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董家鸿院士|精准外科理念下肝脏精细解剖临床实践

发布时间:2025-09-10 点击数:

   

   


【引用本文】董家鸿,王继涛,闫    军. 精准外科理念下肝脏精细解剖临床实践[J]. 中国实用外科杂志,2025,45(8):871-874,879.

DOI:10.19538/j.cjps.issn1005-2208.2025.08.04



精准外科理念下肝脏精细解剖临床实践


董家鸿,王继涛,闫    军


中国实用外科杂志,2025,45(8):871-874,879

DOI:10.19538/j.cjps.issn1005-2208.2025.08.04



摘要


肝脏精细解剖学是精准肝脏外科发展的核心基石,其与现代外科技术的融合推动了肝胆疾病外科治疗模式的变革。从肝脏精准外科理念出发,肝脏精细解剖学在外科决策、手术规划、术中操作均有至关重要的作用。数字外科技术为肝脏手术的术前规划和手术作业提供了精准的解剖学依据,为肝胆外科带来了革命性变化。未来,随着数智化影像技术的发展及其与临床实践的深度融合,将推动精准肝脏外科向更高精度、更优疗效的方向迈进。


基金项目:国家自然科学基金重大项目(No.82090053,No.82090050);中国医学科学院医学与健康科技创新工程创新单元项目(No.2019-I2M-5-056)

作者单位:清华大学北京清华长庚医院-肝胆胰中心  清华大学临床医学院数智肝胆病学教育部重点实验室  中国医学科学院精准肝胆外科范式创新单元,北京 102218

通信作者:董家鸿,E-mail:dongjiahong@mail.tsinghua.edu.cn


   

肝胆外科手术作为众多肝胆疾病的重要治疗手段,一直是腹部外科中极具挑战性的领域。笔者团队在21世纪初提出了精准肝脏外科的理念,持续推动了外科临床实践从传统经验外科模式向现代精准外科模式的转变[1]。精准肝脏外科的核心策略是通过精确可控的干预,实现“病灶清除、肝脏保护和损伤控制”三者的最佳平衡,以达到高效、安全和微创的多目标优化[2]。肝脏精细解剖作为精准肝脏外科实践的核心基石,是影响外科决策、手术规划、术中操作的关键要素。本文将从精准外科理念出发,深入探讨肝脏精细解剖的重要性。



1 精准肝脏外科的解剖学基础



     

     

对肝脏解剖和生理学特点的关注可以追溯到18世纪以前的战场,人类通过战创伤初步认识了肝脏这一器官。精准肝脏外科作为现代肝胆外科的重要发展方向,其核心理念在于通过对肝脏解剖结构的精准认知,实现“病灶清除、功能保护、损伤控制”三者间的平衡[3]。这一理念的形成与肝脏独特的解剖学特征密不可分,从Glisson系统到Couinaud肝段划分体系,肝脏解剖学认知的每一次突破都推动着外科技术的革新。

       1654年,Glisson出版了里程碑式的著作《肝脏解剖》,详细描述了肝动脉、门静脉和胆道的分布以及其周围的纤维框架结构,并推测门静脉血流经毛细血管汇入下腔静脉。这为肝脏外科的发展奠定了理论基础,也是Glisson系统命名的由来[3]。肝脏脉管个体变异极多,约25%的人群存在肝动脉起源异常,门静脉解剖变异率为23%,胆管分支的解剖变异率为37%[3-4]。笔者团队基于291例病人CT影像数据重建了肝门静脉的三维结构,并据此对肝门静脉主干进行分型,包括Akgul A型211例,Akgul B型29例,Akgul C型16例,Akgul D型10例,无Akgul E型病人,无法分型25例[5]。胆管系统的解剖变异以右后支胆管开口位置变异最为常见,未按常规形态汇入右肝管,呈现多样化分布特征。这些变异的存在使得每例肝脏手术均需个体化的解剖学评估。

       1954年,Couinaud提出肝脏八段划分法,确立了现代肝脏外科的解剖学基础。Couinaud基于肝脏门静脉与肝静脉的分布规律,将肝脏划分为8个独立功能单位,即肝段(liver segment),每个肝段具有独立的血流供应与胆汁引流系统。这一经典分段法为肝脏外科提供了标准化的解剖学语言,使得外科医生能够以肝段为单位进行精确的定位手术设计。对肝段解剖结构的认识,是现代肝脏外科手术体系构建的前提,更成为推动劈离式肝移植与活体肝移植手术取得突破的解剖学基础。

       但是,Couinaud肝分段法是籍由肝静脉主干界定的人为分段,并非肝脏生理学和病理学意义上的结构与功能分段。理论上,基于门静脉分支流域定义的肝段更符合肝脏生理学与病理学特征。肝脏流域(liver territory)强调以门静脉及伴行动脉、胆管分支的供血引流范围为解剖生理边界,门静脉流域间裂即Glisson系统间裂是流域肝段之间的边界。

       显然,Couinaud肝段与门静脉流域肝段两者之间存在差异。在临床实践中,可以将两个概念融合应用,更有助于精准肝脏外科手术决策与规划。从精准外科视角来看,Couinaud肝段可视为肝脏静态的“定位解剖地图”,为手术规划提供基础空间坐标;而肝脏流域则更侧重动态功能维度,成为解析肝段生理功能特征、标注病变肝段边界的解剖学基础,可作为精准肝段切除手术操作的依据。肝脏流域对于肝胆肿瘤的外科治疗尤为重要,肝细胞癌呈现沿荷瘤门静脉系统在流域内扩散的模式,胆管细胞癌则表现为沿流域Glisson系统结缔组织定向浸润转移的特征。肝脏肿瘤沿肝段-流域病理扩散的规律,是制定精准肝胆外科手术方案、精准把控癌肿病理边界与安全切缘的重要解剖学依据。

       1802年,Laennec提出肝脏表面腹膜和肝实质间有一层菲薄膜性结构。Laennec膜是覆盖于整个肝脏实质表面(含肝裸区、胆囊床肝实质表面),且独立于浆膜,衬于Glisson蒂、肝静脉主干周围肝实质表面的膜性结构。1986年,Couinaud首次在显微镜下发现Laennec膜,并明确其与Glisson鞘相互独立[6]。但直至2008年,Hayashi等[7]才正式在组织学上验证了Laennec膜的存在。随着手术技术的发展以及对肝脏解剖结构的再认识,外科医生发现通过Laennec包膜与肝蒂及肝静脉之间的潜在间隙作为手术分离入路,能够清晰显露和精准控制肝脏流入道(Glisson蒂)与流出道(肝静脉),为精准肝切除提供了关键解剖学依据与技术路径。基于Laennec膜与Glisson鞘的间隙,采用“鞘外解剖法”可快速游离各级Glisson蒂(一二级Glisson蒂肝外游离、三级Glisson蒂肝内游离),结合“肝门板下降技术”,无需破坏肝实质即可实现肝段血流阻断,相比传统鞘内解剖更简便高效,且能减少对肝内管道的误损伤。通过膜解剖技术可精准分离肝实质与肝后下腔静脉及其属支;进一步通过头侧(从第二肝门沿肝静脉主干向末梢分离)、尾侧(从肝实质内沿肝静脉分支至主干)或背侧(从Arantius韧带平面向腹侧分离)入路,沿Laennec膜与肝静脉的间隙进行分离,可安全显露肝静脉主干及分支,避免离断肝实质时损伤血管。在腹腔镜肝脏手术中,膜解剖技术可弥补微创术式触觉缺失、视野局限的不足,只要找到正确的层次和间隙,并沿此间隙解剖,就可以在无出血状态下清晰分辨组织结构,准确处理Glisson系统管道;在肝实质离断过程中,循Laennec膜外间隙显露、解剖肝静脉,并依循标志性肝静脉走行判断和修正断肝平面,能最大程度地避免肝实质损伤和出血。


     


2 基于精细解剖的精准肝切除



     

     

2.1    解剖性肝段切除是精准肝切除的基础术式    1985年,幕内雅敏首先提出解剖性肝切除(anatomic liver resection,ALR),其定义为完整切除解剖上相对独立的肝段或联合肝段。ALR是精准肝脏外科领域的核心术式之一,在彻底清除病灶的同时保证剩余肝脏的结构完整性和功能独立性。与传统非解剖性肝切除(nonanatomic liver resection,NALR)相比,ALR的优势为:(1)肝细胞癌肝内转移的主要途径为沿荷瘤门静脉的流域内播散。将荷瘤的肝脏流域组织作为潜在的病灶完全切除,更符合肿瘤学原则。(2)以肝段为单位的肝切除在肝段间无血管区进行,符合肝脏的解剖学特征,可避免损伤重要血管和胆管,提高肝切除的安全性。(3)避免残留肝组织缺血,降低肝组织坏死和感染的发生率。

       一项国际多中心队列研究结果证实,NALR组术后并发症发生率显著高于ALR组,差异有统计学意义(P<0.001);NALR组Clavien-Dindo分级Ⅲ级及Ⅳ级并发症发生率更高(14% vs. 10%;23% vs. 5%)[8]。NALR术后胆漏、出血等并发症发生率显著高于ALR,可能与ALR能更精准保护脉管结构有关[8]。笔者团队在国际上首次开展了针对ALR的双盲前瞻性随机对照试验,结果显示,ALR可显著降低肝细胞癌术后2年局部复发率(30% vs. 59%,P=0.001)、延长首次局部复发时间(53个月 vs. 10个月,P=0.010)[9]。

       ALR理论提出之初,受技术条件的制约,无法在术中准确显示靶肝段的边界。肝脏流域概念为呈现靶肝段边界提供了解剖学依据,流域性肝段切除以肝脏供血“流域”为“分水岭”,本质是单个或多个相邻肝段的集合,其核心特点是解剖边界清晰,术中通过阻断靶肝段的血流或流域染色技术,可借助明显的流域边界区分切除区与保留区。既能完整切除靶肝段,又能避免损失正常肝组织,实现病变根治与肝组织保留的平衡。随着数智化三维可视化流域分析和靶肝段染色引导技术的整合应用,以完整切除肝细胞癌荷瘤门静脉流域为目标的精准肝段切除得以实现。

       靶肝段的染色方式分为正染和反染两种方法。(1)正染法是常规染色方式,通过穿刺靶流域门静脉分支残端,缓慢注入染色剂,经门静脉血流分布至靶流域肝实质内,实现靶流域的可视化标记。国内普遍采用的正染法技术为超声引导下经门静脉穿刺染色,需要外科医生熟练掌握超声知识及腹腔镜下穿刺技术。更关键的是,由于门静脉血流的持续冲刷作用,染色剂存在晕染及流失的缺点,影响术中靶流域的边界标注。(2)反染法是穿刺困难或复杂解剖情况下的替代方式,阻断靶流域的入肝血流后,从外周或肝门血管注入染色剂,使预保留肝组织染色而靶流域肝组织因缺乏血流灌注未染色,形成反向对比,为肝实质离断提供清晰平面。但该方法实施的前提是能在肝外解剖出相应靶流域的肝蒂以阻断,对于某些肝蒂深在或多支的肝段(如S7段、S8段等),常规方法难以解剖出相应的肝蒂,可以采用超声引导下靶肝蒂消融闭塞的方法阻断靶肝段血流。

       在肝段水平,门静脉与肝动脉的流域高度一致。笔者中心在国内率先采用并改进经肝动脉荧光染色技术,在经动脉介入靶肝段染色后,立即将靶动脉栓塞,能够获得清晰稳定的靶肝段全维度荧光显像,为精准肝切除手术提供导航[10]。三维可视化技术与荧光染色联合应用实现了肝段边界的术中实时可视化,使肝切除的精准度显著提升。将术前三维解剖评估与术中实时可视化技术深度融合的创新性方案,其通过“数字化规划-荧光导航-精准作业”的闭环体系,能够将肝段、亚肝段边界的术中识别精度提升至毫米级,为ALR的实施提供了高精度的工具[10-11]。

2.2    剩余肝脏的解剖结构完整是安全肝切除的保障    具有完整脉管结构是剩余肝脏发挥正常功能的解剖学基础。手术规划必须基于术前影像学检查结果,对剩余肝脏脉管结构是否可完整保留或是否需重建及重建方式进行预判和设计[3]。

2.2.1    肝动脉    原则上肝动脉均需重建。如果重建有困难,当肝动脉一级分支受累时,若切除目标病灶不必离断肝门板,可不重建受累肝动脉;若必须离断肝门板,则必须重建预留肝脏动脉。当手术中需切除受累肝动脉,且该动脉无法通过外科手段重建时,为避免剩余肝段因血供中断引发缺血损伤,可预先实施术前计划性肝动脉栓塞。通过这一操作,可主动促进剩余肝组织侧支循环的代偿性形成,待侧支循环足以维持剩余肝段血供后,再安全切除病变肝动脉,从而在精准保护肝功能的前提下,实现病变组织的根治性切除。

2.2.2    门静脉    当病灶累及预留肝脏门静脉时,均应重建。门静脉一级分支受累时,因门静脉延展性较好,多可行受累门静脉切除后吻合重建。当二级甚至三级门静脉分支受累时,若缺损段过长,可采用自体血管(骼内静脉或颈内静脉)或异体血管移植物行门静脉重建。为充分暴露、便于操作,可在保持肝动脉血流开放的前提下,切除目标病灶后再行受累门静脉段的重建,门静脉持续安全阻断时间可>90 min。

2.2.3    肝静脉    肝静脉受累时,以下情况必须重建肝静脉:(1)保障剩余肝脏通畅回流的肝静脉。(2)边缘化剩余肝脏体积需充分重建流出道,以避免小肝综合征。肝静脉重建方案的设计非常重要,因肝静脉管壁较薄,血流缓慢,故肝静脉重建必须保证吻合口宽大、通畅,避免冗长、扭曲,以免导致肝脏血液回流不畅,以致术后发生肝淤血损害、组织坏死及肝功能衰竭。如肝静脉侧壁受累,可利用自体或异体血管修补;如缺损范围较大,甚至多个肝静脉开口,可利用自体或异体血管、人工血管进行整形后架桥重建,以保障剩余肝脏的血液回流。复杂的肝静脉病变在体手术修复困难者,需体外手术完成。

2.2.4    下腔静脉    下腔静脉管腔完全闭塞且后腹膜侧支循环(奇静脉-半奇静脉系统)充分开放,多可安全切除受累下腔静脉段而不必重建。可有计划地于术中完全阻断下腔静脉,并对阻断后情况进行预判,若阻断前后病人循环稳定,无进行性加重的腹膜后水肿,则无须行重建。否则均应重建下腔静脉,以维持体循环稳定,避免下肢及肾脏淤血。下腔静脉重建方式应依据病变累及范围进行设计:病变累及≤1/3周径时,切除后直接缝合修补,可不致狭窄;病变累及>1/2周径,且纵向受累长度≤2.0 cm时,可切除受累下腔静脉段后行对端吻合重建;当超出上述范围时,需采用血管补片进行修补。当下腔静脉大范围受侵时,剩余肝脏的主肝静脉及其与下腔静脉汇合部受累者,血管修复需要行体外手术。

2.2.5    胆管    剩余肝脏的主要引流胆管均须重建。胆道重建术式应首选近端与远端胆管吻合,以保留胆管下端括约肌功能和恢复胆道结构生理完整性。如多个胆管开口邻近,可整形为一个共同开口,再进行胆管与空肠吻合。胆管空肠吻合需遵循胆管-空肠黏膜精细缝合的技术原则。

2.2.6    体外肝切除手术    针对常规手术无法切除的、侵犯肝静脉和下腔静脉等关键脉管的中央型病灶,原位切除时可能引发大出血。体外肝切除自体肝移植手术可以将肝脏移出体外彻底切除病变、修整剩余健康肝组织、重构肝脏脉管结构后再原位回植肝脏。这一手术技巧突破了传统手术禁区,为该类病症提供了治愈性治疗新路径[12]。


     


3 数智化肝脏外科技术



     

     

数字外科是数智科技与外科学结合的一门新型交叉学科,涉及人体解剖学、立体几何学、大数据和人工智能等领域。数字外科技术为肝脏手术的术前规划和手术作业提供了精准的解剖学依据,为肝胆外科带来了革命性变化。通过术前影像扫描与三维可视化技术的结合,个性化解剖建模可清晰呈现肝内血管与胆管的立体解剖关系,不仅能精准计算肝段体积,还能精确测量肿瘤与重要脉管的空间距离,为手术规划提供直观的解剖学依据[13]。笔者团队率先在国内外将计算机辅助手术规划系统应用于复杂肝脏肿瘤根治性切除术的术前评估与外科决策中,结果发现,该系统有助于修正外科决策,优化手术方案,提高了手术的安全性和有效性[14]。

       笔者团队开发了全国首个集合医疗垂类大语言模型、时序影像计算视觉等人工智能技术的精准肝脏外科决策多模态智能体——IDEAL(intelligent decision-making enhanced advanced liver-surgery),基于3M原则(最大化病灶清除、最优化器官保护和最小化创伤侵袭),通过三维可视化和血流流域分析技术,为病人匹配最佳术式,实现覆盖肝脏手术规划全流程的人工智能辅助,为外科医师可视化、可量化、可控化地精准切除肝脏病变提供重要辅助。

       近年来兴起的全定量混合现实技术,通过量化提取、构建三维解剖结构关键信息,并在术中实现映射、还原与配准,支持术者实时交互操作,引导肝胆外科手术达成精准切除目标[15-16]。手术导航技术还能通过定位设备(如光学传感器、电磁探测器)追踪手术器械和肝脏空间坐标,将器械位置与术前数字化解剖模型进行精准匹配,解决“术前影像静态、术中肝脏动态”(如呼吸运动、肝移位)的解剖偏差问题[17]。通过显示屏、头戴式显示器(增强现实/虚拟现实眼镜)等终端,将配准后的器械位置、解剖结构关系以“虚实融合”的形式实时呈现,如在术中视野叠加血管走行标记、肿瘤边界轮廓或肝段划分线,让术者实时“看见”肉眼无法直接观察的深部解剖结构。


     


4 总结与展望



     

     

肝脏精细解剖是支撑精准肝脏外科持续突破的核心基石。从传统解剖学观察到依托高分辨率影像实现的毫米级结构呈现,不断深化肝脏精细解剖的认知,为提升外科手术的精准化水平提供了关键技术支撑。在这一发展过程中,技术工具的革新始终发挥着重要的推动作用。

       未来精准肝脏外科的发展将聚焦三大核心方向:一是肝脏精细解剖与影像技术的深度协同,借助高分辨率影像成像能力,更加精确、清晰地呈现肝内血管、胆道的细微分支,构建更精准的个性化肝脏解剖图谱,为精准肝脏外科手术决策和规划提供了更精确的解剖学依据。二是精确智能规划与临床实践的深度融合,通过智能算法模拟手术路径、评估切除范围,实现术前方案的个性化、精准化制定,大幅降低手术风险。三是手术导航与解剖认知的实时联动,在手术过程中,以精细肝脏解剖结构为参照,通过导航系统实时匹配影像数据与术中实际情况,引导器械精准操作,确保手术严格遵循预设的精确智能规划方案,推动精准肝脏外科向更高精度、更优疗效的方向迈进。


     


利益冲突  所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明  董家鸿:文章内容设计及审定;王继涛:撰写初稿;闫军:文稿修改



参考文献

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(2025-07-25收稿)

原文刊发于《中国实用外科杂志》



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