电视胸腔镜手术在肺结节诊治中的研究进展

叶敬霆 孙超 陆世春 吕小夏 邹辉 束余声

随着先进的放射性检查方法和肺癌筛查项目的发展和普及，肺结节的诊断率也持续上升。因此，对于用来诊断和治疗这些可疑肺结节的胸部手术的需求也同样变大。肺结节的诊疗必须遵循其病变性质，如果是恶性病变则必须进行相应的分期，肿瘤学原理上可切除的病变则需进行手术干预。对于不明性质的可疑结节，应推荐患者进行图像引导活检或手术活检，而手术活检可产生更可靠、更具代表性的标本。然而这个事实常常被忽略，因为仅仅为了诊断而进行长切口的大手术往往会使患者恐慌而放弃手术，同时也剥夺了原发性恶性肿瘤患者同期完成肺叶切除术的可能。

此外，手术切除活检能更容易且准确地提供诸如腺癌的亚型及特异性特征等具有显著预后意义的信息。胸部麻醉、微创外科手术、术中活检技术的最新进展都有助于小型肺结节手术治疗模式的转变。20多年前，电视辅助胸腔镜手术(video-assisted thoracoscopic surgery，VATS )的出现已经开始了这一演变。与开胸术相比，VATS具有术后疼痛较轻、住院时间短、肺功能损伤小及术后免疫功能较强等优点。在早期非小细胞肺癌肺切除术中，VATS已被证明不逊于传统开放性入路患者的长期生存率。最近，医疗仪器、麻醉技术和围术期成像技术的发展为进一步完善VATS提供了新的契机。单孔VATS及非插管麻醉VATS的出现打破了传统VATS的束缚，裸眼3D显示系统、杂交手术室和荧光胸腔镜检查等引人注目的辅助手段也拓宽了人们的视野，为未来微创胸外科手术的发展引入了新的机遇。本文将介绍VATS肺结节诊疗技术最近的创新发展和最新的研究观点。

一、 单孔VATS

20世纪90年代引入的VATS明显缩短了胸外科手术后痛苦而冗长的恢复过程，并很大程度上消除了患者对于胸外科手术的恐惧感。VATS因为切口小、住院时间短以及术后恢复快而优于开胸手术[1，2]。对于一名有足够肺功能和低麻醉风险的可疑肺结节患者来说，应该建议或者至少提供VATS进行诊断的选择。术中切除活检具有避免其他活检方式可能发生的取样不准的优点，更能提供详细的组织学信息，如肿瘤侵袭性、腺癌的亚型等。此外，当术中冰冻切片诊断为恶性肿瘤时，患者可在同一次全身麻醉期间完成肺癌根治手术。传统多孔VATS的镜头位于腋中线第7～8肋间隙，与前、后操作孔形成一个三角形以形成一个类似钻石菱形的胸腔操作空间来增加可操作性。尽管传统VATS是对开胸手术的显著改进，但仍需切开多个操作孔并通过多个肋间隙进入胸腔，依然会导致慢性疼痛和神经痛。在技术不断成熟的过程中，一些胸外科医师开始采用双孔VATS：通过省略后操作孔将手术操作都集中在前操作孔上[3-5]。这种双孔法对于大部分肺切除术是可行的，但仍需要2个切口。2004年，Rocco等[6]率先报道了单孔VATS下的肺楔形切除术，将切口减少至1个。单孔VATS具有术后疼痛更轻、切口更加美观、康复更加快速等优点。起初的一些研究对单孔VATS与多孔VATS在小型胸腔手术(如交感神经切除术和胸膜固定术)中的应用进行了比较，单孔VATS的表现令人满意，并且单个切口具有较低的疼痛评分和较少的残余感觉异常[7]。2010年，Gonzalez等[8，9]通过单孔VATS进行了第1例肺叶切除术，这是一次重大的突破。随着经验和专业知识的不断积累，他们还成功报告了在单孔VATS下进行诸如支气管袖式切除术、肺切除联合胸壁重建等复杂手术。随后的研究发现单孔VATS用于解剖性肺段切除同样可行、有效，是多孔VATS的安全替代方案[10-12]。从外科医师的角度来看，单孔VATS的另一个优点是单切口入胸的方法实际上模拟了开放手术，并且多孔VATS 成角度的光学平面不适合二维显示器[13]。因此，从理论上来说，单孔VATS比多孔VATS更符合人体工程学、操作更加方便。迄今为止，虽然很多回顾性研究[14，15]对单孔VATS和多孔VATS进行了比较，但仍缺乏大规模的随机对照试验用于证明单孔VATS相对于传统VATS的统计学显著优势。尽管如此，随着患者对微创手术的了解以及胸外科医师微创手术技术的逐渐精进，单孔VATS作为诊断和治疗肺结节的替代方案将很有前景。

二、 非插管麻醉VATS

除了手术的创伤外，患者对于胸外科手术的另一个顾虑是需要全身麻醉，且术间需进行单肺通气。全身麻醉术后的麻痹会降低膈肌收缩的效率而使肺不张的风险增加，也影响术后咳嗽和清痰能力。单肺通气会增加肺炎、气道损伤和气压伤的风险[16]。非插管麻醉VATS能有效避免插管全身麻醉造成的不良反应，促进术后更快恢复。其优点在于术后早期良好的呼吸功能、降低发病率和病死率、缩短住院时间、降低住院费用[17]。非插管麻醉是指在局部麻醉的同时，患者在受控镇静下自主呼吸。局部麻醉方式包括胸部硬膜外麻醉、肋间或椎旁神经阻滞。迷走神经阻滞也可用来消除咳嗽反射。有研究[18]显示，胸部硬膜外麻醉对慢性阻塞性肺疾病患者呼吸力学和气体交换的损害最小，对潮气量和峰值吸气流量没有损伤，对氧合的影响有限且易于适应。多项研究[19-22]说明，非插管麻醉VATS对于简单的小型胸腔手术，如胸交感神经切断术、肺楔形切除术和肺组织活检是可行的。2014年，Gonzalez-Rivas等[23]证明了在不使用硬膜外麻醉和迷走神经阻滞的非插管麻醉中进行单孔VATS大型胸腔手术的可行性。该项研究中，患者在佩戴喉罩并用瑞芬太尼镇静的状态下完成了右侧中叶切除术。然而，到目前为止仍缺乏有力的证据支持非插管麻醉VATS在大型胸腔手术中的应用。Pompeo等[24]的研究将60例未明确性质的肺结节患者分为两组，双腔插管组和非插管组分别30例。结果显示非插管组的术后满意度评分更高、住院时间更短，其中47%的非插管组患者在术后第2天出院，而插管组仅为17%。样本量最大的一项比较插管和非插管麻醉VATS的随机对照试验也许要算Liu等[25]报道的，其中随机分配至非插管麻醉VATS组进行肺大疱切除术、楔形切除术和肺叶切除术的患者共354例。该项研究发现，非插管麻醉VATS可进一步缩短住院时间而不受外科手术类型的约束。

总而言之，非插管麻醉VATS在大型肺部手术中的应用仍然存在争议。但当考虑为肺结节患者行切除活检或亚叶切除术时，非插管麻醉是标准麻醉的良好替代品。值得注意的是，为了成功并安全地执行这项技术，由熟悉VATS的胸外科医师和有经验并可以在紧急情况下中转插管全身麻醉的麻醉师进行操作是必要的。

三、 裸眼3D显示系统

传统的腔镜显示屏显示2D图像，相对于立体的手术视野来说缺乏空间感及深度感。这在一定程度上增加了腔镜手术的操作难度，可能增加手术失误率。裸眼3D显示系统可以显示手术视野的三维立体结构，还原开胸手术下的视野感觉[26]。裸眼3D显示系统是3D腔镜技术发展到第三代的结果。第一代头盔式显像技术和第二代眼镜式显像技术因为均要佩戴相应设备进行手术操作，不少医师会出现头晕、视觉效果欠佳、与屏幕外环境互动不适应等现象。此外，视线前的镜面也经常被呼出的雾气遮挡而影响视野[27]。而裸眼3D技术很大程度上克服了前代技术的缺陷，更具备如下优点：最高可放至20倍的解剖结构使胸外科医师能更好地定位结节，并在精细操作时更加稳健沉着；良好的空间感及深度感使胸外科医师更顺利地进行深部操作而避免手术的副损伤；能更好地识别肿大淋巴结和周围可能存在的粘连，提供与淋巴结粘连的血管走向而降低大出血事件的发生率[28]。目前已有一些成功应用裸眼3D胸腔镜技术完成肺大疱切除术、肺段切除术、肺叶切除术的报道。研究[29-31]表明，裸眼3D胸腔镜肺部手术耗时明显短于2D胸腔镜，手术过程安全且并发症较少。

如果说单孔VATS和非插管麻醉VATS分别在手术入路和麻醉方式上为肺结节的诊疗发展开辟了道路，那么裸眼3D技术则赋予了胸外科医师一双更敏锐的双眼。对于不明性质的可疑肺结节，最准确的诊断手段是手术切除活检。单孔VATS和非插管麻醉VATS技术的发展让患者不用再畏惧以往大切口、插管全身麻醉所带来的痛苦体验，而裸眼3D技术可以为术者带来更好的视觉效果和操作体验。裸眼3D胸腔镜手术的成功是令人兴奋的，尽管其技术仍需进一步完善，与前代3D、传统2D技术的比较也需进一步临床试验验证，但裸眼3D技术的发展已经并将继续推动胸腔镜手术的进步。裸眼3D显像技术表现出的巨大应用潜能有理由让我们预见其在肺结节诊疗中的应用前景。

四、 杂交手术室和VATS

CT扫描筛选的患者中超过20%存在不确定的结节，其中许多结节直径<2 cm[32]。然而图像引导下活检难以抓取太小的结节，或者一些具有明显磨玻璃影的结节会导致抽取到不充分或非代表性的样本。虽然诸如电磁导航支气管镜检查等新兴技术有时可以帮助诊断，但手术切除活检仍然是大部分患者唯一可靠的选择。小的病灶，特别是直径<10 mm或深部病灶难以在手术中定位，有时可能需要扩大切口甚至开胸以确保完全切除。手术入路的选择和切除范围很大程度上取决于胸外科医师能否顺利定位结节，所以这些年来一些方法被用来“标记”小型肺结节以引导手术。方法包括经皮注射染色(如结节周围注射亚甲蓝)和术前经皮钩丝、放置微线圈，为目标病灶提供视觉、触觉和荧光引导[33]。

图像引导定位技术与VATS的组合被称为iVATS(image guided VATS)。iVATS在结节的识别中起重要作用，能更好地施行肺保留手术，还可以缩短手术时间和减少中转开胸手术的可能。然而，执行iVATS需要多学科专业知识，并且当进行术前定位和手术切除的场所相距较远时可能会出现一些问题。当两者距离或时间间隔较大时可能使切口感染、线圈或钩丝脱落的风险增加，甚至引起肺穿刺的并发症，如气胸(张力性)或血胸。理想的策略是在同一地点和同一时间段进行肺部病变的定位和切除，这一需求为杂交手术室在肺结节诊疗中的发展提供了契机。杂交手术室将成像功能与标准手术室相结合，主要用于心脏和血管手术。Gill等[34]的研究介绍了在装备CT扫描设备的杂交手术室中进行iVATS的新方法，并成功用于23例患者的诊疗。在术中CT引导下插入T型钩丝并在定位后进行楔形切除术，这些均只需在杂交手术室中完成。研究中病变的平均直径为1.3 cm，所有患者的平均住院日为4 d，仅3例(13%)患者有轻度并发症。此外，患者术后立即在杂交手术室中复查CT以确保完全切除病变，这是杂交手术室可提供实时成像的明确优点。这一具有里程碑意义的研究证明了在杂交手术室应用iVATS切除小型肺结节的安全性和有效性。Zhao等[35]也成功报道了在杂交手术室中应用iVATS技术进行单孔VATS肺切除术治疗小型早期肺癌。然而，要建立一个成功的杂交手术—iVATS方案需要一个多学科专家小组。除了经验丰富的胸外科医师和麻醉师外，其他专家如介入放射科医师、技术人员和专职护士对于成功的杂交手术—iVATS方案也很重要。结合在杂交手术室中实时成像和定位的优势，图像引导的VATS切除术可能预示着肺结节和小型早期肺肿瘤手术治疗模式的转变。

五、 荧光胸腔镜检查

淋巴结状态在确定手术切除范围方面至关重要，因此术中定位和淋巴结识别已经成为胸外科医师对小型肺结节进行亚叶切除术时经常讨论的话题。前哨淋巴结(sentinel lymph node，SLN)是肿瘤淋巴引流中的第一个节点，通常代表剩余淋巴结的疾病状态。SLN导航手术已经成为皮肤癌、乳腺癌和胃肠道癌症常规手术中的一部分，其在肺癌中因导向治疗的作用也正在兴起[36]。为了准确识别SLN，需要新的术中成像技术来提供淋巴结状态和肿瘤边界的实时评估。近红外(near-infrared，NIR)荧光正是不二之选。NIR荧光可以提供深层组织穿透和低自动荧光，从而为分辨组织提供充分的对比度。使用NIR荧光成像与外源NIR荧光剂[如吲哚菁绿(indocyanine green，ICG)、亚甲蓝和荧光素]组合可以实时检测各种肿瘤学重要结构。在NIR荧光剂中，ICG由于其低毒性和低过敏反应发生率是目前肿瘤手术中最受欢迎的。

NIR和ICG在胸外科手术中主要应用于对确诊为肺癌的肺结节的切除范围进行指导。因为如果通过术中ICG注射确定SLN转移阳性，则单纯的亚叶切除术复发率会很高，可能需要更大范围的手术切除。Moroga等[37]的回顾性研究表明，前哨淋巴结活检(sentinel lymph node biopsy，SLNB)的准确率达80%。该研究包含83例行肺段切除术的ⅠA期患者，其中20例做了SLNB，63例未做。SLNB组术中在肿瘤周围注射ICG，注射后10 min使用ICG NIR荧光系统识别荧光并将绿色荧光结节视为SLN切除。结果显示，SLNB组中没有复发，且没有肺段切除术中转肺叶切除术；未做SLNB的组中，6.3%的患者发生局部复发，但与SLNB组比较差异无统计学意义。这项研究的结论是SLNB可能有助于肺段切除术，需要包含更多病例数和更长随访时间的大型研究来得出进一步的结论。其他较小的研究已经发现，SLNB的准确率与从系统性淋巴结清扫获得的最终病理结果大致相似。识别SLN失败或SLNB结果不准确的原因包括ICG从肿瘤中泄漏、致密粘连和ICG消散过快。在一些研究中，肿瘤荧光剂注射部位立即用圈套器或无创血管夹封闭以防止ICG溢出和过快消散。

图像引导荧光胸腔镜手术诊疗肺结节具有令人兴奋的前景，为做好更具体和更个性化的患者治疗方案铺平了道路。随着NIR和荧光剂研究的进一步发展，我们期待可以增加荧光胸腔镜检查的利用率，不仅可以用于确定切除范围，小型肺结节的定位也能更加精确。

六、 结论及展望

随着肺结节发病率的增加，需要进行VATS的创新发展以应对这些病变在诊断和治疗方面的挑战。在微创手术时代，对传统微创技术进行创新和改进的呼声不断高涨。随着新一代方法如单孔VATS和非插管麻醉VATS的愈渐成熟，以及裸眼3D显示系统、杂交手术室和术中成像技术的不断优化，VATS对肺结节患者的意义越来越重大。这些现代进展使麻醉和手术的不良反应进一步减小，手术的精度进一步提高，有助于将VATS置于肺结节诊断和治疗方法的最前沿。

参 考 文 献

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