虛擬導航技術引導經支氣管肺活檢對肺外周結節的診斷價值

孫 建 李小燕 任召強 馮曉麗 何 杰

支氣管肺癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一，其發病率和致死率均居于惡性腫瘤的首位，給人類的生活健康帶來嚴重的威脅[1-3]。在我國，多數肺惡性腫瘤患者確診時已到終末期，5年生存率很低，生活質量極差[4]。所以，早期篩查及診斷肺癌顯得非常重要。近年來，隨著低劑量胸部CT和高分辨胸部CT的廣泛普及，使得許多外周型肺孤立性結節(solitary pulmonary nodules, SPN)能被及早發現[5-6]。對于肺外周小結節的活檢，常規支氣管鏡僅能到達4～5級支氣管，有其自身的局限性，運用超細支氣管鏡可明顯提高診斷率。多項研究結果表明[7-10]，超細支氣管鏡、徑向超聲、電磁導航、C臂機及虛擬導航等設備可以幫助將氣管鏡和活檢工具引導到病變部位，從而有助于提高活檢的準確率。

自上世紀90年代以來，介入肺臟病學飛速發展，冷凍活檢技術成為肺活檢技術的研究熱點之一[11]。冷凍活檢是一種取材的新技術，與傳統的活檢鉗鉗夾的方式相比，冷凍活檢通常能取得滿意的病理標本。該技術利用冷凍劑在冷凍探針上形成冰晶，溫度最低可到達-20 ℃，在這種超低溫度下，冷凍探針能夠迅速造成接觸組織的冷凍性缺血壞死，形成透明的缺血壞死區域，通過這種方式，獲得大塊的病理組織標本，從而提高病理組織檢查的陽性率[12]。但目前研究報道多是冷凍活檢技術運用于生長在支氣管管腔內的腫瘤病灶[13]，對于肺外周結節的診斷價值鮮有報道，在虛擬支氣管鏡導航的輔助下冷凍肺活檢對肺外周結節的診斷價值更是尚未明確。本文回顧性分析傳統活檢鉗肺活檢、虛擬導航引導活檢鉗肺活檢、虛擬導航引導冷凍肺活檢對SPN的診斷率及操作時間比較，旨在評價虛擬導航引導經支氣管肺活檢對肺外周結節的診斷價值。

資料和方法

一、研究對象

回顧性分析2016年1月至12月于成都醫學院第一附屬醫院呼吸內科連續就診的門診和住院患者共計96例，其中男性55例，女性41例，年齡15～75歲，平均(48±24)歲。納入標準：①胸部CT顯示單個、邊界清楚、密度較高或磨玻璃樣影、直徑<3 cm且周圍有含氣肺組織包繞的陰影；②需行支氣管肺組織活檢；③無支氣管鏡的操作禁忌證患者。按照就診的順序納入研究分析。根據操作方法的不同，將患者分為傳統活檢鉗肺活檢組、虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組、虛擬導航引導冷凍肺活檢組三個組。根據所取標本的病理學和細胞學檢查結果，同時隨訪患者1年

二、儀器及各種設備

(1)內徑2.8mm奧林巴斯纖維及電子支氣管鏡；(2)德國ERBE冷凍治療儀，冷凝劑為CO2；(3)奧林巴斯杯狀活檢鉗；(4)病理標本固定液：10%甲醛；載玻片；試管。

三、實驗方法

兩組患者術前禁食禁水6 h，霧化吸入2%利多卡因2 ml，靜脈注射咪達唑侖(0.03～0.04 mg/kg)和芬太尼(10～12 μg/kg)。

1. 傳統活檢鉗肺活檢組： 根據術前的胸部CT確定的病灶部位，將活檢鉗緩慢伸進對應的亞段支氣管，遇到阻力即將活檢鉗向后退出3 cm，張開活檢鉗，再次送入活檢鉗2 cm鉗夾，盡量在患者呼氣末時鉗取標本。

2. 虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組： 術前將胸部CT以DICOM的格式文件導入虛擬導航軟件(lungpoint，Broncus公司提供)，生成虛擬支氣管鏡圖像，并制定病灶的引導路徑。根據虛擬導航的引導路徑，支氣管鏡到達目標的亞段支氣管，將活檢鉗緩慢伸進對應的亞段支氣管，按傳統活檢鉗肺活檢組方式鉗取標本。

3. 虛擬導航引導冷凍肺活檢： 術前將胸部CT以DICOM的格式文件導入虛擬導航軟件，生成虛擬支氣管鏡圖像，并制定病灶的引導路徑。根據虛擬導航的引導路徑，支氣管鏡到達目標的亞段支氣管，將冷凍探頭由支氣管鏡的活檢鉗道進入，將探頭與病灶目標接觸，啟動冷凍，一般約3 s左右，將粘附的組織和冷凍探頭隨氣管鏡一同取出。上述各組均活檢5次，最后將組織標本放入10%的甲醛溶液中固定及涂片送病理檢查。操作時間計算：由定位的3級支氣管開口送入活檢工具到活檢結束。

四、統計學方法

結 果

一、三組患者病灶大小及檢出率比較

傳統活檢鉗肺活檢組、虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組、虛擬導航引導冷凍肺活檢組的病灶大小分別為(21±7)mm、(22±8)mm、(19±8)mm。三組比較差異無統計學意義(F=0.48，P=0.54)。傳統活檢鉗肺活檢組、虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組、虛擬導航引導冷凍肺活檢組的診斷率分別為43.3%(13/30)、66.7%(23/35)和77.4%(24/31)。傳統活檢鉗肺活檢組明顯低于其他2個組(χ2=7.801，P=0.020)，而虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組與虛擬導航引導冷凍肺活檢組比較差異無統計學意義(χ2=1.099，P=0.295)。把病灶分成0～20 mm和20～30 mm時，虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組與虛擬導航引導冷凍肺活檢組差異均無統計學意義(χ2=1.372，P=0.765；χ2=2.130，P=0.453)。此外，虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組與虛擬導航引導冷凍肺活檢組良性病灶的診斷率分別為58.8%(10/17)和78.6%(11/14)，差異無統計學意義(P=0.280)；虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組與虛擬導航引導冷凍肺活檢組惡性病灶的診斷率分別為72.2%(13/18)和76.5%(13/17)，差異無統計學意義(P=1.000)。而虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組與虛擬導航引導冷凍肺活檢組在不同病灶的位置診斷率差異均無統計學意義，見表1。

二、虛擬導航三組患者手術時間比較

虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組與虛擬導航引導冷凍肺活檢組的操作時間分別為(436±201)s和(363±185)s，兩組差異有統計學意義(t=1.56，P=0.038)。

三、三組患者術后并發癥

傳統活檢鉗肺活檢組中出血大于20 ml的有1例；虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組中氣胸1例，虛擬導航引導冷凍肺活檢組中氣胸1例。經過處理后癥狀均緩解。

討論

病理組織學是確診肺部疾病的重要方法，有效的病理組織學檢查可挽救患者生命，提高患者預后，也可為制定合理的治療方案提供重要的參考依據。傳統的支氣管肺組織活檢術對于SPN的診斷并不令人滿意。Baaklini等[14]報道，TBLB診斷率不僅與病灶的大小有關，還與病灶所處的肺部的位置密切相關，病灶大小>30 mm且位于肺外周1/3的病變，其診斷率大約50%，而病灶大小≤30 mm的位于肺外周1/3的病變，其診斷率大約在20%以下。在本組患者中，我們發現傳統的TBLB的診斷率僅僅為43.3%，明顯低于虛擬導航定位的兩組患者。虛擬導航技術是近些年來3D技術發展的產物之一，它將術前由高分辨率薄層胸部CT掃描所獲得的圖像數據導入虛擬導航軟件系統lungpoint中，通過三維重建形成與支氣管內表面具有相同的像素值范圍，同時賦予圖像人工偽色彩并模擬腔內路徑，獲得類似于支氣管管腔的動態三維重建圖像。現今的虛擬導航技術已經發展到可觀察第0～6級支氣管[15]。本文在支氣管鏡檢查之前根據胸部CT的提示，通過標定肺部病灶，擬定支氣管鏡的操作路徑，沿到達病變的支氣管路徑，再根據實時的虛擬圖像的觀察，在每個支氣管分叉處選擇正確的下一級支氣管，這也許是虛擬導航引導活檢組的病變診斷率提高原因。本文結果中，我們發現虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組與虛擬導航引導冷凍肺活檢組在診斷率方面并無明顯差異， 而根據病灶性質、大小及位置進行亞組分析，亦未出現統計學差異。其原因： ①可能與操作活檢的方法有關；②可能活檢工具未能夠到達病變部位；③未經徑向超聲及X線進一步證實；④樣本量不夠導致。相比于虛擬導航引導冷凍肺活檢，虛擬導航引導活檢鉗肺活檢需要伸進對應的亞段支氣管，遇到阻力即將活檢鉗向后退出3 cm，張開活檢鉗，再次送入活檢鉗2 cm鉗夾，盡量在患者呼氣末時鉗取標本，因而在操作的時間上虛擬導航引導冷凍肺活檢組明顯少于虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組，這表明有虛擬導航技術的引導，冷凍活檢的操作能更加快速、精確地到達目標病灶，更加有利于提高患者的舒適度、耐受力及減少操作的風險。

表1 虛擬導航引導活檢鉗肺活檢組和虛擬導航引導冷凍肺活檢組不同病灶部位的診斷率比較[n(%)]

有研究表明，與虛擬導航輔助肺活檢相比，經皮肺穿刺的診斷率可達90%[16]，已被ACCP推薦為針對肺外周病變的確診方法之一。但經皮肺穿刺的并發癥也相對較高如：氣胸、出血、縱膈氣腫，甚至出現致死性的并發癥如：空氣栓塞、肋間動脈損傷等。本文中的虛擬導航引導冷凍肺活檢診斷小于3 cm的肺外周病變的診斷率為77.4%，雖然低于經皮肺穿刺的90%的診斷率，但明顯高于未使用虛擬導航的傳統肺活檢組，且31例患者中只有1例發生氣胸，同時在冷凍活檢時，組織撕脫后形成組織缺損，缺損處的周圍組織由于低溫導致血管收縮，因而出血較少，表明其安全性較高。

本文雖然有嚴格的納入標準和提供了滿意的組織學診斷結果，但仍然存在一些不足。首先，因為支氣管鏡有不同規格及型號，醫師的操作能力也有所不同。其可能導致結果有所不同，再次，因徑向超聲(EBUS-GS)操作技術較復雜，檢查費用昂貴，本文未能聯合使用徑向超聲對病變目標加以定位，可能會導致診斷率發生差異。

綜上所述，虛擬導航技術引導經支氣管肺活檢術可以提高外周型肺孤立性小結節的診斷率，并可以明顯減少操作時間，安全性好且并發癥少，在臨床中具有應用價值。