三维 CT 支气管血管成像在机器人肺段切除术中的临床应用

2020
09/07

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华西医院胸心外科杂志
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陶绍霖,康珀铭,李青元,蒋彬,沈诚,冯涌耕,方春抒,吴礼成,王如文,邓波,谭群友

陆军军医大学大坪医院 胸外科(重庆  400042)

通信作者:谭群友,Email:tanqy001@163.com

关键词:肺结节;肺段切除;三维 CT 支气管血管成像;机器人辅助手术

引用本文:陶绍霖,康珀铭,李青元,蒋彬,沈诚,冯涌耕,方春抒,吴礼成,王如文,邓波,谭群友. 三维 CT 支气管血管成像在机器人肺段切除术中的临床应用. 中国胸心血管外科临床杂志, 2020, 27(10): 1155-1160. doi: 10.7507/1007-4848.202005010

摘要

目的 探讨三维 CT 支气管血管成像(3D-CTBA)在机器人解剖性肺段切除术中的临床应用价值。

方法 采用非随机同期对照研究方法,连续纳入我科 2019 年 1 月至 2020 年 1 月行机器人解剖性肺段切除术 122 例患者,根据术前是否行 3D-CTBA 分为重建组[53 例,男 18 例,女 35 例,中位年龄 52(26~69)岁]和传统组[69 例,男 23 例,女 46 例,中位年龄 48(30~76)岁]。比较分析两组患者的临床资料。

结果 两组患者均顺利完成手术,无围术期死亡等严重并发症,顺利康复出院。两组患者基线资料差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。两组患者手术时间[120(70~185)min vs. 120(45~225)min,P=0.801]、术中出血量[50(20~300)mL vs. 30(20~400)mL,P=0.778]、围术期并发症发生率(17.0% vs. 11.6%,P=0.162)、术后住院时间[7(4~19)d vs. 7(3~20)d,P=0.388]差异均无统计学意义。但重建组有 5 例(9.4%)术中未找到结节,仅 1 例(1.9%)需要行扩大肺叶切除术,4 例根据重建结果结束手术,术后标本固定后找到结节;而传统组有 8 例(11.6%)术中未找到结节并行扩大切除术,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后中位随访时间 10(1~26)个月,无复发转移以及死亡病例。结论 3D-CTBA 有助于肺结节精准定位及合理手术规划,从而减少误切,且不会延长手术时间、增加术中出血量以及术后并发症等,临床应用于解剖性肺段切除术安全有效。

正文

肺癌已经成为全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤,早诊早治仍是改善肺癌生存期、降低死亡率的希望所在[1]。随着医学技术的发展和普检意识的提高,越来越多的肺部小结节被检出,其中很大一部分高度怀疑为癌前病变或者早期肺癌,需要外科手术切除[2-3]。解剖性肺段切除术被作为临床治疗肺部小结节或磨玻璃结节(GGN)的推荐术式,特别是肿瘤直径≤2 cm 的单纯原位癌,或者 CT 提示磨玻璃样成分≥50%、倍增周期≥400 d 者,肺段切除与肺叶切除相比患者生存无明显差异,该术式既能有效控制病情进展,且能较好地保留患者的肺功能[4-5]。美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)已将微创肺段切除术作为肺癌推荐手术方式之一[6],国内亦提出了相关专家共识[7]。然而肺段支气管、血管解剖结构复杂,变异较大,并且段与段之间无明确界限,如何在保证安全切缘的前提下实施精准肺段切除术是目前胸外科亟需解决的一大难点和热点。三维 CT 支气管血管成像(three-dimensional computed tomography bronchography and angiography,3D-CTBA)可在术前精准定位结节位置,明确结节与肺段动静脉、支气管和肺裂之间的毗邻关系,判断有无支气管、血管变异,规划手术路径,目前被逐渐应用于解剖式肺段切除术[8-9]。为了总结术前 3D-CTBA 在微创肺段切除术中的临床价值,特对我科近期实施微创机器人肺段切除术的患者进行非随机同期对照研究,现报道如下。

1   资料与方法

1.1   临床资料和分组

纳入我科 2019 年 1 月至 2020 年 1 月行微创机器人肺段切除术的 122 例患者,根据术前患者是否自愿完成 3D-CTBA,分为完成 3D-CTBA 的重建组和未行 3D-CTBA 的传统组。其中重建组 53 例[男 18 例、女 35 例,中位年龄 52(26~69)岁];传统组 69 例[男 23 例、女 46 例,中位年龄 48(30~76)岁]。22 例患者有既往病史,包括高血压、糖尿病或冠状动脉粥样硬化性心脏病等,甚至部分患者同时有两种及以上基础疾病,其中 5 例患者有肺部结核史或肺部手术史。分别收集两组患者的性别、年龄、肿瘤大小、手术时间、术中出血量、是否找到结节、寻找结节时间、是否扩大切除、术后住院时间、术后胸腔引流量、术后胸腔引流时间、并发症等临床资料并进行统计学分析。

1.2   纳入和排除标准

纳入标准:(1)胸部 CT 提示肺部单发或者多发 GGN,且病变范围直径≤2 cm,其中磨玻璃样影(GGO)成分≥50%,倍增时间≥400 d;(2)术中病理为良性病变、非典型腺瘤样增生(AAH)、原位腺癌(AIS)、微浸润腺癌(MIA)以及淋巴结采样(N1 及 N2 期)均阴性的贴壁生长为主的浸润性腺癌(IA,ⅠA 期);(3)术前检查无明显微创机器人手术禁忌证;(4)患者及其家属有明确诊断和手术意愿,自愿入组并签署手术知情同意书。

排除标准:(1)心肺功能差,不能耐受单肺通气;(2)合并严重肝功能、肾功能不全,凝血功能障碍,以及近期发生过心肌梗死、脑梗死等;(3)右肺中叶结节和术中淋巴结采样冰冻结果为阳性需要行扩大肺叶切除者。

1.3   方法

1.3.1   术前三维 CT 支气管血管成像

术前均完成肺部小结节增强薄层 CT 扫描,扫描成像和患者的解剖学靶区需要对齐,扫描其它参数如常规,扫描层厚<2 mm,使用传统屏气技术。扫描结束后图像 DICOM 数据拷贝刻盘。重建组使用 Mimics 21.0 或者 IQQA 软件对 DICOM 数据进行 3D-CTBA,术前主刀医生和助手需明确结节所在肺段归属及需要切除单一肺段或者联合亚肺段切除,同时根据结节部位和大小,制定并模拟手术路径,需要特别注意切除或者保留的肺段动静脉和支气管关系,以及段间平面与结节的距离等。传统组常规完成肺部小结节增强薄层 CT 扫描,根据二维图像制定手术路径。

1.3.2   机器人辅助肺段切除术

采用静脉吸入复合全身麻醉+双腔气管插管,健侧单肺通气,患侧肺萎陷。取健侧 90 度折刀卧位,垫高胸部。采用我科首创的“3-4-6-8/9”四孔位法前侧入路,即选择腋前线第 3 肋间和腋后线第 8 或 9 肋间为操作臂孔,腋后线第 6 肋间为镜孔,锁骨中线第 4 肋间外侧长约 3 cm 切口为辅助操作孔[10]。先取辅助切口,置入镜头探查,安置一次性切口保护套,连接机械臂,完成 Docking。根据需要切除肺段,首先采用单极电凝打开纵隔胸膜或者不全叶间裂,暴露肺动脉干或者叶间动脉干,向远心端游离,暴露各叶段动脉分支并处理;其次暴露各叶静脉,向远心端游离,显露段及亚段静脉分支并处理;最后暴露段支气管分支。根据处理组织的大小,分别选择丝线双重结扎离断或者直线切割缝合器钉合离断。离断段支气管后,采用膨胀萎陷法辨别段间平面,电凝钩劈开联合直线切割缝合器打开段间平面。移除标本,寻找病变并送术中快速冰冻活检,若为恶性肿瘤,均行淋巴结采样。创面使用双极电凝或者生物蛋白胶处理,必要时覆盖奈薇膜或者可吸收止血纱布。术毕,于患者低位臂孔安置胸腔闭式引流管 1 根。

1.4   统计学分析

所有数据采用 SPSS 22.0 软件进行分析。计量资料若符合正态分布,以均数±标准差(19261599438898414±s)表示,若不符合正态分布,以中位数(范围)表示,组间比较采用 t 检验或单因素方差分析。计数资料以例数及百分比(%)表示,组间比较采用 Pearson 卡方检验。P<0.05 为差异有统计学意义。

1.5   伦理审查及临床试验注册

本研究已通过我院伦理委员会审批,批准号:医研伦审(2019)第 87 号;本项目临床研究注册号:ChiCTR1900027583。

2   结果

2.1   两组患者的一般资料

两组患者在性别、年龄、临床症状、吸烟史、基础疾病史、肺部疾病史、结节大小等基线资料方面差异无统计学意义(P>0.05),两组数据均衡性好,具有可比性;见表 1。

2.2   两组患者切除肺段分布情况

根据术前肺部小结节薄层 CT 以及 3D-CTBA 结果,规划手术切除部位,本研究 122 例患者涉及所有肺段切除术,其中独立肺段切除 68 例(55.7%),联合肺段或多处肺段切除 54 例(44.3%);见表 2。

2.3   两组患者术中资料对比

两组患者均无中转开胸,均顺利康复出院。重建组手术时间 120(70~185)min,传统组 120(45~225)min;重建组术中出血量 50(20~300)mL,传统组为 30(20~400)mL,两组间差异无统计学意义(P>0.05)。重建组有 5 例(9.4%)患者术中未找到结节,术后标本固定后找到结节,其中 1 例(1.9%)行扩大肺叶切除术,而其余 4 例根据重建结果明确在所切肺段,结束手术。而传统组有 8 例(11.6%)术中未找到结节并行扩大切除术,术后标本固定后 6 例均在原切除肺段找到,2 例在扩大切除肺组织内找到,差异有统计学意义(P<0.05);见表 3。

2.4   两组患者术后并发症及恢复情况对比

两组患者均顺利完成手术,无围术期严重并发症及死亡病例。术后胸腔引流管留置时间、总胸腔引流量及术后住院时间差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者术后并发症总发生率为 13.9%(17/122),其中重建组为 17.0%(9/53),传统组为 11.6%(8/69),分层分析可见术后漏气(漏气时间>7 d,6.6%)为最常见并发症,其次为液气胸(4.1%)、肺部感染(1.6%)、肺不张(0.8%)、肌间静脉血栓形成(0.8%),两组间差异均无统计学意义(P>0.05);见表 4。

2.5   术后病理及随访结果对比分析

重建组术后病理:AIS 31 例,MIA 2 例,早期 IA(ⅠA1 期)1 例,AAH 5 例,炎性假瘤、结核瘤或错构瘤 14 例。传统组术后病理:AIS 31 例,MIA 6 例,早期 IA 7 例(ⅠA1 期 4 例,ⅠA2 期 3 例),梭形细胞类癌 1 例,AAH 3 例,炎性假瘤、结核瘤或错构瘤 21 例,差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者术后中位随访时间 10(1~26)个月,无复发转移及死亡病例,组间差异无统计学意义(P>0.05)。

3   讨论

肺部结节发生率和检出率逐年上升,其中很大一部分经过治疗和观察后不能除外 AAH、AIS、MIA 或者早期 IA 可能,需要外科手术干预[2-3]。解剖性肺段切除术既能有效控制病情进展,又能最大程度保留正常肺组织,近年来受到越来越多的关注和研究[4]。国内外文献[5-6]报道显示对于直径≤2 cm 的 GGN,其中 GGO 成分≥50%、倍增周期≥400 d 者,肺段切除与肺叶切除能够取得相同的肿瘤治疗效果。NCCN 已将解剖性肺段切除术列为早期肺癌的推荐术式[7]。然而肺段切除仍尚有较多难点:(1)肺段血管、支气管均隐埋在肺组织内,结构更复杂,血管变异多,个体化差异大,特别段门淋巴结较多困难解剖病例,容易出现多切、少切以及误损伤,导致术后咯血、漏气、肺部感染、肺不张等并发症[11-12]。(2)术前影像学表现为患者充分吸气后屏气情况下完成,术中肺组织充分萎陷后,肺内较小或者纯 GGN,特别是位置远离脏层胸膜,往往难以寻找到病变,无法精确定位,需要切除后通过肺组织颜色和质地等改变判断结节位置。部分纯 GGN,在开胸或者离体标本等情况下依然难以准确找到病灶,术后无明确病理结果,甚至出现医疗纠纷等[13-14]。本研究中有 13 例(10.7%)患者为较小、纯 GGO,或者远离脏层胸膜位置,未能在术中找到或者离体标本下找到病灶,标本固定后才找到结节,而其中有 9 例(7.4%)行扩大肺叶切除术。(3)部分靠近段间平面位置,若行独立肺段切除,切缘是否达到肿瘤治疗安全距离,可能造成结节切掉部分被切缘所掩盖或者推移到保留的肺组织内,而不得不进行扩大肺叶切除等[15]。

因此,解剖性肺段切除术前病灶精准定位和合理设计手术路径是重中之重。目前较为常用的术前病灶定位方法主要包括:(1)胸部 CT 引导下经皮肺穿刺定位。在定位病灶处安置金属丝钩(Hook-wire)、弹簧圈(Microcoil),或者注射亚甲蓝、生物胶、碘油、印度墨水、吲哚菁绿、聚乳酸等。其定位成功率各单位报道不一,且存在气胸、空气栓塞、出血和钩线脱落等并发症。另外在穿刺过程中,受到体表骨性结构或者脏器影响,穿刺点往往无法垂直胸膜表面进针,存在一定角度和距离才能到达病变部位,往往肺表面穿刺点所在部位并非病变所在区域,且弹簧圈等定位物体积小,部分术中难以触摸感觉到,需要通过 C 臂透视定位,增加了手术辐射量及难度。穿刺后需要搬动到手术室,定位器易受呼吸、体位因素影响而发生移位,导致穿刺定位失败,或者亚甲蓝等需要通过颜色辨识的定位物可在肺内快速弥散,定位时间过长或者剂量过大术中可出现染色范围过大,无法准确识别等[16-19]。(2)电磁导航支气管镜(electromagnetic navigation bronchoscope,ENB)引导下染色定位。通过整合现代电磁导航、虚拟支气管镜和三维 CT 成像技术,准确地到达常规纤维支气管镜无法到达的周围性肺部病变组织,获取病变组织的同时可进行染色定位,提供精准确切的手术切除范围。该技术具有定位精确、无射线辐射伤害、使用方便、无需使用造影剂等优点,但需要 ENB 导航系统,而该系统费用以及操作所需耗材相对较昂贵,尚未能普及大规模使用[20-21]。(3)解剖标志物定位法。术前与术中根据解剖结构和胸部 CT 图像,大致确定结节所在肺段,并根据该肺段与胸壁、肺门相对固定的结构关系进行定位。该法简单、经济、实用,但术前 CT 为充气状态肺组织,术中肺组织萎陷后位置发生变化,以及周围相对固定的结构,受患者体位、呼吸影响较大,对外科医生要求较高,定位失败风险高[18, 22]。(4)术中超声定位[23]、触觉压力感应定位[24]、3D 打印导板辅助定位[25]等定位方法。如术中超声定位为术中超声探头探测病灶位置,但肺组织无法实现完全萎陷,组织充气干扰超声成像,同时以 GGO 为主的结节以及位置较深结节均无法取得满意效果。可见各种定位方法均有其优缺点和一定的适用范围。

而术前 3D-CTBA 是指通过软件将肺部连续薄层 CT 的影像资料进行三维重建,整理并还原 3D 立体几何图像,还原真实的肺动脉、静脉、支气管走行,以及与结节的解剖位置关系,同时根据段间血管进行肺段分割,并按不同颜色标记区分,临床医生使用软件对重建图像旋转观察,立体、多角度审视判断,从而可以全面、直观、准确、客观地展示肺结节情况,为术中定位结节提供“智能定位地图”。同时在精准定位基础上,明确结节所在肺段与段间平面的距离,预计切除范围,判断行单独肺段切除还是联合肺段切除,同时明确所在肺段血管、支气管是否标准,是否存在返支、升支、共干等变异,从而进行精准肺段切除术前规划和个性化的手术方案制定,选择最佳手术径路及操作过程,缩短手术时间,减小手术误损伤等[26-27]。本研究中,53 例患者术前完成 3D-CTBA,术中虽然有 5 例(9.4%)患者未找到结节,但经过反复比对,确认其中 4 例患者经过术前路径规划,部分实施联合肺段切除术,从而充分保障切缘,未行扩大切除术,术后标本固定后亦证实定位准确性,从而有效减少扩大肺段切除,最大程度保存健康肺组织。而术前未行 3D-CTBA 的 65 例患者,术中有 8 例(11.6%)未找到结节,特别术前二维 CT 图像显示靠近段间平面较近的患者,术中无法确认是否切除病变,为避免切缘距离不安全和漏切,不得不行扩大肺叶切除术,这一结果亦证实术前 3D-CTBA 有助于结节精准定位及合理手术规划,从而减少“漏切、多切、少切”等情况发生。

综上所述,解剖性肺段切除术是早期肺癌的推荐术式,而术前病灶精准定位和合理规划手术路径是其重点和难点。3D-CTBA 能够通过提供全面、直观、准确、客观病变情况及其空间结构关系,实现精准定位及合理手术路径规划,避免扩大切除,尽可能保留患者更多的正常肺功能,且不会延长手术时间、增加术中出血量以及术后并发症等,临床应用安全、有效,值得推广应用。相信随着三维重建技术及软件的不断更新换代和普及,及手术理念和技术的持续进步,3D-CTBA 将惠及更多患者,具有更广泛的临床应用前景。

利益冲突:无。

作者贡献:陶绍霖负责论文设计与实施、数据整理与分析、论文初稿撰写;康珀铭、蒋彬、沈诚为肺段切除第一助手,同时协助数据收集;李青元负责协助数据收集与统计分析;冯涌耕、方春抒、吴礼成负责病例纳入和排除,协助数据收集;王如文为胸腔镜肺段切除主刀,同时负责论文审阅;邓波为肺段切除主刀,同时负责论文审阅与修改;谭群友为机器人肺段切除主刀,同时负责研究的选题与设计、论文审阅与修改。

本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:guikequan@hmkx.cn
关键词:
定位,结节,切除

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