数字医学三维可视化在经皮微波消融治疗肺磨玻璃结节的临床研究

(山东医学高等专科学校附属医院，山东 临沂 276004)

目前，对肺部磨玻璃结节(Ground glass nodules，GGN)行消融治疗时，CT引导都是在2D图像下进行，医师不能完全掌握肿瘤消融的方向，在肿瘤紧邻多个脏器或血管的情况下存在较大风险，且肺部病灶穿刺易受到胸部肋骨影响，进针通道相对固定。因此，对肺内GGN的数字医学三维可视化处理尤为重要，同时也是难点之一，本研究进行了相关探讨。

1 资料和方法

1.1一般资料 选取2017年1月—2021年6月本院收治的47例肺GGN患者。纳入标准：结节性质偏恶性；直径<5 cm；无严重心肝肾疾病；年龄18-75岁。排除标准：不能接受微波消融者；碘过敏者；孕期及哺乳期妇女；精神病患者及无法配合研究者。将纳入患者按照随机数字表法分为两组。观察组：27例，其中男16例，女11例；年龄37-68岁，平均(53.37±13.14)岁；共27个病灶。对照组：20例，其中男12例，女8例；年龄41-73岁，平均(52.81±12.13)岁，共31个病灶。两组一般资料比较无统计学意义(P>0.05)。本研究获医院伦理委员会审准，所有患者或家属签署知情同意书。

1.2方法 两组患者术前均行增强CT和(或)穿刺活检证实肿瘤性质为偏恶性，均行微波消融治疗。观察组：采用Canon Aquilion ONE TSX-305A 320排640层螺旋CT，扫描参数：电压120 kV，电流70 MAS；层厚1.0 mm，层距1.0 mm，螺距1.24；软组织算法所获数据通过工作站行数字三维可视化重建。微波消融采用EC50型多功能微波手术治疗仪(亿高医疗公司)冷循环微波刀，功率60-80W，每个固化点加热时间10-15 min。手术步骤如下：①术前注射镇静药物，并进行心理疏导，通过数字三维可视化确定合适体位，选择合适肋间隙穿刺点，确定最优进针的路线、角度和深度，避开大的血管结构。②穿刺部位局部麻醉(2%利多卡因，5 mL)，嘱患者平静呼吸下屏气，将微波天线穿刺至预定肿瘤，再次行CT扫描并进行数字三维可视化处理，确定微波天线进入预定位置后连接外部的微波消融治疗系统、水循环冷却系统；③打开控制开关，根据设定好的方案进行治疗，一边微波消融，一边旋转针体，以防组织附着在针上面，同时用无菌生理盐水纱布湿敷进针孔，以防灼伤和烧伤，待消融结束，再以10W功率解离，同时进行拔针，防止出血；直径<3 cm的肿瘤进行单点固化；直径≥3 cm的肿瘤应根据肿瘤形状单点加热后改换穿刺方向，行多点固化；治疗中应对病变部位多次行多层螺旋CT扫描，依据病灶密度变化和范围的改变适当延长固化时间；④固化结束后，再次行CT扫描及三维可视化处理，观察病变及有无出血、气胸等急需处理的并发症。术后返回病房行心电监护及吸氧24 h。对照组：不通过工作站建立数字三维可视化，其他同观察组。

1.3指标评定 病变大小：于术后第2、4周及第3、6个月行CT增强扫描，评定病灶变化。疗效：完全缓解(CR)，所有目标病灶动脉期增强显影均消失；部分缓解(PR)，目标病灶(动脉期增强显影)直径总和缩小≥30%；病灶稳定(SD)，缩小未达PR或增加未到PD；病变进展(PD)，目标病灶(动脉期增强显影)直径总和增加≥20%或出现新病灶。

2 结果

2.1两组临床疗效比较 术后3个月，观察组：27例患者中(27个结节)，CR 9个，PR 17个，SD 1个，结节缓解率为96.30%；对照组：20例患者中，31个结节，其中CR 4个，PR 18个，SD 5个，PD 4个，结节缓解率为70.97%。两组缓解率比较有统计学意义(χ2=6.49，P=0.011)。典型病例见封三图1-4。

2.2两组治疗情况比较 观察组累积治疗时间多于对照组，单次治疗进针次数与对照组比较无统计学意义。见表1。

表1 两组治疗情况比较

2.3两组术中并发症比较 观察组：27例患者中，发生气胸2例，咯血和胸腔积液各1例，并发症发生率为11.11%(3/27)；对照组：20例患者中，发生气胸5例，咯血和胸腔积液各3例，发热1例，并发症发生率为35%(7/20)。两组并发症发生率比较有统计学意义(χ2=3.92，P=0.048)。

3 讨论

当前，肺GGN越来越常见，大约20%-30%切除者被发现伴有多个其他较小的肺内GGN[1]。而通过筛查发现的多发GGN是否需外科治疗也没有建立标准。这可能是由多种因素造成的，如：①当病变较深和较小时，难以准确定位和触诊到；②外科干预前无法获取每个GGN的病理标本；③用于治疗分散在同侧或对侧多个肺叶病变的各种手术方法(楔形切除术、肺段切除术或肺叶切除术)最佳组合非常复杂，以及患者因高龄和/或心肺功能差而不能接受单次或多次手术[2-3]。对此，CT引导下经皮微波消融是一种外科手术替代性治疗方法，具有并发症少、侵袭小、耐受性好、重复性好、病理独立性强、恢复快等优点。

在GGN为主的病变中，肺泡腔由细胞和液体组成，并含有大量的空气。与实性结节相比，含气GGN的高阻抗和低导电率可能会阻碍RFA中的热扩散，并降低GGN的局部控制。与射频消融相比，微波通过充满空气的肺部有效传播，具有产热快、对组织类型不敏感、多天线协同作用等优点，可确保更高的局部控制率[4]。本研究主要对肺GGN术前行数字化解剖影像学评估，模拟其消融、消融术后评估和术中实时导航、预后评判等。数字化影像学评估主要包括对肺动脉、肺静脉、支气管及肋骨的解剖学评估，对病灶分布的评估，对病灶与周围重要脉管毗邻关系的评估[5]。模拟微波消融治疗肺GGN是基于肺部的解剖基础，并针对病变的性质确定微波消融治疗策略[6]，通过数字医学三维可视化准确评估病变的位置与范围以及病变与周围肋骨的毗邻关系，在术前可实现根据胸部肋骨及肺部血管精准解剖肺GGN模拟消融治疗，并对术中可能遭遇的困难情况有所准备，可显著提高微波消融治疗肺GGN的安全性和精准性；同时要保证预留肺部动静脉及主支气管的重要脉管结构完整，避免大范围的缺血或淤血。结果表明：观察组结节缓解率、累积治疗时间高于对照组，并发症发生率低于对照组，单次治疗进针次数与对照组比较无统计学意义。

综上所述，本研究将数字医学、现代影像学、电脑图像处理、计算医学、现代临床解剖学和外科学融合在一起，可为肺GGN患者提供个体化解剖形态学依据，实现个性化精准微波消融医疗，不仅弥补新技术对于临床微波消融指导的空白，还可适当用于临床教学，让年轻医师更好地理解解剖结构，为其创造模拟训练机会，通过螺旋CT数字化三维技术建立的图像可用于培训并加强青年医师的微波消融治疗技能，其应用空间广泛。随着该技术的不断成熟，将从根本上改变延续了近百年的治疗与教学模式，也从深层影响了现代诊疗的方方面面。