CT三維重建聯(lián)合術(shù)中肺自然萎陷定位在胸腔鏡肺段切除術(shù)中的初步探討

趙肖 盧恒孝 張振江

隨著高分辨計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography,CT）在臨床的日益普及和應(yīng)用，肺癌的檢出率、發(fā)病率呈現(xiàn)出遞增趨勢[1,2]，特別是影像學(xué)表現(xiàn)呈肺磨玻璃結(jié)節(jié)（ground glass nodules, GGN）特征的早期肺癌日益增多。高度懷疑惡性的GGN仍然是以手術(shù)切除為主，胸腔鏡下肺段切除（含亞肺段切除）已成為主要方式[3,4]。利用CT三維重建技術(shù)，重建患者的重要肺內(nèi)結(jié)構(gòu)及變異，術(shù)前進(jìn)行精準(zhǔn)的靶段手術(shù)規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)肺段切除的重要一環(huán)[5]，但實(shí)現(xiàn)術(shù)前小結(jié)節(jié)的精準(zhǔn)定位目前尚存在眾多難題。例如，目前GGN定位技術(shù)較多，定位鉤等多為侵入性、有創(chuàng)性操作，術(shù)中磁導(dǎo)航、B超等使用機(jī)器確定位置，操作困難且繁瑣[6,7]。由于肺GGN存在無實(shí)性成分、肺萎陷后不易觸及等影響，主刀者僅用肉眼鏡下觀察和指腹?fàn)坷|摸定位大體位置，有較大的難度和較長學(xué)習(xí)成長時(shí)間，定位不精準(zhǔn)且困難。若無法準(zhǔn)確確定位置，給精準(zhǔn)肺段切除及保證安全切緣帶來挑戰(zhàn)，甚至有可能導(dǎo)致手術(shù)失敗。本研究在術(shù)前行三維重建確定靶段手術(shù)規(guī)劃的前提下，聯(lián)合術(shù)中無創(chuàng)式肺自然萎陷定位GGN位置，達(dá)到了滿意的手術(shù)切除目的，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年7月-2019年12月收治入我院的45例影像學(xué)表現(xiàn)有肺GGN的患者（表1），且擬行三維重建指導(dǎo)下胸腔鏡肺段精準(zhǔn)切除手術(shù)。對同期采用Hook-wire定位針進(jìn)行定位的連續(xù)45例病例進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。本研究方案經(jīng)濰坊市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)同意，且患者均簽署了知情同意書。

表1 患者一般資料Tab 1 General information of patients

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) ①年齡為35歲-75歲；②肺影像學(xué)呈GGN特征，直徑<3 cm；③經(jīng)過至少3個(gè)月的隨訪；④GGN中心位于肺野外2/3；⑤無其他惡性腫瘤或肺外轉(zhuǎn)移情況。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) ①有明確手術(shù)禁忌證或拒絕手術(shù)者；②GGN中心位于肺野內(nèi)1/3；③合并嚴(yán)重胸膜肥厚、胸腔積液、氣胸等有可能影響肺快速萎陷的情況者；④術(shù)前無薄層CT掃描者。

1.4 CT三維重建術(shù)前規(guī)劃 每例患者刻錄DICOM格式的影像數(shù)據(jù)光盤，刻錄內(nèi)容為CT掃描層厚≤1 mm的薄層，動(dòng)脈期、靜脈期等圖像。由術(shù)者應(yīng)用Minics軟件進(jìn)行術(shù)前三維重建，重建小結(jié)節(jié)所在區(qū)域支氣管及血管的走向模型，評估小結(jié)節(jié)所在肺段區(qū)域，進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃。

1.5 定位方法 術(shù)中肺自然萎陷GGN定位需要麻醉師密切配合，待患者麻醉完成后，常規(guī)采用折刀位，消毒鋪巾。在鏡孔預(yù)定位置切開，同時(shí)打開患者氣道，使患側(cè)肺在大氣壓下快速萎陷，形成肺臟體內(nèi)萎陷切跡，期間密切關(guān)注患者生命體征。待肺自然萎陷后，健側(cè)單腔通氣。于肺內(nèi)尋找自然萎陷的前萎陷切跡和后萎陷切跡，留用。在二維CT橫斷面確定結(jié)節(jié)位置，向上計(jì)算其至肺尖、肺三角區(qū)、肺下界位置比例，左右計(jì)算其至前鈍角線、后鈍角線位置比例?；颊呓?cè)折刀位后，肺在大氣壓強(qiáng)下成比例自然萎陷，但其上下徑和左右徑位置比例關(guān)系不變。二維影像中前鈍角線對應(yīng)前萎陷切跡，后鈍角線對應(yīng)后萎陷切跡。肺組織自然萎陷后默認(rèn)為一平面，應(yīng)用在二維CT橫斷面測量數(shù)值等比例劃分，確定一條垂線；同理，根據(jù)向肺尖和三角區(qū)等特殊位置的測量數(shù)值等比例劃分，確定一條水平線，術(shù)中數(shù)值測量均為經(jīng)高溫、高壓、無菌算尺測量。兩線相交處即為GGN位置，用3-0 prolene線打結(jié)作標(biāo)記（圖1、圖2），再輔以指腹觸摸驗(yàn)證，記錄此過程的時(shí)間。對采用Hookwire定位針進(jìn)行定位的病例，從第一次CT掃描開始，直至最終掃描確認(rèn)定位鉤送達(dá)滿意為止結(jié)束，記錄此過程用時(shí)并收集定位后并發(fā)癥出現(xiàn)情況。

圖1 二維CT確定結(jié)節(jié)垂直比例位置。A、B：二維CT中結(jié)節(jié)所處位置比例關(guān)系；C：標(biāo)記結(jié)節(jié)位置；D：等比例劃線手繪圖：在CT橫斷面確定結(jié)節(jié)位置，所示箭頭處即為肺自然萎陷時(shí)的切跡點(diǎn)。分別測量兩切跡點(diǎn)至結(jié)節(jié)的弧線距離A、B，計(jì)算A、B比例關(guān)系。肺萎陷后按照相同比例做一垂直線；同理，根據(jù)結(jié)節(jié)位置向上計(jì)算其至肺尖、向下計(jì)算其至肺斜裂水平裂交界處層面，計(jì)算結(jié)節(jié)所處比列位置關(guān)系，肺萎陷后按照相同比例做一水平線；兩線交匯處用3-0 prolene線標(biāo)記。Fig 1 Two-dimensional CT to determine the vertical proportion of nodules. A, B: The proportion of nodules in 2D CT; C: Mark the location of nodules; D: Proportional drawing with lines drawn. The location of the nodules was determined in a CT cross-section, with the arrow shown as the notch point for natural lung collapse. The distance A and B from the two notch points to the curve of the nodules were measured respectively,and the proportional relationship between A and B was calculated. After the lung collapsed, a vertical line was made in the same proportion.Similarly, according to the location of the nodules, the nodules were calculated upward to the pulmonary tip and downward to the junction of the horizontal cleft of the oblique fissure of the lung, and the position relationship of the nodules was calculated. After the lung collapsed, a horizontal line was made in the same proportion. The intersection of the two lines was marked with 3-0 prolene lines. CT: computed tomography.

圖2 術(shù)中肺自然萎陷萎陷切跡。A：對應(yīng)圖1B處自然萎陷切跡；B：對應(yīng)圖1A處自然萎陷切跡。Fig 2 Natural lung collapse and collapse incisions during surgery. A: Corresponds to the natural collapse notch in Figure 1B; B: Corresponds to the natural collapse notch in Figure 1A.

1.6 手術(shù)方法 縫線標(biāo)記后，根據(jù)術(shù)前三維重建規(guī)劃，仔細(xì)辨認(rèn)需要切除肺段的重要結(jié)構(gòu)，以直線切割閉合器或絲線結(jié)扎離斷氣管、血管，通氣萎陷法行肺段精準(zhǔn)切除術(shù)，切緣同時(shí)兼顧縫線標(biāo)記處，距離至少2.5 cm以上。取出標(biāo)本后以縫線標(biāo)記為中心尋找結(jié)節(jié)，測量GGN與縫線標(biāo)識(shí)的距離、GGN與切緣的距離。送術(shù)中結(jié)節(jié)及切緣行快速病理，根據(jù)快速病理結(jié)果決定下一步手術(shù)方案。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差描述；計(jì)數(shù)資料用例（n）、占比（%）描述。計(jì)量資料行t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料行χ2檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)中評判標(biāo)準(zhǔn) 取出標(biāo)本后以縫線標(biāo)記為中心尋找結(jié)節(jié)，測量GGN與縫線標(biāo)識(shí)的距離、GGN與切緣的距離。認(rèn)定肺萎縮狀態(tài)下以縫線基部與結(jié)節(jié)水平距離≤1.0 cm為成功，>1.0 cm為失敗。結(jié)節(jié)與最近切緣的距離≥2.0 cm且快速冰凍切緣陰性為達(dá)到安全距離，<2.0 cm或者快速冰凍切緣陽性為未達(dá)到安全距離，需要結(jié)合具體術(shù)中情況行擴(kuò)大切除。記錄定位時(shí)間，以開始尋找萎陷后特殊解剖位置為起點(diǎn)經(jīng)過定位后3-0 prolene線打結(jié)作標(biāo)記為終點(diǎn)。

2.2 定位相關(guān)數(shù)據(jù) CT三維重建聯(lián)合術(shù)中肺自然萎陷GGN定位研究入組45例患者。共計(jì)定位切除結(jié)節(jié)53枚，定位成功48枚結(jié)節(jié)，準(zhǔn)確率為90.6%。平均定位時(shí)間為6.9 min（排除胸腔粘連2例），術(shù)中發(fā)現(xiàn)廣泛胸腔粘連2例，共2枚結(jié)節(jié)，肺氣腫1例，共1枚結(jié)節(jié)?？p線基部與結(jié)節(jié)水平距離結(jié)果見表2。

表2 測量結(jié)果Tab 2 Measurement results

2.3 術(shù)后一般資料 45例患者全部行CT三維重建指導(dǎo)下精準(zhǔn)肺段切除，術(shù)中快速冰凍病理均為惡性腫瘤且切緣陰性，無擴(kuò)大切除病例，切除成功率為100.0%。手術(shù)過程順利，患者均已康復(fù)出院（表3）。

表3 術(shù)后病理情況Tab 3 Postoperative pathology

2.4 定位效果與并發(fā)癥分析 選取同期采用Hook-wire進(jìn)行術(shù)前定位的患者45例，統(tǒng)計(jì)其一般臨床資料，定位鉤需要至少兩次CT掃描來確定Hook-wire在理想位置，過程較繁瑣，Hook-wire組總定位時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于術(shù)中快速萎陷組，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05）。采用CT引導(dǎo)下定位鉤定位有一定比例的并發(fā)癥發(fā)生，術(shù)中快速萎陷技術(shù)無并發(fā)癥出現(xiàn)，但受患者肺臟情況影響（如肺氣腫患者）。兩種定位方法在結(jié)節(jié)大小和結(jié)節(jié)距胸膜距離雖有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05），但可能需要繼續(xù)擴(kuò)大研究樣本例數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證（表4）。

表4 兩組定位資料比較Tab 4 Comparison of positioning data between the two groups

3 討論

隨著高分辨CT的出現(xiàn)以及人們對健康的重視，肺癌的發(fā)病率、檢出率呈現(xiàn)增長趨勢[1]，越來越多的肺GGN需要我們?nèi)リP(guān)注。長期隨訪發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)一部分肺GGN具有惡性傾向，因此選擇合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行外科干預(yù)尤為重要。目前主流的肺GGN治療方法為胸腔鏡下肺葉或部分肺葉切除術(shù)，但是由于術(shù)中術(shù)者感官偏差與辨認(rèn)結(jié)節(jié)學(xué)習(xí)曲線時(shí)間長的影響，GGN精準(zhǔn)切除仍然是業(yè)界難點(diǎn)。研究者通過患者薄層掃描得到影像數(shù)據(jù)后利用電腦軟件進(jìn)行三維重建，分析GGN所在具體肺段，制定合理的術(shù)前規(guī)劃進(jìn)而行精準(zhǔn)肺段切除[8]。相較于傳統(tǒng)三維重建，術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中精準(zhǔn)辨認(rèn)血管和氣管行肺段切除手術(shù)，研究者在學(xué)習(xí)了先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)后，聯(lián)合術(shù)中無創(chuàng)式肺自然萎陷定位GGN位置可進(jìn)行精準(zhǔn)肺段切除。通過研究發(fā)現(xiàn)，二者聯(lián)合可大大提高精準(zhǔn)肺段切除成功率，縮短結(jié)節(jié)觸摸尋找時(shí)間，縮短手術(shù)時(shí)間，更利于患者術(shù)后恢復(fù)。

目前為了解決GGN快速定位問題，出現(xiàn)了非常多的新技術(shù)新方法。常見的有應(yīng)用帶鉤鋼絲、彈簧圈、螺旋金屬絲、亞甲藍(lán)、醫(yī)用膠或其他液體材料等在CT引導(dǎo)下進(jìn)行定位；應(yīng)用電磁導(dǎo)航支氣管鏡引導(dǎo)定位；近紅外熒光成像定位；超聲支氣管鏡引導(dǎo)定位等新技術(shù)。綜合分析可發(fā)現(xiàn)在CT引導(dǎo)下定位易出現(xiàn)穿刺失敗、氣胸、血腫、脫鉤等不良事件，而且多為侵入性、有創(chuàng)性操作，患者有時(shí)難以接受。術(shù)中磁導(dǎo)航、B超等使用機(jī)器輔助確定位置，存在操作繁瑣、不靈活、有感染風(fēng)險(xiǎn)。術(shù)中受術(shù)者工作年限與臨床經(jīng)驗(yàn)限制，在腔鏡下肉眼觀察和指腹觸摸尋找結(jié)節(jié)位置存在個(gè)體差異，而且學(xué)習(xí)曲線時(shí)間較長，若結(jié)節(jié)位置較深不易觸及，過分牽拉肺組織容易出現(xiàn)術(shù)中風(fēng)險(xiǎn)[9]。有相關(guān)文獻(xiàn)[10,11]報(bào)道，由于GGN特有的性質(zhì)及胸腔鏡可探查觸摸區(qū)域有限，術(shù)中定位成功率不高?？偟膩碚f，以上定位方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)。本研究在術(shù)前行三維重建確定靶段手術(shù)規(guī)劃的前提下，聯(lián)合術(shù)中無創(chuàng)式肺自然萎陷定位GGN位置，達(dá)到了滿意的手術(shù)切除目的。

通過與麻醉師的密切配合，使肺在大氣壓強(qiáng)下自然快速萎陷，即可形成兩條天然的肺臟體內(nèi)萎陷切跡。肺萎陷大致分為2個(gè)階段，第1相是肺組織本身的彈性回縮力主導(dǎo)的快速萎縮（胸腔粘連及氣道梗阻等可能受影響）；第2相是肺毛細(xì)血管和肺泡氣體交換[12]。利用肺等比例萎陷原則，根據(jù)二維圖像中GGN與肺尖、肺三角區(qū)等的比例關(guān)系進(jìn)行定位，再輔以指腹觸摸驗(yàn)證，在三維重建指導(dǎo)下，以結(jié)節(jié)標(biāo)記為安全中心行精準(zhǔn)肺段切除術(shù)，取得了較好表現(xiàn)。本研究共納入患者45例，共計(jì)53枚結(jié)節(jié)，按照肺萎縮狀態(tài)下以縫線基部與結(jié)節(jié)水平距離≤1.0 cm為定位成功，結(jié)節(jié)與最近切緣的距離≥2.0 cm且快速冰凍切緣陰性為達(dá)到安全距離標(biāo)準(zhǔn)，全部病例均無擴(kuò)大切除，切除成功率為100.0%，從一定程度上體現(xiàn)了兩種技術(shù)聯(lián)合的優(yōu)勢，同時(shí)尚不能排除與病例納入標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。

CT三維重建技術(shù)指導(dǎo)，術(shù)中無創(chuàng)式肺自然萎陷定位方法愈發(fā)凸顯的優(yōu)勢包括：①術(shù)前三維重建作指導(dǎo)，以定位縫線處為中心進(jìn)行肺段切除，相互進(jìn)行驗(yàn)證且能最大程度保留健康肺組織并保證足夠的安全切緣距離；②此定位是在患者麻醉無意識(shí)狀態(tài)下進(jìn)行，且平均定位時(shí)間為6.9 min，縮短傳統(tǒng)以“眼看手觸”為主的GGN尋找時(shí)間；③相較于CT引導(dǎo)下定位，能夠減輕患者心理與軀體負(fù)擔(dān)；④本方法簡便易學(xué)，學(xué)習(xí)曲線與學(xué)習(xí)效果明顯占優(yōu)勢。

雖然本組按照納入標(biāo)準(zhǔn)入組45例患者，部分患者存在2枚GGN一并切除情況，總計(jì)定位53枚結(jié)節(jié)，回顧性分析確定成功定位48枚結(jié)節(jié)，準(zhǔn)確率為90.6%。經(jīng)查閱手術(shù)記錄與記錄數(shù)據(jù)，肺萎縮狀態(tài)下以縫線基部與結(jié)節(jié)水平距離>1.0 cm出現(xiàn)5例，其中包含2例廣泛胸腔粘連病例、1例肺氣腫和2例正常狀態(tài)患者。對于廣泛胸腔粘連和肺氣腫患者，可能原因?yàn)樵诜巫匀晃葸^程中由于粘連牽拉無法形成等比例萎陷，肺氣腫由于存在無效通氣腔，也可能影響等比例萎陷。另外2例可能與結(jié)節(jié)位置較深、在肺萎陷狀態(tài)時(shí)存在術(shù)者視覺角度或空間垂直偏差有關(guān)。因此，此定位方法不適用于胸腔粘連、肺氣腫和結(jié)節(jié)位置較深等病例。與定位鉤組相比，術(shù)中快速塌陷定位法無需多次CT掃描等繁瑣過程，且定位時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于定位鉤組時(shí)間。在有創(chuàng)性CT引導(dǎo)定位操作后，患者有一定幾率出現(xiàn)氣胸、肺內(nèi)出血、胸痛等并發(fā)癥，術(shù)中快速塌陷技術(shù)是在患者全麻后進(jìn)行，患者無疼痛意識(shí)等相應(yīng)并發(fā)癥出現(xiàn)，但受患者肺臟情況影響（如肺氣腫、胸腔粘連患者）。兩種定位方法在結(jié)節(jié)大小和結(jié)節(jié)距胸膜的距離雖有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但術(shù)者認(rèn)為可能與患者接受兩種定位方法意愿不同出現(xiàn)意愿選擇偏差有關(guān)，需要繼續(xù)擴(kuò)大研究樣本例數(shù)做進(jìn)一步驗(yàn)證。

在CT三維重建指導(dǎo)下，我們應(yīng)用此方法進(jìn)行術(shù)中結(jié)節(jié)定位具有較高的準(zhǔn)確率和極高的成功率，進(jìn)一步印證了三維重建的準(zhǔn)確性。聯(lián)合此定位方法后，使三維重建指導(dǎo)下的精準(zhǔn)肺段切除更“精準(zhǔn)”，同時(shí)縮短了術(shù)中尋找GGN的時(shí)間，保障了切緣的安全性，是一種更經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠、便捷的定位方法。本研究僅統(tǒng)計(jì)至2019年底，目前正在進(jìn)行更大樣本的后續(xù)研究。

Author contributions

Zhang ZJ and Lu HX conceived and designed the study.Zhang ZJ and Zhao X performed the experiments. Zhang ZJ and Zhao X analyzed the data. Zhang ZJ and Zhao X contributed analysis tools. Zhang ZJ and Zhao X provided critical inputs on design, analysis and interpretation of the study. All the authors had access to the data. All authors read and approved the final manuscript as submitted.