王亞芳,房婉嵐,陳恩國
近年來,隨著胸部CT的普及使用,肺結(jié)節(jié)的檢出率明顯升高。對于疑似惡性的結(jié)節(jié),電視胸腔鏡下手術(shù)(VATS)是目前最常用的方法。對于直徑小于1 cm,或距離胸膜邊緣大于1.5 cm,尤其是磨玻璃結(jié)節(jié),術(shù)中難以通過手指觸摸定位,需要在術(shù)前對此類結(jié)節(jié)進行定位,術(shù)前準確定位肺結(jié)節(jié)是術(shù)中精確切除的必要條件。肺結(jié)節(jié)的定位技術(shù)根據(jù)使用的引導系統(tǒng)不同,分為CT引導下術(shù)前經(jīng)皮穿刺輔助定位、氣管鏡下術(shù)前肺結(jié)節(jié)穿刺定位、CT虛擬3D輔助定位及術(shù)中超聲引導下肺結(jié)節(jié)定位。本文就這四大類定位技術(shù)及近年來肺結(jié)節(jié)定位的研究進展進行闡述。
CT引導下經(jīng)皮穿刺肺結(jié)節(jié)定位是最早也是目前最廣泛使用的定位方法,根據(jù)定位使用的材料不同可分為以下6類。
1.1 金屬材料 金屬定位材料包括帶鉤金屬(hookwire)、傳統(tǒng)微彈簧圈、四鉤定位針和記憶彈簧圈等。Hook-wire是最古老也是最常用的金屬材料,與其他金屬材料不同的是它經(jīng)皮穿刺放置后會有一段金屬絲留在胸壁外面,需將其彎曲緊貼皮膚后輔料包扎固定,3 h內(nèi)送去行VATS手術(shù)。Hook-wire的缺點是移位脫落率高,疼痛明顯,而且有空氣栓塞的風險。傳統(tǒng)微彈簧圈的使用率僅次于hook-wire,它移位、疼痛及出血的風險比hook-wire低,主要的不足是如果彈簧圈定位太深,術(shù)中不能通過觸摸或定位穿刺孔找到的話,則需要透視或CT再次確認位置。四鉤定位針和記憶彈簧圈是近年來新研發(fā)的定位材料,與傳統(tǒng)微彈簧圈的不同之處是它們并非全部進入肺中,而是有一段留在臟層胸膜外,以便術(shù)中迅速定位,無需術(shù)中透視再次確認位置。四鉤定位針前端采用金屬四鉤,能夠更好地錨定肺結(jié)節(jié),不易發(fā)生脫鉤,尾端為標記絲線留置臟層胸膜表面,幫助術(shù)中精確定位。記憶合金彈簧圈采用新型鎳鈦合金材質(zhì),定位后可形成獨特啞鈴狀結(jié)構(gòu),臟器胸膜外的留尾結(jié)構(gòu)方便術(shù)者術(shù)中迅速定位結(jié)節(jié)。臨床研究數(shù)據(jù)顯示四鉤定位針和記憶彈簧圈有較好的安全性及有效性,值得臨床推廣使用。
1.2 染色劑 CT引導下經(jīng)皮穿刺注射染色劑在臨床也應用廣泛,最常用的染色劑為亞甲藍和吲哚菁綠(ICG)。亞甲藍早期在臨床使用較多,但因其著色后暈染速度過快,對染色后手術(shù)間隔要求嚴格,而且對于碳末沉著明顯的患者,亞甲藍定位后術(shù)中顏色辨識度低,容易導致定位失敗,所以亞甲藍染色定位目前在臨床中的使用率有所下降。ICG是一種三碳菁染料,具有很好的水溶性,還有近紅外吸收和發(fā)射熒光的特性,ICG進入人體后與血漿蛋白緊密結(jié)合,組織穿透深度大,術(shù)中熒光胸腔鏡下可以看到定位熒光。ICG定位可用于肺楔形切除及肺段切除,術(shù)前CT引導下經(jīng)皮注射ICG用于肺楔形切除,而術(shù)中靜脈注射ICG用于肺段切除。ICG熒光可以在局部維持較長時間,相對亞甲藍有一定優(yōu)勢,定位成功率高,安全性好。ICG應用的關(guān)鍵主要是控制注射劑量,過多會造成熒光在胸腔內(nèi)彌散影響定位,過少造成無法定位。此外,ICG定位要求配備熒光胸腔鏡才能開展。
1.3 醫(yī)用生物膠 醫(yī)用生物膠的主要成分是N-丁基-2-氰基丙烯酸鹽,無毒,生物安全性好。它一旦與體液接觸就會迅速聚合,形成一個可以觸摸到的結(jié)節(jié)。CT引導下經(jīng)皮注射生物膠,可在肺組織內(nèi)迅速形成團塊狀,術(shù)中可準確定位,同時生物膠可以持續(xù)存在數(shù)周,對手術(shù)間隔要求低。另外,生物膠快速的凝固收縮可以減少氣胸和栓塞的風險。不足之處是生物膠有刺激性氣味,進入支氣管后可引起患者明顯的刺激性咳嗽;此外,生物膠在注射針管中凝結(jié)也有一定的發(fā)生比例。有研究顯示生物膠的定位成功率高,不良反應較小,有較好的臨床適用性。
1.4 對比劑 主要包括碘油和鋇劑,對比劑的使用意味著術(shù)中需要再次透視確認定位。碘油在CT穿刺定位后在肺組織中彌散度輕,停留時間長達3個月,不足之處為碘油無水溶性,如果不慎進入血管容易引起栓塞事件,所以注射碘油過程中需要不斷回抽,注射量要少于0.5 ml。鋇劑同樣在組織殘留的時間長,這有利于手術(shù)安排,但鋇劑可能引起肺實質(zhì)輕度的急性炎癥和水腫,影響目標結(jié)節(jié)的病理診斷。所以,如果使用鋇劑,需要在肺結(jié)節(jié)旁注射,避免直接注射至目標肺結(jié)節(jié)。有研究顯示CT引導下使用對比劑進行肺結(jié)節(jié)定位簡單高效。
1.5 放射性元素 CT引導下經(jīng)皮肺結(jié)節(jié)定位中使用的放射性元素為99mTc,半衰期為6 h,術(shù)中需要 探針進行探測。部分研究會在99mTc基礎(chǔ)上加上少量的非離子對比劑,這樣在CT引導下定位時可以更直觀地確定是否注射入肺結(jié)節(jié)。此定位法雖然操作簡單,定位高效,但因術(shù)中需放射保護,定位后手術(shù)間隔有限,所以在一定程度上限制了臨床廣泛應用。
1.6 材料聯(lián)合定位 據(jù)前所述,每種定位材料都有各自的優(yōu)劣勢,為了進一步提高定位成功率,以取長補短為原則,國內(nèi)外部分學者嘗試了聯(lián)合使用上述材料進行CT引導下定位。例如醫(yī)用生物膠聯(lián)合碘油對比劑、ICG聯(lián)合碘油對比劑、Hook-wire聯(lián)合亞甲藍、Hook-wire聯(lián)合碘油及99mTc聯(lián)合對比劑等。這些研究在一定程度上提高了定位成功率。
目前CT引導下經(jīng)皮穿刺輔助定位仍是肺結(jié)節(jié)定位最常用的方法,其主要缺點為:(1)穿刺引起的氣胸、出血等風險,尤其是多發(fā)肺氣腫肺大泡患者,穿刺引起的氣胸風險高;(2)某些部位肺結(jié)節(jié)難以定位,例如肺尖、葉間裂、靠近膈肌或縱膈的肺結(jié)節(jié),還有部分肺結(jié)節(jié)因肩胛骨遮擋難以穿刺定位。因此,在CT引導下經(jīng)皮穿刺輔助定位的基礎(chǔ)上,研發(fā)并嘗試其他定位技術(shù)進行互補或替代尤為重要。
近年來,呼吸介入學科飛速發(fā)展,尤其是隨著虛擬支氣管導航系統(tǒng)及C臂錐形束CT(CBCT)的出現(xiàn),為肺結(jié)節(jié)定位提供了新的方法。支氣管鏡下肺結(jié)節(jié)定位可以對CT引導下難以定位的肺結(jié)節(jié)進行定位,而且可以同時進行多個肺結(jié)節(jié)定位,且氣胸、出血等嚴重并發(fā)癥發(fā)生率低。
2.1 CBCT導航-實時擴增透視系統(tǒng)下肺結(jié)節(jié)定位法 CBCT采用錐形束X線對投照體進行360°掃描,投影數(shù)據(jù)是二維的,重建后得到三維圖像,相比普通CT的一維投影和二維重建有一定的優(yōu)勢。有學者在CBCT導航-實時擴增透視下行支氣管鏡下注射ICG混合碘油或放置微彈簧圈進行定位。根據(jù)CBCT掃描圖像進行肺部三維重建,定位肺結(jié)節(jié),規(guī)劃氣管鏡路線,然后在CBCT實時引導下經(jīng)支氣管鏡置入導管至目標肺結(jié)節(jié),注射染色劑或放置微彈簧圈進行定位。該定位法安全性好,定位成功率高,相比電磁導航系統(tǒng)費用低。不足之處是肺結(jié)節(jié)的路徑是定位者根據(jù)CBCT重建的圖像自行規(guī)劃的,在實際進鏡過程中可能需要多次更換路徑才能到達目標位置。此外,定位過程需要使用CBCT實時引導,術(shù)者術(shù)中需要輻射保護。
2.2 虛擬導航系統(tǒng)(VBN)下經(jīng)支氣管鏡肺結(jié)節(jié)定位術(shù) VBN是一種基于CT的新型虛擬成像技術(shù),包括Directpath VBN、lungpiont VBN和電磁導航系統(tǒng)(ENB)。原理是將高分辨率胸部CT數(shù)據(jù)輸入導航系統(tǒng),VBN通過處理CT數(shù)據(jù)進行路徑規(guī)劃,術(shù)者根據(jù)規(guī)劃路徑經(jīng)支氣管鏡到達目標位置進行操作。ENB是目前最常用的導航系統(tǒng),它不但可以規(guī)劃路徑,還能進行實時定位。操作前需先將帶有導航定位線的鞘管插入支氣管鏡工作通道,進行虛擬圖像和實時圖像匹配,匹配結(jié)束后根據(jù)ENB實時引導的路徑,盡可能將支氣管鏡推進外周支氣管;當氣管鏡不能繼續(xù)前進時,控制鞘管繼續(xù)推進直至到達目標位置,撤出導航定位線,留置鞘管,利用鞘管作為操作通道進行定位,如注射亞甲藍、ICG等染色材料,放置微彈簧圈等金屬材料等。國內(nèi)指南推薦ENB下ICG定位法。此外,ENB下矢量定位法亦有相關(guān)研究報道,它是采用導航定位線的傳感器探頭作為定位標記,在VATS術(shù)中定位。具體操作如下:在匹配結(jié)束后換用雙腔支氣管導管,經(jīng)氣管鏡將導航定位線按照規(guī)劃路徑推進到目標位置并固定,記錄導航定位線探頭與目標病灶的方向和距離后撤出支氣管鏡,然后實行單肺通氣,術(shù)中輕推導航定位線,使得臟層胸膜表面形成“帳篷”樣突起,用電刀標記后移除導航定位線。術(shù)者可以根據(jù)電刀標記,亦可以通過“帳篷”樣突起進行準確定位并進行手術(shù)。無論是ENB染色定位彈簧圈定位,還是矢量定位法,研究結(jié)果均提示定位的高成功率及良好的安全性。ENB引導下經(jīng)支氣管鏡肺結(jié)節(jié)定位最大的問題是價格昂貴,除了基本設(shè)備費用外,一次性鞘管及導航定位線的費用也很高;此外,操作過程較為復雜,對定位者技術(shù)要求高?;谝陨显颍珽NB引導下肺結(jié)節(jié)定位法目前尚未在國內(nèi)大批開展。
2.3 虛擬肺圖定位技術(shù)(VAL-MAP)VAL-MAP最早是在日本提出的,目前已在日本公共衛(wèi)生體系廣發(fā)覆蓋使用。具體步驟如下:首先手術(shù)團隊根據(jù)患者術(shù)前虛擬支氣管鏡及3D圖像規(guī)劃目標病灶周圍的標記點,對于肺楔形切除,一般選擇病灶周圍2~3處進行標記,對于肺亞段切除,選擇3~4處標記。然后在虛擬支氣管鏡導航下將帶有金屬前端的鞘管經(jīng)支氣管鏡通道推進到標記處,并盡量抵達臟層胸膜,透視下確認位置后,注射靛藍胭脂紅進行染色。染色定位結(jié)束后,退出支氣管鏡及鞘管,再次行CT掃描及3D重建,此時的3D重建圖即虛擬肺圖包括目標病灶以及周圍的染色標記點;根據(jù)虛擬肺圖中目標病灶和標記點的位置關(guān)系調(diào)整并確定手術(shù)邊緣,術(shù)中可根據(jù)多處染色標記并按計劃完成手術(shù)。VAL-MAP在日本比較流行,甚至出現(xiàn)了VAL-MAP 2.0版本,在多處染色基礎(chǔ)上聯(lián)合微彈簧圈定位,進一步精確切除的深度,定位成功率高。VAL-MAP的優(yōu)勢是多處定位進而能夠更好地確定手術(shù)邊緣,安全性及有效性高,不足之處是過程較為繁瑣,定位后需要盡快手術(shù)。
2.4 射頻定位法 射頻定位標記法也是由日本學者率先提出的,原理是經(jīng)支氣管鏡放置鎳鈦定位圈至目標位置,VATS術(shù)中采用特殊探針實時探查定位圈位置,進而進行精確切除。目前該定位法在動物身上進行了相關(guān)研究,臨床尚未開展使用。
3D虛擬輔助定位技術(shù)也是近年來新開展的技術(shù),定位過程較為復雜,對術(shù)者掌握解剖結(jié)構(gòu)要求較高,目前尚未在臨床廣泛應用。該技術(shù)主要包括3D打印輔助定位和虛擬現(xiàn)實輔助定位。
3.1 3D打印輔助定位 3D打印輔助定位具體操作如下:首先根據(jù)CT進行三維重建、導航路徑設(shè)計及定位導板建模,完成三維建模;再使用3D打印機根據(jù)胸廓、肋骨等結(jié)構(gòu)及病灶在肺內(nèi)的相對位置確定穿刺點,完成3D打印模板;然后將3D打印模板置于胸壁貼合定位,在模板穿刺點處經(jīng)皮穿刺放置hook-wire或微彈簧圈進行定位,定位結(jié)束需要再次掃描確定位置后送去VATS手術(shù)。
3.2 虛擬現(xiàn)實輔助定位技術(shù) 該定位系統(tǒng)首先根據(jù)患者的CT掃描圖像進行3D重建,重建后可以清晰地顯示肺動脈血管、靜脈、支氣管及目標肺結(jié)節(jié)的相對位置關(guān)系,同時相關(guān)的結(jié)構(gòu)變異也可以顯示。選擇合適的參考點,測量目標肺結(jié)節(jié)距離參考點的距離和相對位置,劃定手術(shù)邊緣。術(shù)中首先定位參考點,進而定位目標肺結(jié)節(jié)進行手術(shù)切除。4 超聲引導下術(shù)中肺結(jié)節(jié)定位
超聲引導下術(shù)中肺結(jié)節(jié)定位是指在術(shù)中單肺通氣后采用超聲探查肺結(jié)節(jié)的位置,進而進行切除,不需要置入其他定位材料,并發(fā)癥較低。不足之處是肺塌陷不足或?qū)τ诜螐浡约膊〕曁讲閳D像質(zhì)量差,難以定位;其次超聲探頭在胸腔內(nèi)可移動性較差,探查深度有限。因此,限制了該技術(shù)在臨床的廣泛應用。
綜上所述,無論哪種肺結(jié)節(jié)定位技術(shù),都有一定的缺點和優(yōu)點。目前CT引導下經(jīng)皮肺結(jié)節(jié)定位術(shù)是最成熟也是應用最廣泛的技術(shù),ENB引導下支氣管鏡穿刺定位技術(shù)在探索中飛快發(fā)展,CT虛擬3D輔助定位雖然是新興的技術(shù),但并未顯現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。因此,臨床醫(yī)生需根據(jù)醫(yī)院資源配備情況及患者個體情況,選擇最合適的定位技術(shù)。(參考文獻略,讀者需要可向編輯部索取)