肺结节定位的研究进展

王亚芳，房婉岚，陈恩国

近年来，随着胸部CT的普及使用，肺结节的检出率明显升高。对于疑似恶性的结节，电视胸腔镜下手术（VATS）是目前最常用的方法。对于直径小于1 cm，或距离胸膜边缘大于1.5 cm，尤其是磨玻璃结节，术中难以通过手指触摸定位，需要在术前对此类结节进行定位，术前准确定位肺结节是术中精确切除的必要条件。肺结节的定位技术根据使用的引导系统不同，分为CT引导下术前经皮穿刺辅助定位、气管镜下术前肺结节穿刺定位、CT虚拟3D辅助定位及术中超声引导下肺结节定位。本文就这四大类定位技术及近年来肺结节定位的研究进展进行阐述。

1 CT引导下术前经皮穿刺辅助定位

CT引导下经皮穿刺肺结节定位是最早也是目前最广泛使用的定位方法，根据定位使用的材料不同可分为以下6类。

1.1 金属材料 金属定位材料包括带钩金属（hookwire）、传统微弹簧圈、四钩定位针和记忆弹簧圈等。Hook-wire是最古老也是最常用的金属材料，与其他金属材料不同的是它经皮穿刺放置后会有一段金属丝留在胸壁外面，需将其弯曲紧贴皮肤后辅料包扎固定，3 h内送去行VATS手术。Hook-wire的缺点是移位脱落率高，疼痛明显，而且有空气栓塞的风险。传统微弹簧圈的使用率仅次于hook-wire，它移位、疼痛及出血的风险比hook-wire低，主要的不足是如果弹簧圈定位太深，术中不能通过触摸或定位穿刺孔找到的话，则需要透视或CT再次确认位置。四钩定位针和记忆弹簧圈是近年来新研发的定位材料，与传统微弹簧圈的不同之处是它们并非全部进入肺中，而是有一段留在脏层胸膜外，以便术中迅速定位，无需术中透视再次确认位置。四钩定位针前端采用金属四钩，能够更好地锚定肺结节，不易发生脱钩，尾端为标记丝线留置脏层胸膜表面，帮助术中精确定位。记忆合金弹簧圈采用新型镍钛合金材质，定位后可形成独特哑铃状结构，脏器胸膜外的留尾结构方便术者术中迅速定位结节。临床研究数据显示四钩定位针和记忆弹簧圈有较好的安全性及有效性，值得临床推广使用。

1.2 染色剂 CT引导下经皮穿刺注射染色剂在临床也应用广泛，最常用的染色剂为亚甲蓝和吲哚菁绿（ICG）。亚甲蓝早期在临床使用较多，但因其着色后晕染速度过快，对染色后手术间隔要求严格，而且对于碳末沉着明显的患者，亚甲蓝定位后术中颜色辨识度低，容易导致定位失败，所以亚甲蓝染色定位目前在临床中的使用率有所下降。ICG是一种三碳菁染料，具有很好的水溶性，还有近红外吸收和发射荧光的特性，ICG进入人体后与血浆蛋白紧密结合，组织穿透深度大，术中荧光胸腔镜下可以看到定位荧光。ICG定位可用于肺楔形切除及肺段切除，术前CT引导下经皮注射ICG用于肺楔形切除，而术中静脉注射ICG用于肺段切除。ICG荧光可以在局部维持较长时间，相对亚甲蓝有一定优势，定位成功率高，安全性好。ICG应用的关键主要是控制注射剂量，过多会造成荧光在胸腔内弥散影响定位，过少造成无法定位。此外，ICG定位要求配备荧光胸腔镜才能开展。

1.3 医用生物胶 医用生物胶的主要成分是N-丁基-2-氰基丙烯酸盐，无毒，生物安全性好。它一旦与体液接触就会迅速聚合，形成一个可以触摸到的结节。CT引导下经皮注射生物胶，可在肺组织内迅速形成团块状，术中可准确定位，同时生物胶可以持续存在数周，对手术间隔要求低。另外，生物胶快速的凝固收缩可以减少气胸和栓塞的风险。不足之处是生物胶有刺激性气味，进入支气管后可引起患者明显的刺激性咳嗽；此外，生物胶在注射针管中凝结也有一定的发生比例。有研究显示生物胶的定位成功率高，不良反应较小，有较好的临床适用性。

1.4 对比剂 主要包括碘油和钡剂，对比剂的使用意味着术中需要再次透视确认定位。碘油在CT穿刺定位后在肺组织中弥散度轻，停留时间长达3个月，不足之处为碘油无水溶性，如果不慎进入血管容易引起栓塞事件，所以注射碘油过程中需要不断回抽，注射量要少于0.5 ml。钡剂同样在组织残留的时间长，这有利于手术安排，但钡剂可能引起肺实质轻度的急性炎症和水肿，影响目标结节的病理诊断。所以，如果使用钡剂，需要在肺结节旁注射，避免直接注射至目标肺结节。有研究显示CT引导下使用对比剂进行肺结节定位简单高效。

1.5 放射性元素 CT引导下经皮肺结节定位中使用的放射性元素为99mTc，半衰期为6 h，术中需要 探针进行探测。部分研究会在99mTc基础上加上少量的非离子对比剂，这样在CT引导下定位时可以更直观地确定是否注射入肺结节。此定位法虽然操作简单，定位高效，但因术中需放射保护，定位后手术间隔有限，所以在一定程度上限制了临床广泛应用。

1.6 材料联合定位 据前所述，每种定位材料都有各自的优劣势，为了进一步提高定位成功率，以取长补短为原则，国内外部分学者尝试了联合使用上述材料进行CT引导下定位。例如医用生物胶联合碘油对比剂、ICG联合碘油对比剂、Hook-wire联合亚甲蓝、Hook-wire联合碘油及99mTc联合对比剂等。这些研究在一定程度上提高了定位成功率。

目前CT引导下经皮穿刺辅助定位仍是肺结节定位最常用的方法，其主要缺点为：（1）穿刺引起的气胸、出血等风险，尤其是多发肺气肿肺大泡患者，穿刺引起的气胸风险高；（2）某些部位肺结节难以定位，例如肺尖、叶间裂、靠近膈肌或纵膈的肺结节，还有部分肺结节因肩胛骨遮挡难以穿刺定位。因此，在CT引导下经皮穿刺辅助定位的基础上，研发并尝试其他定位技术进行互补或替代尤为重要。

2 气管镜下术前肺结节穿刺定位

近年来，呼吸介入学科飞速发展，尤其是随着虚拟支气管导航系统及C臂锥形束CT（CBCT）的出现，为肺结节定位提供了新的方法。支气管镜下肺结节定位可以对CT引导下难以定位的肺结节进行定位，而且可以同时进行多个肺结节定位，且气胸、出血等严重并发症发生率低。

2.1 CBCT导航-实时扩增透视系统下肺结节定位法 CBCT采用锥形束X线对投照体进行360°扫描，投影数据是二维的，重建后得到三维图像，相比普通CT的一维投影和二维重建有一定的优势。有学者在CBCT导航-实时扩增透视下行支气管镜下注射ICG混合碘油或放置微弹簧圈进行定位。根据CBCT扫描图像进行肺部三维重建，定位肺结节，规划气管镜路线，然后在CBCT实时引导下经支气管镜置入导管至目标肺结节，注射染色剂或放置微弹簧圈进行定位。该定位法安全性好，定位成功率高，相比电磁导航系统费用低。不足之处是肺结节的路径是定位者根据CBCT重建的图像自行规划的，在实际进镜过程中可能需要多次更换路径才能到达目标位置。此外，定位过程需要使用CBCT实时引导，术者术中需要辐射保护。

2.2 虚拟导航系统（VBN）下经支气管镜肺结节定位术 VBN是一种基于CT的新型虚拟成像技术，包括Directpath VBN、lungpiont VBN和电磁导航系统（ENB）。原理是将高分辨率胸部CT数据输入导航系统，VBN通过处理CT数据进行路径规划，术者根据规划路径经支气管镜到达目标位置进行操作。ENB是目前最常用的导航系统，它不但可以规划路径，还能进行实时定位。操作前需先将带有导航定位线的鞘管插入支气管镜工作通道，进行虚拟图像和实时图像匹配，匹配结束后根据ENB实时引导的路径，尽可能将支气管镜推进外周支气管；当气管镜不能继续前进时，控制鞘管继续推进直至到达目标位置，撤出导航定位线，留置鞘管，利用鞘管作为操作通道进行定位，如注射亚甲蓝、ICG等染色材料，放置微弹簧圈等金属材料等。国内指南推荐ENB下ICG定位法。此外，ENB下矢量定位法亦有相关研究报道，它是采用导航定位线的传感器探头作为定位标记，在VATS术中定位。具体操作如下：在匹配结束后换用双腔支气管导管，经气管镜将导航定位线按照规划路径推进到目标位置并固定，记录导航定位线探头与目标病灶的方向和距离后撤出支气管镜，然后实行单肺通气，术中轻推导航定位线，使得脏层胸膜表面形成“帐篷”样突起，用电刀标记后移除导航定位线。术者可以根据电刀标记，亦可以通过“帐篷”样突起进行准确定位并进行手术。无论是ENB染色定位弹簧圈定位，还是矢量定位法，研究结果均提示定位的高成功率及良好的安全性。ENB引导下经支气管镜肺结节定位最大的问题是价格昂贵，除了基本设备费用外，一次性鞘管及导航定位线的费用也很高；此外，操作过程较为复杂，对定位者技术要求高。基于以上原因，ENB引导下肺结节定位法目前尚未在国内大批开展。

2.3 虚拟肺图定位技术（VAL-MAP）VAL-MAP最早是在日本提出的，目前已在日本公共卫生体系广发覆盖使用。具体步骤如下：首先手术团队根据患者术前虚拟支气管镜及3D图像规划目标病灶周围的标记点，对于肺楔形切除，一般选择病灶周围2～3处进行标记，对于肺亚段切除，选择3～4处标记。然后在虚拟支气管镜导航下将带有金属前端的鞘管经支气管镜通道推进到标记处，并尽量抵达脏层胸膜，透视下确认位置后，注射靛蓝胭脂红进行染色。染色定位结束后，退出支气管镜及鞘管，再次行CT扫描及3D重建，此时的3D重建图即虚拟肺图包括目标病灶以及周围的染色标记点；根据虚拟肺图中目标病灶和标记点的位置关系调整并确定手术边缘，术中可根据多处染色标记并按计划完成手术。VAL-MAP在日本比较流行，甚至出现了VAL-MAP 2.0版本，在多处染色基础上联合微弹簧圈定位，进一步精确切除的深度，定位成功率高。VAL-MAP的优势是多处定位进而能够更好地确定手术边缘，安全性及有效性高，不足之处是过程较为繁琐，定位后需要尽快手术。

2.4 射频定位法 射频定位标记法也是由日本学者率先提出的，原理是经支气管镜放置镍钛定位圈至目标位置，VATS术中采用特殊探针实时探查定位圈位置，进而进行精确切除。目前该定位法在动物身上进行了相关研究，临床尚未开展使用。

3 CT虚拟3D辅助定位

3D虚拟辅助定位技术也是近年来新开展的技术，定位过程较为复杂，对术者掌握解剖结构要求较高，目前尚未在临床广泛应用。该技术主要包括3D打印辅助定位和虚拟现实辅助定位。

3.1 3D打印辅助定位 3D打印辅助定位具体操作如下：首先根据CT进行三维重建、导航路径设计及定位导板建模，完成三维建模；再使用3D打印机根据胸廓、肋骨等结构及病灶在肺内的相对位置确定穿刺点，完成3D打印模板；然后将3D打印模板置于胸壁贴合定位，在模板穿刺点处经皮穿刺放置hook-wire或微弹簧圈进行定位，定位结束需要再次扫描确定位置后送去VATS手术。

3.2 虚拟现实辅助定位技术 该定位系统首先根据患者的CT扫描图像进行3D重建，重建后可以清晰地显示肺动脉血管、静脉、支气管及目标肺结节的相对位置关系，同时相关的结构变异也可以显示。选择合适的参考点，测量目标肺结节距离参考点的距离和相对位置，划定手术边缘。术中首先定位参考点，进而定位目标肺结节进行手术切除。4 超声引导下术中肺结节定位

超声引导下术中肺结节定位是指在术中单肺通气后采用超声探查肺结节的位置，进而进行切除，不需要置入其他定位材料，并发症较低。不足之处是肺塌陷不足或对于肺弥漫性疾病超声探查图像质量差，难以定位；其次超声探头在胸腔内可移动性较差，探查深度有限。因此，限制了该技术在临床的广泛应用。

综上所述，无论哪种肺结节定位技术，都有一定的缺点和优点。目前CT引导下经皮肺结节定位术是最成熟也是应用最广泛的技术，ENB引导下支气管镜穿刺定位技术在探索中飞快发展，CT虚拟3D辅助定位虽然是新兴的技术，但并未显现出一定的优势。因此，临床医生需根据医院资源配备情况及患者个体情况，选择最合适的定位技术。（参考文献略，读者需要可向编辑部索取）