三维重建脾脏体积客观评估ICG

3D Reconstruction of Spleen Volume for Objective Assessment of ICG

摘要: 背景：肝切除是治疗肝癌的关键手段。术前评估肝功能储备则是肝切除的必经之路。吲哚菁绿(ICG)清除率试验是肝切除术前评估肝脏储备功能的主要方法，但由于部分患者有不良反应，给临床工作带来了避免不了的麻烦；脾脏体积与肝硬化病人的肝切除有着密切关系，那么，脾脏体积与ICG是否也有着某种联系？方法：我们回顾性分析300例肝硬化行肝切除的患者，探讨影响肝储备功能的危险因素，通过SPSS逻辑回归建立模型，并用ROC检验其模型准确性。结果：通过脾脏体积、白蛋白、总胆红素、年龄构建出逻辑回归模型，得出脾脏体积是ICG的独立危险因素，并进一步通过ROC得出模型的AUC为0.877，敏感度为84%，特异度为80%。结论：通过三维重建脾脏体积求得ICG 15分钟滞留率(ICG-R15)，更好地服务于临床医生，从而评估术前肝储备功能，进而决定是否可行手术治疗。

Abstract: Background: Hepatectomy is a key treatment for liver cancer. Preoperative evaluation of liver function reserve is a necessary step in liver resection. The indocyanine green (ICG) clearance rate test is the main method for evaluating liver reserve function before liver resection, but due to some patients having adverse reactions, it brings unavoidable troubles to clinical work; There is a close relationship between splenic volume and liver resection in patients with liver cirrhosis. Therefore, is there also some connection between splenic volume and ICG? Method: We retrospectively analyzed 300 patients with liver cirrhosis who underwent liver resection, explored the risk factors affecting liver reserve function, established a model through SPSS logistic regression, and tested the accuracy of the model with ROC. Result: A logistic regression model was constructed based on spleen volume, albumin, total bilirubin, and age, and it was found that spleen volume is an independent risk factor for ICG. Furthermore, the AUC of the model was determined to be 0.877, with a sensitivity of 84% and a specificity of 80%. Conclusion: ICG 15-minute retention rate (ICG-R15) was obtained by three-dimensional reconstruction of spleen volume to better serve clinicians, thereby assessing preoperative liver reserve function and determining the feasibility of surgical treatment.

1. 引言

2020年最新癌症数据显示我国肝癌负担依然严重，虽然肝癌新发病例数排名有所下降，但发病数仍高达41万，且死亡病例数仍高居第2位。而我国肝癌由HBV感染引起的比例高达92.05%，因此对于慢乙肝患者的肝癌防控尤为重要 [1] 。原发性肝癌诊疗指南(2022年版)指出：肝切除术是肝癌患者获得长期生存最重要的外科手段之一 [2] ，一旦发现早期肝癌需尽量采取手术切除，术后1年、3年、5年生存率分别为80%~92%、61%~86%和41%~75%。但由于我国85%的肝癌患者多合并慢性肝炎和肝硬化，导致肝功能代偿能力差，肿瘤切除率仅为10%~40%，所以术后有50%左右的患者会复发；如果小肝癌因为伴有肝硬化而不能切除的，如单个肿瘤直径大小在2~5 cm或多个肿瘤直径之和小于3 cm者，可选择肝移植手术，术后5年生存率可达78%~80%。术后肝脏衰竭仍然是肝脏手术的主要并发症之一。肝功能的术前评价对于降低肝切除或肝移植术后的并发症至关重要。随着医疗技术的发展及精准肝脏切除理念的提出，术前肝脏储备功能的评估显得越来越重要 [3] 。术前ICG排泄试验能够有效评估肝癌患者肝储备功能，有助于预测术后肝功能不全 [4] 。尽管ICG临床使用安全可靠，但仍存在不良反应，包括恶心、皮肤瘙痒、低血压、心律失常或罕见的过敏性休克等 [5] 。林珍团队在进行ICG排泄实验时，患者既往无过敏史，注射过程中突然血压下降，全身抽搐，呈过敏表现 [6] 。因此，本研究发现了通过三维重建脾脏体积可以客观评估ICG的大小，从而避免不良反应，为围术期的准备提供了可靠的保障。

2. 方法

病人资料：我们从青岛大学附属医院肝胆外科选取了从2020年1月至2021年8月共300例患者。纳入标准：1) 首次发现肝恶性肿瘤，未做过手术。2) 合并肝硬化伴脾大。3) 年龄 > 18岁。4) 于我院行上腹部增强CT检查者。排除标准：1) 合并有其他系统恶性肿瘤。2) 肾功能差、行透析治疗者。3) 合并血液系统疾病。

3D重建：我们需要先获得患者的住院号，然后从影像科查询到该患者的上腹部增强CT检查，遂将图像拷贝到移动硬盘，将图像通过计算机放入到3D成像软件，该软件已安装到我们的计算机上，通过该软件可以绘制肝脏体积、脾脏体积、肿瘤体积、门静脉、肝静脉、肝动脉等。因此，我们可以绘制出肝脏、脾脏形状并测得体积。

数据分析：所有数据均通过SPSS25.0进行分析，首先将ICG分为>10%和<10%两组(表1)，连续变量用均值和标准差和四分位数表示，分类变量用数字和百分比表示。连续变量采用两样本T检验，分类变量采用χ²检验，选取显著变量。采用enter法，瓦尔德向前逐步法，筛选出四个影响因素，分别为：胆红素/脾脏体积/白蛋白/年龄，确定有意义的独立危险因素，将有意义的独立危险因素纳入模型中，构建逻辑回归模型，采用受试者工作特征(ROC)预测诊断效果并确定独立危险因素的临界值。用以检验模型准确性。

Table 1. The measurement indicators are all skewed, expressed by the median and upper and lower quartiles

表1. 计量指标均为偏态分布，使用中位数和上下四分位数表示

3. 结果

3.1. 逻辑回归

将自变量进行enter法，瓦尔德向前逐步法，得出P < 0.05的有脾脏体积、白蛋白、总胆红素、年龄，其余自变量P值 > 0.05，剔除模型外，构建逻辑回归模型，得出表2。

Table 2. Logistic regression model analysis

表2. 逻辑回归模型分析

3.2. 诊断效能ROC

计算每个变量的ROC曲线(图1)，并求出模型的ROC曲线(图2)，因为白蛋白为肝脏保护因素，所以取倒数计算，求得脾脏体积AUC 0.684，敏感度82%，特异度48%，约登指数0.3，最佳截断值288.55；白蛋白倒数AUC 0.774，敏感度76.7%，特异度67.3%，约登指数0.44，最佳截断值0.024 (白蛋白为41.7 g/L)；年龄AUC 0.681，敏感度64.7%，特异度65.3%，约登指数0.3，最佳截断值56.5；总胆红素AUC 0.646，敏感度56%，特异度72.7%，约登指数0.287，最佳截断值19.415；模型的AUC为0.877，敏感度84%，特异度80% (表3)。

Figure 1. ROC curves for the respective variables

图1. 各自变量的ROC曲线

4. 讨论

肝细胞癌(HCC)是一种常见的恶性肿瘤，在中国和世界其他地区具有较高的发病率和死亡率。由于其肿瘤异质性和远处转移，HCC患者往往预后较差。在目前的临床实践中，根治性肝切除术等手术治疗仍然是肝癌患者的首选治疗方法 [7] 。因为肝脏的解剖结构复杂，血液供应丰富，约占每个周期心输出量

Figure 2. ROC curve of the prediction model

图2. 预测模型的ROC曲线

Table 3. AUC, sensitivity, specificity, Jorden index, best cutoff values for independent variables

表3. 自变量的AUC，敏感度，特异度，约登指数，最佳截断值

的20%，肝硬化肝切除术的挑战甚至更高，因为手术压力和创伤对临界肝功能的影响以及肝硬化肝脏再生能力受损 [8] 。在重度肝硬化或重度门静脉高压症患者中，只能安全地切除少于两个肝段 [9] 。ICG可反映门静脉高压、肝衰竭程度和生存率，有效的预测肝储备功能 [10] 。ICG-R15还可作为代偿期肝硬化患者显著门静脉高压的间接评估。ICG-R15可能适合作为识别患者进行内窥镜检查和测量HVPG的筛查工具 [11] 。总的来说，ICG-R15检测是评估代偿期肝硬化患者PH的有效工具 [12] 。当然，先前的Child评分、MELD评分、白蛋白–胆红素评分等均对术前肝功能储备有着丰富的经验，但他们更多的是从临床生化学指标、临床医生的主观意识决定，并不能很好的反应实际肝脏代谢情况，吲哚菁绿(ICG)是一种惰性的、含钠的阴离子水溶性三碳菁染料，在血液和血浆中稳定存在，现已临床使用50多年。ICG注射进入循环后，立即与血浆蛋白(白蛋白、α1-脂蛋白)完全结合。ICG几乎完全由肝脏通过选择性机制吸收，并在不进行代谢的情况下以非偶联状态消除到胆汁中。值得注意的是，由于ICG的胆汁排泄，粪便可能会变绿 [13] 。Hemming等报道ICG清除率是肝硬化患者肝切除成功的一个很好的预测因子 [14] 。但ICG仍避免不了药物的通病：过敏。有报道显示ICG过敏反应的发生率为1:40万 [15] ，并且ICG为有创操作，这无疑增加了患者的风险。所以有的学者想到，用其他方法来等效替代ICG的结果，通过肝硬化分级和使用CT测量肝体积评估肝功能储备 [16] ，Gd-EOB增强磁共振成像，Gd-EOB-DTPA (T1hb)造影后T1弛豫时间与ICG清除率密切相关，术前确定未来残余肝功能 [17] [18] [19] 。Hideki Kawamura通过根据Tc-GSA闪烁显像计算的转换ICG-R15对肝功能储备进行术前评估，与不基于分离数据的转换模型相比，基于按肝损伤严重程度分离的数据的转换模型与ICG-R15的相关性更密切 [20] 。

在很多医院，并没有测量ICG的仪器，也没有昂贵的SPECT-CT，这使得开展肝切除术增加了巨大的困难，所以，寻找一种能预测ICG的方法刻不容缓。

慢性肝病引起肝组织弥漫性增生，血管结构、调节功能受损，肝静脉回流受阻致门静脉高压，脾静脉回流受限，故脾脏淤血，皮内形成大量结缔组织，通过改变免疫细胞的功能，促进肝纤维化及干扰免疫微环境。研究 [21] 发现肝硬化并发食管静脉曲张的患者，脾脏总体积与功能性脾体积较大，脾脏肿大是肝硬化食管静脉曲张的独立危险因素 [22] [23] 脾功能亢进常伴随脾脏肿大发生，据报道11%~55%的肝硬化患者会出现不同程度脾功能亢进，被认为是肝硬化患者血细胞和血小板减少的主要原因。门静脉血流为脾脏来源的细胞因子等进入肝脏发挥作用提供了便捷的途径 [24] 。在本研究里，我们发现脾脏体积与ICG之间的关系，并结合年龄、白蛋白和胆红素建立逻辑回归模型，该模型ROC面积0.877，敏感度84%，特异度80%，模型预测良好。由此可以得出：脾脏体积是影响ICG的独立危险因素，所以在临床上，若在CT表现上发现脾脏占据大，或是直接通过三维重建脾脏体积发现脾脏体积增大，这无疑给外科医生一个警惕，谨慎评估术前肝储备功能。

5. 结论

通过三维重建脾脏体积可以让临床医生简单高效地判断ICG，从而评估术前肝储备功能，进而决定是否可行手术治疗。

NOTES

^*通讯作者。