LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查在肺外周结节诊断中的应用

付鹏 黄文婷 龙发 龙亮 董洪波 甘景帆 蒋慧

肺外周结节一直以来都是临床面对的一大诊断难题，病理组织活检是目前临床上所公认的诊断肺外周结节的“金标准”，然而该诊断方式不可避免地会对患者造成不同程度的创伤，不利于临床推广普及[1]。常规支气管镜检查是目前临床上应用较为广泛的肺外周结节诊断手段之一，相较于病理组织活检具有微创的优势，然而诊断率较低，存在一定的局限性[2]。且有相关研究报道表明，常规支气管镜检查在直径<2cm的病灶中的诊断准确率仅为34%。因此，寻找一种更加有效的诊断方式显得尤为重要，亦是目前临床医务人员共同关注的热点。随着近年来医疗水平的不断提高以及影像学技术的逐渐发展，虚拟支气管镜导航系统开始被应用于肺外周结节的诊断中。LungPoint最早由德国海德堡大学Herth等人首次于肿瘤医学杂志上报道，该导航系统的使用结果显示：所有受试者支气管镜均可顺着设定路径进入，且对肺部小结节的诊断率高达80%，可推动支气管镜诊断结果趋近CT引导经皮肺穿刺。而美国Wang Memoli等人的研究发现，LungPoint诊断率为80%，且诊断率随着病变大小的增加而增加[3]。国内江杰等人研究发现VBN可帮助操作者更快、更准确到达目标病灶所在支气管，缩短检查时间，且安全性较佳[4]。既往，传统经支气管镜肺部病灶活检主要是按照胸部CT阅片协助确定病灶部位，从而使得检查时存在一定的盲目性，且对周围性肺结节诊断率不理想。而LungPoint作为基于CT的虚拟成像技术，主要是通过处理CT数据，从而标定病灶部位以及制定活检路径，进一步为病灶活检提供有力帮助。鉴于此，本文通过研究LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查在肺外周结节诊断中的应用价值，旨在为临床诊疗提供数据支持，现作以下报道。

资料与方法

一、一般资料

纳入从2017年4月～2018年7月，中国科学院大学深圳医院收治的肺外周结节患者264例作为研究对象。其中男性患者152例，女性患者112例，年龄29～77岁，平均年龄(54.20±12.58)岁。纳入标准：(1)所有纳入对象心电图、血常规以及凝血功能检查结果无异常；(2)年龄≥18周岁；(3)入院前尚未接受相关治疗；(4)结节直径在8～30 mmm之间。排除标准：(1)存在相关禁忌症者；(2)肝、肾等重要脏器发生病变者；(3)心肺功能极差者；(4)存在出血倾向者；(5)入院前即已存在感染者；(6)交流沟通障碍或伴有精神疾病者。已获得纳入对象同意，并得到医院伦理委员会批准。

二、研究方法

(1)LungPoint导航步骤如下：首先导入CT数据，完成3D支气管以及血管模型的自动重建，确定病灶，自动计算到达病灶的路径(气道内最多3条路径)，确定路径，随后通过内镜图像显示导航指引线以及气道数据，最后精准到达靶点。(2)LungPro导航：首先导入CT数据，完成3D支气管以及血管模型的自动重建，确定病灶，自动计算到达病灶的路径(全肺最多4条可行路径)，确定穿刺点部位，随后通过内镜图像显示导航指引线以及气道数据，到达穿刺点，采用活检针于气管壁完成穿刺。然后以球囊扩张穿刺孔，配合C型臂X透视辅助以及3D可视光标定位进行导航，最后精准达到病灶，通过鞘管2.0 mm的工作通道完成诊断。(3)LungPro导航支气管镜下经肺实质结节取样术(BTPNA)：患者均行全身麻醉处理，LungPro导航引导虚拟支气管镜到选取的进入点处，待其到达进入点部位后，将带芯穿刺针(USA)插入标准治疗支气管镜的工作通道，并通过气道壁直至气道上的进入点处。随后缓慢回撤USA，并进行吸引，明确穿刺针插入式是否刺穿血管。采用预防损伤的气囊扩张器扩大进入点，采用管鞘插入气道。管鞘头端在穿过进入点后推进10 mm，整头端对准目标，经由多重透视检查投影明确部位。创建通道过程中每途径15 mm左右便充分确认通道方向，待其达到结节相邻部分，且有足够空气可打开活检钳的部位时，移除管芯，活检钳经由管鞘插入，于融合透视检查介导下取样本活检。

三、评价标准

病理诊断依据如下[5]：(1)阳性：原位癌，轻度或中重度不典型增生，侵袭性癌。(2)阴性：正常黏膜，黏膜存在炎症，黏膜增生或呈鳞状化生。

四、观察指标

分析264例肺外周结节患者LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断与病理诊断结果，LungPoint或LungPro导航时间，患者LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断并发症发生情况，分析气道内Lungpoint导航及气道外LungPro导航典型病例。

五、统计学方法

结 果

一、264例肺外周结节患者LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断与病理诊断结果分析

病理阳性结果囊括炎症31例，腺癌157例，鳞状细胞癌7例，肺小细胞癌11例，转移瘤5例，淋巴瘤3例，结核12例；另有38例病理结果阴性，其中17例手术病理确诊肺癌，8例手术病理为慢性炎，另外13例未作手术，予定期随访观察。LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断肺外周结节患者的总体诊断阳性率为85.61%(见表1)。

表1 264例肺外周结节患者LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断与病理诊断结果分析(例，%)

二、LungPoint或LungPro导航时间分析

LungPoint导航平均时间(6.84±2.12)min，LungPro导航平均时间(24.26±10.03)min。

三、264例肺外周结节患者LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断并发症发生情况分析

264例肺外周结节患者LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断后出现11例气胸，发生率为4.17%，无大咯血、感染等并发症的发生，且气胸患者中9例经胸腔穿刺抽气或吸氧后好转，2例需胸腔闭式引流(见表2)。

表2 264例肺外周结节患者LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断并发症发生情况分析(例，%)

四、气道内Lungpoint导航及气道外LungPro导航典型病例分析

(1)气道内Lungpoint导航：①CT分析：右侧胸腔内可见少量气体影积聚，右肺中叶外侧段见一软组织结节，大小25×23 mm，轻度分叶状，边缘较清楚，形态欠规则，近端可见支气管伸入、远端支气管不清(见图1)所示。②术前规划：该病灶中心可见支气管征，通过勾画出病灶外缘，系统自动生成3D病灶目标靶点及支气管镜路径。3D重建气道树、血管、病灶(见图2～3)。左侧为支气管镜视野，右侧为术前规划路径，两个画面实时联动(见图4)。③ 右中叶外侧段用径向超声探头探查，可见低回声团块影，在此取活检(见图5)。病理报告：腺癌(见图6)。(2)气道外LungPro导航：①CT分析：右上肺后段见结节样高密度影，密度不均，范围约18 mm×21 mm，其内未见支气管穿行(见图7)。②术前规划：通过勾画出病灶外缘，系统自动生成3D病灶目标靶点及支气管镜路径(见图8)。气道、血管、病灶3D重建，术前规划设置POE穿刺点，腔外视图规避血管(见图9)。③ 融合C臂显影病灶，BTPNA术式引导穿刺鞘管肺实质内前行、抵达肺结节后，活检钳通过管鞘插入，在融合C臂透视检查介导下取样本活检。病理报告：少许炎症细胞浸润，未见癌(见图10～11)。

图1 胸部CT所见右肺中叶外侧段见一软组织结节，大小约25×23mm。

图2 术前导航规划 通过勾画出病灶外缘，系统自动生成3D病灶目标靶点及支气管镜路径。

图3 自动重建3D气道树、血管、目标病灶

图4 左侧为支气管镜视野，右侧为术前规划路径，两个画面实时联动。

图5 径向超声探头探查，可见低回声团块影，在此取活检。

讨 论

肺外周结节存在良恶性之分，且随着近年来人们生活方式的不断改变以及生活环境的逐渐恶化，肺癌的发病率正呈逐年升高趋势，已成为严重威胁人类生命健康安全的恶性肿瘤之一[6-8]。因此，为了避免误诊以及漏诊情况的发生，临床上急需采用一种有效的诊断手段实现对肺外周结节良恶性的准确诊断。既往，临床上针对肺外周结节主要采用经皮肺穿刺以及经支气管肺活检等传统手段进行诊断，上述诊断方式对肺外周恶性结节具有90%以上的敏感度，然而存在创伤性的缺陷，受试者发生气胸的风险高达25%[9-11]。与此同时，针对部分直径<15 mm的微小病灶，上述方法的准确性较低，存在一定的局限性。近年来所开展的虚拟支气管镜导航系统更是一种在CT三维成像的基础上所发展起来的一种新型技术，其可通过图像识别，建立虚拟支气管路径，进一步引导支气管镜到达目标病灶完成活检，进一步达到提高活检阳性率的目的[12-14]。该技术打破了传统支气管镜仅能进入段支气管镜的限制，明显提高了支气管镜检查深入肺末端的程度，继而为肺外周结节的诊断提供了前所未有的微创诊断方案，具有较高的研究价值。

图6 肺活检病理：(免疫组化)癌细胞CK7(+)、TTF-1(+) 、NapsinA(+)、Ki67(约1%+)，符合腺癌。(HE×400)

图7 胸部CT：右上肺后段见结节样高密度影，范围约18×21mm，其内未见支气管穿行。

图8 术前导航规划 通过勾画出病灶外缘，系统自动生成3D病灶目标靶点及支气管镜路径(同气道内导航)。

图9 a:气道、血管、病灶3D重建；b：术前规划设置POE穿刺点；c：腔外视图规避血管路径。

图10 融合C臂显影病灶，BTPNA术式引导鞘管肺实质内前行、抵达肺病灶后，分别用活检钳、FleXNeedle穿刺针取得活检样本。

图11 肺活检病理：上皮无异型性，上皮下纤维增生，少许炎症细胞浸润，未见癌。(HE×400)

本文结果显示，LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断肺外周结节患者的总体诊断阳性率为85.77%。其中李士杰等人的研究结果发现[15]，虚拟支气管镜导航联合支气管超声导向鞘引导肺活检术应用于肺周围性病变诊断中，对恶性病变的诊断率为82.5%。两项研究相似，这提示了LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查应用于肺外周结节患者的诊断中，可明显提高诊断阳性率。分析原因，笔者认为LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查检查可对CT数据进行精确的分析、处理，从而精确建立3D模型，准确规划并避开血管路径，提高现实技术，实现模型和实时内镜图像的完美匹配，继而达到提高临床诊断准确率。另有相关研究报道显示，LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查检查首先采集受试者的CT数据，通过3D重建支气管和血管后计算每条支气管中心线，随后识别并选定病灶，系统将自动规划出到达病灶或气管壁穿刺点的路径[16]。而在操作诊断过程中，经LungPoint球囊将穿刺孔进行扩张处理，配合X-Flu辅助及3D可视光标定位和路径引导，将鞘管和内芯推送至结节，经鞘管2.0 mm的工作通道完成活检[17-18]。另有研究数据显示：电磁导航支气管镜诊断外周肺结核的检出率为92.3%，显著高于普通支气管镜的40.0%。这充分证实了虚拟导航辅助支气管镜检查的应用价值较高[19]。此外，264例肺外周结节患者LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断后出现11例气胸，发生率为4.17%，无大咯血、感染等并发症的发生。这表明了LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查诊断不会增加肺外周结节患者并发症的发生，安全性较好。究其原因，笔者认为LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查检查是一种基于CT的新型虚拟成像技术，可精确引导支气管镜达到病灶所在部位，同时可通过相关技术明确病灶所在的位置以及方向，规避大血管，进一步有效提高活检、穿刺部位的准确性，避免了对患者造成不必要的损伤，从而避免了相关并发症的发生，具有较好的安全性[20]。

综上所述，LungPoint虚拟导航辅助支气管镜检查在肺外周结节诊断中的应用价值较高，可在一定程度上提高肺外周病变的诊断阳性率，同时有效减少诊断相关并发症的发生，安全性较好，具有较高的临床推广应用价值。