“肺表面段间比例标志”用于肺段切除术段间平面识别的初步验证

2021
11/23

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华西医院胸心外科杂志
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“肺表面段间比例标志”方法是一种可行的准确识别段间平面的方法。

摘要

目的  验证本中心前期开发的“肺表面段间比例标志”在肺段切除术中用于段间平面识别的可行性和准确性。

方法  前瞻性纳入2021年9~10月于四川大学华西医院胸外科及成都市第三人民医院胸外科行胸腔镜肺段切除术患者,以目前相对客观可行的静脉注射吲哚菁绿确定段间平面的方法作为对照标准,在手术中比较“肺表面段间比例标志”与静脉注射吲哚菁绿确定段间平面的一致性。在术中首先依据“肺段表面比例标志”制成的“可视化肺段表面标志模方”确定肺表面主要段间标志点,然后通过外周静脉注射12.5 mg吲哚菁绿显示荧光显色平面。当用肺段表面标志确定的肺段标志点与吲哚菁绿荧光染色显示的段间界限之间的距离≤1cm时,判定为肺段表面标志确定的标志点与荧光显色段间平面一致。只要有一个标志点结果判定为一致,则认为采用该方法识别段间平面是可行和准确的。

结果  共纳入21例行胸腔镜肺段切除术患者。其中男5例、女16例,中位年龄55(34~76)岁。左侧手术11例;右侧手术10例。在21例肺段切除术中,应用肺段表面标志确定的段间标志点均至少有一个与吲哚菁绿荧光染色确定的段间平面是一致的。

结论 “肺表面段间比例标志”方法与吲哚菁绿荧光染色法对段间平面的识别一致,是一种可行的准确识别段间平面的方法。

正文

随着低剂量螺旋CT肺癌筛查的推广,越来越多的小结节肺癌被发现[1]。近年来的研究表明,小结节肺癌采用肺段切除术的远期效果不亚于标准的肺叶切除术[2-4],同时还保留了更多的肺功能[5],因而胸腔镜肺段切除术也逐渐成为近年来胸外科临床研究的热点。

胸腔镜肺段切除技术难度较高,在离断肺段支气管和段血管后如何精准地辨识段间平面,是肺段切除术的难点之一。由于同一肺叶的肺段组织融合在一起,肺表面没有可见的段间解剖性标志,因此很难判断各肺段间的交界面。目前临床常用的确定段间平面的方法包括“膨胀-萎陷”法[6]、静脉注射吲哚菁绿法[7]等,而静脉注射吲哚菁绿法是目前相对客观可行的确定段间平面方法[8]。我们前期利用三维影像重建技术,根据支气管树的走行和段间静脉的路径模拟重建肺段形态,对三维重建生成的肺段影像模型进行大数据测量,确定了各肺段边界点在肺表面的标志性点位,并分析测量数据得到段间标志点的数字化模型,从而获得具有普遍意义的“肺表面段间比例标志”[9]。该标志显示,虽然不同个体的肺段边界大小存在差异,但各肺段间交界点在肺表面的位置比例在人群中是基本恒定的[9]。我们进一步根据这个恒定比例制作“肺段表面标志模方”,将“肺表面段间比例标志”在模方上标注于其对应位置(图1)。该模方使无形的段间平面可视化,成为一种能够辅助外科医生在肺段切除术中简单快速辨识段间平面的新工具。

本研究在两个医疗中心前瞻性纳入胸腔镜肺段切除术患者,应用“肺表面段间比例标志”制成的可视化肺段表面标志模方确定多个主要段间标志点,并与目前相对客观可行的静脉注射吲哚菁绿荧光染色所显示的段间平面进行对比,旨在初步验证“肺表面段间比例标志”在肺段手术段间平面辨识中的可行性和准确性。

1   资料与方法

1.1   纳入和排除标准

前瞻性纳入2021年9~10月于四川大学华西医院胸外科及成都市第三人民医院胸外科行胸腔镜肺段切除术患者。纳入标准:(1)年龄为18~76岁;(2)行胸腔镜肺段切除术,包括单个肺段切除术、联合肺段切除术;(3)自愿参加研究并签署知情同意书。排除标准:(1)亚肺段切除术及次亚肺段切除术;(2)有广泛胸腔粘连;(3)血管变异导致术中判断困难;(4)既往肺切除手术史;(5)严重肺疾病,包括重度肺气肿、广泛肺大泡、严重肺纤维化及大面积陈旧性肺结核等可能导致肺表面形态及血流异常的疾病。剔除标准:(1)手术中改变术式;(2)术中血管处理不准确;(3)术中吲哚菁绿染色显示段间平面不明确。

1.2   标准操作流程

全身麻醉后双腔气管插管并单肺通气,采用荧光胸腔镜,行单孔或三孔胸腔镜肺段切除手术。进入胸腔后,待肺组织适当自然萎陷,对靶段所在肺叶的各边缘的长度进行测量,依据“肺表面段间比例标志”制成的可视化肺段表面标志模方确定段间的交界点后进行缝线标记,每个肺段至少有两个标记点。以左肺下叶背段在斜裂上的标记点为例(图2),我们首先在胸腔内用软质彩色条带贴合左肺下叶斜裂边缘,标示出斜裂的长度,然后在体外测量彩带实际长度数值并依据“肺表面段间比例标志”所示比例(斜裂全长的上2/5位置)确定背段与基底段在彩带上的交界点,再次将彩带放入胸腔,确定交界点在斜裂上的实际位置并缝线标记。按照该方法完成靶段所有段间交界点的标记后,再开始对段门结构进行解剖游离。当离断段血管和段支气管之后,通过外周静脉快速注射12.5 mg吲哚菁绿,并将胸腔镜系统切换至荧光模式,然后对荧光染色所显示的段间界限和依据“肺表面段间比例标志”所确定的标记点之间的相对位置进行测量,并采集图像资料(图3)。最后依据吲哚菁绿荧光染色显示的段间界线用切割缝合器进行段间平面的裁剪,完成肺段切除术。

1.3   结果判定

(1)每个段间标志点准确性判断:依据“肺表面段间比例标志”确定的肺段标志点,与吲哚菁绿荧光染色显示的段间界限之间的距离≤1 cm(图4),则认为该标志点与荧光染色所示平面吻合。

假设e点(空心圆圈)为吲哚菁绿荧光染色显示的尖段与后段在右肺上叶后缘的交界点;而e1或e2(实心圆圈)为“肺表面段间比例标志”确定的标志点,若e与e1或e2之间的距离≤1 cm,则结果判定为一致。

(2)“肺表面段间比例标志”方法的准确性和可行性判断:应用“肺表面段间比例标志”确定的某一肺段的所有段间标志点中,至少有一个标志点结果判定为一致,则认为该方法识别段间平面是准确可行的。

1.4   伦理审查

本研究中所涉及的干预措施不会给患者带来额外的创伤与经济负担,本研究已获四川大学华西医院生物医学伦理委员会批准(2021-1091)。

2   结果

本研究共完成胸腔镜肺段切除手术23例,剔除2例。剔除病例中,1例因为动脉血管处理不准确,导致术中吲哚菁绿染色所提示的界限与靶段明显不符;另1例患者在术中注射吲哚菁绿后荧光弥散较快,无法确定段间平面。最终纳入21例胸腔镜肺段切除术病例。其中男5例、女16例,中位年龄55(34~76)岁。左侧手术11例(固有段2例、尖后段3例、背段4例、后基底段1例、后外基底段联合切除1例),右侧手术10例(尖段3例、后段2例、背段3例、前基底段2例)。全部21例患者手术中应用“肺表面段间比例标志”确定的段间标志点均至少有一个与吲哚菁绿荧光染色确定的段间平面判定为一致,一致率为100.0%,且单个肺段所有标志点全部与荧光平面一致的病例为16例。本研究初步验证了“肺表面段间比例标志”方法用于肺段手术中段间平面识别是准确可行的。

本组病例中位手术时间98(50~130)min。术后仅1例患者因发热治疗10 d后康复出院,其余患者无明显术后并发症。胸腔引流管中位留置时间2(2~4)d,术后中位住院时间为3(3~10)d。术后病理结果均为腺癌,病理分期均为Ⅰa期。

3   讨论

肺段切除手术中,段间平面的准确显示或辨识是正确处理段间平面的前提,也是整个肺段切除手术的关键步骤之一。错误的段间平面可能导致靶段切除过多或过少,进而导致患者肺功能不必要的损失或出现咯血、肺实变、感染等术后并发症;另一方面,就早期肺癌的肺段切除手术而言,切缘的长度和术后局部复发关系密切[10],目前指南推荐应至少保证切缘>2 cm或>肿瘤直径[11],因此,按照术前规划准确显示并处理段间平面以保证足够的切缘尤为重要。

由于肺段之间在肺表面没有可见的解剖界限,临床上通常需要借助靶段和非靶段之间的差异显色或差异通气来确定段间平面所在的位置。近年来,最常用的差异显色法是在靶段动脉结扎后静脉注射吲哚菁绿,在荧光腔镜下确定段间平面的技术[7]。Misaki等[12-13]相继在比格犬模型和8例患者中首次报告了该技术的可行性和安全性,后续很多研究[8,14-16]报道了应用该技术识别段间平面的准确性达84.6%~100%。该技术具有直观、快速、操作相对简便和准确性高的优势,但其也有明显的应用局限性。首先,荧光腔镜设备费用昂贵,目前并非所有开展胸腔镜肺段手术的单位都有配备,所以在一定程度上限制了该方法的普遍应用。其次,靶段动脉的准确处理,是该方法成功实施的前提,但肺段手术中常常存在血管变异,而且意外离断非靶段动脉的分支的情况时有发生。虽然非靶段小动脉分支的离断并不会导致术后并发症,但据此所显示的荧光界限却不是靶段真正的段间平面。本研究中所剔除的1例患者也正是因为这个原因。另外,该方法的准确性有时间依赖性。一般情况下,注射吲哚菁绿之后15 s左右,肺表面即可出现荧光显影,但随着时间的延长,荧光显影的范围会逐步向靶段蔓延,导致界限不清。

“膨胀-萎陷”法是临床上广泛应用的通过靶段和非靶段差异通气来确定段间平面的方法。Tsubota等[17]于2000年首次报道了目前临床常用的改良“膨胀-萎陷”法。该方法是在靶段段门结构离断后,通过纯氧鼓肺,使全肺复张,然后对侧单肺通气等待非靶段的自然萎陷,而靶肺段由于支气管和血管均已离断,气体排出困难,便呈现出靶肺段膨胀、非靶肺段萎陷的状态,以此找到段间的界限。Wang等[18]利用改良的“膨胀-萎陷”法对539例肺段切除手术研究发现,确定段间平面成功率为98.7%。Kamiyoshihara等[19]于2007年报道了一种“butterfly needle method”识别段间平面,即肺叶充气后,夹闭或分离近端段支气管,再用蝴蝶针刺破靶段的段支气管使得靶肺段萎陷以此识别段间平面,成功率达到93.3%(14/15)。Oizumi等[20]于2014年报道了“slip-knot bronchial ligation”的方法识别段间平面,肺叶充气后,用套结结扎靶段支气管,造成靶段充气而其它肺段萎陷,以此明确段间平面,成功率达96%(141/147)。后续也还有一些零星关于使用差异通气原理来确定段间平面的报道[6,21]。综上不难看出,“膨胀-萎陷”法是临床上应用较广泛的识别段间平面的方法,但该方法也有其固有的缺陷:(1)由于肺泡间存在相互交通的“Kohn”孔,靶段和非靶段之间由于气体的扩散,段间界限可能并不准确;(2)对于合并肺气肿的患者,由于靶段或非靶段萎陷不理想,界限常常不明确;(3)在应用改良的“膨胀-萎陷”法时,等待肺的自然萎陷通常需要20 min左右的时间,会延长患者的手术和麻醉时间;(4)膨胀后的肺段会影响腔镜下操作的视野和空间,进而影响后续段间平面的裁剪。

另外,随着3D重建影像导航及虚拟现实等技术的发展,在医疗中也有应用于胸腔镜肺段手术的尝试。通过这些技术的辅助,术者可以在术前或术中了解肺段的精确结构,明确肺段间的界限,报道的准确性可达90%以上[22-24]。这些方法都存在实操技术难度大、设备和专业人员要求高以及费用高等问题,目前还只有小范围的应用。

本研究将“肺表面段间比例标志”确定的肺段标志点与静脉注射吲哚菁绿所显示的段间平面进行比较,初步验证显示“肺表面段间比例标志”方法与静脉注射吲哚菁绿方法是一致的。我们在临床研究及实际操作过程中发现:一方面吲哚菁绿荧光染色所示的段间界限通常是不规则锯齿状,并非规则的直线,且均伴有少许弥散;另一方面,考虑到切割缝合器自身约有1 cm的宽度,且裁剪段间平面时与实际界限之间还存在一定的偏差,故将“肺表面段间比例标志”与吲哚菁绿荧光染色所显示的段间平面之间的可接受距离差距界定为1 cm。在测量过程中,我们建议先使用软质彩色条带在胸腔内贴合需要测量的肺边缘,确定其长度后再将彩带牵出在体外测量具体长度,按“肺表面段间比例标志”计算长度比例并在彩带上标记或裁剪,再将标记或裁剪后的彩带置入胸腔贴合之前测量的肺边缘进行缝线标记。测量过程尽量在单肺通气但术侧肺适当塌陷且含气均匀时完成,此时肺的各边缘相对平整,便于准确测量其长度。本研究的方法是比例指标,适当的均匀肺塌陷对肺表面的比例关系影响不大。

另外,研究中作为参照标准的吲哚菁绿荧光染色法由于其自身的局限性,也并非判断段间平面的绝对标准。后续我们将开展更大样本的多中心前瞻性对照临床研究,结合具体患者特定肺段3D重建得出的段间平面,进一步对比验证“肺表面段间比例标志”识别段间平面的有效性。

综上,本研究初步验证发现“肺表面段间比例标志”方法和吲哚菁绿荧光染色法对段间平面识别效果相当,是一种能够将无形的段间平面可视化,操作简便且准确识别段间平面的方法。

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关键词:
段间,手术,肺表面,比例,标志

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