新技術(shù)在肺段切除術(shù)術(shù)前規(guī)劃的應(yīng)用進展

陳 海 劉亮亮 于在誠

隨著我國群眾健康體檢意識以及早診早治意識的不斷提高，越來越多的人，尤其是40歲以上中年人群，將胸部的低劑量斷層掃描(low-dose computed tomography, LDCT)視為診斷肺部疾病最便捷的方式，從而使得肺結(jié)節(jié)、肺結(jié)核和肺占位性病變等良惡性疾病的發(fā)現(xiàn)率逐年升高。其中最具挑戰(zhàn)的就是肺結(jié)節(jié)的診斷與治療，通常認為肺內(nèi)≤3 cm大小的占位性病變稱之為結(jié)節(jié)，然后再依據(jù)其密度的差異，分為實性結(jié)節(jié)、磨玻璃結(jié)節(jié)、部分實性結(jié)節(jié)。近年來,隨著胸腔鏡技術(shù)和微創(chuàng)理念的發(fā)展，越來越多的肺結(jié)節(jié)患者不在畏懼胸外科手術(shù)[1]，為達到診斷和治療的雙重目的，越來越多的肺結(jié)節(jié)患者選擇微創(chuàng)手術(shù)方式來切除病灶[2]。根據(jù)結(jié)節(jié)在肺內(nèi)的位置不同，手術(shù)方式也存在差異。對于優(yōu)勢部位的肺結(jié)節(jié)，即外周型結(jié)節(jié)，通過楔形切除就能完成診療目的，但是深部肺結(jié)節(jié)的處理方式卻讓手術(shù)醫(yī)師非常困擾，往往需要行肺葉切除才能達到滿意的手術(shù)效果。但肺葉切除術(shù)后肺功能的恢復(fù)受到極大影響，而解剖性肺段切除術(shù)卻保留了更多健康的肺組織[3-4]。與此同時，有部分資料[5-6]顯示，與肺葉切除相比，解剖性肺段切除尤其是優(yōu)勢肺段切除不僅安全、可靠而且創(chuàng)傷更小，術(shù)后恢復(fù)更快，可能是更加合理的手術(shù)方式。但其術(shù)前精準定位和切除邊界的規(guī)劃較為困難。本文對近年來在肺段切除術(shù)病灶定位、邊界規(guī)劃中所采用的新興技術(shù)進行綜述。

1 三維計算機支氣管血管成像

三維計算機支氣管造影和血管造影技術(shù)(three-dimensional computed tomographybronchography and angiography,3D-CTBA)是以強化CT的影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過三維可視化醫(yī)學(xué)診斷圖像軟件處理后，精確顯示支氣管動、靜脈并定位病灶的一項新技術(shù)。術(shù)前行3D-CTBA檢查可幫助手術(shù)醫(yī)師更好地實行個體化治療方案，辨別靶肺段內(nèi)的動靜脈及支氣管的走形及解剖變異情況，不僅提高了病灶肺段切除的精確性，而且減輕了術(shù)者的心理壓力，讓手術(shù)能夠更加安全、有序、有效地進行。方法如下：①3D-CTBA模型重建。為了更好地顯示及區(qū)分肺內(nèi)血管、氣管的解剖結(jié)構(gòu)，強化CT的掃描范圍不止局限在結(jié)節(jié)所在肺葉，而是自胸廓入口平面，即肺尖處至肋膈角最低處；與此同時由于肺結(jié)節(jié)病灶常常都在10 mm左右，掃描和重建層厚分別要求精確到0.6 mm和1 mm，最終將圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維可視化醫(yī)學(xué)診斷圖像處理軟件,顯示支氣管及肺動靜脈并標記結(jié)節(jié)位置，重建形成3D-CTBA模型。②病灶定位和邊界規(guī)劃。在3D-CTBA構(gòu)建的立體模型中清晰的判斷出目標肺結(jié)節(jié)所在位置，同時能夠立體的顯示病灶的大小，還可以病灶為中心向外膨脹2 cm，判斷與鄰近肺段的距離，為了確保切緣的安全，甚至可以進行更加精準的擴大肺段切除術(shù)或聯(lián)合肺段切除術(shù)。

近年來，國內(nèi)關(guān)于3D-CTBA在解剖性肺段切除術(shù)中的報道屢見不鮮，究其原因：一方面，3D-CTBA技術(shù)中的定位及術(shù)前規(guī)劃能力完全能保障結(jié)節(jié)在模型中所處的肺段及切除范圍與實際情況相差無幾。黃郴等[7]報道,借助3D-CTBA技術(shù)不僅順利完成了18例胸腔鏡肺段或者聯(lián)合肺段切除手術(shù),而且靶結(jié)節(jié)均在術(shù)中首次切除的肺段或者聯(lián)合肺段內(nèi)，所有的切緣寬度均在2～4 cm。孫超等[8]報道稱，回顧性分析48例胸腔鏡解剖性肺段切除術(shù)，術(shù)前利用Mimics軟件行3D-CTBA規(guī)劃手術(shù)方案，術(shù)前即可發(fā)現(xiàn)解剖變異，在術(shù)中易準確辨認所需切除的血管及支氣管，防止誤判，提高手術(shù)的精確性及安全性，術(shù)中平均出血量僅為(89.6±39.3)mL；另一方面，術(shù)者在行肺段切除術(shù)時往往需要花費大量的時間完成肺門結(jié)構(gòu)的解剖甚至是過度解剖來確定目標段門的位置，而3D-CTBA技術(shù)能夠幫助術(shù)者在術(shù)前術(shù)中精確的定位段門中的血管及氣管空間位置及走形，有效減少手術(shù)中的副損傷，大大提高了手術(shù)效率。與此同時也有效降低了術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，有助于術(shù)后快速康復(fù)。謝金標等[9]報道，對120例行手術(shù)治療的肺結(jié)節(jié)患者隨機分組，與術(shù)前借助胸部CT檢查組相比，3D-CTBA 組胸管放置時間縮短1.9 d，胸液總量減少158.8 mL，術(shù)后住院天數(shù)縮短1.4 d；王程等[10]研究發(fā)現(xiàn)，將80例肺段間結(jié)節(jié)患者隨機分為兩組，觀察組采用3D-CTBA導(dǎo)航聯(lián)合亞段切除術(shù)，與采用擴大肺段切除術(shù)相比，觀察組中肺不張、肺漏氣、少量咯血、肺部感染、心律失常等并發(fā)癥發(fā)生率較低(P<0.05)。其他研究[11-13]使用3D-CTBA技術(shù)進行肺結(jié)節(jié)胸腔鏡解剖性肺段切除術(shù)，也取得了良好的效果。但是該技術(shù)也存在部分缺點，如3D-CTBA中的肺模型往往以膨脹肺的形式表現(xiàn)出來，而術(shù)中為了提供良好的操作空間及視野，術(shù)側(cè)肺基本處于萎陷狀態(tài)，從而導(dǎo)致了肺內(nèi)血管、氣管甚至淋巴組織都會發(fā)生變化[14]。

2 3D打印

3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)是數(shù)字模型，運用粉末狀金屬或塑料等粘合劑，通過逐層打印來實現(xiàn)物體的快速成型。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，目前可應(yīng)用于多種手術(shù),尤其是在腎臟和肝臟腫瘤手術(shù)、復(fù)雜性先天性心臟病手術(shù)、畸形修復(fù)等領(lǐng)域[15-18]。目前，3D打印在肺外科領(lǐng)域亦有報道，借助術(shù)前建立3D肺模型原型，通過對肺血管及支氣管分支、肺切緣精準的術(shù)前規(guī)劃以及所需切除靶病灶的準確定位，降低胸腔鏡解剖性肺段切除術(shù)中血管誤傷概率,以減少術(shù)中出血及手術(shù)時間，提高手術(shù)過程中的安全性，并可為將來開展的亞肺段或聯(lián)合亞肺段切除等復(fù)雜手術(shù)積累經(jīng)驗。其方法主要是：①3D肺模型原型建立?；颊咝g(shù)前需要完善胸部高分辨增強CT以及肺動脈成像檢查,從胸廓入口平面以0.5 mm的厚度開始掃描至肋膈角。將采集的數(shù)據(jù)生成以“.stl”為擴展名的文件，同時重建三維模型并打印。②病灶定位和邊界規(guī)劃。根據(jù)模型中結(jié)節(jié)所在的位置確定手術(shù)邊界，并遵循切緣寬度≥2 cm或≥腫瘤直徑的原則，確定手術(shù)的最佳切除邊緣。

3D打印是一項革命性的科技創(chuàng)新，它以患者的影像資料為基礎(chǔ)，建立解剖模型。早在2015年，Sergei等[19]通過對10例患者肺動脈的3D打印，證實了3D打印在肺外科的可應(yīng)用性。由于3D打印技術(shù)能很好地展示病變肺葉血管分支、三維分布及可能存在的血管變異，外科醫(yī)生可據(jù)此選擇最佳手術(shù)路徑，避免術(shù)中對鄰近組織的損傷，實現(xiàn)個體化外科治療，可達到精準外科治療的目的。國內(nèi)研究[20-21]顯示，3D打印技術(shù)可減少術(shù)中出血及手術(shù)時間，提高手術(shù)成功率，減少了術(shù)后并發(fā)癥，提高了患者的術(shù)后生活質(zhì)量和床位周轉(zhuǎn)率。在臨床實踐中，通過3D打印模型，選擇最佳手術(shù)路徑，并提前分析術(shù)中可能發(fā)生的不良事件，制定出最適合患者的手術(shù)方案。術(shù)前與患者家屬談話時，可以更形象、具體地告知手術(shù)過程中可能遇到的突發(fā)情況，減少醫(yī)患糾紛的發(fā)生，從而構(gòu)建和諧的新型醫(yī)患關(guān)系。低年資醫(yī)生和實習(xí)醫(yī)生也能利用3D打印模型，結(jié)合解剖學(xué)圖譜，更好地理解術(shù)中的解剖關(guān)系，提高對支氣管、血管等組織的空間認識，鍛煉電視胸腔鏡下的認知度，提高手術(shù)技巧。但由于3D打印缺乏兼顧柔、韌的打印材料，高昂的成本，制作費時，且對亞段小血管分支缺乏較高的辨別度，所以限制了其在臨床中的廣泛開展。

3 吲哚菁綠熒光染色

吲哚菁綠(indocyanine green，ICG)熒光顯像是使用ICG作為染料，采用特殊顯像設(shè)備，進行熒光顯影的方法[22]。目前，ICG熒光顯像已在各種外科手術(shù)中廣泛應(yīng)用，如神經(jīng)外科的腦和脊髓動靜脈瘺[23-25]、肝臟外科的解剖性肝切除術(shù)[26-27]、乳腺外科的乳腺癌前哨淋巴結(jié)定位[28]，以及普胸外科用于胸交感神經(jīng)顯像[29-30]。近來，ICG熒光顯像在普胸外科領(lǐng)域的應(yīng)用得到了拓展，ICG熒光顯像在肺段切除術(shù)中段間平面的精確識別中具有優(yōu)勢，尤其是嚴重肺氣腫或手術(shù)視野有限的病例中優(yōu)勢更加明顯。Misaki等[31]和Mun等[32]采用ICG熒光顯像的紅外胸腔鏡手術(shù)，可以方便、快速地識別靶向肺段，有效減少了并發(fā)癥的出現(xiàn)，從而提高了手術(shù)的安全性。操作方法如下：①病灶定位。術(shù)前需要完善胸部CT平掃，明確肺結(jié)節(jié)所在肺葉的位置，若位置較深，術(shù)前行結(jié)節(jié)Hook-wire定位[33]；②邊界規(guī)劃。術(shù)中胸腔鏡下離斷目標段支氣管和段動脈后，通過外周或中心靜脈快速注射ICG，同時轉(zhuǎn)換腔鏡標準白光模式為近紅外熒光模式，待段間平面清晰穩(wěn)定顯示后，予電凝鉤于臟層胸膜標記段間平面，在肺段切除過程中，保證手術(shù)切緣寬度≥2 cm或≥腫瘤直徑。

由于ICG單次給藥后，標記段間平面的時間相對充裕，且其具有毒性低、耐受性良好及價格便宜等特點，所以ICG熒光顯像在確定肺段段間平面上不失為一種安全、有效、簡單的方法。但其也有一定的局限性，首先，它需要使用價格昂貴的遠紅外熒光腔鏡系統(tǒng)，在一定程度上限制了該技術(shù)的開展；其次，該技術(shù)熒光顯像的基礎(chǔ)非傳統(tǒng)的段支氣管分割，而是肺部血管的動脈分割，對于肺氣腫患者特別適用，但這也對術(shù)前手術(shù)規(guī)劃的要求進一步提高，若術(shù)中離斷動脈錯誤，將會引發(fā)識別段間平面錯誤；再者，由于ICG顯像時間畢竟有限，在分離段間平面時不能同步顯示其界限。

4 電磁導(dǎo)航支氣管鏡

電磁導(dǎo)航支氣管鏡(electromagnetic navigationbronchoscopy,ENB)是一種對病變部位進行準確的電磁定位，在高分辨螺旋CT的幫助下制定虛擬支氣管圖像，根據(jù)病灶的位置設(shè)計到達病變的路徑，即通過類似于GPS的系統(tǒng)對進入人體內(nèi)的傳感器探頭實時定位。它是由虛擬支氣管鏡規(guī)劃軟件、電磁定位板、延長的工作通道、八方向的導(dǎo)向裝置及包含感受器的定位導(dǎo)管等5個部分組成。ENB作為支氣管鏡診斷的新技術(shù)，不僅可以應(yīng)用于周圍型肺病變的取材活檢，還能協(xié)助進行病變分期，植入標記物輔助放療，以及開展經(jīng)支氣管微創(chuàng)治療，如光動力學(xué)療法、射頻消融術(shù)及內(nèi)照射等。2014年，Krimsky等[34]報道了在ENB引導(dǎo)下利用染料標記胸膜，行胸腔鏡下肺楔形切除術(shù)，手術(shù)耗時短，手術(shù)風(fēng)險較小，取得了良好效果，自此ENB逐漸被應(yīng)用于肺結(jié)節(jié)的精確定位。其方法主要是：①病灶定位。術(shù)前行胸部高分辨CT，重建三維模型及支氣管圖像，在模型中標記肺結(jié)節(jié)所在位置，利用軟件可自動規(guī)劃出達到支氣管病灶的路線。②邊界規(guī)劃。患者在手術(shù)室行全身麻醉后，放置單腔氣管插管，通過其進行支氣管鏡操作。根據(jù)預(yù)設(shè)路徑到達肺結(jié)節(jié)位置，固定鞘管，拔出定位導(dǎo)絲后，通過鞘管先后注入適量的染料和空氣，由于染料的彌散功能，可使肺結(jié)節(jié)附近的臟層胸膜或葉間胸膜染色，完成操作后，改單腔氣管插管為雙腔氣管插管，然后行胸腔鏡下肺段切除術(shù)，并保證手術(shù)切緣寬度≥2 cm或≥腫瘤直徑。

Bolton等[35]和Kuwata等[36]通過ENB引導(dǎo)下標記定位技術(shù)定位肺部小結(jié)節(jié)發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)CT定位比較，手術(shù)等待時間ENB組遠低于CT組。分析原因，一方面為CT組術(shù)前定位地點與手術(shù)地點不在同一房間，患者在完成定位后，需要長時間等待手術(shù)的開始，除此之外還需進行地點的轉(zhuǎn)換；而ENB術(shù)前定位與手術(shù)實施均在同一房間，定位完成后可馬上行胸腔鏡手術(shù)；另一方面，與不行術(shù)前定位組比較，縮短了許多由于術(shù)中尋找小的磨玻璃結(jié)節(jié)困難以及切緣范圍的鑒定而花費的時間，從而縮短了整個手術(shù)操作的時間。但是ENB技術(shù)因為其檢查費用高、操作難度大，限制了在臨床上的普及。

隨著醫(yī)療水平的不斷提高，各項醫(yī)療新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將極大程度提高手術(shù)的安全性，促進肺結(jié)節(jié)患者的康復(fù)，解剖性肺段切除術(shù)必將擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。