LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查在肺外周結節診斷中的應用

付鵬 黃文婷 龍發 龍亮 董洪波 甘景帆 蔣慧

肺外周結節一直以來都是臨床面對的一大診斷難題，病理組織活檢是目前臨床上所公認的診斷肺外周結節的“金標準”，然而該診斷方式不可避免地會對患者造成不同程度的創傷，不利于臨床推廣普及[1]。常規支氣管鏡檢查是目前臨床上應用較為廣泛的肺外周結節診斷手段之一，相較于病理組織活檢具有微創的優勢，然而診斷率較低，存在一定的局限性[2]。且有相關研究報道表明，常規支氣管鏡檢查在直徑<2cm的病灶中的診斷準確率僅為34%。因此，尋找一種更加有效的診斷方式顯得尤為重要，亦是目前臨床醫務人員共同關注的熱點。隨著近年來醫療水平的不斷提高以及影像學技術的逐漸發展，虛擬支氣管鏡導航系統開始被應用于肺外周結節的診斷中。LungPoint最早由德國海德堡大學Herth等人首次于腫瘤醫學雜志上報道，該導航系統的使用結果顯示：所有受試者支氣管鏡均可順著設定路徑進入，且對肺部小結節的診斷率高達80%，可推動支氣管鏡診斷結果趨近CT引導經皮肺穿刺。而美國Wang Memoli等人的研究發現，LungPoint診斷率為80%，且診斷率隨著病變大小的增加而增加[3]。國內江杰等人研究發現VBN可幫助操作者更快、更準確到達目標病灶所在支氣管，縮短檢查時間，且安全性較佳[4]。既往，傳統經支氣管鏡肺部病灶活檢主要是按照胸部CT閱片協助確定病灶部位，從而使得檢查時存在一定的盲目性，且對周圍性肺結節診斷率不理想。而LungPoint作為基于CT的虛擬成像技術，主要是通過處理CT數據，從而標定病灶部位以及制定活檢路徑，進一步為病灶活檢提供有力幫助。鑒于此，本文通過研究LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查在肺外周結節診斷中的應用價值，旨在為臨床診療提供數據支持，現作以下報道。

資料與方法

一、一般資料

納入從2017年4月～2018年7月，中國科學院大學深圳醫院收治的肺外周結節患者264例作為研究對象。其中男性患者152例，女性患者112例，年齡29～77歲，平均年齡(54.20±12.58)歲。納入標準：(1)所有納入對象心電圖、血常規以及凝血功能檢查結果無異常；(2)年齡≥18周歲；(3)入院前尚未接受相關治療；(4)結節直徑在8～30 mmm之間。排除標準：(1)存在相關禁忌癥者；(2)肝、腎等重要臟器發生病變者；(3)心肺功能極差者；(4)存在出血傾向者；(5)入院前即已存在感染者；(6)交流溝通障礙或伴有精神疾病者。已獲得納入對象同意，并得到醫院倫理委員會批準。

二、研究方法

(1)LungPoint導航步驟如下：首先導入CT數據，完成3D支氣管以及血管模型的自動重建，確定病灶，自動計算到達病灶的路徑(氣道內最多3條路徑)，確定路徑，隨后通過內鏡圖像顯示導航指引線以及氣道數據，最后精準到達靶點。(2)LungPro導航：首先導入CT數據，完成3D支氣管以及血管模型的自動重建，確定病灶，自動計算到達病灶的路徑(全肺最多4條可行路徑)，確定穿刺點部位，隨后通過內鏡圖像顯示導航指引線以及氣道數據，到達穿刺點，采用活檢針于氣管壁完成穿刺。然后以球囊擴張穿刺孔，配合C型臂X透視輔助以及3D可視光標定位進行導航，最后精準達到病灶，通過鞘管2.0 mm的工作通道完成診斷。(3)LungPro導航支氣管鏡下經肺實質結節取樣術(BTPNA)：患者均行全身麻醉處理，LungPro導航引導虛擬支氣管鏡到選取的進入點處，待其到達進入點部位后，將帶芯穿刺針(USA)插入標準治療支氣管鏡的工作通道，并通過氣道壁直至氣道上的進入點處。隨后緩慢回撤USA，并進行吸引，明確穿刺針插入式是否刺穿血管。采用預防損傷的氣囊擴張器擴大進入點，采用管鞘插入氣道。管鞘頭端在穿過進入點后推進10 mm，整頭端對準目標，經由多重透視檢查投影明確部位。創建通道過程中每途徑15 mm左右便充分確認通道方向，待其達到結節相鄰部分，且有足夠空氣可打開活檢鉗的部位時，移除管芯，活檢鉗經由管鞘插入，于融合透視檢查介導下取樣本活檢。

三、評價標準

病理診斷依據如下[5]：(1)陽性：原位癌，輕度或中重度不典型增生，侵襲性癌。(2)陰性：正常黏膜，黏膜存在炎癥，黏膜增生或呈鱗狀化生。

四、觀察指標

分析264例肺外周結節患者LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷與病理診斷結果，LungPoint或LungPro導航時間，患者LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷并發癥發生情況，分析氣道內Lungpoint導航及氣道外LungPro導航典型病例。

五、統計學方法

結 果

一、264例肺外周結節患者LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷與病理診斷結果分析

病理陽性結果囊括炎癥31例，腺癌157例，鱗狀細胞癌7例，肺小細胞癌11例，轉移瘤5例，淋巴瘤3例，結核12例；另有38例病理結果陰性，其中17例手術病理確診肺癌，8例手術病理為慢性炎，另外13例未作手術，予定期隨訪觀察。LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷肺外周結節患者的總體診斷陽性率為85.61%(見表1)。

表1 264例肺外周結節患者LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷與病理診斷結果分析(例，%)

二、LungPoint或LungPro導航時間分析

LungPoint導航平均時間(6.84±2.12)min，LungPro導航平均時間(24.26±10.03)min。

三、264例肺外周結節患者LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷并發癥發生情況分析

264例肺外周結節患者LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷后出現11例氣胸，發生率為4.17%，無大咯血、感染等并發癥的發生，且氣胸患者中9例經胸腔穿刺抽氣或吸氧后好轉，2例需胸腔閉式引流(見表2)。

表2 264例肺外周結節患者LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷并發癥發生情況分析(例，%)

四、氣道內Lungpoint導航及氣道外LungPro導航典型病例分析

(1)氣道內Lungpoint導航：①CT分析：右側胸腔內可見少量氣體影積聚，右肺中葉外側段見一軟組織結節，大小25×23 mm，輕度分葉狀，邊緣較清楚，形態欠規則，近端可見支氣管伸入、遠端支氣管不清(見圖1)所示。②術前規劃：該病灶中心可見支氣管征，通過勾畫出病灶外緣，系統自動生成3D病灶目標靶點及支氣管鏡路徑。3D重建氣道樹、血管、病灶(見圖2～3)。左側為支氣管鏡視野，右側為術前規劃路徑，兩個畫面實時聯動(見圖4)。③ 右中葉外側段用徑向超聲探頭探查，可見低回聲團塊影，在此取活檢(見圖5)。病理報告：腺癌(見圖6)。(2)氣道外LungPro導航：①CT分析：右上肺后段見結節樣高密度影，密度不均，范圍約18 mm×21 mm，其內未見支氣管穿行(見圖7)。②術前規劃：通過勾畫出病灶外緣，系統自動生成3D病灶目標靶點及支氣管鏡路徑(見圖8)。氣道、血管、病灶3D重建，術前規劃設置POE穿刺點，腔外視圖規避血管(見圖9)。③ 融合C臂顯影病灶，BTPNA術式引導穿刺鞘管肺實質內前行、抵達肺結節后，活檢鉗通過管鞘插入，在融合C臂透視檢查介導下取樣本活檢。病理報告：少許炎癥細胞浸潤，未見癌(見圖10～11)。

圖1 胸部CT所見右肺中葉外側段見一軟組織結節，大小約25×23mm。

圖2 術前導航規劃 通過勾畫出病灶外緣，系統自動生成3D病灶目標靶點及支氣管鏡路徑。

圖3 自動重建3D氣道樹、血管、目標病灶

圖4 左側為支氣管鏡視野，右側為術前規劃路徑，兩個畫面實時聯動。

圖5 徑向超聲探頭探查，可見低回聲團塊影，在此取活檢。

討 論

肺外周結節存在良惡性之分，且隨著近年來人們生活方式的不斷改變以及生活環境的逐漸惡化，肺癌的發病率正呈逐年升高趨勢，已成為嚴重威脅人類生命健康安全的惡性腫瘤之一[6-8]。因此，為了避免誤診以及漏診情況的發生，臨床上急需采用一種有效的診斷手段實現對肺外周結節良惡性的準確診斷。既往，臨床上針對肺外周結節主要采用經皮肺穿刺以及經支氣管肺活檢等傳統手段進行診斷，上述診斷方式對肺外周惡性結節具有90%以上的敏感度，然而存在創傷性的缺陷，受試者發生氣胸的風險高達25%[9-11]。與此同時，針對部分直徑<15 mm的微小病灶，上述方法的準確性較低，存在一定的局限性。近年來所開展的虛擬支氣管鏡導航系統更是一種在CT三維成像的基礎上所發展起來的一種新型技術，其可通過圖像識別，建立虛擬支氣管路徑，進一步引導支氣管鏡到達目標病灶完成活檢，進一步達到提高活檢陽性率的目的[12-14]。該技術打破了傳統支氣管鏡僅能進入段支氣管鏡的限制，明顯提高了支氣管鏡檢查深入肺末端的程度，繼而為肺外周結節的診斷提供了前所未有的微創診斷方案，具有較高的研究價值。

圖6 肺活檢病理：(免疫組化)癌細胞CK7(+)、TTF-1(+) 、NapsinA(+)、Ki67(約1%+)，符合腺癌。(HE×400)

圖7 胸部CT：右上肺后段見結節樣高密度影，范圍約18×21mm，其內未見支氣管穿行。

圖8 術前導航規劃 通過勾畫出病灶外緣，系統自動生成3D病灶目標靶點及支氣管鏡路徑(同氣道內導航)。

圖9 a:氣道、血管、病灶3D重建；b：術前規劃設置POE穿刺點；c：腔外視圖規避血管路徑。

圖10 融合C臂顯影病灶，BTPNA術式引導鞘管肺實質內前行、抵達肺病灶后，分別用活檢鉗、FleXNeedle穿刺針取得活檢樣本。

圖11 肺活檢病理：上皮無異型性，上皮下纖維增生，少許炎癥細胞浸潤，未見癌。(HE×400)

本文結果顯示，LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷肺外周結節患者的總體診斷陽性率為85.77%。其中李士杰等人的研究結果發現[15]，虛擬支氣管鏡導航聯合支氣管超聲導向鞘引導肺活檢術應用于肺周圍性病變診斷中，對惡性病變的診斷率為82.5%。兩項研究相似，這提示了LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查應用于肺外周結節患者的診斷中，可明顯提高診斷陽性率。分析原因，筆者認為LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查檢查可對CT數據進行精確的分析、處理，從而精確建立3D模型，準確規劃并避開血管路徑，提高現實技術，實現模型和實時內鏡圖像的完美匹配，繼而達到提高臨床診斷準確率。另有相關研究報道顯示，LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查檢查首先采集受試者的CT數據，通過3D重建支氣管和血管后計算每條支氣管中心線，隨后識別并選定病灶，系統將自動規劃出到達病灶或氣管壁穿刺點的路徑[16]。而在操作診斷過程中，經LungPoint球囊將穿刺孔進行擴張處理，配合X-Flu輔助及3D可視光標定位和路徑引導，將鞘管和內芯推送至結節，經鞘管2.0 mm的工作通道完成活檢[17-18]。另有研究數據顯示：電磁導航支氣管鏡診斷外周肺結核的檢出率為92.3%，顯著高于普通支氣管鏡的40.0%。這充分證實了虛擬導航輔助支氣管鏡檢查的應用價值較高[19]。此外，264例肺外周結節患者LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷后出現11例氣胸，發生率為4.17%，無大咯血、感染等并發癥的發生。這表明了LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查診斷不會增加肺外周結節患者并發癥的發生，安全性較好。究其原因，筆者認為LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查檢查是一種基于CT的新型虛擬成像技術，可精確引導支氣管鏡達到病灶所在部位，同時可通過相關技術明確病灶所在的位置以及方向，規避大血管，進一步有效提高活檢、穿刺部位的準確性，避免了對患者造成不必要的損傷，從而避免了相關并發癥的發生，具有較好的安全性[20]。

綜上所述，LungPoint虛擬導航輔助支氣管鏡檢查在肺外周結節診斷中的應用價值較高，可在一定程度上提高肺外周病變的診斷陽性率，同時有效減少診斷相關并發癥的發生，安全性較好，具有較高的臨床推廣應用價值。