隨著肺癌篩查的增加，越來越多的肺結節被發現。電磁導航支氣管鏡為肺結節提供了新的診斷和治療方法。多項研究顯示了電磁導航支氣管鏡診斷肺結節的可行性和安全性，而匹配電磁導航支氣管鏡的經支氣管微波消融技術也逐漸成熟，兩者的結合可實現經電磁導航氣管鏡一站式診斷及腔內微波消融治療肺結節，從而經自然腔道進行局部治療實現無痕治肺。
引用本文： 陳求名, 安舟, 馬洪海, 程鈞, 胡堅. 經電磁導航氣管鏡微波消融治療肺結節研究進展. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2020, 27(7): 830-833. doi: 10.7507/1007-4848.202001026 復制
肺癌是目前全球最常見的惡性腫瘤之一，我國肺癌的發病率和病死率均高居惡性腫瘤之首，嚴重威脅國人健康。肺癌的早發現、早診斷、早治療是提高肺癌生存率和降低病死率的關鍵。隨著低劑量螺旋 CT 被應用于肺癌篩查，越來越多的肺結節被發現[1]。由于存在一定的惡性概率，肺結節的診斷和治療是目前臨床較為棘手的問題之一。CT、磁共振、正電子發射型計算機斷層顯像（PET）等無創檢查對其診斷有一定參考意義，但無法明確診斷。CT 引導下經胸壁穿刺活檢有較高診斷率，但氣胸、出血等并發癥發生率高，部分病例難以穿刺成功，且增加了患者輻射暴露[2]。電磁導航支氣管鏡（electromagnetic navigation bronchoscope，ENB）為肺結節的診斷和治療提供了新方法，而匹配 ENB 的經支氣管微波消融技術也逐漸成熟，兩者的結合將是無痕治肺的一種新型療法。本文將介紹 ENB 與微波消融結合治療肺結節的研究進展。
1 電磁導航支氣管鏡研究現狀
1998 年 Solomon 等[3]首次報道應用 ENB 進行動物實驗，證實 ENB 實時定位有助于經支氣管穿刺針吸活檢獲取肺支氣管病變標本。2003 年德國 Schwarz 等[4]通過動物實驗首次全面介紹了 ENB，確定實時 ENB 的準確性、實用性和安全性。2006 年 Gildea 等[5]進行一項前瞻性單中心的初步研究，結果證實 ENB 用于肺病灶和縱隔淋巴結病變診斷與傳統支氣管鏡器械相比具有較高的準確率和安全性。ENB 是以電磁定位技術為基礎，結合計算機圖像處理高分辨螺旋 CT 圖像生成的虛擬圖像，找到病變與鄰近支氣管的關系，建立到達病灶的支氣管通路，實時引導導管到達病變部位，并可獲取組織標本，從而明確病理診斷。ENB 突破了傳統支氣管鏡僅能進入段支氣管的技術瓶頸，可伸入到達肺區域 12～14 級支氣管，甚至胸膜下，顯著提高了支氣管鏡檢查的深入程度，且探頭可彎曲，能順利到達盲區。
越來越多的臨床研究證實，通過 ENB 可對肺結節活檢，明確病理診斷。2014 年 Gex 等[6]薈萃分析了 15 個臨床研究包括 1 033 個肺結節評價 ENB 診斷肺結節的準確率和安全性，發現 ENB 診斷靈敏度為 64.9%，準確率為 73.9%，診斷肺癌的靈敏度為 71.1%，氣胸的發生率為 3.1%。迄今為止規模最大的前瞻性多中心 ENB 研究—NAVIGATE 研究[7]共納入 29 家醫院的 1 215 例患者，49.1% 的患者病變直徑<20 mm。該研究最大的亮點是有嚴格的一年隨訪結果，確保陰性或不確定的結果為真陰性結果。該研究的 ENB 路徑規劃時間 5 min，而 ENB 操作時間約 25 min，94% 的患者完成了 ENB 導航并成功獲取標本，1 個月和 1 年的隨訪完成率分別為 99% 和 80%，1 年后確認的診斷準確率為 73%。ENB 輔助獲取的標本中 44% 為惡性，診斷惡性腫瘤的敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值分別為 69%、100%、100% 和 56%。
除用于肺結節的診斷以外，ENB 的工作通道兼容常規活檢工具、共聚焦顯微鏡、支氣管內環向超聲探頭、射頻消融探針、微波消融探針等，為肺結節提供了經人體自然通道的微創診斷和治療方案。對于一些外科手術風險高的患者，如合并嚴重心肺功能問題而不能耐受手術或不愿意手術的患者，可利用 ENB 引導經支氣管到達或接近病灶進行近距離放療、射頻消融、微波消融等局部治療。Harms 等[8]2006 年成功應用 ENB 引導支氣管內近距離放療無法手術的周圍型肺癌患者。Santos 等[9]報道 19 例患者進行 ENB 引導下射頻消融治療肺癌，可減少皮膚穿刺和探針調整次數，有效輔助射頻消融。Xie 等[10]證實 ENB 引導經支氣管射頻消融對不能手術的ⅠA 期肺癌或轉移瘤患者安全有效。
2 肺部腫瘤微波消融治療研究現狀
微波消融治療因熱效率高、升溫速度快、高溫熱場較均勻、凝固區壞死徹底、消融時間短、消融范圍大、受血流灌注影響小等突出優勢，在肺部腫瘤消融應用中越來越受重視。其原理是腫瘤組織內的蛋白質分子、水分子等極性分子在微波電磁場的作用下產生極高速振動，造成分子之間的互相碰撞、摩擦，短時間內形成高達 60℃～150℃的高溫，利用熱產生的生物學效應直接導致病灶組織中的細胞發生不可逆損傷或凝固性壞死[11]。目前其適應證主要包括原發性肺癌和肺部轉移瘤，如因心肺功能差不能耐受手術切除或拒絕手術切除的患者、其他局部治療后復發的單發病灶或孤立轉移性病灶等。2008 年 Wolf 等[12]報道 50 例患者在 CT 引導下經皮肺部腫瘤微波消融，發現消融后 1 年、2 年和 3 年存活率分別為 65%、 55% 和 45%；腫瘤 1 年、2 年和 3 年特異性存活率分別為 83%、73% 和 61%，與腫瘤大小及有無腫瘤殘留無明顯關系。2017 年 Healey 等[13]報道 108 例 CT 引導下經皮肺腫瘤微波消融的長期結果，其中原發性肺癌 75.9%，腫塊最大直徑（29.6±17.2）mm，消融后 1 年、2 年和 3 年腫瘤復發率分別為 22%、36% 和 44%，1 年、2 年及 35 個月生存率分別為 78%、54% 和 39%，氣胸發生率 32.4%。2019 年 Yuan 等[14]發表了一篇納入 53 項經皮射頻消融和微波消融治療肺部原發和轉移腫瘤研究的 Meta 分析，其中微波消融組中位生存時間 24.4 個月，氣胸發生率 33.9%，約 11% 的患者需要留置胸腔引流管；胸腔積液發生率為 9.6%，需干預的僅為 0.3%。2018 年 Yang 等[15]報道了微波消融治療不能耐受或拒絕手術且直徑<3 cm 的肺部周圍型單發磨玻璃結節患者的結果，中位隨訪時間 27 個月，51 例患者經微波消融治療后 3 年無局部復發生存率、腫瘤特異性生存率和總生存率分別為 98%、100% 和 96%，無微波消融相關死亡。上述研究雖多為回顧性研究，均證實微波消融治療是安全有效的。
3 電磁導航支氣管鏡微波消融治療肺結節研究現狀
隨著 ENB 技術的成熟，匹配 ENB 的經支氣管微波消融技術也逐漸成熟。柔軟的微波消融針更能適應肺部錯綜復雜的支氣管結構；結合水循環冷卻技術，使輸出功率達到足以滅活一定范圍內的腫瘤細胞，即可局部治療甚至治愈肺癌。文獻[11,14]報道的多為 CT 引導下經皮消融治療，但該方法氣胸、出血等并發癥發生率高，部分中心開始探索 ENB 結合消融治療肺結節。2012 年 Narsule 等[16]報道 Veran 磁導航系統協助下 CT 經皮穿刺熱消融治療肺部腫瘤，可有效縮短消融針達到目標的時間及治療時間。而經支氣管微波消融治療肺結節的報道則較少。上海胸科醫院 2016 年 5 月成功施行國內首例 ENB 精確引導下經支氣管微波消融術。英國 Kelvin 等于 2018 年 2 月率先開展 ENB 結合錐體束 CT（cone beam CT，CBCT）引導下的肺部腫瘤微波消融治療，至今已開展同類手術 30 多例，其中首例患者術后 13 個月隨訪復查提示病變完全緩解。
4 本中心電磁導航支氣管鏡微波消融治療肺結節的初步應用
本中心自 2016 年引進 ENB，目前已常規開展 ENB 病理活檢診斷超過 350 例，并積極將 ENB 與微創胸外科融合，探索肺結節新的微創治療方法，并在 2018 年結合 ENB 支氣管鏡與 CBCT 進行國內首次肺癌微波消融治療。
本中心 ENB 引導的經支氣管微波消融操作過程如下：（1）將患者術前 CT 數據導入 ENB 系統進行三維支氣管樹重建、標記病變、規劃路徑。（2）患者麻醉，術前用 Dyna CT 對患者進行掃描，以便后續對比影像學變化。（3）在 ENB 引導下，將電磁定位導管（鞘管與導絲）引導至目標病變邊緣，對準目標病變，再次以 Dyna CT 確認定位導管與目標病變的位置。（4）取出定位導管（導絲），通過延長導管（鞘管）進行病變組織活檢，經快速現場評價（rapid on-site evaluation）明確肺癌診斷，準備消融。（5）測量消融針伸入長度，并經延長導管（鞘管）引導至目標病變，再次行 Dyna CT 掃描，確認消融針與目標病變的關系，如位置變化較大，需反復調整導管方向直至消融針位置適宜，使預估的消融范圍可完全覆蓋目標病變。如無法一次性完全覆蓋，需考慮多點消融，以期完全消融。（6）消融，消融功率與時間參考離體動物實驗數據，時間一般為 5～10 min。結束后以 Dyna CT 掃描確認，觀察是否有氣胸等并發癥。（7）撤出消融針與導管，手術結束。如有多處病變，則可重復上述（3）～（6）過程。截至目前，已完成的 8 例 ENB 引導下微波消融治療效果滿意，隨訪未見腫瘤復發。該方法目前仍在臨床研究階段，其有效性、安全性、遠期療效及最佳適應證等仍需更多的臨床研究和長期隨訪確認。
5 總結及展望
ENB 的精準引導和全肺到達是實現肺癌精準治療的前提，微波消融是肺癌綜合治療的一種手段，兩者的結合將是無痕治肺的一種新型療法，僅通過一次麻醉即可完成肺結節等病灶的“診斷、定位、介入治療”一體化診療。ENB 微波消融治療技術引領微創化發展趨勢，經自然腔道進行局部治療，可成為心肺功能無法耐受外科手術或拒絕手術等肺癌患者的一種創新而有效的選擇，對保留更多肺功能、提高患者生存率和生活質量有重要意義。未來甚至可應用于磨玻璃結節等早期肺癌的治療，達到與微創手術相媲美的效果，真正實現腔內無痕治療。
利益沖突：無。
作者貢獻：陳求名、胡堅負責論文撰寫和修改；安舟、馬洪海、程鈞、胡堅對文章的知識性內容作批評性審閱。
肺癌是目前全球最常見的惡性腫瘤之一，我國肺癌的發病率和病死率均高居惡性腫瘤之首，嚴重威脅國人健康。肺癌的早發現、早診斷、早治療是提高肺癌生存率和降低病死率的關鍵。隨著低劑量螺旋 CT 被應用于肺癌篩查，越來越多的肺結節被發現[1]。由于存在一定的惡性概率，肺結節的診斷和治療是目前臨床較為棘手的問題之一。CT、磁共振、正電子發射型計算機斷層顯像（PET）等無創檢查對其診斷有一定參考意義，但無法明確診斷。CT 引導下經胸壁穿刺活檢有較高診斷率，但氣胸、出血等并發癥發生率高，部分病例難以穿刺成功，且增加了患者輻射暴露[2]。電磁導航支氣管鏡（electromagnetic navigation bronchoscope，ENB）為肺結節的診斷和治療提供了新方法，而匹配 ENB 的經支氣管微波消融技術也逐漸成熟，兩者的結合將是無痕治肺的一種新型療法。本文將介紹 ENB 與微波消融結合治療肺結節的研究進展。
1 電磁導航支氣管鏡研究現狀
1998 年 Solomon 等[3]首次報道應用 ENB 進行動物實驗，證實 ENB 實時定位有助于經支氣管穿刺針吸活檢獲取肺支氣管病變標本。2003 年德國 Schwarz 等[4]通過動物實驗首次全面介紹了 ENB，確定實時 ENB 的準確性、實用性和安全性。2006 年 Gildea 等[5]進行一項前瞻性單中心的初步研究，結果證實 ENB 用于肺病灶和縱隔淋巴結病變診斷與傳統支氣管鏡器械相比具有較高的準確率和安全性。ENB 是以電磁定位技術為基礎，結合計算機圖像處理高分辨螺旋 CT 圖像生成的虛擬圖像，找到病變與鄰近支氣管的關系，建立到達病灶的支氣管通路，實時引導導管到達病變部位，并可獲取組織標本，從而明確病理診斷。ENB 突破了傳統支氣管鏡僅能進入段支氣管的技術瓶頸，可伸入到達肺區域 12～14 級支氣管，甚至胸膜下，顯著提高了支氣管鏡檢查的深入程度，且探頭可彎曲，能順利到達盲區。
越來越多的臨床研究證實，通過 ENB 可對肺結節活檢，明確病理診斷。2014 年 Gex 等[6]薈萃分析了 15 個臨床研究包括 1 033 個肺結節評價 ENB 診斷肺結節的準確率和安全性，發現 ENB 診斷靈敏度為 64.9%，準確率為 73.9%，診斷肺癌的靈敏度為 71.1%，氣胸的發生率為 3.1%。迄今為止規模最大的前瞻性多中心 ENB 研究—NAVIGATE 研究[7]共納入 29 家醫院的 1 215 例患者，49.1% 的患者病變直徑<20 mm。該研究最大的亮點是有嚴格的一年隨訪結果，確保陰性或不確定的結果為真陰性結果。該研究的 ENB 路徑規劃時間 5 min，而 ENB 操作時間約 25 min，94% 的患者完成了 ENB 導航并成功獲取標本，1 個月和 1 年的隨訪完成率分別為 99% 和 80%，1 年后確認的診斷準確率為 73%。ENB 輔助獲取的標本中 44% 為惡性，診斷惡性腫瘤的敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值分別為 69%、100%、100% 和 56%。
除用于肺結節的診斷以外，ENB 的工作通道兼容常規活檢工具、共聚焦顯微鏡、支氣管內環向超聲探頭、射頻消融探針、微波消融探針等，為肺結節提供了經人體自然通道的微創診斷和治療方案。對于一些外科手術風險高的患者，如合并嚴重心肺功能問題而不能耐受手術或不愿意手術的患者，可利用 ENB 引導經支氣管到達或接近病灶進行近距離放療、射頻消融、微波消融等局部治療。Harms 等[8]2006 年成功應用 ENB 引導支氣管內近距離放療無法手術的周圍型肺癌患者。Santos 等[9]報道 19 例患者進行 ENB 引導下射頻消融治療肺癌，可減少皮膚穿刺和探針調整次數，有效輔助射頻消融。Xie 等[10]證實 ENB 引導經支氣管射頻消融對不能手術的ⅠA 期肺癌或轉移瘤患者安全有效。
2 肺部腫瘤微波消融治療研究現狀
微波消融治療因熱效率高、升溫速度快、高溫熱場較均勻、凝固區壞死徹底、消融時間短、消融范圍大、受血流灌注影響小等突出優勢，在肺部腫瘤消融應用中越來越受重視。其原理是腫瘤組織內的蛋白質分子、水分子等極性分子在微波電磁場的作用下產生極高速振動，造成分子之間的互相碰撞、摩擦，短時間內形成高達 60℃～150℃的高溫，利用熱產生的生物學效應直接導致病灶組織中的細胞發生不可逆損傷或凝固性壞死[11]。目前其適應證主要包括原發性肺癌和肺部轉移瘤，如因心肺功能差不能耐受手術切除或拒絕手術切除的患者、其他局部治療后復發的單發病灶或孤立轉移性病灶等。2008 年 Wolf 等[12]報道 50 例患者在 CT 引導下經皮肺部腫瘤微波消融，發現消融后 1 年、2 年和 3 年存活率分別為 65%、 55% 和 45%；腫瘤 1 年、2 年和 3 年特異性存活率分別為 83%、73% 和 61%，與腫瘤大小及有無腫瘤殘留無明顯關系。2017 年 Healey 等[13]報道 108 例 CT 引導下經皮肺腫瘤微波消融的長期結果，其中原發性肺癌 75.9%，腫塊最大直徑（29.6±17.2）mm，消融后 1 年、2 年和 3 年腫瘤復發率分別為 22%、36% 和 44%，1 年、2 年及 35 個月生存率分別為 78%、54% 和 39%，氣胸發生率 32.4%。2019 年 Yuan 等[14]發表了一篇納入 53 項經皮射頻消融和微波消融治療肺部原發和轉移腫瘤研究的 Meta 分析，其中微波消融組中位生存時間 24.4 個月，氣胸發生率 33.9%，約 11% 的患者需要留置胸腔引流管；胸腔積液發生率為 9.6%，需干預的僅為 0.3%。2018 年 Yang 等[15]報道了微波消融治療不能耐受或拒絕手術且直徑<3 cm 的肺部周圍型單發磨玻璃結節患者的結果，中位隨訪時間 27 個月，51 例患者經微波消融治療后 3 年無局部復發生存率、腫瘤特異性生存率和總生存率分別為 98%、100% 和 96%，無微波消融相關死亡。上述研究雖多為回顧性研究，均證實微波消融治療是安全有效的。
3 電磁導航支氣管鏡微波消融治療肺結節研究現狀
隨著 ENB 技術的成熟，匹配 ENB 的經支氣管微波消融技術也逐漸成熟。柔軟的微波消融針更能適應肺部錯綜復雜的支氣管結構；結合水循環冷卻技術，使輸出功率達到足以滅活一定范圍內的腫瘤細胞，即可局部治療甚至治愈肺癌。文獻[11,14]報道的多為 CT 引導下經皮消融治療，但該方法氣胸、出血等并發癥發生率高，部分中心開始探索 ENB 結合消融治療肺結節。2012 年 Narsule 等[16]報道 Veran 磁導航系統協助下 CT 經皮穿刺熱消融治療肺部腫瘤，可有效縮短消融針達到目標的時間及治療時間。而經支氣管微波消融治療肺結節的報道則較少。上海胸科醫院 2016 年 5 月成功施行國內首例 ENB 精確引導下經支氣管微波消融術。英國 Kelvin 等于 2018 年 2 月率先開展 ENB 結合錐體束 CT（cone beam CT，CBCT）引導下的肺部腫瘤微波消融治療，至今已開展同類手術 30 多例，其中首例患者術后 13 個月隨訪復查提示病變完全緩解。
4 本中心電磁導航支氣管鏡微波消融治療肺結節的初步應用
本中心自 2016 年引進 ENB，目前已常規開展 ENB 病理活檢診斷超過 350 例，并積極將 ENB 與微創胸外科融合，探索肺結節新的微創治療方法，并在 2018 年結合 ENB 支氣管鏡與 CBCT 進行國內首次肺癌微波消融治療。
本中心 ENB 引導的經支氣管微波消融操作過程如下：（1）將患者術前 CT 數據導入 ENB 系統進行三維支氣管樹重建、標記病變、規劃路徑。（2）患者麻醉，術前用 Dyna CT 對患者進行掃描，以便后續對比影像學變化。（3）在 ENB 引導下，將電磁定位導管（鞘管與導絲）引導至目標病變邊緣，對準目標病變，再次以 Dyna CT 確認定位導管與目標病變的位置。（4）取出定位導管（導絲），通過延長導管（鞘管）進行病變組織活檢，經快速現場評價（rapid on-site evaluation）明確肺癌診斷，準備消融。（5）測量消融針伸入長度，并經延長導管（鞘管）引導至目標病變，再次行 Dyna CT 掃描，確認消融針與目標病變的關系，如位置變化較大，需反復調整導管方向直至消融針位置適宜，使預估的消融范圍可完全覆蓋目標病變。如無法一次性完全覆蓋，需考慮多點消融，以期完全消融。（6）消融，消融功率與時間參考離體動物實驗數據，時間一般為 5～10 min。結束后以 Dyna CT 掃描確認，觀察是否有氣胸等并發癥。（7）撤出消融針與導管，手術結束。如有多處病變，則可重復上述（3）～（6）過程。截至目前，已完成的 8 例 ENB 引導下微波消融治療效果滿意，隨訪未見腫瘤復發。該方法目前仍在臨床研究階段，其有效性、安全性、遠期療效及最佳適應證等仍需更多的臨床研究和長期隨訪確認。
5 總結及展望
ENB 的精準引導和全肺到達是實現肺癌精準治療的前提，微波消融是肺癌綜合治療的一種手段，兩者的結合將是無痕治肺的一種新型療法，僅通過一次麻醉即可完成肺結節等病灶的“診斷、定位、介入治療”一體化診療。ENB 微波消融治療技術引領微創化發展趨勢，經自然腔道進行局部治療，可成為心肺功能無法耐受外科手術或拒絕手術等肺癌患者的一種創新而有效的選擇，對保留更多肺功能、提高患者生存率和生活質量有重要意義。未來甚至可應用于磨玻璃結節等早期肺癌的治療，達到與微創手術相媲美的效果，真正實現腔內無痕治療。
利益沖突：無。
作者貢獻：陳求名、胡堅負責論文撰寫和修改；安舟、馬洪海、程鈞、胡堅對文章的知識性內容作批評性審閱。