三维影像重建支气管、血管引导胸腔镜精准肺段、肺亚段切除段间区域结节的策略探讨*

李波，王宜主，胡彬，杨晓军，杨晓樽，庄翔，谢天鹏，陈诚，魏圆，周鹏

611930成都，彭州市人民医院 胸外科(李波、陈诚、魏圆)；230088合肥，安徽紫薇帝星数字科技有限公司(王宜主)； 610041成都，四川省肿瘤医院·研究所，四川省癌症防治中心,电子科技大学医学院(李波、胡彬、杨晓军、杨晓樽、庄翔，谢天鹏、周鹏)

随着低剂量螺旋CT肺结节筛查的广泛应用，以磨玻璃结节(ground glass opacity，GGO)为主的肺小结节就诊病例逐年上升[1]。肺结节位于肺段的中心区域，解剖性肺段切除术可以确保肿瘤切除达到安全边距的要求。肺结节可生长于肺组织的任何部位[2]。结节位于肺段的边缘，或位于相邻肺段之间，被一些专家称为“肺段间结节”[3-5]。现有影像技术手段尚无法清晰准确界定段间界限，根据支气管树分段原理，在相邻支气管树之间肺组织区域视为段间区域。肺结节位于段间区域，单一肺段切除无法达到安全边界。肺段切除术扩大楔形切除术常用于处理段间结节[3-4]，即在切除肺段的基础上跨越段间交界，扩大边界做相邻肺段部分楔形切除术。确保结节切除和安全边界恰恰依靠的是扩大楔形切除的一小部分区域。以段间区域肺结节为中心，精准解剖切除相邻两个亚段，联合亚段切除术(combined subsegmentectomy，CSS)、 肺段联合亚段切除术(segmentectomy combined with subsegmentectomy，SCS)和联合肺段(combined segmentectomy，CS)切除术等技术可能是即达到准确定位切除又确保安全边距的理想手术方式。本研究探讨利用结节三维影像定位、安全边距预估、三维影像重建支气管、血管(three-dimensional computed tomography bronchography and angiography，3D-CTBA)解剖构象综合设计选择应用肺亚段、肺段切除技术，分析早期临床结果，评价其可行性，安全性。

1 临床资料和方法

1.1 临床资料

回顾性分析四川省肿瘤医院胸外科中心2017年10月～2019年4月26例段间区域肺结节患者临床资料。 纳入标准：段间区域肺结节，直径≤20mm， GGO成分≥50%。段间区域肺结节的定义标准：根据术前CT及三维重建影像，结节位于相邻肺段，支气管树边缘区域，包括肺结节与相邻段间静脉的最近距离≤肺结节直径[3-5]。左肺上叶尖后段，左肺下叶前内基底段各视为单一肺段，其左肺上叶尖/后段间、左肺下叶前/内基底段间结节未纳入本研究；右肺中叶结节处理手术方案为楔形切除术或中叶切除术未纳入本次研究。如切缘宽度<肿瘤直径，须扩大切缘直至肺叶切除。肺结节的病理诊断为腺上皮异常增生(atypical adenomatous hyperplasia,AAH)、原位腺癌(adenocarcinoma in situ,AIS)、原位腺癌伴微浸润(minimally invasive adenocarcinoma,MIA)、浸润性腺癌(invasive adenocarcinoma，IA)以及良性病变。

1.2 方法

1.2.1 三维重建影像设计手术 患者术前接受增强CT扫描，在注射造影剂后约16～20秒对患者进行扫描。扫描范围定义为从胸腔入口平面到膈平面。扫描层厚0.6mm，重建层厚1mm。采集胸部CT图像的Dicom数据，将数据导入三维可视化医学诊断图像处理软件中，对数据进行分析、计算、分割、渲染等操作，从而对结节、支气管、血管等目标形态、空间位置等进行描述和解释，并直观、准确、快捷地将目标从视觉上分离出来，软件依据支气管和血管的走行，自动化进行肺分叶，分段/亚段，同时对肺部结节进行三维空间精准定位，为术前病情评估、手术方案的个体化规划、手术入路选择提供参考方案[6-7]。

结节定位：肺结节位置浅表邻近胸膜，尤其是位于两段或三段之间的肺结节，可考虑术中探查可触及的浅表结节在确保安全边距的情况下楔形切除术。肺结节位置深邻近叶支气管，或者在三段之间可能需要肺叶切除术才能完整切除肺结节。

安全边距预估：通过软件设置以结节三维径线整体外扩延长2cm,显示结节扩大后的不规则球体，视为虚拟结节切除的安全边距。手术切除范围设计根据相邻肺段/肺亚段联合切除完全涵盖虚拟安全边距不规则球体[8]。

3D-CTBA血管、支气管解剖构象：亚段切除设计，CSS或SCS需要相对独立的易于解剖识别的亚段支气管和动脉解剖构象条件。CS设计主要涉及：亚段支气管、血管过于细小；在段支气管、血管远端才发出亚段分支； 3D-CTBA对亚段支气管、血管结构显示欠佳；亚段体积小不能确保安全距离；部分病例有可利用的相邻段共干支气管、动脉等解剖构象。

1.2.2 手术方法及评价指标 所有患者行全身麻醉，双腔气管插管，健侧卧位，术中健侧肺通气。3D图像可以显示在:笔记本电脑、ipad、智能手机、融合现实(mixed reality, MR)等设备上带入手术室术中实时引导，将虚拟3D-CTBA和现实的术中肺段、血管、支气管解剖结构进行对比辨认(图1)。精准离断靶段、靶亚段支气管、肺动脉和走入靶段内的肺静脉分支，然后采用“膨胀/萎陷法”[5,7，9]，精确判断肺段、肺亚段边界。离断靶支气管血管后，术侧肺纯氧通气，全肺膨胀后在健侧单肺通气，等待10～15min，待肺循环带走健肺组织肺泡内氧气，健肺完全萎陷，靶段、靶亚段因为离断的支气管和血管，残留氧气保持肺组织膨胀，出现不再移位的膨胀/萎陷交界线，即为靶肺组织与健肺组织间交界。肺段、亚段中央区域，提起靶肺组织远端支气管断端，用电钩、超声刀或剪刀钝锐结合沿着相邻健肺组织支气管，血管及特别是肺静脉表面向远端分离靶肺组织，清晰解剖让靶肺组织远离，从而保护健肺支气管血管。肺段、亚段周围区域，沿着膨胀/萎陷交界线，由浅入深，由外周向中央区域采用电钩、超声刀进行交界断面游离，适当凝闭断面肺泡、小血管防止漏气、出血[10-11]。外周区域断面逐渐与中央区域断面会师，血管、支气管交通区域采用结扎离断或切割缝合器离断。胸腔注入温灭菌水测漏。双肺通气，漏气、出血采取补充凝闭肺泡、小血管或缝扎等措施(图2)。

图1 三维影像重建影像显示设备

Figure1.Three-dimensionalcomputedtomographybronchographyandangiographydisplayers

A. A surgeon wore mixed reality (MR) glasses; B. Virtual reality stereoscopic anatomy of bronchi and vessels displayed in an operation room though MR glasses; C. A three-dimensional image displayed on a smartphone.

图2 三维重建影像引导胸腔镜肺段联合亚段切除术

Figure2.Three-DimensionalComputedTomographyBronchographyandAngiography(3D-CTBA)-GuidedThoracoscopicSegmentectomyCombinedwithSubsegmentectomy

A. A CT image shows a ground-glass opacity (GGO); B. 3D-CTBA simulation shows that the nodule locates in the intersegmental area, and segmentectomy combined with subsegmentectomy can cover the safe margin of the nodule; C. The inflation-deflation method reveals target areas are identical to preoperative simulation; D. The precise incisal edge and stumps of bronchi and vessels.

S1: Apical segment; S2: Posterior segment; S3a: A-subsegment of anterior segment; S3b: B-subsegment of anterior segment; A3a: Artery of a-subsegment of anterior segment; B3a: Bronchus of a-subsegment of anterior segment; A2: Artery of posterior segment; B2: Bronchus of posterior; The red dotted circle locates the GGO.

本组病例术中肺段标本均行冰冻切片检查，AAH、AIS、MIA病例行N1、N2淋巴结采样[12-14]。IA扩大行胸腔镜肺叶切除术+系统性淋巴结切除。统计入选病例的术前规划和具体术式，结节直径,结节距胸膜深度,手术时间，术中出血，胸腔引流管留置时间，术后住院时间，并发症等围手术期指标。

2 结 果

结节定位准确，切缘安全，在手术标本中都得到确认。段间区域结节所在位置，覆盖结节安全边距的肺段/肺亚段范围，实施手术方式情况见表1。CSS 5例，SCS 6 例，CS 8 例。1例RS1+3和1例RS1+2a+3b肺结节病例分别因肺裂发育差，段支气管、血管结构解剖困难和钙化淋巴结致密粘连导致段支气管、血管解剖困难直接行肺叶切除术，1例RS1+3结节，深度 33 mm和1例LS6+7+8的结节，深度 35 mm,结节邻近叶支气管直接行肺叶切除术。3例楔形切除结节其位置位于相邻3个肺段/亚段交界，且邻近胸膜，术中扪诊确认后行楔形切除术并等待病理结果。术中冰冻病理肺结节诊断为腺癌，其中1例*RS2a+3a，1例*RS6+8a, 1例*LS6+9a；1例LS6+9a+10的结节楔形切除术继续扩大行肺叶切除术。纳入病例中成功采用肺段/亚段切除技术19例(73.08%),术中精准切除范围与3D-CTBA结节位置和肺段/亚段覆盖结节安全边距的规划一致的有16例(84.21%)。全组临床特征和围术期临床资料见表2。结节直径(9.38±2.89)mm,结节距胸膜深度(17.12±9.84)mm,手术时间(150．58±36．62)min，术中出血50(20(200)mL，无中转开胸手术病例。切除淋巴结均未查见肿瘤。胸腔引流管留置时间(3．23±1．47)天,术后住院时间(5.15±1.28)天。2例患者术后因为肺漏气胸腔引流管引流≥7天；4例患者术后出现少量痰中带血，无大咯血病例，予肾上腺色腙片口服对症治疗，术后3～4天痰血减少；阵发性室上性心动过速1例，房颤1例，均经过胺碘酮注射液治疗转复为窦性心律。无重大并发症及术后30天内死亡病例。

表1 段间区域结节位置，覆盖安全边距的范围和手术方式(n=例数)

Table 1. Location of Intersegmental Nodules, Range of Safe Margins and Procedures (N=Number of Cases)

Location of intersegmen-tal nodulesRange of safe marginsProcedure Added lobec-tomy in IA casesRS1/2RS1+2∗RS1+2 (2)RS2/3RS2a+3a∗RS2a+3a (1) RUL RS2a+3b∗RS2a+3b (1) RS1/3RS1+3RUL (2)RS1/2/3RS1+2a+3bRUL (1)RS1+2b+3a∗RS1+2b+3a (1)RS1+2+3bWR (1)RS6/8RS6+8∗RS6+8 (1)RS6+8a∗RS6+8a (2)RLL (1)RS6/10RS6+10a∗RS6+10 (1)RS6b+10∗RS6b+10 (1)RS8/9RS8a+9a∗RS8a+9a (1)RS8b+9b∗RS8+9 (1)RS6/9/10RS6+9+10 WR (1)LS1/3LS1+2+3∗LS1+2+3 (1)LS3/4LS3+4∗LS3+4+5 (1)LS6/8LS6+8a∗LS6+8a (1)LS6/9LS6+9a∗LS6+9a (1)LLL LS8/9LS8a+9a∗LS8a+9a (1)LS9/10LS9a+10a∗LS9a+10a (1)LS9b+10b∗LS9+10 (1)LS6/7/8LS6+7+8LLL (1)LS6/9/10LS6+9a+10WR (1)LLL

1: Apical segment; 2: Posterior segment; 3: Anterior segment; 4: Superior lingular segment; 5: Inferior lingular segment; 6: Dorsal segment; 7: Medial basal segement; 8: Anterior basal segement; 9: Lateral basal segement; 10: Posterior basal segement; a: A-subsegment; b: B-subsegment; IA: Invasive adenocarcinoma; LLL: Left lower lobectomy; LS: Left segment; RLL: Right lower lobectomy; RS: Right segment; RUL: Right upper lobectomy; WR: Wedge resection; /: Intersegmental area; +: Multiple segmentectomy or subsegmentectomy; *: Sublobectomy in real procedure.

表2 临床特征和围术期指标

Table 2. Clinical Characteristics and Perioperative Indicators

VariableValueAge (y/o)49.88±9.68Gender (n) Male 11 Female15Nodule size (mm)9.38±2.89Depth of lesion (mm)17.12±9.84Pathology (n) Benign3 AAH2 AIS6 MIA10 IA5Operation time (min)150.58±36.62Intraoperative bleeding volume (mL)50 (20-200)Amount of time chest tubes remains (d)(3.23±1.47)Postoperative length of stay (d)(5.15±1.28)

AAH: Atypical adenomatous hyperplasia; AIS: Adenocarcinoma in situ; MIA: Minimally invasive adenocarcinoma; IA: Invasive adenocarcinoma

3 讨 论

肺段间区域结节约占肺结节的30%[2]。段间界限难以在二维CT图像上精确区分，位于段间区域的肺结节，也难以通过二维影像精确定位肺结节肺段归属。3D-CTBA重建肺血管、支气管和肺结节，通过肺段/肺亚段支气管树和结节的三维空间位置关系准确定位划分肺结节肺段归属[5,15]。同时段间静脉行走于相邻肺段之间，收纳相邻肺段的静脉血，是肺段间交界的天然解剖标志[16]。本研究关注于肺段区域结节而非精确认定结节位于相邻肺段分界线，基于目前影像技术无法精确认定段间界限和适当扩大目标区域确保手术安全切缘的考虑[8]。

肺段、亚段切除解剖复杂，术前通过3D-CTBA寻找易于解剖和识别的亚段支气管和动脉，设计CSS或SCS手术。亚段支气管、血管过于纤细，亚段体积太小，在段支气管、血管远端较远行程后才发出的亚段分支，或亚段支气管、血管显示不佳等情况下需应采用CS确保结节切除和安全边距。本组病例借助3D-CTBA引导肺段/亚段切除技术应用较为成功，总结应用特点如下：(1)5例CSS和6例SCS手术设计和术中解剖利用到了右肺上叶后段、前段、下叶基底段，亚段分支角度大，解剖较为独立，支气管和动脉伴行良好的亚段解剖构象；(2)RS8b+9b,LS9b+10b的病例，下叶基底段向基底方向发出的亚段，解剖亚段支气管行程远，动静脉交错结构复杂，直接利用相邻段的共干支气管、血管设计实施CS；(3)右肺上叶尖段的亚段支气管、血管分支沿纵轴并行，解剖角度小本组病例无尖亚段解剖病例；(4)左肺上叶尖后段共干，亚段支气管纤细，本组病例设计为固有段切除；(5)左肺舌段狭长，LS4覆盖范围受限，LS3+4的结节行*LS3+4+5更为安全和简捷； (6)背段体积小，其亚段支气管迂曲，亚段分布区域不易确定，往往利用背段支气管、血管容易识别的特点直接做背段切除，同时利用背段支气管、血管的标志和定位作用引导进一步联合肺段/亚段解剖识别。本组也利用1例双支背段支气管的解剖变异设计并实施*RS6b+10。

解剖性肺段/亚段切除术，肺叶切除术，楔形切除术处理段间区域结节的选择考量：(1)解剖性肺段/亚段切除术切缘、肿瘤学疗效优于楔形切除术[13-14]。精准离断支气管、肺动脉，保留段间静脉，不影响剩余肺段/亚段的静脉回流，肺组织生理接近正常，CSS保留的肺组织更有效发挥功能[17]，精准解剖肺段/亚段切除术基本避免了因肺静脉回流受阻淤血引起的咯血。在精准解剖离断肺段/亚段支气管、血管的基础上膨胀/萎陷得到精准的段间/亚段间平面，沿交界平面电凝切割为主的解剖产生的断面更接近于段间/亚段间的自然交界，是达到精准定位切除和确保安全切缘较为可靠和理想的方式。电凝断面术后快速康复，并没有增加肺漏气和出血的比例[11-12]。安全边距质控：肿瘤病例确保肺段标本切缘宽度≥2cm，或≥肿瘤直径[18]；(2)对于胸膜下肺结节，3段或多段交界，CSS和CS不及楔形切除术简便，结节表浅楔形切除术完全可获得足够的切缘宽度；(3)对于肺实质深部的结节，考虑多段联合的CSS和CS手术过于复杂;邻近叶支气管的结节安全边距的确保;术中肺裂发育差，淋巴结钙化粘连肺段/亚段解剖困难以及腺癌病例的扩大手术等因素需选择肺叶切除术。

综上所述，段间区域结节处理需要从结节三维定位，覆盖安全边距的最佳切除范围，肺段/亚段支气管、血管解剖构象等因素综合计划实施亚段/肺段切除技术，肺叶切除术和楔形切除术。3D-CTBA引导精准解剖胸腔镜肺段/亚段切除技术，结节定位切除可靠，即确保了安全边距，又节省了肺组织，是处理段间区域结节较为理想的手术方式。下一步研究中，我们将对这些段间区域结节手术病例进行长期随访评估疗效，以期更全面地评价这些手术措施的临床价值。

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