基于骨性结构结合三维重建技术在肺结节定位中的应用

吕思杭，刘志良

（锦州医科大学附属第一医院 心胸外科，辽宁 锦州 121000 ）

随着人们健康意识的提高，在体检中肺小结节的检出率逐渐上升。肺结节早期检出、早期治疗能够大大减少肺癌的病死率。在早期肺癌的治疗方法中，手术切除是最行之有效的方法。胸腔镜肺楔形切除术是切除肺结节的常用术式之一。这使得肺结节术前定位逐渐成为胸外科的热点问题［1］。肺结节的精准切除是治疗的热点及难点问题之一。

对于实性成分较多、距离胸膜较近的肺结节，医生常使用观察法、手触法。近年磨玻璃结节检出率增加，且部分结节位置较深，单纯靠外科医生的手不能准确定位肺结节位置，CT 引导下肺结节定位法出现在胸外科医生的视野，如Hook-wire定位法等［2］。随着三维软件的出现及发展，并在肝胆外科及骨科的成功应用［3］，三维重建技术在肺结节的术前定位评估有重要意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾2019 年1 月至2021 年10 月期间通过胸部多排螺旋计算机断层扫描（computed tomography,CT）检查表现为肺磨玻璃结节，并收入心胸外科行肺楔形切除术患者。心胸外科两组无差别收治患者，一组使用CT 引导下Hook-wire肺结节定位法，一组使用三维重建肺结节定位法。纳入标准：肺结节位于肺野外1/3；肺结节直径小于2 cm 且术前肺CT 磨玻璃成分大于50%；肺结节外侧缘距离胸壁小于3 cm；排除标准：肺结节位于肺野内2/3；肺结节直径大于2 cm 或术前肺CT 磨玻璃成分小于50%；肺结节位于叶间及膈肌面；肺结节外侧缘距离胸壁大于3 cm；既往有胸部手术病史；手术中有大面积粘连。根据定位方式将患者分为两组，排除不符合标准的病例后，纳入105 例，其中三维重建组53 例，Hook-wire 组52 例。两组均采用双孔操作，于第7 肋间置入Trocar，比较进胸后至切除肺组织找到肺结节时间（手术时间）、术中出血量、切缘距离。

1.2 肺结节定位方法

1.2.1 三维重建定位法 术前使用三维软件Mimics 21.0 根据患者胸部CT（图1A）重建肺结节及椎骨、患侧肋骨，重建结果见图1B、图1C、图1D、图1E。根据三维重建结果判断肺结节在体表的投影位置及安全切除范围。三维重建的安全切除范围是以结节最大径制作一个球形，球形半径大于结节最大径2 cm。术前确定肺结节所对应的胸椎、肋骨或肋间，测量肺结节与最近体表线距离，如距腋前线、腋中线、腋后线、锁骨中线距离。术前标记三维重建肺结节的体表位置，进胸前患侧停呼吸，评估肺萎陷程度，以胸腔镜镜头位于腋中线第5 肋观察不到第2 肋为宜［4］。于体外向肺门方向按压肺结节标记点，在垂直于肺表面的交点处使用丝线或电凝切钩标记肺结节大致位置。术中排出肺内气体后，根据切除范围半径在中心静脉导管上确认刻度。以标记点为圆心，中心静脉导管标记长度为半径标注四点后用电凝钩标注切除范围，在术中第一次切除的肺组织中找到完整结节视为结节切除成功［5］。

图1 三维重建肺结节定位法术前术后定位过程图像

1.2.2 CT 引导下Hook-wire 定位法 手术前2 h内行Hook-wire 定位。根据术前胸部CT 确定肺结节大致体表位置及体位，于该范围放置金属网，行胸部CT 扫描，根据CT 中体表金属网与肺结节位置确定进针点、进针角度及进针深度。常规消毒铺巾，利多卡因表面麻醉，将穿刺针置入肺结节外缘，再行胸部CT 扫描，根据CT 图像调整穿刺针并释放倒钩。定位结束后再行胸部CT 扫描，确定穿刺针与肺结节的关系，便于术中切除。

1.3 统计学方法

所有数据使用SPSS 26.0 软件进行分析。符合正态分布的计量资料采用均数±标准差（）表示，组间比较采用独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料统计学方法使用Mann-whitney U检验；分类或计数资料使用百分率（%）表示，组间比较使用Fisher 确切概率法或χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

本组研究共收录105 例患者，三维重建组53例，Hook-wire 组52 例。根据统计学分析，两组患者在性别、年龄、结节直径、结节位置及结节深度比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。

表1 两组一般资料比较

三维重建组有2 例定位失败，Hook-wire 组有3 例定位失败。三维重建组有1 例患者在放置镜头后见胸腔内有积血，考虑切口处渗血；Hook-wire组有7 例患者在放置定位针后复查胸部CT，定位针周围有渗出；有2 例患者定位后复查胸部CT 胸腔内有气体；6 例患者可见胸腔内有积血，其中1例进镜口渗血较多，考虑切口出血导致胸腔积血，其余5 例考虑定位后肺损伤出血。三维重建组、Hook-wire 组患者在手术时间、术中出血量、留置引流管时间、切缘至肿物距离比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表2。

表2 两组术中术后资料比较

3 讨论

因地球生存环境及人类生活方式的改变，癌症的发病率逐渐升高，肺癌的全球发病率位居第二，但该病死亡人数位居世界第一［6］。计算机技术的发展推进医疗行业的进步，特别在疾病的早期诊断方面有着极大的影响。目前对于肺癌的早期诊断，主要依靠肿物在CT 上的影像学表现。随着CT 技术的不断发展，早期肺部肿物的轮廓渐渐清晰，孤立性肺结节（solitary pulmonary nodule,SPN）的检出率大大增加［7］。肺癌早期在CT 图像上的表现多为磨玻璃样结节，但仍有部分磨玻璃结节已经进展为浸润性腺癌，因此有分叶、毛刺、血管穿行等典型影像学表现的肺结节应密切追踪，尽早切除［8］。传统开胸手术对患者损伤大，术后并发症多，带管时间长，电视胸腔镜手术（videoassisted thoracic surgery,VATS）的出现使有肺结节切除指征的患者对手术接受度较高，有效遏制了疾病的进一步发展［9］。

因为早期的肺磨玻璃结节实性成分少，VATS操作口较小，术中不易用手触摸寻找，需要术前对肺结节进行定位。目前常用CT 引导下经皮穿刺定位，包括带钩金属丝定位（Hook-wire）、微弹簧圈定位（或联合亚甲蓝染色）、医用胶等，其次通过支气管镜、超声或解剖等方法对肺小结节定位［10］。本文通过对Hook-wire 及三维重建两种定位方法的比较，探索三维重建技术在肺结节定位中的应用。

Hook-wire 肺结节定位法是根据患者胸部CT扫描中肺结节位置，将一根带钩的金属针通过CT引导钩住肺结节［11］，优点是时间短、定位准确性高，但是刺破肺组织会出现气胸、血胸、脱钩等问题［12］。在本研究中，Hook-wire 组有3 例定位失败，其中2 例因脱钩后对肿物深度评估不够准确，第一次切除的肺组织中未找到肺结节。另1 例因穿刺针周围渗出较多，术中未找到肺结节，扩大楔形切除后病理广泛取材于第一次切除的肺组织中找到肺结节。使用Hook-wire 定位法的患者有2例在定位后出现气胸，2 例患者气胸量少，未行处理，考虑与反复调整穿刺针有关。6 例在放置胸腔镜后可见胸腔内有积血，其中1 例积血出现在膈肌位置，切口滴血较多，同时穿刺针处未见持续出血，考虑与穿刺操作无关，其余5 例考虑损伤肋间血管或肺组织血管造成出血。穿刺使用的金属丝较细，多为慢性出血，为避免患者长时间处于缓慢出血状态，穿刺结束后立即推往手术室，若生命体征有异常，及时输血、手术止血。2 例在提起肺组织时金属钩脱出，考虑是由于肺结节位于胸膜附近，穿刺针倒钩未打开、患者活动动作较大、咳嗽、大声说话，或手术医生在操作时穿刺针牵拉脱出。此时可根据肺表面损伤位置找到定位点，若肺表面穿刺位置不明显，可将灭菌用水倒入胸腔，在术中膨肺，根据出现气泡的位置确定定位点。定位过程中，有7 例患者在穿刺后复查胸部CT 可见穿刺针周围有渗出，导致在切除肺组织后肺结节寻找困难［13］。

本研究三维重建定位法是将患者术前CT 图像使用Mimics Medical 21.0 转换成三维图像，重建肋骨及肺结节，通过骨性结构与体表解剖标志线确定肺结节在体表的投影位置，多角度观察肺结节与周围胸部解剖结构的关系，在术前精准确定肺结节位置，同时根据三维图像规划切除线，制定个体化手术方案，保证安全切除范围。三维重建定位属于无创操作，不会出现Hook-wire 组相关损伤性并发症，但该组有1 例在放置胸腔镜后发现膈肌处有积血，考虑进镜口处切口出血。2 例定位失败考虑肺结节位置较深，实际操作与三维重建评估误差较大。

相较于CT 引导下Hook-wire 定位法，三维重建定位法有很多优势。除上述无损伤及明确安全切除范围外，还有以下优点。首先，部分磨玻璃结节不排除是浸润性腺癌［14］，有部分患者需要进一步切除肺段或肺叶。在术前通过三维软件重建气管及肺动静脉，在切除肺段或肺叶过程中明确气管、血管位置及走行，减少了手术时间，避免不必要的手术创伤［15］。其次，靠近胸膜的肺结节在三维重建技术与手触法、器械触摸法结合后大大提高了手术切除的精确度。但结节位于叶间裂、膈肌面无法通过椎骨、肋骨及肋间定位，不建议通过骨性标志定位，可以使用三维软件重建相关肺叶，根据相关解剖结构定位［16］。另外，若是使用CT 引导下Hook-wire 定位法出现脱钩或定位失败，根据术前三维重建结果也可大概评估结节位置，避免盲目寻找。

三维重建肺结节定位法和Hook-wire 肺结节定位法优势各有不同。在实践及既往文献中，胸腔粘连较重的患者在手术过程中因牵拉分离肺结节位置与术前CT 判读位置相差较大［17］，因此三维重建肺结节定位法不适宜该类患者，CT 引导下Hook-wire 肺结节定位法更适用于这类情况［18］。

综上，两种肺结节定位技术各有优劣。若肺结节位置较浅，使用三维重建软件重建患侧骨性结构及肺结节后，通过多方比较结合胸椎、肋骨、肋间及解剖标志线确定肺结节位置，可以精准切除肺结节，避免出现因损伤胸膜或肺组织导致气胸、血胸等并发症，优先推荐。Mimics 软件可以根据患者肺结节直径大小，设定安全切除距离，确定足够的切除范围，降低术后复发率［19］。同时，两种定位方法结合使用在一定程度上避免因脱钩无法判断定位点而盲目寻找肺结节导致定位失败。本研究中有两位放射科医师轮换实行Hook-wire 肺结节定位术，可能会对Hook-wire 组的结果有影响。研究的病例数量偏少，仍需要一些大样本的前瞻性研究对本文的结果进行论证。