条文本
PDF
摘要
背景与目的:大肝切除术会引起术后肝功能障碍和感染的风险，缺乏客观证据表明残余肝容量与这些并发症有关。
患者及方法:对104例肝功能正常、计划进行肝切除术的患者的计算机断层扫描(CT)血管成像计算机模型进行肝脏容量测定。相对残余肝体积(%RLV)计算为残余肝体积与总功能肝体积的关系，与术后肝功能障碍和感染的关系。通过受试者操作特征曲线分析来确定预测严重肝功能障碍和感染的临界RLV %。采用单因素分析和多因素logistic回归分析，探讨严重肝功能障碍和感染的围手术期预测因素。
结果:RLV越小，肝切除术后严重肝功能障碍和感染的发生率越高。26.6%的临界RLV被认为与严重的肝功能障碍相关(p<0.0001)。此外，体重指数(BMI)、手术时间和术中出血量是严重肝功能障碍的重要预后指标。通过%RLV来精确预测术后感染的个体风险是不可能的。然而，在接受肝大切除术的患者中，术后出现严重肝功能障碍的患者感染明显比未出现严重肝功能障碍的患者更常见(p = 0.030)。
结论:小%RLV和高BMI可以预测肝切除术后严重肝功能障碍的可能性，而术后感染与肝功能障碍的关系比精确的残余肝容量更大。了解肝体积与肝功能、免疫功能的关系是提高肝大切除术安全性的关键。
- 计算机断层扫描
- CTAP, CT血管成像
- BMI，身体质量指数
- ROC，接收者操作员特征
- TLV，肝脏总容积
- TuV，肿瘤体积
- TFLV，总功能性肝容积
- RLV，剩余肝容量
- %RLV，相对残余肝容积
- 图像分析
- 先天免疫
- 肝功能
- 肝脏手术
数据来自Altmetric.com
近几十年来，原发性和继发性恶性肿瘤的肝脏切除术变得越来越重要。1 -5基于有希望的生存结果和<5%的围手术期死亡率，肝脏外科的前沿不断向更大的肝脏切除术延伸，留下更小部分的残余肝脏。6 -8与此同时，即使是在非常专业的中心，也有报道称，扩大肝切除术后，由于肝功能障碍和感染并发症而导致的术后发病率显著增加。7，9，10很早以前就提出了至少保留三分之一的健康肝组织以避免切除后肝功能衰竭的范式，但很少有数据支持这一在肝脏健康患者中的武断值。大肝手术作为各种肝肿瘤的治疗选择的扩展，在术后并发症的评估和管理方面，特别是涉及肝功能不全和感染易感性方面，给外科医生和医生提出了新的挑战。
肝脏含有体内最大的固定组织巨噬细胞储备(库普弗细胞)，并调节负责识别和调理病原体的肝脏蛋白质的合成，作为先天免疫系统的一部分。11既往研究表明，急性和慢性肝衰竭及肝脏手术后先天性免疫功能显著受损，提示大肝切除术后先天性免疫反应变化与术后感染之间存在联系。12 -17肝脏在维持各种先天免疫途径中的作用及其与肝切除术后肝体积和整体肝功能的关系迄今尚未被探讨。
基于计算机断层扫描(CT)和磁共振图像分析的总肝体积和部分肝体积的测量在活体亲属肝移植手术切除前已成为估计实际移植物大小的流行方法。18岁20.一些研究探讨了残肝体积对肝大切除术后肝功能和并发症的预测价值。21日,22然而，大部分研究都是在慢性肝病患者身上进行的。23 -26我们之前已经证明，术前基于CT血管成像(CTAP)图像的容量测量法估计残余肝脏体积，可以准确测量肝脏切除术后肝实质剩余的实际量。27本研究的目的是使用三维肝容量测量和虚拟切除来确定在接受肝切除的健康肝脏患者中与肝功能障碍发展相关的临界剩余肝容量。此外，我们希望确定残肝容量、肝功能与术后感染发生率之间是否存在关系。
患者与方法
患者与手术技术
对入住爱丁堡皇家医院肝胆科进行肝脏切除术的患者进行肝脏容量分析，并将CTAP作为术前评估的一部分。所有患者均无慢性肝病病史，均给予书面知情同意书。手术患者的选择和肝切除术的技术已经在前面描述过。28简单地说，肝肿瘤的手术是基于节段定向解剖切除。29麻醉医师维持低中心静脉压(3-5 cmH)2O)，使用Cavitron超声手术吸引器(CUSA System 200 Macrodissector;Cavitron外科系统，斯坦福德，康涅狄格州，美国)，不需要肝外血管闭塞。用氩气束凝固术(Force GSU System;Valleylab, Boulder, Colorado, USA)。根据切除的肝节段数确定肝切除的范围，分为扩大(5节及以上)、标准(3节或4节)和小切除(1节或2节或楔形切除)。
肝容积测定及相对残余肝容积的计算
在术前CTAP中获得的轴向图像上进行肝脏容量测量。大多数图像取自GE Hispeed Advantage螺旋CT扫描仪(通用电气医疗系统公司，Milwaukee, Wisconsin, USA)，图像切片厚度为7毫米。在研究的最新阶段，从Toshiba Aquilion 16多层CT扫描仪(Toshiba Medical Systems, California, USA)获得1毫米图像切片。医学图像分析软件GE Advantage Windows和Analyze 5.0 (Analyze Direct, Inc;生物医学成像资源，梅奥基金会，罗切斯特，美国)用于容量测定。GE扫描仪的每一片切片和东芝扫描仪的每五片切片按以下方法进行分析。在每个图像切片中手动描摹感兴趣区域的轮廓，排除胆囊、肝后腔静脉和肝内血管结构的主要分支。一个自动化的过程将所有切片堆叠在一起，建立一个肝脏的虚拟模型。通过固有的软件体绘制算法获得体积值。测量总肝体积(TLV)和肿瘤体积(TuV)，并通过从总肝体积减去肿瘤体积(TFLV = TLV−TuV)来计算总功能性肝体积(TFLV)(图1A)。 The model of the whole liver was then subjected to virtual hepatic resection according to the operative strategy for each individual patient and the volume of segments to be resected, and residual liver volume (RLV) was measured (fig 1B, C). Relative residual liver volume (%RLV) was expressed as a percentage of TFLV. When the type of resection actually performed was different from that estimated preoperatively, volumetric analysis was repeated.
(A-C)扩展右肝切除术尾状切除的三维肝容量测量。(A)肝总容积(TLV = 1133 ml;红色);肿瘤体积(TuV = 34 ml;绿色);总功能性肝容积(TFLV = 1099 ml)。(B)虚拟切除三维肝模型的残余肝体积(RLV = 293 ml黄色);相对残余肝容积(%RLV = 26.7%)。(C)切除后残余肝脏的术中视图。
术后并发症、肝功能障碍、炎症和感染、体重指数的定义
术后并发症包括手术并发症(手术部位出血、胆漏)、肝功能障碍、心血管、呼吸、肾系统功能障碍、感染等。从手术开始直到出院，每天对这些并发症进行评估。由于先前手术相关问题而重新入院也包括在内。术后肝功能障碍的定义基于血清总胆红素和乳酸浓度、凝血酶原时间和脑病体征，分为四个等级(无/轻度/中度/重度)(表1)。7，30.31每个参数根据实际结果给出1分、1分或2分，全部加起来就是实际分数。只有在48小时内连续两次观测时才考虑参数。术后病程的最高评分决定肝功能障碍的严重程度(表1)。
心血管、呼吸和肾系统功能障碍的定义取自美国胸科医师学会/重症监护医学共识会议协会的连续两份报告。32岁的33仅考虑临床显著感染，并将其定义为微生物培养阳性与局部或全身炎症症状的巧合。32位34围手术期死亡定义为手术后30天内死亡，如果死亡更严重，则在手术后住院期间死亡。严重肝功能障碍和感染，而不是中度或轻度肝功能障碍，对住院时间有显著的不良影响，并被选为主要终点。
统计分析
采用SPSS 11.0统计分析软件(SPSS Inc.，芝加哥，伊利诺伊州，美国)进行统计分析。采用一种方法进行组间方差方差分析，以评估不同肝切除类型和程度之间以及不同肝功能障碍严重程度与非肝功能障碍患者之间%RLV的差异。独立样本t试验用于评估感染患者与未感染患者RLV %的差异。采用受试者操作特征(ROC)曲线分析，确定%RLV在预测严重肝功能障碍和感染方面的价值，其敏感性至少为90%，特异性不低于85%。研究组计算严重肝功能障碍的临界RLV %阳性预测值。术前和术中变量用Pearson χ进行单因素分析2和Fisher精确检验，分别适用于分类变量和独立样本t测试连续变量。将单因素分析中的显著变量同时(强制输入法)输入多因素logistic回归，评价其对严重肝功能障碍和感染的独立预测价值。
结果
患者人口学、诊断和肝脏切除范围
对104例患者进行肝脏容量测定(59例男性，45例女性;平均年龄61岁(标准差12岁)，均连续行肝切除术。诊断为结直肠癌肝转移92例(88.5%)，其他继发恶性肿瘤6例(5.8%)，腺瘤2例(1.9%)，肝细胞癌、胆管癌、血管肉瘤和局灶性结节增生各1例(1.0%)。共有27例(26.0%)扩展切除，57例(54.8%)标准切除，20例(19.2%)小切除(图2)。肝扩展切除后平均RLV %为30.8 (SD 12.1)%，标准切除后为40.2(14.5)%，小切除后为82.9(9.2%)%(组间单因素方差分析:标准切除和扩展切除间p = 0.007;小切除与标准切除或扩大切除之间P <0.0001)。104例患者中有36例(34.6%)切除后RLV少于33%。
不同类型扩展肝切除术(Ext R Hep，扩展右肝切除术;Ext L Hep，扩展左肝切除术)，standard (R Hep，右肝切除术;中央三节，中央三节切除术;L Hep，左肝切除术)和小肝(R Post Sect，右后路切片切除术;左Lat组，左外侧切除;肝节段切除术)。参考线表示33% RLV。
术后并发症及其与残余肝容量的关系
104例患者中有54例(51.9%)在肝脏切除术后出现一种或多种并发症。33例(31.7%)患者发生术后感染是最常见的并发症原因。42例(40.4%)、22例(21.2%)和13例(12.5%)患者存在明显的轻度、中度和重度肝功能障碍。胸膜积液11例(10.6%)，胆管漏6例(5.8%)，肾功能不全4例(3.8%)，肺栓塞3例(2.9%)，暂时性房颤3例(2.9%)，手术部位出血需要再手术2例(1.9%)，门静脉血栓和上消化道出血各1例(1%)。104例患者中有2例(1.9%)死亡;在扩大肝切除术后，两人都出现肝衰竭(其中一人伴有败血症)。随着肝切除范围的扩大，术后肝功能障碍的发生率普遍增加，尤其是严重肝功能障碍的发生率增加(表2)。标准肝切除术后57例患者中有5例(8.8%)发生严重肝功能障碍，扩大肝切除术后27例患者中有8例(29.6%)发生严重肝功能障碍，小范围肝切除术后无一例发生严重肝功能障碍。
轻度肝功能不全患者的平均RLV %明显小于无肝功能不全患者(42.9(15.4)%和69.9 (22.6)%;p<0.0001)(图3)。与轻度肝功能障碍患者相比，重度肝功能障碍患者的平均RLV %显著降低(24.5(6.0)%和42.9 (15.4)%;p = 0.005)(图3)。术后发生感染的患者数量从轻度肝切除术增加到标准肝切除术，在扩大肝切除术后最高(表2)。术后感染患者的平均RLV %明显小于未感染患者(38.8(18.5)%和49.3 (23.6)%;独立样本tTest, p = 0.016)。
肝切除术后无、轻度、中度和重度肝功能不全患者的平均(SD)相对残余肝容量(%RLV)(组间方差分析为单向;**p = 0.005， ***p<0.0001)。参考线表示33% RLV。
受试者操作特征(ROC)曲线分析%RLV预测肝脏切除术后严重肝功能障碍和感染
ROC曲线分析显示，%RLV值为26.6%时，肝脏切除术后患者存在严重肝功能障碍的显著风险(图4A)。利用这一值预测肝脏切除术患者严重肝功能障碍的敏感性为90.9%，特异性为87.1%。研究组的阳性预测值为50.2%，与严重肝功能障碍相关的阳性检测结果(小于26.6% RLV)的似然比为7.0，与小于26.6% RLV的阴性检测结果(小于26.6% RLV)的似然比为0.1。22例%RLV值<26.6%的患者中有10例(45.5%)发展为严重肝功能障碍，而82例%RLV值较大的患者中有1例(1.2%)发展为严重肝功能障碍(p<0.0001)(图4B)。然而，22例%RLV值低于临界%RLV的患者中有12例(54.5%)未出现严重肝功能障碍。通过ROC曲线分析无法确定用于预测术后感染的精确%RLV值(图5A)。应用26.6%的临界RLV预测术后感染，敏感性为33.3%，特异性为84.5%。与术后感染相关的阳性检测结果(小于26.6% RLV)的似然比为2.1，阴性检测结果(小于26.6% RLV)的似然比为0.8。RLV %低于26.6%的22例患者中有11例(50.0%)发生术后感染，而RLV %大于26.8%的82例患者中有22例(26.8%)发生术后感染(p = 0.069)(图5B)。
(A)相对残余肝容积(%RLV)预测术后严重肝功能障碍的受试者操作者特征(ROC)曲线分析。确定了26.6%的临界%RLV值(曲线下面积= 0.918(95%置信区间0.854-0.983);p < 0.0001)。(B)肝切除术后严重肝功能障碍发生率按%RLV计算。参考线表示26.6%的临界RLV与术后严重肝功能障碍的显著风险相关(Fisher精确检验;p < 0.0001)。
(A)相对残余肝容积(%RLV)预测术后感染的ROC曲线分析。精确预测感染时未发现临界%RLV(曲线下面积= 0.641(95%置信区间0.528-0.755);p = 0.021)。(B)肝切除术后感染发生率根据%RLV (Fisher精确检验，p = 0.069)。参考线表示RLV为26.6%。
%RLV与其他术前和术中参数联合预测术后严重肝功能障碍和感染的能力
单因素分析显示，小%RLV (p<0.0001)、高身体质量指数(BMI) (p<0.0001)、延长肝切除术(p = 0.007)、延长手术时间(p = 0.001)、术中出血量增加(p = 0.007)和围手术期输血(p = 0.003)是肝切除术后严重肝功能障碍的显著预测因素(表3,4)。延长肝切除术(p = 0.001)、小%RLV (p = 0.016)、延长手术时间(p = 0.009)对预测术后感染具有显著意义(表3、4)。将%RLV与BMI、手术时间、术中出血量、围手术期输血纳入logistic回归模型，以确定对严重肝功能障碍和感染具有独立预测价值的变量。小%RLV和高BMI是严重肝功能障碍的显著独立预测因素(表5)。然而，手术时间延长和术中出血量大增加了该回归模型的准确性。通过将BMI、手术时间和术中出血量应用于小%RLV患者的风险评估，可以区分发生严重肝功能障碍的患者和未发生严重肝功能障碍的患者(图6)。小%RLV和延长手术时间是术后感染的唯一两个显著独立预测因素(表5)。
肝切除术后严重肝功能障碍的发生率与相对残余肝体积(%RLV)和附加危险因素的存在有关体重指数>30 (BMI)，手术时间>240分钟和/或出血量>2000 ml(术中)，或两者兼有(BMI+术中)。参考线表示临界%RLV为26.6%。
术后有无严重肝功能障碍患者感染的发生率
为了分析肝功能受损与感染易感性之间的关系，我们比较了术后发生严重肝功能障碍患者与未发生严重肝功能障碍患者术后感染的发生率。分析仅限于RLV低于26.6%的患者，因为严重的肝功能障碍几乎只出现在这组患者中。11例术后严重肝功能障碍患者中有8例(72.7%)发生感染，而11例无严重肝功能障碍患者中有2例(18.2%)发生感染(p = 0.030)(表6)。
讨论
肝切除术仍存在一定的术后并发症风险，总体并发症发生率向扩大肝切除术方向显著增加。7，23肝功能障碍和感染是肝脏切除术后需要延长治疗和住院时间的两种最常见的情况。7，30.35，36了解肝脏体积与功能的关系是提高肝切除术安全性的关键之一。为了避免严重的肝功能障碍，至少应该保留健康肝脏的三分之一，这一假设缺乏证据支持，过去RLV的适当性主要是基于猜测或粗略的测量，而不是精确的测量。同样，残肝小、肝功能障碍与术后感染之间的关系尚未明确。
本研究旨在确定能够预测术后严重肝功能障碍的临界残余肝体积，并探讨小残余肝与术后感染的关系。我们只研究了没有慢性肝病的患者，以便在肝功能障碍或感染发生之前估计健康肝脏的最大容量。一种精确且有效的三维肝脏模型虚拟切除技术被用于计算与肝脏切除相关的精确体积。27通过从肝脏总体积中减去肿瘤体积，计算出RLV相对于功能性肝体积而非总体积的百分比，从而考虑到大肿瘤对肝脏置换的程度，这些肿瘤显然不会对功能性肝体积产生贡献。使用这种方法，我们已经证明，与基于切除类型或切除的肝节段数量的其他估计相比，体积图像分析提供了关于切除后剩余肝组织数量的更精确的信息。
如何定义肝切除术后的肝功能障碍尚无共识，一些研究使用不同的肝功能估计来描述肝功能损害。21 -23日,37一些用于定义术后肝功能障碍的变量，即丙氨酸转氨酶、γ -谷氨酰转移酶和碱性磷酸酶，受手术对剩余肝脏的损伤和再生的影响，而不是反映肝功能。本研究提出了一种基于常规血检和临床观察的肝切除术后肝功能障碍评分系统。我们发现肝功能障碍评分与%RLV之间有良好的相关性，并且确定了一个临界最低%RLV为26.6%，低于该值可能发生严重的肝功能障碍。根据我们的研究结果，这是第一个使用ROC曲线分析定义精确的RLV %的研究，该研究能够预测术后严重肝功能障碍的个体可能性。另外两项研究报告，在肝脏正常的患者中，%RLV低于25%与明显的肝功能障碍有关。21日,22然而，这些研究中%RLV的临界值并非来自精确的分析，而是为了比较不同切除程度之间的肝功能结果和总体并发症而随意设定的。
我们认为，在肝脏大切除术前计算RLV百分比可为肝脏手术计划提供有用的信息，并为个别患者提供手术潜在风险的建议。然而，当治愈的机会和患者的良好状况超过风险时，不应成为进行大肝脏切除术的障碍。在接受肝切除术的患者中，只有一半的患者术后出现严重的肝功能障碍。然而，在所有这些患者中，额外的预测因素，如高BMI、长时间手术和术中大量失血是明显的。BMI被认为是肝脏脂肪变性的可靠替代指标，而脂肪变性被认为是肝脏大切除术的潜在危险因素。38岁的39我们发现显示中度至重度脂肪变性的肝脏标本数量与BMI之间存在良好的相关性，这支持了脂肪变性是肝功能障碍发展的一个重要因素的假设，这些患者接受了肝脏切除术，仅留下少量RLV。这一观察结果特别有趣，因为BMI可以在术前轻松计算，并纳入术前风险评估。
感染在肝脏切除术后很常见，在本研究中，感染引起了很大比例的术后并发症。一些研究表明肝脏在术后先天免疫反应中起着重要作用40岁,41但没有一项研究调查了RLV与术后感染发生率之间的关系。肝脏吞噬细胞(库普弗细胞)的显著丧失以及参与抗原识别、调理和吞噬作用的肝脏蛋白合成减少被认为可能是大肝切除术后先天性免疫功能受损的原因，从而使患者更容易感染。13日,17日,42 -44我们发现肝切除范围、RLV %与术后感染发生率有显著相关性。然而，还不能确定一个精确的%RLV来预测具有高敏感性和特异性的感染。术后感染是一种不同类型的诊断。45有些可能取决于患者的病情、肝脏切除的程度和肝功能，但其他的则由许多其他因素决定。因此，在预测肝脏切除术后感染时，%RLV缺乏一个明确的截断值，这可能是由于该研究对这种异质性的解释不足，而不是没有真正的关系。对残肝容量小的亚组患者的分析显示，严重肝功能障碍与感染之间存在显著相关性，支持了肝功能、先天免疫和感染易感性之间的关系。评估大肝切除术后健康和病变肝脏的网状内皮细胞清除能力的研究将有助于进一步评估剩余肝容量、肝功能和先天免疫之间的关系。
通过肝切除术患者的三维肝容量测量和虚拟切除估计%RLV，为评估术后严重肝功能障碍的个体风险提供了重要信息。确定了26.6%的临界RLV，低于此，发生严重肝功能障碍的风险显著增加。此外，肥胖使患者更有可能在切除后出现严重的肝功能障碍。虽然我们发现了小RLV %与术后感染之间的关联，但不可能精确地根据临界RLV %来定义这种风险。评估肝功能各方面的研究，包括其对先天免疫的贡献，并将这些结果与实际的术前和估计的残余肝容量联系起来，将对进一步详细了解肝容量与功能之间的关系有价值。这也将有助于开发新的策略，以减少大肝切除术后肝功能障碍相关并发症的发生率。
附录
爱丁堡肝脏手术和移植实验研究组参与者(名单)
英国爱丁堡皇家医院外科Stephen J Wigmore先生、Kenneth C H Fearon教授、O James Garden教授、Rowan W Parks先生;Peter C Hayes教授，英国爱丁堡皇家医院肝脏病学;Kees Dejong医生，荷兰马斯特里赫特外科;James A Ross博士，英国爱丁堡大学炎症研究中心;Doris Redhead博士，英国爱丁堡皇家医院放射科;Alistair Millar博士，英国爱丁堡皇家医院放射药剂学;汤姆·普雷斯顿博士，苏格兰大学研究和反应堆中心，英国格拉斯哥东基尔布赖德;Martin Schindl博士，奥地利维也纳大学外科学系。
致谢
这项研究是与Wellcome Trust临床研究机构(爱丁堡)的图像分析核心合作进行的，并得到了Tenovus Scotland的资助。MS由奥地利科学基金No . J2147和奥地利外科学会资助。SJW由威康信托基金资助，No . 065029。作者感谢eLISTER研究组的所有参与者对本研究的临床和科学贡献。
参考文献
脚注
利益冲突:没有声明。
相关的文章
- 消化