目前三维（three dimensional，3D）可视化、3D打印、3D腹腔镜、达芬奇机器人、分子荧光和光/ 声多模等数字医学新技术进展迅速，已在多个医学领域中得到广泛的应用[1]。本文就数字医学新技术在肝脏外科的应用进行简要阐述[2]。
一、3D可视化和3D打印在肝脏外科的应用
肝脏外科医师除了获取基本的CT、MRI等影像诊断信息外，还需根据患者的个体化特征，对局部病灶本身及其毗邻脏器细节特征再认识，在术前对病灶的切除范围、手术路径等问题作出详细规划，保证手术安全进行[3]。目前，3D可视化和3D打印作为新的数字医学技术，在肝脏外科术前评估和手术规划中起着越来越重要的作用。外科医师采用3D可视化技术，可在术前进行虚拟仿真手术，精准地评估病灶的可切除性和合理选择病灶切除术式。3D打印技术实现了3D图像向实体3D物理模型的跨越式转变[4]。在肝切除时将3D打印模型与术中所见进行比较，外科医师可快速识别和定位病灶，确定手术切除平面，从而为手术提供更直观的实时导航，引导重要解剖结构的分离和肿瘤病灶的切除，实现完整切除病灶和避免重要解剖结构的损伤，提高手术效果，降低手术风险。Igami 等[5] 将3D打印技术运用在小肝细胞癌（肝癌）诊治中，获得良好效果。
本中心在国际上率先开展了3D可视化、虚拟真手术、3D打印技术在肝脏外科疾病中应用的研究，研发了具有自主知识产权的腹部医学图像
3D可视化系统（MI-3DVS）（软注字105977）和虚拟仿真手术系（软注字105978），实现了肝脏外科解剖数字化、诊断程序化和手术可视化[6-8]。本课题组将3D可视化和3D打印技术应用于1例复杂性右肝巨块型肝癌的手术治疗，取得良好效果[9-10]。该例为肝炎后肝硬化合并巨块型肝癌患者，肿瘤大小约12 cm×12 cm×11 cm。术前采用3D可视化和3D打印分析发现患者肝总动脉缺如，胃十二指肠动脉起源于腹腔干，替代肝右动脉发自肠系膜上动脉，替代肝左动脉发自胃左动脉，Ⅳ段门静脉发自门静脉右前分支。上述肝动脉和门静脉变异类型国际上未见报道[11-12]。术前3D可视化手术规划显示，如果该患者不存在血管变异，行右半肝切除术后剩余残肝体积为40.7%。然而，由于该患者Ⅳ段门静脉发自门静脉右前分支，行右半肝切除术后会导致Ⅳ段肝脏缺血，实际残肝体积仅为21.4%。根据上述分析，术前决定行保留Ⅳ段门静脉分支的缩小右半肝切除术，残肝体积可达57.2%。术中通过肝动脉和门静脉阻断证实上述分析后，成功进行了预定的缩小右半肝切除术。
二、3D腹腔镜和达芬奇机器人在肝脏外科的应用
肝内脉管的精细解剖和出血控制是复杂性肝切除的关键[13]。解剖性半肝切除和肝中叶切除术中，由于肝切面宽大，肿瘤与主要脉管关系密切，解剖结构复杂，二维腹腔镜无法很好地显示病灶与肝脏解剖结构之间的毗邻关系，不利于进行有效分离和止血[14]。此外，二维腹腔镜的视野缺少景深，使判断脏器与操作器械的相对位置困难[15]。近年出现的3D腹腔镜可以为术者提供立体视觉，使术者能更加准确地判断组织结构，有利于手术的进行。Velayutham 等[16] 研究发现3D腹腔镜在解剖、分离肝内脉管结构的精准性方面具有优势，有助于控制术中出血，适用于复杂肝脏肿瘤的手术。本课题组开发的3-3D技术，是将3D可视化、3D打印和3D腹腔镜结合应用于解剖性肝切除术中，研究证实3-3D技术有助于安全性评估和关键解剖部位的定位，并进行术中实时导航[7]。
达芬奇机器人技术的出现也极大地推进了微创肝脏外科的发展。达芬奇机器人技术为术者提供了高清晰度的3D放大图像，有助于完成第一肝门的精细解剖和肝断面的缝合止血，提高了微创手术的操控性、精确性和稳定性。Tsung 等[17] 认为达芬奇机器人技术在腹腔镜肝切除中的安全可行，极大地拓展了腹腔镜肝切除的适应证。此外，达芬奇机器人技术还可以缩短肝脏外科微创手术的学习曲线。
三、分子荧光和光/ 声多模技术在肝脏外科的应用
以近红外荧光成像技术为代表的光学成像技术已经应用于肝脏手术，为实时、高精度的手术导航提供了技术支持。吲哚氰绿（indocyanine green，ICG）具有荧光，且能够在肝癌组织中特异性聚集。ICG 不仅能显示原发性肝癌，也能显示肝脏内的转移性肿瘤（如直肠癌肝转移）[18]。ICG 在肝癌手术中可使肝癌组织与正常组织形成光强度对比，实时显示肝癌病灶的位置和大小。复旦大学中山医院采用美国华盛顿大学医学院生物工程和放射学部合作开发的ICG 介导的近红外侦测设备无线头戴式“goggles”导航肝癌切除手术，证实其具有在术中增强癌灶与背景荧光对比，提高微小癌灶的检出率的作用[19]。然而，荧光光学成像在穿透深度、组织自荧光背景干扰、成像特异性等方面存在问题，限制了其在医学中的应用[20]。将光声成像技术与传统超声技术相结合形成的光/ 声多模技术，可跨越分子、细胞、组织、器官进行高精度成像，并可对病灶血流、氧代谢等进行定量分析，为精准确定肿瘤边界，指导精确肝脏肿瘤切除提供了条件。
综上所述，数字医学在肝脏外科的应用已经趋于成熟。3D 可视化系统、3D 打印技术、3D 腹腔镜技术、达芬奇机器人技术和分子荧光技术将引发肝脏外科的技术飞跃。
