胸腔镜肺段切除术前采用3D-CTBA模拟对提高手术安全性和有效性的价值

杨 冉 韩金利 侯建彬 耿明飞

肺癌患者中80%以上为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)，NSCLC癌细胞增殖慢，肿瘤扩散较晚，但早期症状不明显，大多数NSCLC患者确诊时已经处于中晚期，死亡率较高[1-3]。随着人们健康意识的提高和低剂量计算机断层扫描(computed tomography, CT)技术的发展，早期NSCLC检出率提高，及时治疗有利于改善NSCLC患者预后[4-6]。肺段切除术是治疗NSCLC的外科手术方法之一，在保留正常肺组织的同时切除了病灶肺段，对肺功能的影响较小，但因肺部解剖结构复杂，肺段切除术对病灶的精准治疗存在一定局限性[7-9]。三维CT支气管血管成像(three-dimensional computed tomography-bronchography and angiography, 3D-CTBA)技术的优势是通过三维立体图像清晰显示支气管、肺动静脉解剖结构，帮助医师精确定位病灶，术前应用3D-CTBA模拟可以减少术中操作失误和组织损伤[10-11]。因此越来越多临床医师倾向于应用3D-CTBA技术辅助治疗NSCLC，本研究应用3D-CTBA技术对NSCLC患者术前进行模拟，并对NSCLC患者胸腔镜肺段切除术的手术安全性和有效性进行观察。报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择安阳市肿瘤医院2018年6月至2020年7月期间收治的104例行胸腔镜肺段切除术的NSCLC患者作为研究对象，使用随机数字表法将患者分为模拟组和常规组，各52例。纳入标准：①年龄40～75岁；②病理活检明确诊断为NSCLC[12]；③心肺功能评估能耐受肺段或肺叶切除；④TNM分期为T1N0M0[13]；⑤符合胸腔镜手术适应证；⑥患者及家属对本研究充分知情并自愿签署相关知情同意书。排除标准：①开胸手术史；②既往胸膜粘连相关疾病；③合并严重心肺功能及凝血功能障碍；④术中因解剖结构识别错误而更换治疗方案；⑤患者资料缺失；⑥拒绝参与本研究，依从性差。两组患者基线资料差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。本研究方案经安阳市肿瘤医院医学伦理委员会研究决定批准后实施，院(伦)批[2017] 27号。

表1 两组患者基线资料比较

1.2 治疗方法

1.2.1 常规组 常规组行胸腔镜肺段切除术。患者全身麻醉，双腔气管插管，全身麻醉成功后转至健侧90°卧位。手术切口采用三孔法。于腋中线第7或第8肋间做1.5 cm长切口作为胸腔镜观察孔，将腋前线第4肋间切口作为主操作孔。在第7肋间隙之间做一个长约2 cm的切口作为辅助操作孔。在手术过程中，使用二维胸腔镜系统进行成像。术前行胸部薄层CT，根据CT扫描图像确定结节位置。在手术过程中，探查和分离病变所在的肺叶，进一步明确结节所在肺段后，采用“肺膨胀-萎陷法”确定肺段交界，使用切割缝合器离断段间交界面，将病灶所在肺段完整切除。术中取N1和N2组淋巴结采样做冷冻切片检查。留置胸腔引流管1根。

1.2.2 模拟组 术前3D-CTBA规划行胸腔镜肺段切除术。术前3D-CTBA模拟[7]：①胸部CT平扫+增强检查。患者取仰卧位，使用64层螺旋CT从胸廓至横膈膜水平连续扫描。注射造影剂后30 s进行肺动脉扫描，肺动脉扫描后30～35 s进行肺静脉扫描。扫描参数为层厚1.0 mm，重建间隔0.5 mm，矩阵512×512，管电压120 kV，管电流250 mAs。胸部CT平扫+增强检查的CT断层扫描二维影像信息以DICOM格式输出并导入移动硬盘。见图1。②图像处理。使用Mimics 21.0软件，导入原始断层图像后，软件自动计算并生成冠状位和矢状位图像。见图2。③重建气道。选择“气管-支气管”进行描绘，重建完成后，观察主支气管是否缺失，若有缺失，点击两点自动补充。④重建动静脉。点击New Mask按钮，设置阈值并选择合适的窗口，点击Split Mask按钮，进行初始分割，画出需要保留的部分，使用Split Mask功能区分动静脉。⑤结节重建。点击Analyze功能中的Sphere(球体)按钮，移动到二维图片，点击结节最大直径的左右两点生成球形。⑥分割肺叶肺段。点击New Centerline Laber按钮重建气管中心线，通过segment lang and log功能自动分割肺叶，点击Cut Through Points按钮对肺段进行分割。⑦分析图像。调整各部分的透明度，观察结节处于肺段哪个位置，确定切除范围。见图2。

注：CT检查显示为亚实性小结节。

注：A，3D-CTBA模拟肺结节所在肺段；B，3D-CTBA显示肺结节与肺动脉的关系；C，3D-CTBA显示肺结节与肺静脉的关系；D，3D-CTBA显示肺结节与支气管的关系。

手术方式同常规组。在分离动脉时，尽量沿血管鞘游离，分离支气管时，可沿气管表面行钝性、锐性结合的分离方式。参考肺部三维重建及术前规划，在手术过程中将3D重建图像放置于胸腔镜显示器旁边，反复确认实际解剖结构和3D重建解剖图像，以便准确判断出结节的位置。

1.3 观察指标 ①手术切除情况。根据切除肺段的难易程度，将手术分为简单肺段切除和复杂肺段切除。比较两组患者手术过程中的肺段切除部位来评估手术精确性。根据手术过程分为简单切除和复杂切除，简单切除为直接切除肺叶，复杂切除需从肺叶里解剖出肺段。②围术期指标。记录并比较两组患者的手术时间、术中出血量、闭合器使用数量、淋巴结清扫数、术后引流量、胸腔引流管拔除时间和术后住院时间。③肺功能。用肺功能测试仪(德国Jaeger)检测两组患者，手术前后肺功能指标，包括用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、第一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in the first second, FEV1)、最大呼气峰值流速(peak expiratory flow, PEF)、每分钟最大通气量(maximal voluntary ventilation, MVV)和肺一氧化碳弥散因子(transfer factor for carbon monoxide, TLCO)占预计值的百分比。④手术并发症。通过定期访视、电话进行随访，随访时间截止至2021年9月，随访两组患者肺部感染、咯血、心律失常、肺漏气等并发症发生情况，发生率=并发症例数/患者例数×100%。

2 结果

2.1 两组患者手术切除部位比较 两组患者肺段切除部位集中于肺上叶及下叶背段，模拟组左、右肺肺段简单切除部位少于常规组(P<0.05)，复杂切除部位多于常规组(P<0.05)。见表2。

表2 两组患者手术切除部位比较

2.2 两组患者围术期指标比较 模拟组手术时间、胸腔引流管拔除时间、术后住院时间短于常规组(P<0.05)，术中出血量、术后引流量少于常规组(P<0.05)，淋巴结清扫数多于常规组(P<0.05)，闭合器使用数量组间差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 两组患者围术期指标比较

2.3 两组患者肺功能比较 两组患者术前FVC、FEV1、PEF、MVV、TLCO差异无统计学意义(P>0.05)，术后模拟组FVC、FEV1、MVV、TLCO高于常规组(P<0.05)，两组PEF差异无统计学意义(P>0.05)，术前术后的差值均低于常规组(P<0.05)。见表4。

表4 两组患者肺功能比较

2.4 两组患者手术并发症比较 术后两组患者肺部感染、咯血、心律失常、肺漏气等并发症发生率差异无统计学意义(P>0.05)，模拟组并发症发生率为13.46%(7/52)，常规组并发症发生率为30.76%(16/52)，模拟组并发症发生率低于常规组(χ2=4.522，P=0.033)。见表5。

表5 两组患者的手术并发症比较 [例(%)]

3 讨论

外科手术是治疗早期肺癌的首选手段，尤其是对于早期NSCLC患者而言，治疗效果显著[14]。随着我国老龄化社会的到来，老年NSCLC患者比例逐年上升，并且大部分老年人身体功能开始渐渐衰退，心肺功能较差，加之手术需要进行肺部大血管的解剖和离断，风险较大，可能会再次加重患者的身体负担，因此相较于传统的肺叶切除术，胸腔镜肺段切除术适用于心肺功能不全的NSCLC患者[15-16]。随着数字医学影像技术的发展，3D-CTBA手术规划逐渐应用于胸腔镜肺段切除术中，行3D-CTBA不仅能看清血管的走行，提示支气管和肺静脉的位置，还能发现血管变异情况，术前进行3D-CTBA模拟对精准切除病变肺段有重要作用[17-18]。何勇等[19]对30例早期NSCLC患者进行胸腔镜下肺段切除术，临床效果满意。

本研究采用3D-CTBA术前模拟指导胸腔镜肺段切除术，观察肺段肺结节或磨玻璃影及其与相邻肺段支气管、动静脉等解剖结构的关系，选择最优化的手术入路，两组患者均在胸腔镜下顺利完成，无中转开胸手术患者。

两组患者肺段切除部位多位于肺上叶及下叶背段，模拟组行简单切除的左、右肺肺段切除部位少于常规组，模拟组行复杂切除的左、右肺肺段切除部位多于常规组，3D-CTBA术前模拟帮助医师提前预设了手术方案，可以对病灶进行更准确、更复杂的切除，而胸腔镜受到解剖结构的限制，视角有限，主刀医师需要考虑肿瘤与支气管和肺动静脉的位置，有多切、误切风险，因此对于解剖结构较复杂的节段常规组切除率低于模拟组，提示了在胸腔镜肺段切除术前进行3D-CTBA模拟有助于术中切除早期NSCLC患者体内更复杂的病灶。

本研究对两组术式的可行性进行分析，结果显示模拟组手术时间、胸管拔除时间和术后住院时间均短于常规组，术中出血量、术后引流量均少于常规组，淋巴结清扫数差异无统计学意义，经3D-CTBA术前模拟的胸腔镜肺段切除术可以减少早期NSCLC患者手术时间和住院时间，降低患者的出血量和引流量，对患者创伤相对较小，与单一波等[20]研究结果相似，提示3D-CTBA有助于医师制定最佳手术方案，减少了术中寻找病灶的时间，对患者损伤小。

本研究对两组患者术后的肺功能进行比较，发现术后模拟组FVC、FEV1、MVV、TLCO均高于常规组，PEF差异无统计学意义，提示早期NSCLC患者应用3D-CTBA术前模拟可减少对患者肺功能的损伤。张艳娇等[21]曾报道应用胸腔镜肺段切除术的肺癌患者较应用胸腔镜肺叶切除术、开胸肺叶切除术的患者肺功能损伤程度更低。应用3D-CTBA模拟的既能保证手术根治性又保留了更多正常肺组织，因此，3D-CTBA模拟下的胸腔镜肺段切除术利于患者术后肺功能恢复。本研究两组患者并发症情况进行比较，发现模拟组总并发症发生率低于常规组，提示早期NSCLC患者在术前经3D-CTBA模拟后行胸腔镜肺段切除术可以降低术后并发症，使用3D-CTBA可使患者的手术切除范围更小，切除部位更精准，最大限度的降低了患者术后出现并发症的风险。本研究仍有不足之处，首先，样本量偏小，研究结果可能存在偏倚，其次，随访时间并不长，对远期疗效的评估缺少准确性，拟在下一步工作中增加样本量，积累3D-CTBA模拟的研究经验，并拓展3D-CTBA的使用范围，不局限于NSCLC患者，为胸外科手术提供参考。

综上所述，相较胸腔镜肺段切除术，术前采用3D-CTBA模拟可以提高早期NSCLC患者疗效，减轻对肺功能的影响，手术安全性良好，术后并发症较少，具有一定推广价值。