肺小结节定位技术在肺癌手术中的应用进展

黄安康 龚永生

肺癌是临床中较为常见的肺部恶性肿瘤，在全球的发病率与死亡率均较高[1]。随着胸部CT的普及，越来越多的肺癌病人在早期被发现。目前，早期肺癌在临床上较常采用的手术方式为肺楔形切除术与肺段切除术[2]。由于胸腔镜手术在视觉和触觉方面的局限性，术中识别肺小结节，特别是亚实性或深部结节具有挑战性[3]。胸外科医生为精确切除肺小结节并减少肺损失，在临床上采用了各种定位方式用于克服胸腔镜手术的局限性[4]。目前，常见的肺小结节定位技术包括 CT引导下的经皮穿刺定位、支气管镜辅助定位、CT虚拟三维重建辅助定位和术中解剖定位等[5]。这些定位技术常适用于直径<1 cm的质地较软的肺小结节，主要是肺磨玻璃结节，包括肺纯磨玻璃结节、肺混杂磨玻璃结节等。本文综述了上述定位技术在肺癌手术中的应用及特点。

一、CT引导下的经皮穿刺定位技术

CT引导下的经皮穿刺定位是临床上较为常用的定位技术，常分为hookwire定位、线圈定位、液体材料定位等。常用于外中部肺小结节病人。

1.CT引导下经皮穿刺hookwire定位：Hookwire定位在目前临床上较为常用。Hookwire是由钩针与钩丝组成，主要在CT定位下通过金属钩固定在目标区域周围，需避免操作时直接刺穿结节[6]。Klinkenberg等[7]报道了150例CT引导下hookwire定位肺小结节病人胸腔镜手术病例，其中96%的病人完成了切除，100%的病人获得了明确的组织学诊断，表明hookwire定位可提高肺小结节的诊断正确率并减少肺小结节胸腔镜手术的并发症。

2.CT引导下经皮穿刺线圈定位：经皮线圈定位的操作步骤、方法与hookwire定位基本相同。其固定靠的是线圈与肺组织之间的摩擦。线圈最常用的定位方法有两种：一种是线圈定位在肺内，另一种是线圈的尾部位于内脏胸膜外。这两种方法在成功率和并发症发生率方面均无显著性差异[8]。Han等[9]报道了184例病人的200个病变经线圈定位并行胸腔镜手术切除病例。在病变基线上，线圈定位成功率为99.0%，在病人基线上，其成功率为98.9%。楔形切除术、节段切除术和肺叶切除术的数量分别为179例(89.5%)、19例(9.5%)和2例(1.0%)。基于病变分析的恶性率为83.5%(磨玻璃结节91.1%，部分实性结节91.4%，实性结节37.9%)。表明线圈定位成功率高并可促进手术切除。Fu等[10]报道了56例病人线圈定位肺楔形切除病例，其楔形切除术的技术成功率为97.0%，平均总操作时间为(147.2±79.1)分钟，表明线圈定位提高了肺楔形手术的成功率并减少了手术时间。

3.CT引导下经皮穿刺液体材料定位：通过经皮穿刺液体材料注射进行定位，其注射液体物质有碘油、医用胶、亚甲蓝等。碘油容易获得且稳定，医用胶安全，但有一定的刺激性气味。亚甲蓝价格低廉，但扩散快，需较早手术[11]。钩丝与亚甲蓝联合定位以及亚甲蓝医用胶混合物定位也在临床应用。Park等[12]报道的125例碘油术前定位成功率为99.16%，并发症率为48.33%。Kleedehn等[13]对比了52例hookwire定位与57例亚甲蓝注射定位病例，其中亚甲蓝注射定位组并发症少、安全性高。Zhang等[14]报道了34例亚甲蓝定位病人的相关定位和楔形切除技术成功率均为97.6%。Aoun等[15]使用亚甲蓝与胶水混合液定位的26个肺结节均成功切除并完成病理诊断。

二、支气管镜辅助定位技术

支气管镜辅助定位分为电磁导航支气管镜检查下的定位与虚拟支气管镜导航定位。常用于段支气管以远肺小结节病人、有肺气肿以及慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)基础疾病的肺小结节病人。

1.电磁导航支气管镜检查下的定位：电磁导航支气管镜(electromagnetic navigation bronchoscopy,ENB)在薄层CT重建图像的基础上，利用体外电磁定位板引导支气管内微传感器探针注射染料、硬化剂、靛青绿等，标记结节的位置[16]。Wang等[17]报道了25例病人的28个结节在支气管镜引导下定位病例。其中23个结节(82.1%)中可见染料，平均持续时间为12.6分钟(4～30分钟)。此外，ENB注射靛青绿染色还可以与红外结合应用于肺段切除手术中[18]。Mehta等[19]的试验评估了外周静脉靛青绿注射和经红外测图定位在机器人节段切除过程中勾画节段间平面的安全性、可行性和可重复性，其中74%的病人肿瘤切除切缘明显延长且切缘平均增加2.4 cm。该实验表明，这种技术可以不依赖于节段间平面的视觉轮廓，而增加肿瘤边缘。Sekine等[20]联合采用3D图像分析和经支气管靛青绿注射来确定早期肺癌病人肺叶下切除术的手术切缘，其中，84%病人经支气管靛青绿注射产生了可见良好的荧光和容易确定的节段边界。通过对术前模拟切除术与术后节段结构的比较发现，93.1%病人的术前虚拟节段切除术与术后节段结构相一致。在荧光引导下叶下切除术和视频辅助胸腔镜手术(video assisted thoracic surgery,VATS)节段切除术的病人的手术结果比较中，两组手术时间、失血量、住院时间和术后并发症相似。

2.虚拟支气管镜导航定位：虚拟支气管镜导航(virtual bronchoscopy navigation,VBN)定位技术，又称虚拟辅助肺绘图(virtual assisted lung mapping,VALMAP)，其利用支气管镜在小结节周围注射荧光染料，然后通过基于计算机的三维标测同时进行标记，即肺标测。该技术除了应用于结节定位外，还可以利用肺标测获得的肺表面几何信息，为胸腔镜下亚肺叶切除和安全足够的手术切缘选择提供导航。目前可用的VBN系统，包括肺点系统和直接路径系统，可以为没有引导通道的结节建立支气管镜下透明充质结节通路。Sato等[21]在2013年报道了通过VALMAP对30例病人中37个肿瘤进行的95次标记尝试中，88次(92.6%)被确定促进手术进展,其中共行胸腔镜下楔形切除15例，肺段切除18例，切除成功率为100%。VALMAP的多个标记是互补的，即使其中1个标记失败，也能实现完全切除。甚至在大叶间裂隙、顶端和横膈膜上也可以看到这些标记，而传统的经皮标记几乎无法达到。此后，VALMAP被报道在各种不同肺癌手术方式上具有良好的安全性和可操作性[22]。Sato等[23]又在2019年汇报了19例有21个肺结节的病人接受了电磁导航支气管镜虚拟辅助肺测绘(electromagnetic navigation bronchoscopy-virtual assisted lung mapping,ENB-VALMAP)和现场调整，调整组的准确性明显高于未调整组，尤其是支气管镜未到达计划位置的标记。通过增加现场调整，可提高ENB-VALMAP的质量，获得与常规VALMAP相似的临床结果。

三、CT虚拟三维辅助定位技术

CT虚拟三维辅助定位技术可分为三维打印辅助定位技术与虚拟现实辅助定位技术。常用于需要行肺段切除等手术的术前规划的肺小结节病人。

1.三维打印辅助定位技术：三维打印辅助定位技术是将计算机软件用于肺和定位模板重建，然后利用3D打印技术打印定位模板，进行经皮穿刺和肺小结节定位。此外，该技术的安全性和有效性已在临床研究中得到初步验证。Zhang等[24]通过3D打定位模型对16例病人中的18个结节进行引导定位,其中肺结节定位成功率为100%，中位定位时间为13分钟(10～16分钟)，定位器与结节中心之间的中位偏差为10.0 mm(5～20 mm)。Chen等[25]的研究表明,进行胸部CT重建和3D打印进行肺模型和模拟手术组的切口入路转换、手术时间、术中出血和转换为肺叶切除术的比率均低于仅行胸部CT扫描增强图像进行3D重建组的手术病例。Ji等[26]对126个结节采用3D重建/打印技术定位，成功定位了124个结节(阳性率98.4%)。对于124个结节，三维重建/打印模型与CT图像的病理结果一致性为100.0%。

2.虚拟现实辅助定位技术：通过计算机软件，将病人的CT图像快速准确地重建成三维图像。通过穿戴虚拟现实设备，手术医生可以直观地看到操作位置的动脉、静脉、气管、支气管、肺组织、结节等结构，并利用设备显示肺段解剖边界，精确测量管腔直径和距离，这有助于勾画手术标志[27]。Gill等[28]报道的联合使用C臂CT和3D软件重建在术中实时指导定位23例肺小结节切除均成功完成。Ujiie等[29]将肺的3D数据加载到BananaVision软件中，并显示在头戴式显示器上来创建交互式3D重建图像，其中所有肺结构都可以单独成像。使用病人个体化重建的3D图像进行术前切除模拟。常规成像方式与虚拟现实系统相结合可以大大改善术前计划，并有助于解剖切除的安全性和准确性。

四、术中解剖定位技术

肺结节术中定位常常是采用术中肺解剖标志定位法。适用于位于优势肺段，如背段、尖段、舌段等的肺小结节病人。术中肺萎陷后可以看到肺表面许多解剖标志，有肺三叶交点、最高线、钝角线、前后锐角线、下肺静脉等。根据术前肺 CT 薄层扫描片找出肺小结节与相邻解剖标志的位置关系，术中肺完全萎陷(肺萎陷呈扇形状萎陷)后，按比例测量计算并在肺表面定位，缝线标记。Zhang等[30]报道了70例解剖标志性定位的肺结节手术成功完成，且术中解剖标志性定位比术中体表定位点离肺结节的距离更短，但定位持续时间更长。

CT引导下的经皮穿刺定位技术共同的优点是操作简单、手术时间短、成功率较高、成本低等。此外，Hookwire有临床上较容易获取的优势，因此成为最常用的定位技术[31]。线圈定位较hookwire定位还有不易脱落、并发症少的优势。Hu等[32]发表的hookwire定位与线圈定位对比研究表示，线圈定位的成功率更高、并发症更少。亚甲蓝联合医用胶定位的优势在于其被注射于脏层胸膜表面能迅速凝固阻塞穿刺损伤部位，防止气胸、血胸的发生。Aoun等[15]报道了25例亚甲蓝联合医用胶肺结节定位病例，其中仅有1例肺气肿病人出现气胸且无血胸病例。但是经皮穿刺定位存在一定的风险和并发症。Hookwire的倒刺针较为锋利，如有脱钩，常导致气胸、血胸等并发症。Zhang等[33]报道了80例直径<1 cm的恶性肺结节病人术前行CT引导下的hookwire定位的病例，其中轻微气胸33.7%、轻度肺出血22.5%、hookwire移位2.5%。线圈定位虽较hookwire安全，但其缺点在于操作的时间较长。Liu等[34]研究表示,线圈定位时间要长于hookwire定位。亚甲蓝定位存在扩散速度较快的问题。Zhang等[14]进行的亚甲蓝定位与线圈定位的对比研究中发现1例亚甲蓝定位病人因手术时间延迟致定位失败。因为CT穿刺定位存在各种并发症以及风险，所以病人在操作后应尽快送入手术室进行手术治疗。

支气管辅助定位技术与传统的经皮穿刺辅助定位相比，优势在于可以有效减少气胸、出血等并发症，并可以定位一些解剖上难以穿刺的位置。Kuo等[35]对比了15例ENB染色定位与30例CT引导下穿刺定位肺结节病人表明，ENB是一种定位深层的、不可触及的肺部病变的有效方法，其中ENB染色定位仅有1例气胸，而CT引导下穿刺定位有11例气胸。表明支气管镜辅助定位比经皮辅助定位的并发症更少，安全性更高。同时，ENB等技术存在支气管镜设备、定位技术操作复杂、定位技术的成本较高等限制。

术中解剖定位因为无需行CT下引导穿刺与支气管镜操作，具有许多优势，如射线暴露次数少、无术前操作的并发症、操作时间短等。王烈等[36]的研究表明，术中解剖定位较hookwire定位的手术时间、住院时间以及住院费用少。但是其同时存在许多不足之处，首先手术医生需要有丰富的手术经验，同时要对病人做好足够的术前规划。其次，对于磨玻璃结节等密度较低的肺结节，手术医生需承担无法找到病灶的风险。

CT虚拟三维辅助定位技术的优势在于运用虚拟3D技术对病人肺血管、气管的解剖进行体外重现，有利于手术医生做好术前规划以及术中导航。Qiu等[37]报道3D重建以及建模技术在解剖性肺段切除手术上有显著优势，其可以减少手术时间，但同时也存在许多不足之处，首先需要手术医生对3D重建软件足够了解，其次受虚拟设备术中限制，较少医院能够购买设备让医生进行术前练习。

综上所述，上述各种定位技术各有其优势与不足。手术医生应尽可能根据病人实际情况、设备条件与操作能力来选择合适的定位方式，不可为节省手术时间而造成不必要的风险。