数字化胰腺外科学（配增值）

随着三维可视化、虚拟现实/ 增强现实/ 混合现实、分子荧光影像技术、多模图像实时融合与交互三维腹腔镜导航手术等医学诊疗新技术的诞生，疾病传统的二维诊治模式逐步发生了重大改变，并正在引领着当代外科学的蓬勃发展，迎来了一个璀璨奇妙、色彩斑斓的数字智能化4.0 时代。新版《数字化胰腺外科学》就是在这个时代背景下出版的一部以胰腺数字智能化与外科手术学相结合的专著。
2002 年，我师从著名临床解剖学家钟世镇院士，选择了具有国际先进水平的“数字化虚拟中国人女性一号”图像数据，作为博士研究论文选题，敢于当个吃螃蟹的人，在国际上率先开展了数字虚拟人胰腺图像数据的分割、配准、三维重建，并发表研究论文［Postgrad Med J. 2006，82（968）：392-396］。从此，拉开了我国胰腺3D 外科研究的序幕。
胰腺是一个十分复杂而又特殊的实质脏器：①解剖部位特殊，为腹膜后间位器官，位置隐匿；②生理功能复杂，是人体具有内外分泌功能的脏器；③胰腺没有独立的动脉血供，血供来源于：胃十二指肠动脉、肠系膜上动脉、脾动脉；④胰腺没有独立的静脉回流，胰腺的头部及颈部的静脉血汇入胰十二指肠上静脉、胰十二指肠下静脉及肠系膜上静脉，胰腺体部及尾部的静脉血回流至脾静脉。胰腺周围血管结构复杂，变异繁多，影响胰腺外科手术操作。上述特定的生理功能和解剖结构，对胰腺肿瘤患者进行CT、MRI 检查时，所呈现的影像学特征复杂，容易导致临床医师和影像医师的错误诊断。
秉承在批判中传承、传承中创新、创新中超越的理念，数字虚拟人胰腺图像数据是基于尸体灌注、包埋、冷冻、铣切处理而获得的，它不能为临床个体化胰腺肿瘤诊治服务。因此，如何将数字人技术转化为数字医学技术，用于指导临床外科精准手术，是摆在我们面前的重要任务。紧紧围绕这一关键问题，我们的学术团队成员持之不懈地展开了攻关和研究。，根据胰腺组织无独立的血液供应和回流系统、血管纤细、血流灌注压力低等血流动力学特点，通过改进准直宽度和重建层厚的设定、对比剂使用方法、扫描延迟时间等措施，解决了胰腺数据采集和成像的难题。第二，研发了具有自主知识产权的腹部医学图像三维可视化系统（软件著作权105977）和虚拟手术器械仿真系统（软件著作权105978），经过产业开发，获CFDA 认证，其性能和功能均达到、部分超过了国外同类软件的水平，打破了国外对该技术的垄断，填补了我国该领域的空白，获2014 年中国产学研合作创新成果奖。第三，在国际上首次研究了正常人胰腺、胰周血管三维可视化。第四，研究个体化胰腺肿瘤、胰周血管三维可视化，在国际上建立了首个胰腺肿瘤和血管的三维可视化分型及可切除的判断标准和技术诊疗平台，三维可视化分析结果与实际手术结果完全一致。很多被诊断为“胰腺癌晚期”不能手术切除的患者，经过三维可视化分析和评估后，成功地进行了根治性胰十二指肠切除术。更重要的是多例患者术后病理诊断并不是胰腺癌，“不经一番寒彻骨，怎得梅花扑鼻香”，该研究成果率先发表在Pancreatology、Pancreas、《中华外科杂志》等著名国际期刊上，获广东省科学技术进步奖一等奖。第五，将数字医学技术与微创技术相结合，在国际上首次提出了“数字化微创技术”的概念并应用于实践，在国内实施了首例三维可视化指导全腹腔镜胰体肿瘤切除术［中国微创外科杂志，2011，11（1）：15-19］。在国际上首次将三维可视化技术、胰腺3D 打印技术、3D 腹腔镜技术相结合。第六，在三维可视化指导下“一根线”胰肠吻合法预防胰瘘，临床应用中胰瘘发生率仅为7.7%，且为A 级胰瘘［中国实用外科杂志，2014，34（3）：245-248］。第七，三维可视化技术在合并肝动脉变异的胰十二指肠切除术中的应用［International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery，2014，10（4）：410-417］。胰十二指肠切除术中肝动脉变异率高且种类复杂，术前若不能认识到变异肝动脉的存在，术中极易将其损伤，从而导致术后肝功能损伤、肝脓肿、胆汁漏、腹腔出血等并发症的发生。第八，增强现实导航三维腹腔镜胰十二指肠切除术［中华外科杂志，2020，58（ 12）：959-962］。第九，三维可视化、吲哚菁绿分子荧光影像等多模实时融合与导航胰十二指肠切除术、转移淋巴结清扫等。第十，组织制定和发表了《胰头癌三维可视化精准诊疗专家共识》［中华外科杂志，2017，55（12）：881-886］、《胰腺外科疾病数字智能化精准诊治中国专家共识（2022 版）》［中华外科杂志，2022，60（10）：881-887］。
为了充分展示这一历史时代数字化胰腺外科的科技进步，《数字化胰腺外科学 》编委会组织全国各相关专业、胰腺外科中心的专家学者，精心谋划、共同编著新版，由人民卫生出版社正式出版发行。
新版《数字化胰腺外科学》较版更新了约50% 的内容，详细介绍了上述10 个方面数字化诊疗技术在胰腺外科应用的理论与实践。此外，还特别邀请刘荣教授撰写了目前国际上外科领域备受关注的达芬奇机器人胰十二指肠切除术。为了使读者能身临其境，切实感受和学习数字化胰腺外科精准诊疗新技术，新理念，本版采取了纸质版与多媒体视频技术相融合的技术手段，以便读者通过手机二维码扫描就可以快速、清晰、便捷地看到精致的影像资料和手术画面、手术导航的实施全程，有利于加强多领域交叉学科的合作和加速外科医生的成长。因此，本书不仅适用于从事胰腺外科、影像学、解剖学、生物医学工程等专业的工作者阅读，也适用上述领域的本科生、研究生阅读、参考、使用。
尽管数字化胰腺外科有了长足的进步，但科学技术的发展永无止境。例如：由于目前多模态影像技术还没有解决形变的关键问题、分子细胞微血管层面胰腺癌边界刻画等，相关研究仍然方兴未艾。因此，胰腺外科数字化发展的进程一直在路上。我们将继续努力，携手前行，不断克服数字医学科学研究与临床转化研究道路上的一切艰难险阻，力争取得更大的创新发展，使数字化外科技术能更多、更好地为人民群众服务，使之获益，这是我们始终不变的初衷。
“实践是检验真理的标准”。由于数字智能化是一门新型、边缘性、交叉性学科，涉及多领域、多学科的合作研究，因此《数字化胰腺外科学》一定会存在许多问题。希望广大读者在临床应用实践中，提出批评意见，我们一定虚心接受，以便再版时改正。
方驰华
2022 年12 月18 日

1.《数字化胰腺外科学》首次系统介绍了基于三维可视化技术在胰腺疾病中的应用。
2.通过使用具有自主知识产权的腹部医学图像三维可视化系统（MI-3DVS）获取胰腺疾病患者腹部CT、MRI等影像学数据，将二维的影像图像重建为更清晰、逼真，能任意旋转、放大、缩小、透明化的三维可视化图像，能立体的显示胰腺病变部位，明确术前诊断，进行手术评估及手术方案的制定，并将此图像运用于术前谈话，从而能让医生和患者更直观认识胰腺疾病，利于胰腺疾病的诊治。

医学博士、二级教授、主任医师、博士生导师。南方医科大学珠江医院肝胆一科主任、广东省数字医学临床工程研究中心主任。中华医学会数字医学分会主任委员，中国研究型医院学会数字医学临床外科专业委员会主任委员、中国医师协会肝癌专业委员会副主任委员、中国图学学会第六届医学图像与设备专业委员会副主任委员，广东省医师协会外科医师分会、肝胆外科分会副主任委员。

章　胰腺大体解剖/ 1
节　概述/ 1
一、 胰腺及其毗邻/ 1
二、 胰管的解剖/ 5
第二节　胰腺的血供/ 7
一、 胰腺的动脉血供/ 7
二、 胰腺的静脉回流/ 9
第三节　胰腺的淋巴引流/ 10
第二章　胰腺的铸型解剖/ 12
节　概述/ 12
第二节　胰腺铸型解剖大体标本/ 12
一、 胰头血供的铸型解剖/ 13
二、 脾动静脉的铸型解剖/ 14
三、 主胰管的铸型解剖/ 14
第三节　胰腺铸型解剖与三维数字化技术/ 15
第三章　胰腺的影像解剖/ 17
节　概述/ 17
一、 胰腺CT 及MRI 影像检查/ 17
二、 胰腺的正常影像学表现/ 18
三、 胰腺肿瘤的异常征象/ 22
四、 胰腺良恶性肿瘤的影像鉴别要点/ 23
第二节　胰腺囊性肿瘤影像解剖/ 24
第三节　胰腺实性肿瘤影像解剖/ 27
一、 胰腺外分泌肿瘤/ 27
二、 胰腺内分泌肿瘤/ 27
第四章　中国人数字虚拟胰腺解剖图像/ 32
节　中国人数字化胰腺解剖图像/ 32
一、 标本的收集/ 32
二、 标本的灌注/ 32
三、 标本的包埋及固定/ 32
四、 标本铣切及胰腺数据收集/ 33
五、 胰腺图像整理及分析/ 33
六、 胰腺图像三维重建/ 38
第二节　数字化虚拟胰腺图像与传统解剖学图像的比较/ 46
一、 虚拟胰腺的数据来源/ 46
二、 三维重建虚拟胰腺图像的获取/ 47
三、 数字化虚拟胰腺图像与传统解剖学图像分析/ 47
四、 数字化虚拟人体技术优势/ 50
第五章　胰腺数字化解剖/ 54
节　活人体亚毫米高质量CT 图像数据的采集/ 54
一、 设备/ 54
二、 扫描参数/ 55
三、 扫描前准备/ 55
四、 平扫/ 55
五、 CT 动态增强扫描/ 55
六、 Mxview 工作站/ 55
第二节　MI-3DVS 胰腺及血管图像三维重建/ 55
一、 数据模型建立/ 55
二、 运用阈值分割法重建腹腔血管系统/ 56
三、 应用FreeForm Modeling System 后处理/ 56
四、 胰腺及胰周血管结构三维重建/ 58
五、 MI -3DVS 胰腺周围动脉血管三维重建解剖及变异/ 59
六、 MI -3DVS 胰腺周围静脉血管三维重建解剖及变异/ 61
第三节　胰腺及血管图像三维重建意义及价值/ 66
一、 胰周血管解剖结构及变异/ 66
二、 可视化胰周血管模型的意义/ 66
三、 应用MI-3DVS 系统重建胰腺肿瘤及胰周血管变异模型对临床教学的价值/ 67
四、 针对胰腺肿瘤手术的传统影像学检查与MI-3DVS 三维重建的差异/ 67
五、 MI -3DVS 重建胰周动脉对胰腺手术的意义/ 67
六、 胰背动脉三维重建意义/ 67
七、 胰头动脉弓三维重建意义/ 68
八、 MI -3DVS 重建胰周静脉对胰腺手术的意义/ 68
九、 三维重建的优势/ 69
第六章　胰腺肿瘤/ 71
节　概述/ 71
一、 外分泌肿瘤/ 71
二、 内分泌肿瘤/ 71
第二节　胰腺癌/ 71
一、 病理/ 71
二、 临床表现/ 71
三、 CT 和MRI 表现/ 72
四、 鉴别诊断/ 77
第三节　胰腺囊性肿瘤/ 77
一、 病理/ 78
二、 临床表现/ 78
三、 CT 和MRI 表现/ 78
四、 鉴别诊断/ 85
第四节　乳头状囊性肿瘤/ 87
一、 病理/ 87
二、 临床表现/ 88
三、 CT 和MRI 表现/ 88
四、 鉴别诊断/ 94
第五节　胰腺内分泌肿瘤/ 94
一、 病理/ 94
二、 临床表现/ 95
三、 辅助检查/ 96
四、 鉴别诊断/ 97
第六节　胰腺实性假乳头状瘤/ 98
一、 病理/ 98
二、 临床表现/ 98
三、 CT 和MRI 表现/ 98
四、 鉴别诊断/ 99
第七章　胰腺及壶腹部周围肿瘤解剖数字化/ 102
节　活人体胰腺及壶腹肿瘤胰周血管数据收集/ 102
一、 所用设备和材料/ 102
二、 扫描条件/ 103
三、 扫描前准备/ 103
四、 平扫/ 103
五、 胰腺三期增强扫描/ 103
六、 数据转换/ 104
第二节　活人体胰腺及壶腹肿瘤CT 图像数据收集/ 109
一、 胰腺癌的螺旋CT 表现及切除标准/ 109
二、 胰腺肿瘤典型病例CT 图像/ 109
第八章　胰腺及壶腹部周围肿瘤诊断程序化/ 116
节　概述/ 116
第二节　正常人胰腺周围血管三维成像/ 123
一、 解剖及命名概述/ 123
二、 CT 图像的三维重建/ 123
三、 解剖生理/ 124
第三节　MI-3DVS 胰腺肿瘤三维重建/ 125
一、 胰腺癌的诊断与鉴别诊断/ 125
二、 胰腺癌的治疗/ 126
三、 腹部医学图像三维可视化系统对于胰腺肿瘤诊断的价值/ 129
四、 MI -3DVS 胰头、颈癌三维重建/ 131
五、 MI -3DVS 胰体尾癌三维重建/ 147
六、 MI -3DVS 胰腺实性假乳头状瘤三维重建/ 154
七、 MI -3DVS 壶腹周围癌三维重建/ 160
八、 基于三维重建的肿瘤切除标准/ 167
九、 胰腺肿瘤术后随访三维重建/ 170
十、 胰腺损伤的三维重建/ 170
第九章　壶腹周围癌可视化仿真手术/ 174
节　概论/ 174
第二节　实施与方法/ 175
第三节　仿真手术在胰腺壶腹部周围肿瘤诊治中的应用/ 178
第十章　胰腺肿瘤可视化仿真手术/ 188
节　仿真手术的实施与方法/ 188
一、 病例资料/ 190
二、 数据采集、处理、图像的程序分割和三维重建过程/ 190
三、 仿真手术/ 190
四、 仿真手术步骤/ 190
第二节　仿真手术在胰腺肿瘤诊治中的应用/ 197
一、 胰头癌可视化仿真手术/ 197
二、 胰体尾癌可视化仿真手术/ 206
三、 胰腺实性假乳头状瘤可视化仿真手术/ 211
四、 胰腺假性囊肿可视化仿真手术/ 213
五、 胰管结石可视化仿真手术/ 217
第十一章　脾脏疾病的可视化仿真手术/ 221
节　CT 数据采集和三维重建/ 222
一、 螺旋CT 原始数据的采集/ 222
二、 CT 扫描图像的计算机程序分割/ 222
三、 脾脏和周围重要器官及管道的三维重建/ 222
四、 仿真手术器械的开发/ 222
五、 利用PHANTOM 系统进行各种仿真脾脏手术/ 223
第二节　常见脾脏疾病仿真手术/ 224
一、 脾功能亢进仿真手术/ 224
二、 脾囊肿仿真手术/ 228
三、 脾脏占位性病变仿真手术/ 229
四、 仿真手术目前存在的问题、现状和前景/ 234
第十二章　局部进展期胰腺癌的局部消融治疗/ 235
节　纳米刀在胰腺癌治疗中的应用/ 235
一、 技术原理/ 235
二、 适应证和禁忌证/ 235
三、 操作方法及技术要点/ 235
四、 并发症及其预防与处理/ 238
五、 纳米刀治疗局部进展期胰腺癌的临床效果/ 238
第二节　射频消融在局部进展期胰腺癌治疗中的应用/ 239
一、 技术原理/ 239
二、 适应证和禁忌证/ 239
三、 操作方法及技术要点/ 239
四、 并发症及其预防与处理/ 239
五、 射频消融治疗局部进展期胰腺癌的临床效果/ 240
第三节　超声聚焦刀在局部进展期胰腺癌治疗中的应用/ 240
一、 技术原理/ 240
二、 适应证和禁忌证/ 240
三、 操作方法及技术要点/ 241
四、 并发症及其预防与处理/ 241
五、 超声聚焦刀治疗局部进展期胰腺癌的临床效果/ 241
第十三章　三维可视化技术在胰腺外科中的应用/ 243
节　概述/ 243
第二节　三维可视化技术在胰岛素瘤术中的应用/ 244
一、 胰岛素瘤概况及传统定位诊断方法/ 244
二、 三维可视化技术的概念、发展、潜在应用价值和优势局限性分析/ 244
三、 三维可视化技术在胰岛素瘤术中的应用及前景/ 245
第三节　三维可视化技术在胰体尾切除术中的应用/ 246
一、 三维可视化技术指导胰体尾联合脾脏切除术/ 246
二、 三维可视化技术指导保留脾脏胰体尾切除术/ 248
第四节　三维可视化技术在胰腺中段切除术中的应用/ 251
一、 概论/ 251
二、 手术适应证/ 251
三、 手术禁忌证/ 252
四、 术前准备/ 252
五、 手术方法/ 252
六、 典型病例/ 253
第五节　三维可视化技术在全胰腺切除术中的应用/ 254
一、 全胰切除的争议与指征/ 255
二、 典型病例/ 255
第六节　三维可视化技术在胰十二指肠切除术中的应用/ 258
一、 手术适应证/ 258
二、 手术禁忌证/ 258
三、 术前准备/ 258
四、 手术方法/ 259
第七节　三维可视化技术在胰十二指肠切除术合并肝动脉变异诊治中的应用/ 263
一、 原始 CT 数据的采集/ 263
二、 图像分割及三维重建/ 263
三、 手术方法及手术效果评价/ 263
四、 64 层螺旋 CT 扫描数据及 MI-3DVS 重建 3D 模型/ 264
五、 典型病例/ 264
第八节　三维可视化技术在腹腔镜胰十二指肠切除术中的应用/ 266
一、 三维可视化技术指导胰十二指肠切除可切除性评估/ 266
二、 三维成像技术指导胰十二指肠切除方式/ 267
第九节　三维可视化技术在保留幽门十二指肠的全胰头切除术中的应用/ 268
一、 保留幽门十二指肠的全胰头切除术的起源/ 268
二、 腹腔镜下保留幽门十二指肠的全胰头切除术的发展/ 269
三、 腹腔镜下保留幽门十二指肠的全胰头切除术流程/ 270
四、 三维可视化技术在保留幽门十二指肠的全胰头切除术中的应用/ 270
第十节　三维可视化技术在胰头癌行胰腺全系膜切除术中的应用/ 274
一、 概述/ 274
二、 典型病例/ 274
三、 胰头癌全系膜切除/ 277
四、 总结/ 283
第十一节　3D 腹腔镜技术在胰十二指肠切除术中的应用/ 283
一、 3D 腹腔镜的优缺点/ 283
二、 适应证/ 283
三、 禁忌证/ 284
四、 术前准备/ 284
五、 术前并发症处理/ 284
六、 特殊器械、缝线准备/ 285
七、 腹腔镜胰十二指肠切除术操作流程/ 285
八、 术中注意事项/ 288
九、 术后管理/ 289
第十二节　以血管为轴心的胰十二指肠切除术/ 289
一、 以门静脉 - 肠系膜上静脉为轴心的胰十二指肠切除术/ 290
二、 以肠系膜上动脉 - 腹腔动脉干为轴心的胰十二指肠切除术/ 292
三、 以肠系膜上静脉为轴心的腹腔镜胰十二指肠切除术/ 293
四、 以肠系膜上动脉为轴心的腹腔镜胰十二指肠切除术/ 296
第十三节　机器人手术系统在胰腺外科中的应用/ 298
一、 机器人胰十二指肠切除术/ 298
二、 机器人胰体尾切除手术/ 308
三、 机器人胰腺癌扩大根治术/ 316
四、 机器人胰腺中段切除手术/ 325
五、 机器人主胰管架桥修复和胰腺端端对吻重建术/ 329
六、 机器人胰腺手术中血管重建技术与方法/ 334
第十四节　增强现实技术在胰十二指肠切除术导航中的应用/ 338
一、 概述/ 338
二、 AR 技术实时导航方法/ 338
第十四章　三维可视化技术及“一根线”胰肠吻合法在预防胰瘘中的作用/ 353
节　三维重建技术在预测胰十二指肠术后胰瘘中的作用/ 353
一、 胰瘘的分类/ 353
二、 胰瘘的诊断标准/ 353
三、 胰瘘的危险因素、可能机制及主要原因/ 353
四、 CT 原始数据采集及三维重建/ 354
五、 典型病例/ 354
第二节　三维可视化技术指导下“一根线”胰肠吻合法/ 356
一、 几种主流胰肠吻合方式/ 356
二、 胰肠吻合方式选择的基本原则和注意事项/ 357
三、 缝合方法及缝线的选择及注意事项/ 357
四、 胰肠吻合方式的改进/ 358
五、 “一根线”胰肠吻合法的应用步骤/ 359
第十五章　虚拟现实在胰腺外科中的应用/ 366
节　虚拟现实技术概念及优势/ 366
第二节　VR 技术在胰腺外科中的应用/ 367
一、 基于CT 扫描图像建立3D VR 图像/ 367
二、 胰腺手术规划及术中引导/ 368
三、 医患沟通/ 369
四、 VR 技术联合3D 打印模型/ 369
五、 基于VR 技术的胰腺虚拟手术/ 370
第三节　VR 技术在胰腺外科中的应用远景/ 371
第十六章　三维可视化技术在重症急性胰腺炎中的应用/ 373
节　概述/ 373
第二节　三维可视化技术在重症急性胰腺炎（SAP）中的应用/ 374
一、 重症急性胰腺炎的定义/ 374
二、 Balthazar CT 评级/ 374
三、 MCTSI 评分/ 374
四、 CT 图像采集及三维重建/ 374
第三节　三维可视化技术在经皮肾镜感染性胰腺坏死组织清除术的应用/ 374