三維重建在單操作孔胸腔鏡肺段切除術(shù)治療早期非小細胞肺癌中的應(yīng)用：一項傾向性評分匹配研究

尤培林，陳文樹，趙力瀾，郭天興，朱立桓，涂鵬杰，黃建源，潘小杰

0 引言

早期非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）患者行肺段切除具有與肺葉切除相似的腫瘤學(xué)效果，并且可保留更多的肺功能從而提高生活質(zhì)量[1-2]。電視輔助胸腔鏡手術(shù)（video-assisted thoracic surgery,VATS）的發(fā)展使早期肺癌肺段切除易于推廣，其中單操作孔胸腔鏡技術(shù)學(xué)習(xí)曲線較短且切口較少，可作為治療早期NSCLC的優(yōu)先選擇。美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（National Comprehensive Cancer Network,NCCN）制定的NSCLC臨床實踐指南（5.2017版）中已將微創(chuàng)肺段切除術(shù)作為肺癌推薦術(shù)式之一[3]?；贑T影像的三維重建技術(shù)（three-dimensional computed tomography bronchography and angiography,3D-CTBA）是通過軟件將輸入的CT斷層二維影像資料轉(zhuǎn)化成三維立體幾何圖像[4]。本研究旨在運用傾向性評分匹配（propensity score matching,PSM）原理模擬隨機對照試驗（randomized controlled trial,RCT ）研究術(shù)前三維重建技術(shù)在單操作孔胸腔鏡解剖性肺段切除術(shù)治療早期NSCLC中的臨床應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料與分組

回顧性收集2018年11月至2020年11月于福建省立醫(yī)院胸外科單治療組行單操作孔VATS肺段切除術(shù)的150例NSCLC患者的臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）胸部CT提示肺部單發(fā)或多發(fā)磨玻璃結(jié)節(jié)，病變范圍直徑≤2 cm，磨玻璃成分≥50%，倍增時間≥400 d；（2）術(shù)前臨床分期T1a～T1b、N0、M0；（3）術(shù)后病理為惡性腫瘤。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）心肺功能差不能耐受單肺通氣；（2）合并嚴(yán)重肝腎功能不全及心腦血管??；（3）右肺中葉結(jié)節(jié)和術(shù)中淋巴結(jié)采樣冰凍陽性需行擴大肺葉切除者；（4）術(shù)前行新輔助放化療。按術(shù)前是否自愿完成三維重建分為重建組（58例）和非重建組（92例）。本研究獲福建省立醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號為2020-015-01）。

1.2 術(shù)前三維重建

術(shù)前均完成肺部結(jié)節(jié)薄層增強或平掃CT掃描，按《2018 肺部結(jié)節(jié)診治中國專家共識》[5]推薦參數(shù)和掃描范圍，掃描層厚≤1.5 mm，掃描成像和患者解剖學(xué)靶區(qū)需對齊，使用傳統(tǒng)屏氣技術(shù)?？截怌T圖像DICOM格式數(shù)據(jù)，導(dǎo)入Mimics 21.0（Materialise's interactive medical image control system 21.0）軟件進行3D-CTBA，重建支氣管、肺動靜脈、肺結(jié)節(jié)并用不同顏色標(biāo)記區(qū)分，作出距肺結(jié)節(jié)表面2 cm或距肺結(jié)節(jié)表面不小于結(jié)節(jié)直徑的切緣球，根據(jù)病變位置手動設(shè)計切割平面和切除區(qū)域，確保從肺實質(zhì)切除邊緣到腫瘤邊緣的最短距離≥2 cm或腫瘤最大徑，術(shù)者根據(jù)三維重建圖像模擬手術(shù)并制定最佳方案。非重建組常規(guī)完成肺部結(jié)節(jié)薄層CT增強或平掃掃描，術(shù)者根據(jù)二維CT圖像制定手術(shù)方案。擬切除肺段分為簡單肺段和復(fù)雜肺段，簡單肺段定義為僅切除1個段間平面（包括LS1+2+3、LS4+5、LS6、LS8+9+10、RS6、RS7+8+9+10），復(fù)雜肺段定義為切除兩個或更多段間平面（除簡單肺段以外的肺段）。

1.3 單操作孔胸腔鏡手術(shù)方法

兩組患者均采用全身麻醉，雙腔氣管插管，單肺通氣，健側(cè)90度臥位。觀察孔取腋中線第7或8肋間，切口1.5 cm；操作孔取腋前線第4或5肋間，切口3～4 cm。對于重建組，將電腦3D重建圖像放置在手術(shù)室胸腔鏡屏幕旁，臺下助手按術(shù)者需求轉(zhuǎn)動、顯示或隱藏三維重建圖像，使術(shù)者可以實時參照進行手術(shù)，見圖1；對于非重建組，術(shù)者參照二維CT圖像腦海重建立體圖像進行手術(shù)，對處于肺實質(zhì)深部或肺段交界難以判斷靶段歸屬的肺結(jié)節(jié)，術(shù)前用彈簧圈或亞甲藍輔助定位。以支氣管為核心，動脈先行，弱化段間靜脈處理，游離解剖病灶肺段支氣管、動靜脈至足夠遠，切割閉合器夾閉病灶肺段支氣管后純氧鼓肺，確認(rèn)靶段支氣管辨認(rèn)正確后將其切斷，病灶肺段所在肺葉膨脹后單肺通氣，萎陷與膨脹的肺組織形成界限，沿此界限使用直線切割閉合器切除病灶，送檢冰凍病理，對于原位腺癌或微浸潤性腺癌進行N1、N2站淋巴結(jié)采樣，對其他類型進行系統(tǒng)性淋巴結(jié)清掃，淋巴結(jié)冰凍病理陽性者改為肺葉切除術(shù)并行系統(tǒng)性淋巴結(jié)清掃。于觀察孔留置胸管1根，于患側(cè)腋后線第9肋間留置細的縱隔管1根，逐層關(guān)胸。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

IBM SPSS26.0統(tǒng)計軟件進行PSM等統(tǒng)計學(xué)分析，1:1配對，卡鉗值0.02，匹配因素包括：年齡、性別、吸煙史、BMI、CT腫瘤最大徑、腫瘤位置、%FEV1、擬切除肺段類型共8個混雜因素。正態(tài)分布的計量資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，組間比較采樣t檢驗；非正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)及四分位數(shù)（IQR）表示，組間比較采用Wilcoxon秩和檢驗；計數(shù)資料以百分比（%）表示，組間比較采用χ2檢驗或Fisher精確檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 傾向性評分匹配

圖1 復(fù)雜肺段術(shù)前三維重建1例Figure 1 A case of preoperative threedimensional reconstruction of complex segmentectomy

58例重建組和92例非重建組經(jīng)過PSM后，最終43例重建組患者和43例非重建組患者成功匹配。匹配前，兩組患者基線特征不平衡，在年齡、性別、CT腫瘤最大徑、%FEV1、擬切除肺段類型方面差異有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），匹配后，8個混雜因素在兩組間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05），患者基線特征平衡，見表1。擬切除肺段類型的具體分布，見表2。

2.2 圍手術(shù)期結(jié)果

（1）重建組匹配后：手術(shù)時間151.47±32.26 min，其中簡單肺段141.54±35.90 min，復(fù)雜肺段155.77±30.17 min；術(shù)中出血量44.88±24.24 ml，其中簡單肺段42.31±20.48 ml，復(fù)雜肺段46.00±25.94 ml；無轉(zhuǎn)開胸、轉(zhuǎn)肺葉切除手術(shù)患者，淋巴結(jié)切除站數(shù)4（3，6），無淋巴結(jié)升期患者，43例均完成R0切除，留置胸管時間2（2，3）天，留置縱隔管時間4（3，5）天，術(shù)后住院時間5（4，6）天，術(shù)后肺部感染1例，無肺漏氣（＞7天）、肺不張、圍手術(shù)期死亡或術(shù)后30天再入院患者，見表3。（2）非重建組匹配后：手術(shù)時間202.14±65.70 min，其中簡單肺段166.50±50.88 min，復(fù)雜肺段212.94±66.49 min；術(shù)中出血87.91±66.96 ml，其中簡單肺段85.00±65.53 min，復(fù)雜肺段88.79±68.36 min，無轉(zhuǎn)開胸患者，1例患者因切緣寬度不足轉(zhuǎn)肺葉切除，淋巴結(jié)切除站數(shù)5（3，6），無淋巴結(jié)升期患者，43例均完成R0切除，術(shù)后組織學(xué)類型1例鱗癌，留置胸管時間2（2，2）天，留置縱隔管時間4（4，7）天，術(shù)后住院時間5（4，8）天，1例患者出現(xiàn)肺漏氣（＞7天），無肺部感染、肺不張、圍術(shù)期死亡或術(shù)后30天再入院患者，見表3。（3）兩組患者匹配前在手術(shù)時間、復(fù)雜肺段手術(shù)時間、術(shù)中出血量、復(fù)雜肺段術(shù)中出血量、淋巴結(jié)切除站數(shù)、留置縱隔管時間、術(shù)后住院天數(shù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），其余指標(biāo)差異無統(tǒng)計學(xué)意義；而匹配后兩組患者手術(shù)時間、復(fù)雜肺段手術(shù)時間、術(shù)中出血量、復(fù)雜肺段術(shù)中出血量差異有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），但切除淋巴結(jié)站數(shù)、留置縱隔管時間、術(shù)后住院天數(shù)等觀察指標(biāo)差異無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05），見表3。

表1 非小細胞肺癌患者的臨床特征Table 1 Clinical characteristics of NSCLC patients

表2 非小細胞肺癌患者擬切除肺段的具體類型和位置Table 2 Type and location of planned resected segments of NSCLC patients

3 討論

既往研究發(fā)現(xiàn)肺段切除術(shù)治療早期肺癌的療效和肺葉切除術(shù)相似，并可以減少并發(fā)癥和死亡率，有利于保護術(shù)后肺功能，VATS解剖性肺段切除術(shù)已廣泛應(yīng)用于ⅠA期NSCLC的手術(shù)治療[6-9]。在擁有相似的遠期生存時間以及復(fù)發(fā)率的前提下，VATS肺段切除術(shù)相比開胸肺段切除術(shù)創(chuàng)傷小，而達芬奇機器人肺段手術(shù)因費用高、設(shè)備要求高、學(xué)習(xí)曲線長等原因未能普及，因此，VATS已成為主流的肺段切除手術(shù)方式。隨著數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，三維重建技術(shù)已廣泛應(yīng)用于胸腔鏡精準(zhǔn)肺段切除的術(shù)前評估、模擬手術(shù)方案、術(shù)中指導(dǎo)支氣管和肺血管的識別、術(shù)中肺結(jié)節(jié)定位等多方面，在強調(diào)個體化治療的醫(yī)學(xué)時代，術(shù)前三維重建圖像可通過360度視角，從多層次、多角度觀察判斷，快速直觀地識別個體解剖模式，是精準(zhǔn)肺段切除的重要保障。三維重建軟件如Mimics、OsiriX、DeepInsight等的出現(xiàn)使3D-CTBA技術(shù)變得簡單易學(xué)且可靠，已有研究報道三維重建準(zhǔn)確率在95%以上[6,10]，而相比于3D打印模型，三維重建圖像成本低廉、患者易于接受。與此同時，三維重建指導(dǎo)手術(shù)亦存在局限性，比如術(shù)前進行胸部CT掃描的肺已膨脹并處于正常位置，而VATS手術(shù)中的手術(shù)側(cè)肺塌陷并縮回，因此在兩種不同情況下肺段支氣管和血管的行進路徑有所差異，這需要積累經(jīng)驗以準(zhǔn)確識別。

表3 非小細胞肺癌患者圍手術(shù)期結(jié)果Table 3 Perioperative outcomes of NSCLC patients

本研究表明，與非重建組相比，重建組在復(fù)雜肺段手術(shù)的手術(shù)時間更短、術(shù)中出血量更少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，而對于簡單肺段手術(shù)，兩組的手術(shù)時間和術(shù)中出血量差異無統(tǒng)計學(xué)意義，這與既往回顧性研究結(jié)果一致[11]。我們分析兩組圍手術(shù)期結(jié)果差異的產(chǎn)生可能有以下原因：（1）肺段的解剖結(jié)構(gòu)存在很多變異。Subotich等[12]報告，有16.4%的患者存在肺血管變異，其中47.8%的患者發(fā)生在左肺。三維重建圖像可直觀立體地顯示個體化的支氣管、肺血管變異，術(shù)中實時對照，提高手術(shù)準(zhǔn)確性從而縮短手術(shù)時間，減少術(shù)中游離肺血管過程的失誤從而減少出血；（2）三維重建段間結(jié)節(jié)定位的優(yōu)勢。有研究表明大約30%的Ⅰ期NSCLC的腫瘤處于段間[13]。為了保證安全切緣，對此類結(jié)節(jié)常需擴大段切除術(shù)范圍從相鄰肺段切除部分肺組織或行聯(lián)合亞段切除。三維重建可虛擬安全的球形邊緣，術(shù)前即可明確切除靶段的準(zhǔn)確范圍[14]，從而減少術(shù)中失誤；（3）簡單肺段的手術(shù)切除技術(shù)較成熟、較少涉及亞段支氣管、肺血管的解剖分離，故兩組的結(jié)果相似，但重建組均值小于非重建組，需要更大樣本量的多中心研究進一步探討。

本研究結(jié)果顯示，重建組和非重建組在中轉(zhuǎn)開胸率、中轉(zhuǎn)肺葉率、淋巴結(jié)切除站數(shù)、淋巴結(jié)升期、組織學(xué)類型、留置胸管時間、留置縱隔管時間、術(shù)后住院時間、術(shù)后常見肺部并發(fā)癥發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義，這與既往研究結(jié)果一致[11]。而另外一項研究表明，重建組中轉(zhuǎn)肺葉率小于非重建組[15]。出現(xiàn)這種差異的原因可能是本中心開展單操作孔肺段手術(shù)約有10年之久，術(shù)者具有較豐富操作經(jīng)驗且本研究入組患者術(shù)前基礎(chǔ)情況較好，兩組患者出現(xiàn)術(shù)中意外情況少，導(dǎo)致該觀察指標(biāo)的統(tǒng)計效能下降，需進一步研究闡明。

本研究的亮點是采用PSM的統(tǒng)計學(xué)方法較大程度地消除了相關(guān)混雜因素對圍手術(shù)期結(jié)果的影響，并統(tǒng)一了單操作孔胸腔鏡手術(shù)方式從而使研究設(shè)計更加嚴(yán)謹(jǐn)，同時為了避免不同術(shù)者以及學(xué)習(xí)曲線對手術(shù)效果造成的影響，本研究在術(shù)者前期已積累大量手術(shù)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，選取了單治療組病例。本研究也存在一些不足：（1）單中心、小樣本量的回顧性研究，難以避免選擇性偏倚，因此需要多中心、大樣本量的RCT研究進一步驗證本研究的結(jié)果；（2）關(guān)注的是圍手術(shù)期短期臨床結(jié)果，尚需進一步長期隨訪復(fù)查，對比分析兩組患者的遠期臨床結(jié)果差異。

綜上所述，在早期NSCLC的微創(chuàng)手術(shù)治療中，術(shù)前三維重建有助于提高單操作孔胸腔鏡復(fù)雜肺段手術(shù)效率并減少術(shù)中出血，三維重建配合單操作孔胸腔鏡肺段手術(shù)，將給更多早期肺癌患者的手術(shù)治療提供安全保障，值得推廣應(yīng)用。