支氣管內徑向超聲成像系統臨床應用的綜合評價研究

童潤，鄧明明，楊震，孫加源，尹燕，侯剛,

1. 中日友好醫院呼吸中心（國家呼吸醫學中心/中國醫學科學院呼吸病學研究院/國家呼吸疾病臨床醫學研究中心/世界衛生組織戒煙與呼吸疾病預防合作中心） 呼吸與危重癥醫學科， 北京 100029；2. 解放軍總醫院 呼吸與危重癥醫學科，北京 100853；3. 上海市交通大學附屬胸科醫院 呼吸內鏡中心 呼吸與危重醫學科，上海 200030；4. 中國醫科大學附屬第一醫院 呼吸與危重癥醫學科，遼寧 沈陽 110001

引言

支氣管腔內超聲（Endobronchial Ultrasound，EBUS）是近年來介入呼吸病學最重要的技術進展之一，可協助完成對支氣管壁和支氣管旁肺部及縱隔結構的可視化顯示，擴展了支氣管鏡技術的診斷范圍[1-2]。目前在臨床中常用的兩種不同技術為徑向支氣管內超聲（Radial Endobronchial Ultrasound，R-EBUS）和超聲引導的經支氣管針吸技術（Endobronchial Ultrasound-guided Transbronchial Needle Aspitation，EBUS-TBNA）。R-EBUS 診斷周圍肺病變的總體加權診斷率為70.6%，但其對＞2 cm 的病變、本質上是惡性的病變以及在CT 掃描中與支氣管征相關病變的診斷率則會進一步提高[3]；EBUS-TBNA 適用于評估肺腫瘤病例中的肺門和縱隔淋巴結病變，其敏感性為88%、特異性為100%[4]；在靶向治療時代，對EBUS-TBNA 樣本進行分子標志物檢測和二代測序的需求也日益增加[5]。由于能提供較多的診斷信息且省力、操作相對低風險，EBUS 已被證明在縱隔腫塊的診斷和肺癌分期中的作用越來越大，目前已被納入介入肺臟病學的常規臨床實踐中。呼吸腔內超聲成像技術在發達國家醫院已普及使用，在我國相對高水平的醫院也使用廣泛，該技術目前正處于在臨床迅速推廣乃至普及的階段。但相關產品目前完全被國外企業壟斷，設備購置費用昂貴，嚴重制約了該技術在我國的進一步普及推廣。因此，研發適合國情、性能先進的腔內超聲成像系統十分緊迫重要。通過關鍵技術研究、核心部件研制及創新產品研發，開發達到國際先進水平、填補國產空白的創新產品，已成為亟需解決的問題及國家重點支持發展的方向；該類設備的國產化及相關技術產品的研發，可促進呼吸超聲內鏡檢查技術在我國的普及推廣，提高支氣管肺癌等呼吸系統病變的早發現、早診斷、早治療，提高治愈率，降低患者診療費用，減少國家醫療費用支出。本研究對比了北京華科創智公司自主研發的呼吸腔內超聲成像系統及國外同類呼吸腔內高頻超聲設備主流產品，評價了二者在技術性能、臨床適用性、臨床操作體驗、臨床可靠性、并發癥發生率等方面的差異并總結國產產品的優缺點，以期為產品的改進提供依據，并為產品的示范推廣積累素材。

1 材料與方法

1.1 設備及方法

本試驗為前瞻性、多中心、自身對照研究，經中國醫科大學附屬第一醫院及中日友好醫院倫理委員會批準，倫理批號分別為2019-254-2 及2021-136-K94；本研究共入組75 例受試者（中國醫科大學附屬第一醫院15 例、中日友好醫院60 例），試驗組設備為北京華科創智健康科技股份有限公司的Vsonic 600 B 超聲成像系統（由Vsonic 600 超聲圖像處理器、Vsonic Pro2017C 超聲探頭組成，見圖1），其探頭頻率為17～23 MHz，外徑1.7 mm；對照組設備為奧林巴斯醫療株式會社的EU-ME2 超聲內鏡圖像處理裝置、UM-S20-17S 內鏡用超聲探頭，其探頭超聲頻率為16～24 MHz。檢查過程以隨機順序先后使用對照組和試驗組設備序貫進行B 超檢查，通過固定的探頭進入深度來保證檢測對象為同一目標病灶，并通過超聲成像的形態及大小進一步確認采集病灶為同一目標病灶。

圖1 Vsonic 600超聲圖像處理器（a）及Vsonic Pro2017C超聲探頭（b）

1.2 研究對象

前瞻性選取需經EBUS 協助診斷的肺外周病變患者。入選標準：① 年齡18 歲以上；② 經胸部CT 檢查發現肺周圍型病變，病變直徑＜3 cm，需行病理活檢明確診斷；③ 能夠理解研究目的且自愿參與并簽署知情同意書的患者。排除標準：① 凝血功能障礙者；② 對麻醉藥物過敏者；③ 伴重度咽喉疾病者；④ 近期有哮喘急性發作或哮喘慢性持續期不受控制者；⑤ 伴呼吸衰竭者；⑥ 伴心力衰竭、重度高血壓或心律不齊者；⑦ 有其他支氣管鏡操作禁忌證者；⑧ 正在參加其他臨床試驗者；⑨ 因精神障礙等原因，研究者判斷患者依從性差，無法按照要求完成研究者。

1.3 評價人員

參與設備評價的人員為分別來自中日友好醫院、解放軍總醫院以及中國醫科大學附屬第一醫院三個中心的3 名高年資肺臟介入病學醫師。參評前經研究者會議討論，評價人員在評價指標的可操作性和標準判斷上進行了討論及背靠背實例評估，評價人員間無顯著差異。

1.4 評價指標

本研究參考《影像型超聲診斷設備（第三類）技術審查指導原則（2015 年修訂版）》，有效性評價指標包括主要指標三項和次要指標三項；另外還需進行安全性評價。

（1）主要指標：依據圖像優良性評價指標進行圖像優秀率、優良率評價，圖像優良性評價標準如表1 所示。病變識別率指根據圖像識別出病變的病例數與本組總病例數的比值，即根據隨機化的結果，患者隨機利用試驗組或對照組設備進行成像，統計根據圖像可識別出病變的病例數，計算其在本組總病例中所占比例。

表1 圖像優良性評價標準

（2）次要指標：對同一患者、同一目標病灶進行兩種機器的先后檢查，對比設備的操作時間、使用安全性及使用穩定性。

（3）安全性評價：試驗期間觀察并記錄受試者接受試驗產品后出現的不良事件，但該不良事件并不一定與試驗產品有關。不良事件用不良事件發生例次、例數及發生率進行描述。同時還需詳細描述病例出現的全部不良事件的具體表現、程度及其與試驗設備的關系。① 操作相關并發癥包括基于操作所引起的過敏反應，如誤吸、低血壓、氣胸、出血、支氣管痙攣和喉痙攣，以及鎮靜特異性并發癥如飽和度下降（＜90%氧飽和度持續60 s 或更長時間）；心率＞150%基線或＜50%的基線；需要干預的新的心律失常，以及需要氣管插管或機械通氣；操作過程中呼吸停止、心肺驟停乃至死亡等。② 氣腫嚴重并發癥包括任何與操作相關的死亡、需要額外干預的出血（球囊填塞、選擇性氣道插管或手術干預）、需要重癥監護或機械通氣；③ 輕度并發癥：所有其他并發癥都被歸類為輕度并發癥。

1.5 統計學分析

所有數據均采用SAS? 9.4 軟件進行，計數資料用n（%）描述，計量資料用（±s）描述。主要評價指標統計分析在單側0.025 的顯著性水平下進行，其他指標的統計分析在雙側0.05 顯著性水平下進行。正態分布的計量資料組間比較采用配對t檢驗；非正態分布的計量資料組間比較采用Wilcoxon 符號秩（Wilcoxon Sign Rank）檢驗；定性指標的比較采用McNemar 配對χ2檢驗。

2 結果

2.1 人口學資料和基線特征

本試驗共有2 家研究中心參加，共入組受試者75 例，其中男性42 例（56%），女性33 例（44%）；患者年齡（57.3±10.46）歲，其中伴有糖尿病者42 例（56%），既往心臟病者2 例（2.4%）。

2.2 主要評價指標

本臨床試驗針對肺外周病變，探頭插入部最大外徑φ ≤1.8 mm，主要評價指標結果如表2 所示。結果顯示兩組設備在圖像優秀率、圖像優良率以及圖像可識別率方面均無顯著差異，即該超聲探頭的成像能力與對照探頭相當；試驗設備非劣效于對照設備。試驗組與對照組圖像對比如圖2 所示。

表2 國產及進口腔內超聲成像系統主要評價指標對比[n=75，n（%）]

圖2 兩種呼吸腔內超聲系統對肺內不同病變的成像圖

2.3 次要評價指標

本臨床試驗期間，兩組操作時間結果如表3 所示，試驗組和對照組的操作中位時間均為8 min，兩組操作時間統計分析顯示無顯著性差異（P=0.9701）；兩組均無整機系統漏電、檢查過程中探頭灼傷、檢查過程中部件松動脫落致工作異常，以及斷電停機再重新開機時系統不能恢復正常等機器使用安全相關性事件發生；兩組均無無法啟動機器、檢查過程中自動關機、檢查過程中由于機器的原因出現異常中斷、掃描后沒有圖像且系統無法自行恢復、多模式下設備自動關機等設備使用穩定性相關事件發生。對設備使用安全性和穩定性的統計分析表明，試驗組和對照組在臨床試驗過程中均未發生使用故障，機器均穩定、安全。

表3 國產及進口腔內超聲成像系統操作時間對比

2.4 安全性指標分析

本臨床試驗期間，試驗組和對照組均未發生導致受試者退出的不良事件，也未發生因設備缺陷導致的不良事件。

3 討論

隨著醫療衛生體制改革不斷深入與完善，推動國產醫療設備產業創新發展并向基層醫院推廣應用已成為深化醫療衛生體制改革、降低醫療衛生成本以及推進健康中國建設的重大戰略需求[6-7]。基層醫療機構設備配置和使用存在設備配置率低、配置數量不足的問題，在中型醫療設備（如呼吸機、麻醉機、B 超、腔鏡成像系統、生化免疫設備等）市場中，主要以進口設備為主導，國產中型設備由于沒有明顯的技術優勢和性能優勢，配置較少[8]且國產設備多數還集中在中低端領域[9]，自主研發的能力和投入相對不足[10-11]，其核心技術和一些關鍵部件需依賴國外進口的現狀還未得到徹底性改變，產品和技術尚不能完全滿足臨床應用的實際需求，導致國產醫療企業缺乏市場競爭力[12]。基于此供求背景及“卡脖子”攻堅問題，在介入肺臟病學中，對腔內超聲國產設備的研發及進口產品的替代成為亟待解決的問題。

目前諸多研究表明超聲小探頭引導下經支氣管鏡檢查可明顯提高肺外周病變診斷的敏感性、準確性和特異性[13-15]，結合電磁導航等技術可進一步提高外周病變的診斷率[15-16]。本文將目前呼吸腔內超聲的國產研發設備的應用質量，與國外主流類似設備進行對比研究，結果顯示二者在圖像成像質量、設備穩定性及安全性方面均無顯著差異。此外，本研究進入臨床試驗前，同樣在動物實驗層面進行了設備的對比，本研究團隊通過比格犬動物試驗對腔內超聲與主機的連接、腔內超聲插入活檢孔道的難易程度、腔內超聲插入活檢孔道后電子支氣管鏡是否仍然可以正常操作以及超聲圖像采集、存儲是否容易操作進行了對比，發現二者亦無明顯差異。本研究團隊從動物及臨床試驗兩個角度分別證實了國產研發的呼吸腔內超聲在操作性、對氣道的識別能力及安全性方面的表現，已能接近或達到進口奧林巴斯超聲探頭UM-S20-17S 同類產品的水準，符合臨床使用要求。國產設備在主要評價指標方面的表現與進口產品效果相當。作為國內首次研發生產的同類產品，試驗設備在圖像細膩度、黏膜清晰度方面還有提升空間，后續將持續改進產品質量以實現國產化產品優質替代進口產品。

4 結論

本臨床試驗驗證了國產的Vsonic 600 B 超聲成像系統在用于對氣管及支氣管進行腔內超聲成像時的安全性、有效性與已上市的同類進口產品（奧林巴斯醫療株式會社的EU-ME2 超聲內鏡圖像處理裝置、UM-S20-17S 內鏡用超聲探頭）效果相當。此外，兩組試驗過程中均無不良事件、嚴重不良事件發生，表明國產的Vsonic 600 B 超聲成像系統在氣管及支氣管進行腔內超聲成像方面具有良好的安全性和有效性，值得臨床推廣。