背景:手术切除仍然是疗肝脏占位性疾病的最主要手段。随着人们对肝脏解剖结构的逐步认识、麻醉及监护水平的提高、肝脏外科手术技术的提高以及先进的外科器械的发明和应用,肝切除术的安全性得到了大幅提高,治疗效果得到了显著的改善,手术并发症的发生率和手术相关病死率也明显降低。肝脏外科由早期的盲目肝切除发展为当前与数字医学紧密结合的精准肝切除,已建成完整的理论体系和操作规范。微创是当代外科学追求的理念和发展的方向,腹腔镜肝切除术以其创伤小、术后恢复快、全身反应轻等优势自1991年美国妇产科Reich教授首次报道以来至今已经在肝脏外科得到了越来越广泛的应用。由于腹腔镜手术自身的特殊性,当遇到术中出血时无法通过快速缝扎、按压或者填塞等传统开腹手术中常用的手段进行止血。尤其是肝实质离断过程中如出现难以控制的大出血往往更加凶险,所带来的后果亦更为致命。因此,探索安全的腹腔镜下肝切除新技术和研发高效手术相关的器械是推动微创肝脏外科发展的根本途径。研究目的:本研究旨在通过在肝脏等效微波体模内多点测温,计算机模拟内循环水冷915 MHz微波天线在不同发射功率和发射时间参数条件下60℃温度场的分布规律,初步判断其用于腹腔镜下肝实质离断的可行性。通过离体猪肝、离体人肝移植病肝、活体猪肝热凝固实验验证计算机模拟温度场的准确性,并筛选出可用于腹腔镜下肝切除的发射功率和发射时间参数组合,评估该组合参数条件下内循环水冷915 MHz微波在人肝脏内的热凝固区域的几何形状及范围能否满足腹腔镜肝脏切除术的需要。分析2016年1月至2016年6月在浙江大学医学院附属第一医院行腹腔镜肝切除的60例患者的临床资料,研究使用915 MHz微波预凝固辅助肝脏切除是否能减少术中出血、缩短肝实质离断时间并减轻对于肝脏功能的损害,同时判断其是否可以减少患者术后不良事件的发生率。方法:1、通过在肝脏等效微波体模中精确布点测温,采用计算机使用有限元法模拟内循环水冷915 MHz微波天线在发射功率30W、40W、50W、60W、70W、80W和发射时间50、100s、150s、200s不同组合条件下60℃的温度场。2、在离体猪肝中行以发射功率30W、40W、50W、60W、70W、80W和发射时间50、100s、150s、200s不同组合条件行热凝固实验,观察915MHz微波天线在离体猪肝的肝实质中沿长轴剖面凝固区域的几何形状,测量凝固区域的长径和宽径,初步筛选出适合肝实质离断要求的915 MHz微波的发射时间和发射功率参数组合。3、以离体人肝移植病肝为研究对象,以通过热场模拟和离体猪肝热凝固实验筛选出的发射时间和发射功率组合为参数行热凝固实验,观察离体人肝凝固区域的几何形状并测量凝固区域的长径和宽径,对比相同发射参数条件下离体人肝和离体猪肝的凝固效果是否存在差异,并评估残留肝脏实质的损失。4、在活体猪肝中以通过热场模拟及离体猪肝、离体人肝热凝固实验筛选出的发射时间和发射功率组合行热凝固实验,观察活体猪肝凝固区形状并测量凝固区域的长径和宽径。行单极天线贯序热凝固实验,确定用于微波辅助腹腔镜肝切除的最佳天线间距。5、分析2016年1月至2016年6月在我中心行腹腔镜肝切除60例患者的临床资料,对比两组肝实质离断时间,手术时长,肝离断时出血量,术中输血量的差异。对比术前及术后第1、3、5天血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)的变化,统计术后出血、胆漏、腹腔感染、肝功能衰竭等并发症的发生率及围手术期死亡率。结果:1、计算机模拟的内循环水冷915 MHz微波天线60℃的二维温度场为以微波天线针杆为轴,对称分布的,不同长径和宽径的近似椭圆形,60℃的温度场随着发射时间的延长和发射功率的增加而增大,长径的范围3-7cm,宽径的范围1.3-3.3cm,影响长径的主要因素为微波发射功率,影响宽径的主要因素为微波发射时间。2、离体猪肝以微波发射时间50s、100s、150s及200s,功率30W、40W、50W、60W、70W及80W参数组合的凝固区域的几何形状和范围同计算机模拟的60℃温度场基本一致。其中,50W/100s条件下凝固区域的长径为5cm,宽径为1.5cm。3、在离体人肝移植病肝中使用内循环水冷915 MHz微波在50W/100s条件下凝固区为直径1.5cm,高5cm的圆柱体。4、活体猪肝热凝固实验表明在50W/100s条件下凝固区域的几何形状和范围同离体猪肝基本相同。在活体猪肝中以间距2cm序贯穿刺热凝固可获得厚度为1.5cm的凝固带,此区域内肝实质彻底凝固。5、符合纳入标准的60例腹腔镜肝切除患者根据手术方式分为915 MHz微波组(30例)和对照组(30例,采用常规手术方式)。两组患者在年龄、性别、肿瘤大小及位置、术前肝功能、切除肝段的构成比等临床资料对比无统计学差异(p>0.05)。所有手术均顺利完成,无围手术期死亡病例。与常规腹腔镜肝切除组相比,915 MHz微波辅助肝切除组手术时间(120.67±27.16min vs148.00±29.61min,p<0.001)、肝实质离断时间(55.17±14.17min vs70.83±14.44min,p<0.001)、第一肝门阻断时间(2.17±4.09minvs25.33±20.63min,p<0.001)均为减少,差异有统计学意义;术中出血量915 MHz微波辅助肝切除组较对照组明显减少(26.83±18.82ml vs 186.33±86.16ml,p<0.001),差异有统计学意义;两组患者术前ALT、AST水平对比无差异(p=0.746,p=0.529),术后均出现ALT、AST升高等肝功能损害的表现,术后第1、3天微波辅助肝切除组血清ALT、AST水平明显低于常规手术组(p<0.05),差异有统计学意义,术后第五天微波辅助肝切除组的ALT水平低于常规手术组,AST水平别两组比较无差异;对照组术后出现2例胆漏,1例腹腔感染及1例腹腔出血,经引流、抗感染等治疗后治愈,微波辅助肝切除组术后无并发症发生,两组差异有统计学意义(p=0.038);微波辅助肝切除组术后第1、3、5天腹腔平均引流量均低于常规手术组(p<0.05),术后第5天微波辅助肝切除组腹腔引流量几乎为零;微波组平均术后住院时间少于常规组(6±1.31dvs 7.23±2.66d,p=0.027)。结论:1、通过肝脏等效微波体模多点测温计算机模拟60℃温度场可准确预测内循环水冷915 MHz微波天线在肝脏实质中凝固区域的几何形状和凝固范围。2、915 MHz微波在低功率/短时间发射参数下可以被用于凝固离断平面的肝实质。3、微波发射参数50W/100s为用于热凝固离断肝实质的最佳参数。4、在微波发射时间100s条件下,活体肝脏血流灌注对凝固区域的几何形状和凝固范围无显著影响。5、内循环水冷915 MHz微波辅助预凝固肝实质离断术可在“无血”状态下快速离断肝实质,与传统肝切除相比,可以显著减少出血,缩短手术及麻醉时间,对肝功能影响小,有效降低术后并发症的发生风险,尤其适用于合并肝硬化的原发性肝细胞性肝癌切除手术。