解患者的內在解剖，合理地進行手術規劃［4］，目前該技術在肝膽外科、整形外科等科室已得到廣泛應用［5-6］，在乳腺癌的診治方面也具有極高臨床應用價值［7-9］，但國內暫無將其用于淋巴回流路徑的相關研究。本研究利用3D CT?LG 術前顯影乳腺癌淋巴回流路徑和分型，并通過對比術中染料法聯合吲哚菁綠熒光法結果，探索三維可視化技術在乳腺癌淋巴回流路徑研究中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料入組2019年10月至2020年5月期間，珠江醫院乳腺外科收治的女性乳腺癌患者100 例，年齡26 ～ 79 歲，中位年齡49 歲，左側46例，右側54 例，腫瘤平均最大徑為2.44 cm（0.8 ～4.8 cm），所有入組病例均為本院或外院病理確診為乳腺癌且臨床分期為TisN0M0 及cT1?2N0M0 患者。淋巴造影前及手術前均簽署相關知情同意書。本課題研究得到南方醫科大學珠江醫院倫理委員會的批準，符合倫理學規定。

1.2 方法

1.2.1 CT 淋巴造影患者于手術前一天接受CT?LG 檢查。體位：仰臥位，雙手抱頭，暴露腋窩。配置淋巴顯影劑：1 mL 碘帕醇注射液（30 g/100 mL，上海博萊科信誼藥業有限責任公司）+2%利多卡因4 mL。消毒乳暈后，使用1 mL 注射針頭及5 mL注射器，分別于乳暈周圍3、6、9、12 點位置皮內注射顯影劑，自乳暈向腋窩方向按摩約1 min。之后行256 排CT（荷蘭Philips 公司）薄層掃描，層厚1 mm，掃描范圍設定為自胸腔入口至肺下界，將獲取的CT?LG 數據集刻錄入光盤以DICOM 格式保存。

1.2.2 淋巴回流路徑可視化重建及分型將DICOM數據導入一圖智能3DV Works 軟件中，利用閾值設定工具提取輪廓，利用軟件中的區域增長工具進行熱點選擇，生成三維模型。觀察造影劑從注射部位沿著淋巴管進入腋窩淋巴結的路線，將與顯影淋巴管相連并顯影的1 個或1 組淋巴結判定為SLN。

淋巴回流分型標準：本研究根據淋巴管與前哨淋巴結的數量及連接方式對其分型。以乳頭乳暈區顯影的淋巴管為淋巴回流起點，觀察其回流路徑，所連接的第一組腋窩淋巴結即為前哨淋巴結。Ⅰ型為單根淋巴管與單個前哨淋巴結相連，Ⅱ型為單根淋巴管與2 個或多個前哨淋巴結相連，Ⅲ型為2 根或多根淋巴管與單個前哨淋巴結相連，Ⅳ型為2 根或多根淋巴管與2 個或多個前哨淋巴結相連。

1.2.3 亞甲藍及吲哚菁綠（ICG）示蹤患者于臨床手術中，消毒后分別使用亞甲藍2 mL 與ICG 1 mL（25 mg/10 mL，丹東醫創藥業有限責任公司）在乳暈區皮內注射，使用熒光造影成像系統（明德MDM?Ⅱ型）觀察到乳房淋巴回流起自乳頭乳暈區沿乳房外上向腋窩走行，然后進行腔鏡前哨淋巴結活檢/清掃手術，在腔鏡下觀察藍染淋巴管的數目及對應的SLN 并進行分型，驗證術前三維可視化淋巴回流分型的準確性。

在本實驗中，無論術前CT?LG 聯合三維可視技術亦或是示蹤劑顯影技術，無法準確顯示淋巴回流路徑和前哨淋巴結定位信息均判定為分型失敗。

1.3 統計學方法收集數據，使用SPSS 26.0 進行統計和分析。分類資料使用Kappa 一致性檢驗分析三維重建結果與雙染法結果的一致性程度。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 100患者病例特征及三維重建結果患者基本信息見表1。入組的100 例患者均成功進行CT?LG檢查。100 例患者的三維可視淋巴回流模型中，淋巴路徑及前哨淋巴結成功完整顯影93 例，部分顯影7 例，顯影率為93%。三維淋巴回流模型較CT?LG 圖像各解剖結構清楚，形態逼真、立體，可在不同方位進行旋轉觀察，分析淋巴回流路徑、走行及前哨淋巴結數量、位置等信息，為乳腺癌前哨淋巴結活檢提供解剖學的依據及指導。

表1 100 例患者的病例特征Tab.1 Patients characteristics of 100 patients 例（%）

術中示蹤劑法完整顯影95 例，部分顯影5 例，顯影率為95%，失敗5 例。實驗中兩種方法均成功的病例共93例，93例中兩者共有3例結果不同，2例三維可視化圖像結果為Ⅰ型，示蹤劑法顯影結果為Ⅲ型，1 例三維可視化圖像結果為Ⅱ型，示蹤劑法顯影結果為Ⅳ型。在三維可視化模型部分顯影而示蹤劑法顯影的情況中，1例為Ⅰ型，1例為Ⅱ型。

2.2 100 病例乳房淋巴回流路徑分型及準確性評價術前CT?LG 聯合三維可視技術重建模型中（圖1、4），Ⅰ型（單根淋巴管連接1 個前哨淋巴結）63 例（65.6%），Ⅱ型（單根淋巴管連接2 個或多個前哨淋巴結）12 例（13.5%），Ⅲ型（2 根或多根淋巴管連接同一個前哨淋巴結）4 例（5.2%），Ⅳ型（2 根或多根淋巴管分別連接不同的前哨淋巴結）14 例（15.6%）。術中聯合法顯影結果中（圖2、3），Ⅰ型62 例（65.3%），Ⅱ型12 例（12.6%），Ⅲ型6 例（6.3%），Ⅳ型15 例（15.8%）（表2）。SPSS 統計軟件分析：選用kappa 檢驗（kappa=0.912，P＜0.05），表明兩種方法測分型結果有極好的一致性。

表2 患者術前三維可視化分型結果與術中雙染法顯影結果進行對比分析Tab.2 Comparative analysis of the preoperative three?dimensional visual classification results and the intraoperative methylene blue combined with indocyanine green imaging results 例

圖1 CT 淋巴造影Fig.1 CT lymphography

圖2 ICG 熒光顯影下淋巴管造影Fig.2 Lymphatic drainage pathway under ICG fluorescence imaging

3 討論

圖3 腔鏡下淋巴引流Fig.3 Endoscopic lymphatic drainage

圖4 三維重建分型Fig.4 Three?dimensional reconstruction classification

由于前哨淋巴結活檢（SLNB）可明顯減少ALND 導致的諸多術后并發癥，目前已成為臨床淋巴結陰性早期乳腺癌患者腋窩淋巴結評估的標準方法［10］。國內外眾多學者在探索如何提高SLNB的成功率等方面做出諸多研究，研究內容集中于影像學方法的定位及診斷的準確性［11］、對比不同示蹤劑效果［12-14］等方面，較少從淋巴回流與前哨淋巴結解剖關系進行分析。隨著腔鏡SLNB 手術的開展，在腔鏡下可以非常清楚的看到：乳房淋巴管的數目、分支形態、位置、方向及與淋巴結的連接方式等存在明顯個體差異［15-16］，乳房淋巴回流存在多種類型［17-19］，只有術前充分了解淋巴回流途徑，準確評估乳房淋巴回流模式，才能準確的判定SLN，提高SLNB 手術成功率。

針對乳房淋巴回流的相關研究主要通過解剖及淋巴顯象等技術來進行。TAKEUCHI 等［20］利用ICG 示蹤劑分析淋巴回流的不同類型；CAO 等［21］在SPECT/CT 成像后發現內乳區淋巴回流存在兩種不同模式?，F階段針對乳房淋巴回流的研究方法存在部分缺陷，如傳統解剖研究存在樣本量小、解剖差異性大等問題；染料法及吲哚菁綠熒光法仍存在淋巴管顯影效果不理想，無法全面展示乳房的淋巴回流路徑并為其分型。鑒于術前診斷規劃以及術中多模態定位提高活檢成功率的迫切需要，尋找可用于顯影淋巴回流路徑及前哨淋巴結術前定位的新型示蹤劑及新方法變得尤為重要。3D CT?LG 技術在乳腺腫塊的診斷及術前評估中能有效的對乳腺結構、周圍組織進行鑒別，還能分析淋巴回流路徑及定位前哨淋巴結，是乳腺癌及相關組織檢查的重要影像學資料。在本研究中，使用一圖智能3DV Works與軟件軟件將100例患者的CT?LG 數據重建成三維可視模型，模型清晰，淋巴回流路徑連續性好，前哨淋巴結定位清楚，相互間的連接關系顯示直觀，容易辨別，根據模型提供的三維圖像信息，成功將典型的淋巴回流途徑分為四種類型。

目前三維重建根據算法不同可分為兩種：體繪制（Volume Rendering，VR）和面繪制（Surface Rendering，SR）。YAMAMOTO 等［22］及FUJITA 等［23］學者利用CT?LG 對臨床淋巴結陰性的乳腺癌患者的淋巴回流信息分析歸納并進行分型，該研究中使用的三維重建算法為體繪制。體繪制成像與面繪制存在差異，體繪制類似于“投影”，雖具有成像更加精細的優勢，但其重建過程不能按照需求對感興趣目標進行編輯，故對于淋巴顯影不理想的圖像其三維重建的效果往往不佳?；诿胬L制的三維可視技術可根據操作者的目標對組織進行重建，不僅可將二維圖像或體繪制中顯影的部分進行重建，且可以重建未顯影部分，通過分割、融合等操作后，獲得完整的組織形態，提高乳房淋巴回流模型的完整性及準確性。

本研究中，發現Ⅰ型或Ⅲ型淋巴回流模型中距離腺體最近的第一組腋窩淋巴結并非完全為前哨淋巴結；在Ⅱ型及Ⅳ型淋巴回流模型中，發現前哨淋巴結有2 ～ 4 個，并且一些前哨淋巴結偏離了正常解剖位置，該類型在前哨淋巴結活檢時容易出現漏檢，出現假陰性結果。因此，術中應仔細檢出并切除所有藍染的淋巴管及淋巴結以降低假陰性率。研究初期有7 例CT?LG 成像欠佳導致無法觀察到明顯的淋巴回流，僅顯示淋巴結位置信息，分析其原因在于：（1）研究前期操作者操作水平欠佳；（2）部分患者年齡較大，乳腺較為松弛；（3）腫瘤浸潤淋巴管導致出現淋巴管癌細胞栓塞。

由于ICG 體表顯影于近腋窩處效果不佳，故術中采用亞甲藍聯合ICG 的示蹤劑法來驗證3D CT?LG 構建的乳房淋巴回流模型的準確性，結果中共有3 例不一致。2 例在三維淋巴回流模型中顯示為Ⅰ型淋巴回流，而在示蹤劑法中表現為Ⅲ型，另1 例三維回流模型中表現為Ⅱ型，而示蹤劑法中表現為Ⅳ型。其原因可能是在示蹤劑法中，對于體表淺層淋巴回流類型的判斷主要是根據ICG 熒光顯像的結果，由于顯影初期ICG 擴散進入淺表小血管，而將顯影的小血管誤判為淋巴管。本研究采用一致性檢驗評估3D CT?LG 與示蹤劑法是否存在差異，結果證明兩種方法所得結果具有高度一致性。

綜上所述，3D CT?LG 可直觀地顯示前哨淋巴結及其回流，在三維重建后既可觀察CT?LG 顯影的淋巴結、淋巴管，同時將少部分未顯影的淋巴結及淋巴管同時重建，更加準確的顯示淋巴回流及前哨淋巴結，指導臨床SLNB 合理的設計手術切口，快速找到SLN，縮短手術時間。隨著混合現實技術（MR）的不斷發展，乳腺癌淋巴回流模型可作為虛擬環境（VR），引入至臨床手術場景（AR）中，最終有望實現乳腺癌前哨淋巴結活檢手術的混合現實導航，提高SLNB 準確率，推動乳腺癌外科手術向精準化、微創化發展。