肺小結節(jié)定位技術在肺癌手術中的應用進展

黃安康 龔永生

肺癌是臨床中較為常見的肺部惡性腫瘤，在全球的發(fā)病率與死亡率均較高[1]。隨著胸部CT的普及，越來越多的肺癌病人在早期被發(fā)現(xiàn)。目前，早期肺癌在臨床上較常采用的手術方式為肺楔形切除術與肺段切除術[2]。由于胸腔鏡手術在視覺和觸覺方面的局限性，術中識別肺小結節(jié)，特別是亞實性或深部結節(jié)具有挑戰(zhàn)性[3]。胸外科醫(yī)生為精確切除肺小結節(jié)并減少肺損失，在臨床上采用了各種定位方式用于克服胸腔鏡手術的局限性[4]。目前，常見的肺小結節(jié)定位技術包括 CT引導下的經(jīng)皮穿刺定位、支氣管鏡輔助定位、CT虛擬三維重建輔助定位和術中解剖定位等[5]。這些定位技術常適用于直徑<1 cm的質(zhì)地較軟的肺小結節(jié)，主要是肺磨玻璃結節(jié)，包括肺純磨玻璃結節(jié)、肺混雜磨玻璃結節(jié)等。本文綜述了上述定位技術在肺癌手術中的應用及特點。

一、CT引導下的經(jīng)皮穿刺定位技術

CT引導下的經(jīng)皮穿刺定位是臨床上較為常用的定位技術，常分為hookwire定位、線圈定位、液體材料定位等。常用于外中部肺小結節(jié)病人。

1.CT引導下經(jīng)皮穿刺hookwire定位：Hookwire定位在目前臨床上較為常用。Hookwire是由鉤針與鉤絲組成，主要在CT定位下通過金屬鉤固定在目標區(qū)域周圍，需避免操作時直接刺穿結節(jié)[6]。Klinkenberg等[7]報道了150例CT引導下hookwire定位肺小結節(jié)病人胸腔鏡手術病例，其中96%的病人完成了切除，100%的病人獲得了明確的組織學診斷，表明hookwire定位可提高肺小結節(jié)的診斷正確率并減少肺小結節(jié)胸腔鏡手術的并發(fā)癥。

2.CT引導下經(jīng)皮穿刺線圈定位：經(jīng)皮線圈定位的操作步驟、方法與hookwire定位基本相同。其固定靠的是線圈與肺組織之間的摩擦。線圈最常用的定位方法有兩種：一種是線圈定位在肺內(nèi)，另一種是線圈的尾部位于內(nèi)臟胸膜外。這兩種方法在成功率和并發(fā)癥發(fā)生率方面均無顯著性差異[8]。Han等[9]報道了184例病人的200個病變經(jīng)線圈定位并行胸腔鏡手術切除病例。在病變基線上，線圈定位成功率為99.0%，在病人基線上，其成功率為98.9%。楔形切除術、節(jié)段切除術和肺葉切除術的數(shù)量分別為179例(89.5%)、19例(9.5%)和2例(1.0%)?；诓∽兎治龅膼盒月蕿?3.5%(磨玻璃結節(jié)91.1%，部分實性結節(jié)91.4%，實性結節(jié)37.9%)。表明線圈定位成功率高并可促進手術切除。Fu等[10]報道了56例病人線圈定位肺楔形切除病例，其楔形切除術的技術成功率為97.0%，平均總操作時間為(147.2±79.1)分鐘，表明線圈定位提高了肺楔形手術的成功率并減少了手術時間。

3.CT引導下經(jīng)皮穿刺液體材料定位：通過經(jīng)皮穿刺液體材料注射進行定位，其注射液體物質(zhì)有碘油、醫(yī)用膠、亞甲藍等。碘油容易獲得且穩(wěn)定，醫(yī)用膠安全，但有一定的刺激性氣味。亞甲藍價格低廉，但擴散快，需較早手術[11]。鉤絲與亞甲藍聯(lián)合定位以及亞甲藍醫(yī)用膠混合物定位也在臨床應用。Park等[12]報道的125例碘油術前定位成功率為99.16%，并發(fā)癥率為48.33%。Kleedehn等[13]對比了52例hookwire定位與57例亞甲藍注射定位病例，其中亞甲藍注射定位組并發(fā)癥少、安全性高。Zhang等[14]報道了34例亞甲藍定位病人的相關定位和楔形切除技術成功率均為97.6%。Aoun等[15]使用亞甲藍與膠水混合液定位的26個肺結節(jié)均成功切除并完成病理診斷。

二、支氣管鏡輔助定位技術

支氣管鏡輔助定位分為電磁導航支氣管鏡檢查下的定位與虛擬支氣管鏡導航定位。常用于段支氣管以遠肺小結節(jié)病人、有肺氣腫以及慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)基礎疾病的肺小結節(jié)病人。

1.電磁導航支氣管鏡檢查下的定位：電磁導航支氣管鏡(electromagnetic navigation bronchoscopy,ENB)在薄層CT重建圖像的基礎上，利用體外電磁定位板引導支氣管內(nèi)微傳感器探針注射染料、硬化劑、靛青綠等，標記結節(jié)的位置[16]。Wang等[17]報道了25例病人的28個結節(jié)在支氣管鏡引導下定位病例。其中23個結節(jié)(82.1%)中可見染料，平均持續(xù)時間為12.6分鐘(4～30分鐘)。此外，ENB注射靛青綠染色還可以與紅外結合應用于肺段切除手術中[18]。Mehta等[19]的試驗評估了外周靜脈靛青綠注射和經(jīng)紅外測圖定位在機器人節(jié)段切除過程中勾畫節(jié)段間平面的安全性、可行性和可重復性，其中74%的病人腫瘤切除切緣明顯延長且切緣平均增加2.4 cm。該實驗表明，這種技術可以不依賴于節(jié)段間平面的視覺輪廓，而增加腫瘤邊緣。Sekine等[20]聯(lián)合采用3D圖像分析和經(jīng)支氣管靛青綠注射來確定早期肺癌病人肺葉下切除術的手術切緣，其中，84%病人經(jīng)支氣管靛青綠注射產(chǎn)生了可見良好的熒光和容易確定的節(jié)段邊界。通過對術前模擬切除術與術后節(jié)段結構的比較發(fā)現(xiàn)，93.1%病人的術前虛擬節(jié)段切除術與術后節(jié)段結構相一致。在熒光引導下葉下切除術和視頻輔助胸腔鏡手術(video assisted thoracic surgery,VATS)節(jié)段切除術的病人的手術結果比較中，兩組手術時間、失血量、住院時間和術后并發(fā)癥相似。

2.虛擬支氣管鏡導航定位：虛擬支氣管鏡導航(virtual bronchoscopy navigation,VBN)定位技術，又稱虛擬輔助肺繪圖(virtual assisted lung mapping,VALMAP)，其利用支氣管鏡在小結節(jié)周圍注射熒光染料，然后通過基于計算機的三維標測同時進行標記，即肺標測。該技術除了應用于結節(jié)定位外，還可以利用肺標測獲得的肺表面幾何信息，為胸腔鏡下亞肺葉切除和安全足夠的手術切緣選擇提供導航。目前可用的VBN系統(tǒng)，包括肺點系統(tǒng)和直接路徑系統(tǒng)，可以為沒有引導通道的結節(jié)建立支氣管鏡下透明充質(zhì)結節(jié)通路。Sato等[21]在2013年報道了通過VALMAP對30例病人中37個腫瘤進行的95次標記嘗試中，88次(92.6%)被確定促進手術進展,其中共行胸腔鏡下楔形切除15例，肺段切除18例，切除成功率為100%。VALMAP的多個標記是互補的，即使其中1個標記失敗，也能實現(xiàn)完全切除。甚至在大葉間裂隙、頂端和橫膈膜上也可以看到這些標記，而傳統(tǒng)的經(jīng)皮標記幾乎無法達到。此后，VALMAP被報道在各種不同肺癌手術方式上具有良好的安全性和可操作性[22]。Sato等[23]又在2019年匯報了19例有21個肺結節(jié)的病人接受了電磁導航支氣管鏡虛擬輔助肺測繪(electromagnetic navigation bronchoscopy-virtual assisted lung mapping,ENB-VALMAP)和現(xiàn)場調(diào)整，調(diào)整組的準確性明顯高于未調(diào)整組，尤其是支氣管鏡未到達計劃位置的標記。通過增加現(xiàn)場調(diào)整，可提高ENB-VALMAP的質(zhì)量，獲得與常規(guī)VALMAP相似的臨床結果。

三、CT虛擬三維輔助定位技術

CT虛擬三維輔助定位技術可分為三維打印輔助定位技術與虛擬現(xiàn)實輔助定位技術。常用于需要行肺段切除等手術的術前規(guī)劃的肺小結節(jié)病人。

1.三維打印輔助定位技術：三維打印輔助定位技術是將計算機軟件用于肺和定位模板重建，然后利用3D打印技術打印定位模板，進行經(jīng)皮穿刺和肺小結節(jié)定位。此外，該技術的安全性和有效性已在臨床研究中得到初步驗證。Zhang等[24]通過3D打定位模型對16例病人中的18個結節(jié)進行引導定位,其中肺結節(jié)定位成功率為100%，中位定位時間為13分鐘(10～16分鐘)，定位器與結節(jié)中心之間的中位偏差為10.0 mm(5～20 mm)。Chen等[25]的研究表明,進行胸部CT重建和3D打印進行肺模型和模擬手術組的切口入路轉換、手術時間、術中出血和轉換為肺葉切除術的比率均低于僅行胸部CT掃描增強圖像進行3D重建組的手術病例。Ji等[26]對126個結節(jié)采用3D重建/打印技術定位，成功定位了124個結節(jié)(陽性率98.4%)。對于124個結節(jié)，三維重建/打印模型與CT圖像的病理結果一致性為100.0%。

2.虛擬現(xiàn)實輔助定位技術：通過計算機軟件，將病人的CT圖像快速準確地重建成三維圖像。通過穿戴虛擬現(xiàn)實設備，手術醫(yī)生可以直觀地看到操作位置的動脈、靜脈、氣管、支氣管、肺組織、結節(jié)等結構，并利用設備顯示肺段解剖邊界，精確測量管腔直徑和距離，這有助于勾畫手術標志[27]。Gill等[28]報道的聯(lián)合使用C臂CT和3D軟件重建在術中實時指導定位23例肺小結節(jié)切除均成功完成。Ujiie等[29]將肺的3D數(shù)據(jù)加載到BananaVision軟件中，并顯示在頭戴式顯示器上來創(chuàng)建交互式3D重建圖像，其中所有肺結構都可以單獨成像。使用病人個體化重建的3D圖像進行術前切除模擬。常規(guī)成像方式與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)相結合可以大大改善術前計劃，并有助于解剖切除的安全性和準確性。

四、術中解剖定位技術

肺結節(jié)術中定位常常是采用術中肺解剖標志定位法。適用于位于優(yōu)勢肺段，如背段、尖段、舌段等的肺小結節(jié)病人。術中肺萎陷后可以看到肺表面許多解剖標志，有肺三葉交點、最高線、鈍角線、前后銳角線、下肺靜脈等。根據(jù)術前肺 CT 薄層掃描片找出肺小結節(jié)與相鄰解剖標志的位置關系，術中肺完全萎陷(肺萎陷呈扇形狀萎陷)后，按比例測量計算并在肺表面定位，縫線標記。Zhang等[30]報道了70例解剖標志性定位的肺結節(jié)手術成功完成，且術中解剖標志性定位比術中體表定位點離肺結節(jié)的距離更短，但定位持續(xù)時間更長。

CT引導下的經(jīng)皮穿刺定位技術共同的優(yōu)點是操作簡單、手術時間短、成功率較高、成本低等。此外，Hookwire有臨床上較容易獲取的優(yōu)勢，因此成為最常用的定位技術[31]。線圈定位較hookwire定位還有不易脫落、并發(fā)癥少的優(yōu)勢。Hu等[32]發(fā)表的hookwire定位與線圈定位對比研究表示，線圈定位的成功率更高、并發(fā)癥更少。亞甲藍聯(lián)合醫(yī)用膠定位的優(yōu)勢在于其被注射于臟層胸膜表面能迅速凝固阻塞穿刺損傷部位，防止氣胸、血胸的發(fā)生。Aoun等[15]報道了25例亞甲藍聯(lián)合醫(yī)用膠肺結節(jié)定位病例，其中僅有1例肺氣腫病人出現(xiàn)氣胸且無血胸病例。但是經(jīng)皮穿刺定位存在一定的風險和并發(fā)癥。Hookwire的倒刺針較為鋒利，如有脫鉤，常導致氣胸、血胸等并發(fā)癥。Zhang等[33]報道了80例直徑<1 cm的惡性肺結節(jié)病人術前行CT引導下的hookwire定位的病例，其中輕微氣胸33.7%、輕度肺出血22.5%、hookwire移位2.5%。線圈定位雖較hookwire安全，但其缺點在于操作的時間較長。Liu等[34]研究表示,線圈定位時間要長于hookwire定位。亞甲藍定位存在擴散速度較快的問題。Zhang等[14]進行的亞甲藍定位與線圈定位的對比研究中發(fā)現(xiàn)1例亞甲藍定位病人因手術時間延遲致定位失敗。因為CT穿刺定位存在各種并發(fā)癥以及風險，所以病人在操作后應盡快送入手術室進行手術治療。

支氣管輔助定位技術與傳統(tǒng)的經(jīng)皮穿刺輔助定位相比，優(yōu)勢在于可以有效減少氣胸、出血等并發(fā)癥，并可以定位一些解剖上難以穿刺的位置。Kuo等[35]對比了15例ENB染色定位與30例CT引導下穿刺定位肺結節(jié)病人表明，ENB是一種定位深層的、不可觸及的肺部病變的有效方法，其中ENB染色定位僅有1例氣胸，而CT引導下穿刺定位有11例氣胸。表明支氣管鏡輔助定位比經(jīng)皮輔助定位的并發(fā)癥更少，安全性更高。同時，ENB等技術存在支氣管鏡設備、定位技術操作復雜、定位技術的成本較高等限制。

術中解剖定位因為無需行CT下引導穿刺與支氣管鏡操作，具有許多優(yōu)勢，如射線暴露次數(shù)少、無術前操作的并發(fā)癥、操作時間短等。王烈等[36]的研究表明，術中解剖定位較hookwire定位的手術時間、住院時間以及住院費用少。但是其同時存在許多不足之處，首先手術醫(yī)生需要有豐富的手術經(jīng)驗，同時要對病人做好足夠的術前規(guī)劃。其次，對于磨玻璃結節(jié)等密度較低的肺結節(jié)，手術醫(yī)生需承擔無法找到病灶的風險。

CT虛擬三維輔助定位技術的優(yōu)勢在于運用虛擬3D技術對病人肺血管、氣管的解剖進行體外重現(xiàn)，有利于手術醫(yī)生做好術前規(guī)劃以及術中導航。Qiu等[37]報道3D重建以及建模技術在解剖性肺段切除手術上有顯著優(yōu)勢，其可以減少手術時間，但同時也存在許多不足之處，首先需要手術醫(yī)生對3D重建軟件足夠了解，其次受虛擬設備術中限制，較少醫(yī)院能夠購買設備讓醫(yī)生進行術前練習。

綜上所述，上述各種定位技術各有其優(yōu)勢與不足。手術醫(yī)生應盡可能根據(jù)病人實際情況、設備條件與操作能力來選擇合適的定位方式，不可為節(jié)省手術時間而造成不必要的風險。