肿瘤

三维影像肝脏功能评估系统对肝脏手术及风险评估的帮助

作者:□ 北京协和医院肝脏外科 杜顺达 毛一雷 郑永昌 来源:中国医学论坛报 日期:2013-01-05
导读

         肝 癌 患 者 手 术 前 的 肝 功 能 评 估 是 一 个 被 关 注 和 争 议 多 年 的 临 床问题,这是因为肝脏手术前合理的肝功能评估极其重要,直接关 系到患者的术后恢复,甚至生命安危。目前,所有常用的肝功能评 估方法

 毛一雷教授 

    主任医师,教授, 博士生导师。卫生部 肝癌规范诊疗专家组 专家。中华临床营养 杂志副主编,中华内 分泌外科杂志、中华消 化 外 科 杂 志 、HBPD INT (SCI) 、Chinese Medical Sciences Journal等杂志编委。

  肝 癌 患 者 手 术 前 的 肝 功 能 评 估 是 一 个 被 关 注 和 争 议 多 年 的 临 床问题,这是因为肝脏手术前合理的肝功能评估极其重要,直接关 系到患者的术后恢复,甚至生命安危。目前,所有常用的肝功能评 估方法均不完善,存在这样或那样的欠缺,结合我院在肝功能评估 方面所开展的工作,本文重点介绍目前临床上主要应用的肝功能评 估方法及其进展。

  在肝癌的众多治疗措施中,手术切除 仍是目前首选办法之一。然而,对于合并 肝硬化的患者,其肝脏的储备功能受到不 同程度的损伤,切除过多肝脏会导致术后 肝功能不足,严重者可危及生命。因此,手 术前对患者的肝功能及手术风险进行准确 评估尤显重要。

  常用的肝功能评估系统

  Child 系列评分

  单项血清学指标通过检测血清中由肝 脏合成和分泌的物质含量或酶活性,提示 肝脏损害和病变,检测方便,结果直观,有 助于对肝脏组织损伤程度作出判断,但因 这种检测只反映肝脏某一方面的功能,并 不适合单独用于术前评估肝脏储备功能和 预测术后肝脏功能是否衰竭。

  1964 年 ,蔡 尔 德(Child)和 特 科 特(Turcotte)针对肝硬化曲张静脉破裂出血恢 复 后 的 患 者 ,进 行 门 体 分 流 术 的 风

  险 评估。他们依据临床经验,提出 5 个变量,包括腹水、肝性脑病、营养状况、血清胆红素及白 蛋白水平。将患者分为 A、B、C 3 级,A 级预 后最好,B 级中度,C 级最差。1973 年,皮尤(Pugh)等将营养状况改为凝血酶原(PT)时 间,并针对每个变量,进行从 1~3 的评分(表1)。 此 外 ,类 似 的 评 分 系 统 还 包 括 Child-Campbell 评 分 等 。 Child-Pugh 评 分 因获得数据方便、操作简单,在临床肝功能 评估方面被广泛采用。

  随着临床应用的增多,Child 评分的缺 陷也逐渐显现。首先是腹水和肝性脑病这 两个指标,会因判断者不同而产生个体差 异;其次,白蛋白水平、凝血酶原时间和腹 水程度等会受到治疗手段的影响而波动,例 如 补 充 白 蛋 白 、凝 血 因 子 、使 用 利 尿 剂等;再其次,评分中的连续变量,如胆红素、 白蛋白及凝血酶原时间,选择了便于记忆 和 推 广 的 数 值 作 为 分 界 点 而 降 低 了 准 确 性;此外,评分中的这 5 项指标在评价肝功 能 或 患 者 预 后 时 所 占 的 权 重 其 实 并 不 一 致,统一使用 1~3 分的分配权重欠缺科学; 最后,可能影响预后的其他因素,如血清肌 酐(Cr)、血清钠等也未被纳入其中。

  终 末 期 肝 病 模 型(Model for End StageLiver Disease, MELD)评分

  2000 年,由美国梅奥医学中心领导的 一项多中心临床研究随访了 231 例经颈静 脉 肝 内 门 体 静 脉 分 流 术 后 的 患 者 ,采 用COX 比例风险模型进行了生存分析,设计了 MELD 评分。在 MELD 评分中,确定的预 测生存因素为血清胆红素、肌酐浓度、凝血 酶原时间国际标准化指数(INR)以及肝硬 化病因,具体公式如下。

  MELD=11.2 × ln(INR)+ 9.75 × ln(Cr)+3.78×ln(TBil)+6.43×病因(胆汁淤滞性和酒 精性肝硬化为 0,病毒等其他原因肝硬化为1),结果取整数。

  2002 年 ,美 国 移 植 器 官 分 配 组 织 将 MELD 评分作为评价肝移植受体优先程度 的标准。应用这一评分后,肝移植等候名 单中的患者死亡率大幅下降了 15%。

  在 随 后 的 临 床 应 用 中 发 现 ,相 同 的 MELD 评分,随着血清钠水平的改变,预后 也随之改变。2006 年,比金斯(Biggins)等 首先提出 MELD-Na 评分,之后金(Kim)等 又将模型进行修正,得出新的 MELD-Na 评 分,该评分可以更好地预测肝移植后 90 天 内 的 死 亡 率 ,当 血 钠 在 125~140 mmol/L 这 一区间时,血钠每降低 1 mmol/L,死亡风险 就会升高 5%。

  目前,该评分主要用于评估慢性肝病 的严重程度和预后,以及肝移植术前评估。

  吲哚青绿 15 分钟滞留试验(ICG R15)

  吲哚青绿(ICG)经静脉注入患者体内, 通过肝细胞基底膜上的转运蛋白从血浆中 摄取并排入胆道,随胆汁排泄。在此过程 中 ICG 不会被代谢分解,也不参与肝肠循 环,其血液浓度易于测定。

  ICG 排泄的快慢取决于肝细胞受体的 量和肝细胞功能,同时肝硬化引起的肝内 动 静 脉 分 流 和 肝 血 窦 血 管 化 也 会 影 响 排 泄。在一定范围内,ICG R15 可以较好地预 测术后肝功能衰竭的发生。方(Fan)等认 为,对于肝硬化患者,ICG R15<14%,半肝 切 除 是 可 行 的 ,但 当 ICG R15>14% 时 ,半肝切除手术后肝功能衰竭死亡的风险是前者的 3 倍。

  肝脏体积计算

  从严格意义上讲,计算肝脏体积并不 是在评估肝脏功能。当肝脏实质功能均匀 一致时,肝脏功能性细胞的数量与肝脏体 积成正比关系,因此,正确测量肝脏体积和 计算肝实质切除率具有重要的临床价值。 目前计算肝脏体积可在 CT 或磁共振成像(MRI)下 ,通 过 手 工 测 算 法 和 三 维 重 建 法 完成。一般认为,正常肝脏可耐受肝实质 切 除 率 为 75%~80% 的 肝 切 除 或 剩 余 肝 脏 功 能 性 体 积 为 肝 实 质 体 积 25%~20% 的 肝 切除。

  但是,在肝脏病变状态下,肝细胞数量 减少及功能受损可导致不同肝脏区段之间 功能性肝细胞数量的差异。因此,肝脏体 积和肝实质切除率的测量尚须结合全肝及 区域肝脏功能的评估才能为肝切除范围的 合理选择提供可靠依据。目前,肝脏体积 计算最常用于亲体肝移植中供体切除肝脏 的计算。

  综合法则的应用

  综合评分系统和代谢性肝功能定量评 估试验,评估的只是整体肝脏,而肝脏体积 计算虽可获得各部分肝脏体积,但并不能 涵盖功能。因此,一些联合多种评估方法 的综合法则在临床中逐渐产生。例如,美 国国立综合癌症网络(NCCN)指南、日本东 京的 Makuuchi 法则、苏黎士大学肝切除法 则、巴塞罗那临床肝癌(BCLC)分期等,但这 些指标多针对肝癌的分期同时评估预后, 本身并不十分完善。

  医生的经验

  在临床实际中,有经验的外科医师通 常根据患者手术前的整体肝功能情况,结 合肿物在肝内的解剖位置,综合以往临床经验来决定是否进行手术切除并制定手术切除的方案,但这存在着明显的缺陷,并且 受医院级别的限制。另外,这种经验性的 方法并不具传授性和传播性。

  因此,理想的肝功能评估方法是直接 测定功能性肝脏体积,即对肝脏不同区域 内功能性肝细胞群进行定量检测。

  表 1 Child-Pugh 评 分 分 级 标 准

  主题报告大肝癌和巨大肝癌外科治疗要点  

  三维影像肝脏功能评估系统

  理论依据和背景材料

  去 唾 液 酸 糖 蛋 白 受 体(Asialoglycopro⁃ tein Receptor, ASGPR)显 像 技 术 逐 渐 被 人 们 所 关 注 。 ASGPR 是 哺 乳 动 物 凝 集 素(lectin)。研究显示,肝硬化时肝细胞表面 ASGPR 水平下降,肝细胞癌细胞内 ASGPR 水 平 很 低 ,而 肝 转 移 癌 没 有 该 受 体 ;癌 组 织 周 围 的 肝 组 织 细 胞 表 面 ASGPR 水 平 取 决于是否合并肝硬化;梗阻性黄疸患者受 体水平有所下降,但没有达到肝硬化时的 水平。

  锝标记的半乳糖-新糖蛋白(technetium galactosyl-neoglycoalbumin, 99mTc-NGA), 可与 ASGPR 特异性结合。兔实验表

  明,静脉 注入 99mTc-NGA 之后,后者会快速地在肝 脏浓聚。在受损伤的猪移植肝脏实验中, NGA 的摄取明显降低。

  然而,99 mTc 与 NGA 存在一定比例的非特异性结合,且 NGA 中的白蛋白很难使99mTc 处于还原态,故其稳定性不够理想; 且 99mTc-NGA 保 存 期 过 短 。99mTc-NGA 的类似物 99mTc-GSA 的稳定性明显增强, 保存期较长。我院肝脏外科与北京师范大 学 化 学 学 院 合 作 ,于 2007 年 独 立 完 成 了99mTc-GSA 合成及其药盒化研究,并申请 中 华 人 民 共 和 国 专 利( 专 利 号 : 200810057222.1)。

  GSA 临床应用

  用 放 射 性 核 素 标 记 GSA/NGA,采 用 SPECT 技术可以定量反映 ASGPR 的功能状 态 及 其 在 肝 脏 的 三 维 分 布 。 根据99mTc-GSA/NGA 的 SPECT 扫描图像,可以 得到评价肝脏功能储备的参数和肝脏功能 的三维分布。

  99mTc-NGA 相 关 的 临 床 前 期 试 验 完 成于上世纪 80 年代晚期,但限于前面所述 的 原 因 ,应 用 逐 渐 减 少 。 1991 年 ,鸟 冢(Torizuka)等人完成了 99mTc-GSA 的Ⅰ 期 临床试验,进行了药物安全性和代谢分布 特 点 的 临 床 观 察 ,探 索 了 合 适 的 剂 量 范 围 。 随 后 ,1992 年 相 继 完 成 了 99 mTc-GSA 的Ⅱ 、Ⅲ 期 临 床 试 验 ,GSA 在 临 床上针对各种肝脏病损的应用逐渐增多。

  主题报告大肝癌和巨大肝癌外科治疗要点    上 图 钟 氏 模 型 计 算 机 软 件 应 用 截 图 

图 A 含 解 剖 结 构 的 肝 脏 功 能 显 像 及 模 拟 切 除 结 果 显 示 ,左 侧 黄 色 为 肿 物 ,虚 红 色 为 切 除 的 肝 组 织 ,其 内 可 显 示 出 彩 色 的 管 道 结 构 。

图 B SPECT 显 像 所 显 示 的 肝 脏 功 能 图 像 ,褐 色 部 分 为 无 功 能 的 肿 瘤 组 织 。 

图 C CT 和 SPECT 图 像 融 合 , 及 模 拟 切 除 线 。

图D 剩 余 肝 脏 占 全 肝 的 体 积 比 例 和 功 能 比 例 。

图 E 全 肝 的 UI 值以及相当于正 常 肝 脏 的 比 例 ,剩 余肝脏的 UI 值以及 相 当 于 正 常 肝 脏 的 比例。

  

  关于应用 GSA 所获得的参数,目前其主要包括两大类:①不同时间心、肝放射性 比值 ASGP 受体核素扫描测定 15 min 配

  体 清除率(HH15)和受体指数(LHL15),多数 学者发现其与血清学肝功能指标存在相关 性,并能用于预测肝功能衰竭的风险;②建 立药代动力学模型,得到 ASGPR 受体浓度、 受体总数、最大清除率等参数,可以定量地 评估有功能的肝细胞数量,且与血清学肝 功能指标成正相关,因模型中所涉及的参 数过多,计算过程过于复杂,故较难推广应 用。另外,目前所有的研究仍局限于二维 计算,未能完成三维显示和操作。

  三维影像肝脏功能评估系统现状

  我院在 21 世纪初设立了一个肝脏三维 立 体 功 能 评 估 的 系 列 研 究 课 题 。 在 完 成 GSA 合成后,利用 SPECT 技术,获得 GSA 在 肝脏的代谢影像。在总结原有计算方法基 础上,建立了较为简单的两室药代动力学 模 型 ( 钟 氏 模 型 ,专 利 申 请 号 : 201210192086.3),并获得了新的评价参数 即摄取指数(uptake index,UI,上图)。UI 的 计算过程稳定可靠,并且 UI 值与传统的血 清学肝功能存在显著相关性。

  为了更适应临床需要,我们与美国的 公司合作,建立了计算机程序,获得了含有肝 脏 管 道 解 剖 结 构 的 三 维 立 体 功 能 影 像(上图),该功能影像可以随意旋转获得肝 脏各个角度的功能显示,并且能清晰地看 出肿瘤与肝内管道结构的关系,在此程序 的界面上可以模拟手术切除,计算出各部 分肝脏的功能。

  经过初步的临床检验,术前预测术后 剩余肝功能与术后实际测得肝功能具有显 著相关性,并且获得了模拟肝脏切除术后 肝功能衰竭的风险指数模型。但相关结果 需要更为完善的大规模研究来进一步证实 和完善相关的结果。

  结论

  在肝脏手术前,对肝脏功能储备、术后 剩余肝功能进行较准确的评估非常重要。 目前尚在使用的术前全肝功能指标与临床 经验的结合,以及通过 CT/MRI 进行剩余肝 脏体积的计算都存在着一定的局限性。

  基于 ASGPR 的三维肝脏功能显像技术 可能是一个有前途的方式,有助于更加准 确地判断可切除性和术后肝功能衰竭的发 生风险,但目前尚未完全成熟。

  随着人们对于 ASGPR 及其配体研究的 逐渐深入,三维影像肝脏功能评估系统将 会被完善和应用。

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