近年來,肺部疾病的發病率逐年升高,基于影像學技術的迅速發展,孤立性肺結節的檢出率明顯增高。早期診斷的孤立性肺結節,因病灶小、實質成份少、穿刺假陰性高等特點困擾著臨床。如何精準定位及標記病灶,以助電視胸腔鏡下切除病灶的方法層出不窮。本文綜述近年來術前孤立性肺結節定位的各種方法,并對以下各種方法的利弊進行總結及分析。
引用本文: 楊楠, 劉燦輝, 強勇, 李忠東. 胸腔鏡下孤立性肺結節術前定位進展. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2015, 22(7): 696-699. doi: 10.7507/1007-4848.20150176 復制
近年來,隨著影像學技術和設備的發展,尤其是多層螺旋CT的普及,肺結節及磨玻璃影的檢出率明顯增高。目前公認的肺小結節(pulmonary nodule,PN)是指邊界清楚、影像學不透明、直徑≤3 cm、周圍完全被含氣肺組織包繞的單發或多發的肺部結節,不伴肺不張、肺門腫大和胸腔積液[1]。據統計,肺部11~20 mm小結節中,33%~60% 是惡性腫瘤,而直徑大于20 mm的新生物64%~82%是惡性腫瘤[2]。
由于惡性腫瘤在肺部小結節中所占比例較大,臨床上缺乏特異性表現及有效的檢查方法,容易產生誤診及漏診。雖有文獻報道[3-8],可通過患者的性別、年齡、肺部基礎疾病及腫塊大小初步判斷其良惡性,但要確定PN的性質,只有病理診斷才是明確疾病性質的“金標準”。因小結節病灶較小,目前的診斷方法對于小結節均存在較大局限性[9],所以臨床中很大一部分患者會選擇外科手術切除病灶,明確病理類型的同時治療疾病[10]。
自電視胸腔鏡手術(video-assisted thoracoscopic surgery,VATS)問世以來,大大減少了手術創傷[11-13],被廣泛用于肺部小結節的切除[1, 14-15]。但手術過程中因病灶太小難以準確定位造成手術切除困難 ,因此較好的術前肺部小結節定位是手術成功的關鍵,實現準確定位將大大提高手術成功率。如何在術前準確定位病灶,以幫助術者在術中順利尋找病灶,仍是胸外科醫生需要解決的難題。本文綜述近年來術前小結節定位的各種方法,并對以下各種方法的利弊進行總結及分析。
VATS術前定位方法包括影像學定位、注入液體材料介導定位及經皮置入固態材料定位方法。
1 影像學定位法
影像學定位法包括計算機導航系統定位法和術中超聲定位法。
1.1 計算機導航系統
該方法通過術前掃描獲取CT序列數據,建立三維數據場,設計了自動獲取基準點在圖像空間位置的算法,能清晰顯示病灶與支氣管、血管和胸膜的空間解剖關系,彌補原始橫斷層圖像的不足,使醫生明確手術器械相對患者解剖結構的具體位置,實現了圖像空間基準點與電磁定位系統下物理空間基準點的自動配對,給外科手術帶來很大便利。計算機導航技術利用CT掃描的資料進行模擬定位,能減少醫患的輻射風險[16-18],但需要專門的設備,定位后需要立即手術,而且受呼吸運動影響較大而造成定位不準確,限制其在臨床中的廣泛開展[19-22]。
1.2 超聲定位
超聲對肺部疾病的診斷存在很大的局限性,主要原因在于肺組織是一個充滿氣體的臟器,人體軟組織與氣體的聲音阻抗差別極大,聲束難以穿透肺組織,而在臟層胸膜形成近似全反射的強回聲,其診斷方法不如X線和CT等放射學檢查,但超聲顯像診斷可以應用于位置靠近胸膜的肺部腫塊的診斷和鑒別診斷[23],如區別腫塊之囊性或質性,以及經氣管內穿刺活檢定位[24],安全簡便、價格便宜[25-26]。超聲對操作者的依賴性較高,需要具有豐富經驗的操作者,加上其分辨率較低,難以很好觀察和定位亞厘米級別的結節,再則要求被檢查的肺完全塌陷才能很好定位,而對肺氣腫患者很難達到理想效果,且肺完全塌陷過程延緩手術進程、影響患者術后恢復[24]。近年來,隨著計算機技術、超聲探頭及顯示器的改進,高分辨率超聲在肺部結節良惡性病變鑒別診斷中的作用日益突出。新出現的超聲彈性成像技術,可以檢測病變的硬度,而超聲造影可以顯示結節內的血供情況。這些技術明顯拓展了超聲診斷的應用空間。
2 注入液體材料介導定位法
注入液體材料介導定位主要包括注射亞甲藍、帶色膠原、碘油、含碘對比劑、鋇劑及放射性核素定位法。
2.1 亞甲藍局部注射
在結節周圍肺實質內注射亞甲藍,通過染料著色至胸膜,從而幫助術者在VATS術中尋找病灶位置。亞甲藍價格便宜,但由于彌散速度快,通常要在注射后3 h內完成胸腔鏡手術,往往不利于CT室及手術室相互銜接,加上亞甲藍染色劑在胸膜內彌散速度快、肺組織表面色素沉著干擾,使得術中難以準確定位及指導切除范圍,目前亞甲藍在肺部小結節定位中主要以聯合使用多見,比如亞甲藍聯合碘油、蛋白膠等[27-29],從而避免了因亞甲藍彌散快導致術中尋找結節困難[30]。
2.2 術前注射帶色膠原定位
帶色膠原是由膠原、亞甲藍及造影劑配制而成,注射至病灶處后穩固附著于病灶處,持續時間較長,不需要定位后立即手術,但其前期制作繁瑣,近年來很少使用[31-33]。
2.3 術前注射硫酸鋇定位
根據穿刺針的角度與病灶的深淺選擇穿刺針尖到達病灶側緣、前緣或后緣,回抽注射器確保無回血后緩慢注入醫用硫酸鋇懸液,重復CT掃描,顯示注射部位與病灶的位置關系,形成鋇球大小以不接觸結節為標準。伸入食指仔細全面觸查,結合定位后CT重建圖像,確定病灶部位。雖然硫酸鋇懸液在肺組織內可形成圓形或橢圓形鋇球,其密度及質地與肺軟組織區別明顯,但鋇劑可引起較嚴重的急性炎性反應及水腫,并可在幾小時內導致急性支氣管肺炎,數月后最終形成肉芽腫性炎性反應及肺纖維化,從而限制了其臨床使用[30, 34]。
2.4 注射碘油、含碘對比劑
碘油雖價格低廉,但容易彌散,有致肺動脈栓塞的危及阻塞大氣道的風險,且易導致定位組織損傷及炎性反應,病灶離胸膜距離越遠并發癥越多見。再者,碘油均要求術者暴露于X線下操作,從而限制了碘劑在臨床中的使用[29, 35-37]。
2.5 核素粒子注射定位
采用病灶周(3、6、9、12點)4個位點注射核素示蹤劑,采用探測儀檢測,放射性最高的部位為病灶的部位。放射性核素具有較長的半衰期,使得術中有足夠的時間去標記及切除病灶[38],但該方法存在輻射危害及定位模糊的缺點,有報道[23]亞甲藍聯合99mTc-硫膠體核素示蹤法較單獨使用亞甲藍具有更高的檢出率、準確性及靈敏度,是較好的示蹤方法,可能運用于臨床。
3 經皮置入固態材料定位
經皮置入固態材料定位主要包括CT引導下Hook-wire定位及CT及數字減影血管造影(digital signature algorithm,DSA)復合引導下彈簧圈定位。
3.1 CT引導下Hook-wire定位
Hook-wire是一種20G的穿刺針,其前端帶有倒鉤,可以穿過并錨定病灶,最早用于乳腺癌定位,國內始于2009年用于肺結節定位[39],目前臨床應用較多。具體定位過程如下:局部麻醉后將Hook-wire 經皮穿刺,首先將套管針經肺部小結節穿刺入肺實質內,深度為套管針尖超過病灶內緣2 cm為宜;重復局部低劑量斷層掃描,將套筒針尖斜面朝向病灶方向,再固定金屬鉤同時后退套管針,金屬鉤會順著套筒針尖斜面朝向目標方向自動膨脹打開,這時輕拉金屬線會有阻力感;再次局部低劑量斷層掃描,確定金屬鉤錨定膨脹良好并錨定病灶后,若位置滿意則在穿刺局部3 M薄膜敷貼覆蓋,固定導絲。在Hook-wire植入過程中 ,并不一定要穿過病灶,只要將定位針固定于病灶周圍1 cm以內范圍,保持病灶完整性的同時,可避免將病灶種植或傳播致胸膜。穿刺過程中,穿刺點及穿刺路徑的選擇盡可能使定位針置入后與壁層胸膜的角度要盡可能接近90°,此時定位針與胸壁間的摩擦力最小,不易造成定位針脫落移位[40-43]。另外,如果穿刺路徑經過胸膜腔,一般認為進針點應位于腹側,即使標記導絲發生移位,內臟表面的穿刺點也可引導術者進入目標位置[44]。該技術定位成功率高,最常見的并發癥是氣胸及鉤子脫位及移位的現象[39, 45],且在牽拉鉤子的過程中會加重對肺組織的損傷,出現肺出血或者損傷胸膜致劇烈胸痛[46]。少數病灶距臟層胸膜較近,反復穿刺致肺組織破損,Hook-wire 難以固定而滑脫,所以對于靠近胸膜的病灶,可考慮行Hook-wire聯合亞甲藍染色起到雙重定位作用 ,提高了定位成功率[47]。
3.2 CT及DSA復合引導下彈簧圈定位
彈簧圈為血管栓塞用,可安全植入體內,其中心為不銹鋼絲,彈簧圈外連許多人造纖維毛,置入肺內形成螺旋圈狀且有摩擦力不易移動,且此金屬彈簧圈在透視下能夠顯影,術中隨病灶一起取出不會引起異物反應。在準確切除病灶后,其對于切除標本中病灶的尋找也具有指引作用,通過手的觸摸能夠很容易發現彈簧圈,沿其切開后即可發現微小病灶所在,增加了病理診斷的準確率,并且不影響組織學檢查結果[48]。文獻報道[49-51],CT和DSA復合引導下彈簧圈定位后VATS能高效、準確、微創切除病灶并有效縮短手術及住院時間。本方法的缺點是對手術室要求較高,費用有所增加,少數有發生彈簧圈脫落的風險[52]。
綜上,計算機導航定位法涉及三維重建,手術過程中追蹤手術器械的位置并顯示在患者影像資料上,雖視覺上較為直觀,但對設備和技術要求高,所需人力資源較大,很難常規開展。超聲定位雖簡單易行,但清晰度不高,術中辨別難,精準度差,很少推廣。注射液態材料有液體彌散至結節外的肺組織、甚至引起肺栓塞的風險,定位后手術時間難以把握,影響定位的精確性;目前臨床中VATS術前定位仍以經皮置入固態材料定位為主,操作簡易,手術時間短、精準度高,但有手術需DSA輔助進行,對手術室要求高等缺點。所以,仍需不斷探索開胸時間短、術后恢復快、術中出血量少、術后術并發癥少以及對患者心肺功能的損傷最小的術前定位方法。
近年來,隨著影像學技術和設備的發展,尤其是多層螺旋CT的普及,肺結節及磨玻璃影的檢出率明顯增高。目前公認的肺小結節(pulmonary nodule,PN)是指邊界清楚、影像學不透明、直徑≤3 cm、周圍完全被含氣肺組織包繞的單發或多發的肺部結節,不伴肺不張、肺門腫大和胸腔積液[1]。據統計,肺部11~20 mm小結節中,33%~60% 是惡性腫瘤,而直徑大于20 mm的新生物64%~82%是惡性腫瘤[2]。
由于惡性腫瘤在肺部小結節中所占比例較大,臨床上缺乏特異性表現及有效的檢查方法,容易產生誤診及漏診。雖有文獻報道[3-8],可通過患者的性別、年齡、肺部基礎疾病及腫塊大小初步判斷其良惡性,但要確定PN的性質,只有病理診斷才是明確疾病性質的“金標準”。因小結節病灶較小,目前的診斷方法對于小結節均存在較大局限性[9],所以臨床中很大一部分患者會選擇外科手術切除病灶,明確病理類型的同時治療疾病[10]。
自電視胸腔鏡手術(video-assisted thoracoscopic surgery,VATS)問世以來,大大減少了手術創傷[11-13],被廣泛用于肺部小結節的切除[1, 14-15]。但手術過程中因病灶太小難以準確定位造成手術切除困難 ,因此較好的術前肺部小結節定位是手術成功的關鍵,實現準確定位將大大提高手術成功率。如何在術前準確定位病灶,以幫助術者在術中順利尋找病灶,仍是胸外科醫生需要解決的難題。本文綜述近年來術前小結節定位的各種方法,并對以下各種方法的利弊進行總結及分析。
VATS術前定位方法包括影像學定位、注入液體材料介導定位及經皮置入固態材料定位方法。
1 影像學定位法
影像學定位法包括計算機導航系統定位法和術中超聲定位法。
1.1 計算機導航系統
該方法通過術前掃描獲取CT序列數據,建立三維數據場,設計了自動獲取基準點在圖像空間位置的算法,能清晰顯示病灶與支氣管、血管和胸膜的空間解剖關系,彌補原始橫斷層圖像的不足,使醫生明確手術器械相對患者解剖結構的具體位置,實現了圖像空間基準點與電磁定位系統下物理空間基準點的自動配對,給外科手術帶來很大便利。計算機導航技術利用CT掃描的資料進行模擬定位,能減少醫患的輻射風險[16-18],但需要專門的設備,定位后需要立即手術,而且受呼吸運動影響較大而造成定位不準確,限制其在臨床中的廣泛開展[19-22]。
1.2 超聲定位
超聲對肺部疾病的診斷存在很大的局限性,主要原因在于肺組織是一個充滿氣體的臟器,人體軟組織與氣體的聲音阻抗差別極大,聲束難以穿透肺組織,而在臟層胸膜形成近似全反射的強回聲,其診斷方法不如X線和CT等放射學檢查,但超聲顯像診斷可以應用于位置靠近胸膜的肺部腫塊的診斷和鑒別診斷[23],如區別腫塊之囊性或質性,以及經氣管內穿刺活檢定位[24],安全簡便、價格便宜[25-26]。超聲對操作者的依賴性較高,需要具有豐富經驗的操作者,加上其分辨率較低,難以很好觀察和定位亞厘米級別的結節,再則要求被檢查的肺完全塌陷才能很好定位,而對肺氣腫患者很難達到理想效果,且肺完全塌陷過程延緩手術進程、影響患者術后恢復[24]。近年來,隨著計算機技術、超聲探頭及顯示器的改進,高分辨率超聲在肺部結節良惡性病變鑒別診斷中的作用日益突出。新出現的超聲彈性成像技術,可以檢測病變的硬度,而超聲造影可以顯示結節內的血供情況。這些技術明顯拓展了超聲診斷的應用空間。
2 注入液體材料介導定位法
注入液體材料介導定位主要包括注射亞甲藍、帶色膠原、碘油、含碘對比劑、鋇劑及放射性核素定位法。
2.1 亞甲藍局部注射
在結節周圍肺實質內注射亞甲藍,通過染料著色至胸膜,從而幫助術者在VATS術中尋找病灶位置。亞甲藍價格便宜,但由于彌散速度快,通常要在注射后3 h內完成胸腔鏡手術,往往不利于CT室及手術室相互銜接,加上亞甲藍染色劑在胸膜內彌散速度快、肺組織表面色素沉著干擾,使得術中難以準確定位及指導切除范圍,目前亞甲藍在肺部小結節定位中主要以聯合使用多見,比如亞甲藍聯合碘油、蛋白膠等[27-29],從而避免了因亞甲藍彌散快導致術中尋找結節困難[30]。
2.2 術前注射帶色膠原定位
帶色膠原是由膠原、亞甲藍及造影劑配制而成,注射至病灶處后穩固附著于病灶處,持續時間較長,不需要定位后立即手術,但其前期制作繁瑣,近年來很少使用[31-33]。
2.3 術前注射硫酸鋇定位
根據穿刺針的角度與病灶的深淺選擇穿刺針尖到達病灶側緣、前緣或后緣,回抽注射器確保無回血后緩慢注入醫用硫酸鋇懸液,重復CT掃描,顯示注射部位與病灶的位置關系,形成鋇球大小以不接觸結節為標準。伸入食指仔細全面觸查,結合定位后CT重建圖像,確定病灶部位。雖然硫酸鋇懸液在肺組織內可形成圓形或橢圓形鋇球,其密度及質地與肺軟組織區別明顯,但鋇劑可引起較嚴重的急性炎性反應及水腫,并可在幾小時內導致急性支氣管肺炎,數月后最終形成肉芽腫性炎性反應及肺纖維化,從而限制了其臨床使用[30, 34]。
2.4 注射碘油、含碘對比劑
碘油雖價格低廉,但容易彌散,有致肺動脈栓塞的危及阻塞大氣道的風險,且易導致定位組織損傷及炎性反應,病灶離胸膜距離越遠并發癥越多見。再者,碘油均要求術者暴露于X線下操作,從而限制了碘劑在臨床中的使用[29, 35-37]。
2.5 核素粒子注射定位
采用病灶周(3、6、9、12點)4個位點注射核素示蹤劑,采用探測儀檢測,放射性最高的部位為病灶的部位。放射性核素具有較長的半衰期,使得術中有足夠的時間去標記及切除病灶[38],但該方法存在輻射危害及定位模糊的缺點,有報道[23]亞甲藍聯合99mTc-硫膠體核素示蹤法較單獨使用亞甲藍具有更高的檢出率、準確性及靈敏度,是較好的示蹤方法,可能運用于臨床。
3 經皮置入固態材料定位
經皮置入固態材料定位主要包括CT引導下Hook-wire定位及CT及數字減影血管造影(digital signature algorithm,DSA)復合引導下彈簧圈定位。
3.1 CT引導下Hook-wire定位
Hook-wire是一種20G的穿刺針,其前端帶有倒鉤,可以穿過并錨定病灶,最早用于乳腺癌定位,國內始于2009年用于肺結節定位[39],目前臨床應用較多。具體定位過程如下:局部麻醉后將Hook-wire 經皮穿刺,首先將套管針經肺部小結節穿刺入肺實質內,深度為套管針尖超過病灶內緣2 cm為宜;重復局部低劑量斷層掃描,將套筒針尖斜面朝向病灶方向,再固定金屬鉤同時后退套管針,金屬鉤會順著套筒針尖斜面朝向目標方向自動膨脹打開,這時輕拉金屬線會有阻力感;再次局部低劑量斷層掃描,確定金屬鉤錨定膨脹良好并錨定病灶后,若位置滿意則在穿刺局部3 M薄膜敷貼覆蓋,固定導絲。在Hook-wire植入過程中 ,并不一定要穿過病灶,只要將定位針固定于病灶周圍1 cm以內范圍,保持病灶完整性的同時,可避免將病灶種植或傳播致胸膜。穿刺過程中,穿刺點及穿刺路徑的選擇盡可能使定位針置入后與壁層胸膜的角度要盡可能接近90°,此時定位針與胸壁間的摩擦力最小,不易造成定位針脫落移位[40-43]。另外,如果穿刺路徑經過胸膜腔,一般認為進針點應位于腹側,即使標記導絲發生移位,內臟表面的穿刺點也可引導術者進入目標位置[44]。該技術定位成功率高,最常見的并發癥是氣胸及鉤子脫位及移位的現象[39, 45],且在牽拉鉤子的過程中會加重對肺組織的損傷,出現肺出血或者損傷胸膜致劇烈胸痛[46]。少數病灶距臟層胸膜較近,反復穿刺致肺組織破損,Hook-wire 難以固定而滑脫,所以對于靠近胸膜的病灶,可考慮行Hook-wire聯合亞甲藍染色起到雙重定位作用 ,提高了定位成功率[47]。
3.2 CT及DSA復合引導下彈簧圈定位
彈簧圈為血管栓塞用,可安全植入體內,其中心為不銹鋼絲,彈簧圈外連許多人造纖維毛,置入肺內形成螺旋圈狀且有摩擦力不易移動,且此金屬彈簧圈在透視下能夠顯影,術中隨病灶一起取出不會引起異物反應。在準確切除病灶后,其對于切除標本中病灶的尋找也具有指引作用,通過手的觸摸能夠很容易發現彈簧圈,沿其切開后即可發現微小病灶所在,增加了病理診斷的準確率,并且不影響組織學檢查結果[48]。文獻報道[49-51],CT和DSA復合引導下彈簧圈定位后VATS能高效、準確、微創切除病灶并有效縮短手術及住院時間。本方法的缺點是對手術室要求較高,費用有所增加,少數有發生彈簧圈脫落的風險[52]。
綜上,計算機導航定位法涉及三維重建,手術過程中追蹤手術器械的位置并顯示在患者影像資料上,雖視覺上較為直觀,但對設備和技術要求高,所需人力資源較大,很難常規開展。超聲定位雖簡單易行,但清晰度不高,術中辨別難,精準度差,很少推廣。注射液態材料有液體彌散至結節外的肺組織、甚至引起肺栓塞的風險,定位后手術時間難以把握,影響定位的精確性;目前臨床中VATS術前定位仍以經皮置入固態材料定位為主,操作簡易,手術時間短、精準度高,但有手術需DSA輔助進行,對手術室要求高等缺點。所以,仍需不斷探索開胸時間短、術后恢復快、術中出血量少、術后術并發癥少以及對患者心肺功能的損傷最小的術前定位方法。