虚拟支气管镜导航在无症状浸润型肺结核诊断中的应用价值

李玲，王涛，陈红兵

中国人民解放军总医院第八医学中心 结核科四病区，北京 100091

引言

肺结核是严重危害人类健康的慢性传染病，被列为我国重大传染病之一，我国人口基数大，肺结核患者较多。《2017年全球结核病报告》指出：结核病仍然是全世界的主要传染病杀手，中国是全球结核病高负担国家之一，防控任务艰巨。其中，有相当一部分患者无症状，通过胸部CT检查初步诊断为疑似病例，影像学表现以浸润型居多，与肿瘤、肺炎相鉴别需要进一步靠分子生物学证据来支持诊断，故电子支气管镜检查（Electronic Bronchoscopy，EOB）留取支气管肺泡灌洗液行结核菌分子生物学检验便成为不可替代的获取生物学依据的重要手段。

虚拟支气管镜导航（Virtual Bronchoscopic Navigation，VBN）基于磁导航原理，利用体外磁场引导相应装置按照预定的路径达到目标位置从而实现诊断和治疗的目的，是一种新兴引导技术，基于患者胸部CT数据导入，3D重建支气管模型和主要的血管（主动脉与肺动脉）识别并选定标记至多8个病灶，自动计算出到达病灶的路径（最多3条）——实时图像与重建图像同步显示，图像实时匹配，目标病灶显示于图像中，指导操作，精准到达。本研究旨在应用VBN重建TB患者的三维支气管后行气管镜检查，并与单纯EOB比较，探讨VBN在浸润型肺结核早期诊断中的临床价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

患者均为2016年1月至2020年7月解放军总医院第八医学中心全军结核病研究所门诊就诊和住院患者，均行胸部CT检查，影像学初步诊断疑似浸润型肺结核，完善相关检查并最终诊断为继发性肺结核的患者，根据既往我科诊断经验及前期预实验，早期浸润性肺结核诊断率至少为82.9%，检验效能（1-β）＝0.90，检验水准（α）=0.05，使用PASS 11.0软件计算所需要的样本量。其中，治疗组=对照组=72例，预计失访率为13%，最后入组量为治疗组=对照组=82例。总共纳入例数为164例，包括男性121例、女性53例，平均年龄（34.27±13.63）岁。按随机数字表分为EOB组及VBN+EOB组，其中EOB组80例，VBN+EOB组纳入84例，两组资料之间无显著性差异（P＞0.05）。本研究经解放军总医院第八医学中心伦理委员会批准，手术医师均告知患者两组方案的差异性、不同治疗方案的优缺点，预期结果，所有患者均签署知情同意书。

（1）纳入标准：①14～70周岁，男女不限；② 符合浸润型肺结核影像学表现：病灶位于肺上叶尖后段和下叶背段并排列成“梅花瓣”或“树芽征”的影像表现，在结核多发部位表现为团块状影、多发结节者，单发或多发空洞，壁内、外缘较光滑，周围常有不同性质的卫星灶[1]；③ 无其他肺外结核病灶；④ 无明显发热、咳嗽、咳痰、纳差、乏力、消瘦等典型结核病消耗中毒症状；⑤ 心电图、血常规、凝血功能术前检查无一异常；⑥ 尚未接受抗结核治疗；⑦ 最终诊断为肺结核者（符合影像学表现并合并以下项目之一的：结核分枝杆菌核酸检测阳性；涂片显微镜检查阳性、分枝杆菌培养阳性，菌种鉴定为结核分枝杆菌符合群）[2]。

（2）排除标准：① 孕妇或哺乳期妇女；② 依从性差，不能按照要求配合检查者；③ 存在肝肾重要脏器严重病变者；④ 心肺功能极差者；⑤ 严重出血风险者；⑥ 对麻醉药物过敏者；⑦ 最终诊断不是肺结核者。

1.2 检查方法

（1）EOB组。采用BF-P260F型支气管镜（日本Olympus公司）对患者进行常规支气管镜检查，术前禁食水8 h，术前30 min苯巴比妥60 mg口服，硫酸阿托品注射液0.5 mg皮下注射，并给予2%盐酸利多卡因注射液0.1 g 10 mL雾化吸入局部麻醉。电子支气管镜消毒按照初洗、酶洗、清洗、消毒灭菌、末洗、干燥顺序进行[3]。术前根据胸部CT表现，确定病变所在叶段，对病变所在叶段使用0.9%氯化钠注射液行支气管肺泡灌洗，将无菌痰液收集器一端连接至支气管镜操作孔道，另一端连接至100～150 mmHg的负压吸引器，每次注入20 mL，按压负压回吸灌洗液，每个部位灌洗3次。肺泡灌洗液行涂片抗酸染色、分枝杆菌分离培养、结核分枝杆菌核酸检测、结核分枝杆菌符合群双基因检测。

（2）VBN+EOB组。所有患者均在支气管镜检查前行多层螺旋胸部CT薄层扫描，层厚≤1.25 mm，扫描方式为吸气末屏气扫描，扫描范围包含整个肺部，层间距≤0.625 mm，管电压≤120 kV，CT数据储存为DICMOM格式，将扫描的DICOM数据通过VBN软件（杭州堃博生物科技有限公司LungPoint：增强现实导航系统）导入计算机，自动创建目标虚拟支气管镜支气管图像，建立病灶引导路径。引导支气管镜到达目标支气管，在导管引导下行支气管肺泡灌洗，术前准备、灌洗液留取及化验项目与EOB组相同。

以上操作均由操作电子支气管镜10年经验以上的副主任医师执行，影像学资料如图1～3所示。

图1 根据胸部CT成像生成路径图

图2 VBN合成路径到达病灶虚拟图

图3 生成虚拟导航路径，根据路径引导到达病变所在支气管

1.3 观察指标

观察指标主要包括以下三项：① 诊断率，主要指通过本研究的两种方法留取的灌洗液能够取得诊断肺结核的分子生物学证据阳性例数占总数百分比；② 支气管检查操作时间，即从支气管镜进入声门开始直至出声门结束的总时间即为支气管镜的操作时间；③ 到达病灶支气管位置的时间，即从支气管进入声门开始直至支气管镜镜头到达病灶位置的时间。

两项标准：① 涂片抗酸染色、分枝杆菌分离培养、结核分枝杆菌核酸检测、结核分枝杆菌复合群检测中，任意一项阳性即可确认为分子生物学阳性，结合临床影像学表现诊断肺结核；② 标本评估：肺泡灌洗后回收率大于40%，无大气道分泌物混入、红细胞小于20%为合格标本。

1.4 统计学分析

采用SPSS 21.0统计软件对所收集的数据进行处理，计数资料使用n（%）表示，计量资料符合正态分布，用±s表示，组间比较采用进行χ2检验、两随机样本t检验，P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者诊断率比较

EOB组中，涂片抗酸染色阳性率为40%（32/80），分枝杆菌分离培养阳性率为65%（52/84），结核分枝杆菌核酸检测阳性率为71.25%（57/80），结核分枝杆菌符合群双基因检测阳性率为76.25%（61/80），以上检测均阴性概率为22.5%（18/80）。VBN+EOB组中，涂片抗酸染色阳性率为41.66%（35/84），分枝杆菌分离培养阳性率为59.52%（50/84），结核分枝杆菌核酸检测阳性率为73.81%（62/84），结核分枝杆菌复合群双基因检测阳性率为76.19%（64/84），以上检测均阴性概率为7.1%（6/84）。其中，涂片抗酸染色、分枝杆菌分离培养、结核分枝杆菌核酸检测、结核分枝杆菌符合群双基因检测结果两组比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表 1。

表1 两组患者诊断率比较[n（%）]

2.2 两组患者支气管镜检查时间及到达病灶支气管位置的时间比较

EOB组电子支气管镜总检查时间为（23.25±7.28）min，VBN+EOB组为（18.26±3.54）min，两组相比较，差异具有统计学意义（t=1.384，P=0.026），EOB组支气管镜到达病灶支气管位置的时间为（10.11±1.25）min，VBN+EOB组为（5.68±1.34）min，差异具有统计学意义（t=18.269，P＜0.001）（表2）。结果提示VBN+EOB组的支气管镜检查时间、进镜到达病灶时间明显减少，显著优于单纯EOB组，具有临床意义。

表2 两组患者支气管镜检查时间及到达病灶支气管位置的时间比较（min）

3 讨论

浸润型肺结核是肺结核中影像学表现较多的一类，绝大多数患者早期无明显临床症状。随着我国医疗技术的进步、低剂量电子计算机断层扫描的普及应用，越来越多的浸润型肺结核在常规健康体检中被筛查出来，但浸润型肺结核早期病灶并不多，多数患者早期临床表现并不典型，应与细菌性肺炎、肺真菌病、肺寄生虫、肺肿瘤、非结核分枝杆菌肺病等疾病相鉴别。在鉴别诊断中，支气管镜检查就成了必不可少的重要手段，相较于穿刺病理活检有微创的优势。在2017年颁布的《肺结核诊断标准》中，新增加了支气管镜检查在早期诊断中的使用，强调支气管镜检查可直接观察气管和支气管病变，并可抽吸分泌物、刷检及活检[1]。支气管镜检查在呼吸疾病中的普及，明显提高了肺结核的早期诊断率。但气管镜检查使患者具有明显的主观不适感及恐惧感，在某些患者中接受度并不高。且在常规电子气管镜操作过程中，往往受到操作者主观阅片及病变位置、大小等因素的影响，精准性把握不当可能会使操作时间延长，手术风险增加，而标本阳性率不高。

VBN是近年来新兴的支气管引导技术，与常规支气管镜检查相比较，能更精准定位病灶位置，使操作医师在最短时间内到达病灶，迅速实施操作，减少检查的时间，这样便会减少患者主观不适感的时间，减轻患者疼痛程度，使患者更容易接受检查，并使此项检查可在门诊广泛使用，减少住院检查的经济负担。且跟常规支气管镜比较，可将支气管镜操作的范围及深度在联合导向鞘下由4～5级深入到5～6级，病灶可视率更高，可达7级支气管，能更明确确定病灶位置[4]。

VBN导航的不同类型包括ENB、Lungpoint和Directpath等，其在成像条件、计划程序等存在异同点，在诊断率上目前并没有相关数据研究[5-6]。在我国，VBN联合EOB已广泛应用于肺癌、早期肺结节的诊断，其联合性支气管肺活检会提高活检准确性[7]，且就目前数据表明，VBN联合EBUS可显著提高肺结节的诊断率[8]，可在导航引导下进行荧光染色定位，判断肿瘤所在肺段的精准位置，区分肺段之间分界，可提高外科切除的精准率，有望成为亚肺叶切除定位的重要方法[9]。结核病的国内外报道显示，VBN有助于气管-支气管结核引起的中央气道狭窄的诊断，并可为进一步EOB检查和介入治疗提供狭窄的位置、长度、直径和横截面积等重要信息，敏感性极高[10]。VBN并不能提高EBUS-GS-TBLB诊断敏感度，但联合使用在肺外周结节诊断中是高效且安全的，因为其可以引导操作者更快、更准确地达到目标病灶所在支气管位置，从而缩短检查时间，减少患者痛苦[11]，此结论与本研究相符合。VBN与常规TBNA的联合应用对于肺部中三区支气管周围肺病变的细胞学诊断是有利和安全的[12]。对于＞2 cm的肺小病变，TBLB+rEBUS+VBN优于CT-TNB（CT引导下细针活检）[13]。在肺周围性病变的诊断中联合EBUS-GS-TBLB既安全又高效[14-15]。

本研究得出在VBN辅助下能够明显缩短支气管镜操作时间，因其并不涉及活检，故此次研究中并未出现严重并发症，仅有少许患者剧烈咳嗽，并无血氧饱和度下降、咯血、麻药过敏等并发症出现。且以往研究表明，VBN联合EBUS在早期周围型肺癌的诊断中，并未减少其并发症发生率，也没有提高其诊断率和可视率[16-17]。房延凤等[18]研究表明，VBN并未提高周围型肺癌诊断率，但均缩短了病变的定位时间，与本研究结果相符合。VBN联合EOB灵敏度高，操作更简便，所需时间少，在结核指标阳性率上无明显优势，但提高了患者的耐受性，对于早期浸润性肺结核的诊断具有一定价值。

作为一项新技术，在结核疾病中联合应用VBN具有重要意义。在诊断上，它能够提供足够的信息且使肺泡灌洗精准化。目前，在结核病应用中并不广泛，未来更有可能应用于肺结核导致的肺空洞、损毁肺中的药物注射等，在空洞性肺结核继发肺曲霉菌、毛霉等真菌感染上进行精准的局部治疗，在其治疗上更能够提供精准的导向及定位。另外，由于它能够清晰显示血管、气道、病灶目标点、直径、长度、宽度等，故也可应用于支气管结核中央狭窄、周围狭窄、球囊扩张、支架置入等，各种技术联合VBN具有不同的优势及特点，后续可进行研究，掌握各种方式的优缺点，严格筛选，做到个体化治疗，保证充分的安全性及有效性。