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目的:本研究将数字化三维重建技术(digital three dimensional reconstruction,D3DR)应用于肝脏泡型包虫病(hepatic alveolar echinococcosis,HAE)外科诊治中,目的在于评价D3DR在肝切除及自体肝移植治疗HAE的术前评估以、手术规划等方面的应用价值,为今后复杂HAE的外科治疗提供更加精准的术前个体化外科治疗规划;同时建立HAE大动物模型进一步验证三维重建系统的准确性,此动物模型的建立亦为填补既往HAE大动物模型的空白,为今后临床及相关实验研究奠定基础,提供新的研究思路。方法:第一部分:(1)将2011年5月至2015年1月期间在我院行肝切除手术治疗的106例HAE患者分为三维重建评估组(A组)及传统影像评估组(B组),分析临床资料,总结泡型包虫病疾病特征;(2)将A组所有59例患者的CT扫描数据以DICOM格式导入数字化肝脏三维重建软件IQQA-3D Liver完成肝脏三维重建,进行全肝体积、病灶体积、各重要管道内径等参数的测量,测量结果与B组测量结果比较;(3)基于三维重建模型以及传统CT检查资料分别对A组和B组患者进行手术规划,优化手术方案,并实施临床手术;(4)对两组患者最终临床手术结果及随访结果进行比较。第二部分:(1)研究纳入2011年5月至2015年8月我院收治的27例终末期肝包虫病患者,总结分析临床资料;(2)所有患者经D3DR技术进行肝脏三维模型解剖学评估,精确判断肝内管道受侵犯情况,测量健侧肝脏体积,基于三维模型完成多种方案虚拟手术,多学科专家经疑难病例讨论后,制定最终自体肝移植手术切除方案;(3)根据术前手术方案设计实施临床移植手术,对所有患者进行围手术期及术后随访观察。第三部分:(1)12头实验级别小型猪随机分为4组,地塞米松免疫抑制感染组(A组),环孢霉素免疫抑制感染组(B组),未经免疫抑制感染组(C组)以及实验空白对照组,超声引导下经皮肝脏穿刺接种感染泡球蚴混悬液;(2)应用多种影像学方法及三维重建技术动态随访观察病灶生长情况,实验终点比较各组泡球蚴感染情况,行组织病理学检查,同时对Cob基因半定量PCR检测产物进行基因测序,明确病灶诊断;(3)比较随访期间四组实验对象外周血Th2相关因子(IFN-γ,IL-2,IL-4,IL-10,TGF-beta)及Th17相关因子(IL-17A,IL-17F,IL-22,IL-23)浓度变化趋势;分别比较各组实验对象外周血及肝脏病灶组织中il-4,il-17a,ifn-γ,foxp3基因表达变化趋势。结果:第一部分:(1)所有a组患者肝脏三维重建图像效果满意,可清晰显示hae病灶及肝内各管道之间的关系,a组经三维重建系统设计至少2种不同手术切除方案,b组则由外科医生参考传统ct决定手术方案;(2)a组的手术切除平面最终根据术前三维重建虚拟手术设计手术方案进行。b组4例术中更改手术方案;两组患者术前估计切除肝脏体积与术中实际肝脏质量呈正相关(a组r=0.978;b组r=0.960);(3)两组临床手术结果比较:a组的手术时间明显短于b组(227.1±51.4minutesvs304.6±88.1minutes;p<0.05);术中出血量(308.1±135.4mlvs458.1±175.4ml;p<0.05)与术中输血量(186.4±169.6mlvs289.4±199.2ml;p<0.05),a组均少于b组;术后随访结果比较:除白蛋白指标a组高于b组(26.3±5.9g/lvs22.6±4.3g/l;p<0.05),其余各项均无显著性差异;术后并发症发生率及疾病复发率b组明显高于a,患者术后随访3到46个月(平均17.3月)。第二部分:(1)26例hae患者及1例肝囊包虫病(hepaticcysticechinococcosis,hce)患者供体全部完成三维重建术前评估和手术规划,其中26例hae成功实施行自体肝移植术,1例hce成功实施国内首例活体肝移植手术治疗;(2)全部患者以及供体肝脏三维重建效果满意,肝脏、病灶与肝内各管道关系显示清晰,与术中实际情况比较形态无差异。术前三维和二维方法计算的全肝平均体积(包括活体肝移植供肝体积)分别为(2588.06±740.73)cm3和(2783.46±786.63)cm3,两者比较,差异无统计学意义(t=-6.116,p>0.05);三维和二维方法计算的病灶平均体积分别为(1165.48±657.47)cm3和(1255.07±685.78)cm3,两者比较,差异无统计学意义(t=-3.338,p>0.05);(3)术前经三维重建规划手术切除平面及管道重建方案与术中真实情况一致,三维和二维方法计算的剩余肝脏平均体积(包括活体肝移植供肝体积)分别为(873.33±257.89)cm3和(978.74±303.34)cm3,两者比较,差异无统计学意义(t=-3.118,p>0.05)。第三部分:(1)12头研究对象中,除d组外,其余三组(a、b、c组)均有不同程度的感染,病灶最大直径为6cm,最小约2mm,造模成功率为88.9%,病灶病理学及cob基因半定量pcr检测产物的基因测序结果明确诊断为hae;(2)所有影像学检查(超声、超声造影、ct、mri、pet-ct、d3dr)随访结果呈现早期hae特征性影像表现,与最终剖腹探查组织学检查一致,剖腹探查水测法测量肝脏及脾脏体积平均值分别为403.33±50.69cm3,99.58±35.89cm3,与三维重建方法测得结果比较,差异无统计学意义(t肝脏=0.435p>0.05;t脾脏=0.271p>0.05);(3)b组肌酐crea及尿素氮bun在给药及感染早期(感染0-6w)呈明显升高趋势,至给药晚期(14-20w)呈逐渐下降趋势,至感染晚期(28-32w)降至正常水平,其余各项实验室检查指标在实验组及对照组间无特征性差异趋势变化;(4)与d组比较,a、b、c组外周血th2相关细胞因子il-2、il-4、ifn-γ、tgf-beta浓度在感染早中期呈不同程度升高趋势,晚期有下降趋势;IL-10感染早中期呈下降趋势,晚期呈上升趋势;Th17相关细胞因子在感染全程中呈明显下降趋势。与对照组比较,A、B、C组外周血IL-4,IFN-γ,Foxp3基因表达水平呈升高趋势,IL-17A基因表达水平呈下降趋势。病灶组织中IL-4,IFN-γ,Foxp3基因的表达均高于其它三组,IL-17A的表达则低于对照组组织及远离病灶组织;病灶旁组织中IL-4,IL-17A,IFN-γ,Foxp3表达均低于病灶组织,IL-4,IFN-γ,Foxp3基因的表达均高于对照组组织及远离病灶组织表达,IL-17A的表达则低于对照组组织及远离病灶组织;远离病灶组织内IL-4,IFN-γ,Foxp3低表达,IL-17A则高表达。结论:(1)与传统CT等影像评估方法相比,肝脏三维重建手术规划系统在肝脏外科术前解剖学评估以及手术方案设计中的应用更加精准,外科医师诊断更加直观、快捷,各项评估结果真实可靠,同时能够更好的把握自体肝移植手术适应症;(2)D3DR技术的应用可有效缩短手术时间,减少术中出血量和输血量,从而降低手术风险以及术后并发症发生率,同时有利于提高HAE病灶的根治性切除率;(3)成功建立继发性小型猪多房棘球蚴动物模型;初步探索提示免疫抑制剂可能有促进病灶生长的作用,其机制需进一步实验研究证明;本研究初步得出小型猪多种影像学检查各项参数基本范围;通过术前测量体积与探查术中排水法测量体积比较,有力支持3D技术的体积测量有较高的准确性和较小的误差率;通过对外周血细胞因子浓度、目的基因在外周血及组织表达水平检测,与既往HAE临床及动物实验结果基本符合,变化趋势差异分析与免疫抑制剂药物影响有关。