三维重建技术联合支气管高频通气在肺段切除术中的临床应用分析

张 伟，李 兵,2，边洪春，李玉财，房立新

(1.淄博市市立医院胸外科，山东 淄博，255400； 2.中国人民解放军第960医院胸外科；3.中国人民解放军第960医院麻醉科)

众所周知，恶性肿瘤中的肺癌在全球造成的死亡率高居第一[1]，其高发病率、死亡率还在逐年上升[2]，这引起了人们的重视。随着科技的发展，许多新技术被应用于医学治疗中，一些早期不易被发现的疾病早期发现率与治愈率提高，如胸腔镜解剖性肺段切除术为肺癌的治疗提供了新的方案[3]。但这些手术也存在许多尚未解决的技术问题，增加了手术失败的风险[4-5]，术中损伤血管、中转开胸的概率增加，如何在术前、术中准确定位病灶，缩短肺段间平面出现时间，以帮助术者顺利准确找到病灶，缩短手术时间，实现精准肺段切除显得尤为关键。支气管高频通气法用于解剖性肺段切除术的报道极少，本研究现对三维重建技术联合支气管高频通气法与传统膨胀萎陷法进行比较。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾性收集2015年1月1日至2022年1月1日淄博市市立医院与解放军第960医院胸外科收治的以肺结节入院、行胸腔镜解剖性肺段切除术的264例患者的临床资料。按照肺段间平面确定方式分为实验组与对照组，实验组(n=148)采用三维重建技术联合支气管高频通气法，对照组(n=116)采用三维重建技术联合膨胀萎陷法。纳入标准：(1)术前通过检查确定心、肺功能无障碍，可确保手术顺利进行；(2)肺结节直径≤20 mm，且肺部磨玻璃样影实性成分小于总体的50%；(3)CT检查等排除远处转移；(4)临床资料完整可信。排除标准：(1)肺结节直径>20 mm；(2)行肺叶切除；(3)术中或术后发生重大并发症可能性较大，不能接受手术；(4)临床资料缺失。

1.2 研究方法

1.2.1 术前准备 为获取患者肺部情况，术前应进行更全面的肺部CT扫描。将图像导入计算机辅助手术系统软件，通过软件系统分析进行三维重建(图1)，通过计算肺体积、胸廓的虚拟图像提取肺结节(图2)，通过三维立体图的旋转，评估手术切除范围。

图1 肺段模型重建 图2 肺结节所在肺段定位模型

1.2.2 术中操作 全身麻醉双腔气管插管，健侧肺部通气。患者取侧卧位，观察孔选在腋中线第7或第8肋骨之间，手术操作孔选取在胸前锁骨中线第3与第5肋骨间，为降低手术失败率，每一步操作均要求准确进行。实验组采用纤维支气管定位靶肺段支气管，用高频喷射通气机向靶肺段内喷射氧气，靶肺段组织迅速膨胀，其余正常组织萎陷(图3)，形成段间平面后切除肺段(图4)。为保证实验的准确性，要求单一变量原则；对照组采用膨胀萎陷法暴露患者肺段间平面，其余操作同实验组。

图3 支气管高频充气后肺段 图4 肺段切除术后结节位置

1.2.3 观察指标 术前收集两组患者临床资料、基本信息、肺部情况及肺结节信息与定位等，包括患者年龄、性别、吸烟史、第一秒用力呼气量/用力肺活量,、最大通气量、肺结节直径、术中出血量、术后引流量、拔除引流管时间、拔管后住院时间、术后并发症发生率等。

2 结 果

两组患者年龄、性别、吸烟史、第一秒用力呼气量/用力肺活量、最大通气量、肺结节直径、术中出血量、术后引流量、拔除引流管时间、拔管后住院时间、术后并发症发生率差异均无统计学意义(P>0.05)；实验组与对照组手术时间、段间平面出现时间差异有统计学意义。见表1。两组肺结节所在的肺段定位具体情况见表2。

表1 两组患者临床资料的比较

续表1

表2 两组患者肺结节肺段分布情况(n)

两组患者均在预期中成功完成手术，无特殊情况发生，住院期间无死亡病例。对照组中3例患者未找到结节，实验组中2例。对照组术后并发症发生率高于实验组，对照组术后发生肺部感染3例、心律失常症状2例、肺部出血1例；实验组发生肺部感染2例、心律失常1例、术后漏气1例；通过采取药物控制感染、控制心律失常、延长引流管放置时间等措施，两组患者均康复出院。

3 讨 论

对于表现为肺磨玻璃结节的早期肺癌，患者手术治疗后5年生存率高达100%[6]，在肺癌的早期治疗中，肺小结的诊断对治疗具有决定性的意义。胸腔镜下手术治疗是肺部小结节的主要治疗手段，也是明确结节性质的首要诊疗方法。近年的确切实验数据与科学研究结果表明，肺段切除术主要适于高危肺磨玻璃结节的切除，而且根据对病患的长期观察结果显示，其远期效果并不亚于肺叶切除术[7-9]，同时相对于普遍采用的肺叶切除术而言，该手术一定程度上保留了更多的、相对完善的肺功能[10]。在大部分肺部病变的CT影像中，由于病变部位的密度与正常肺部组织的密度极其相似，且缺乏较明显的、具体的病变特征，因此相较其他部位的病变，更加难以仅依据CT影像找到结节的确切位置，肺部结构较其他人体器官更加错综复杂，且存在极强的个体差异性，此外，肺部的变异情况因人而异，多种多样。这也在一定程度上增加了手术的风险，而且对患者的术后恢复存在一定影响。综上，就目前的医疗水平而言，对肺结节进行精确定位仍是不小的挑战。目前较常见的肺结节定位方法主要分为术前CT引导定位与术中影像介导定位两大类。Hook-wire定位法是最早开展也是至今应用范围最广的结节定位方法[11-13]。但此法存在一定的安全隐患，并会对患者造成一定伤害，患者会不可避免地暴露在辐射下[14-16]；此外，Hook-wire作为有创的定位方法之一，在其定位失败的原因中，最主要的就是在患者转运过程中或手术操作过程中发生钩丝脱落现象[17]。Seo等[18]报道，肺内钢丝头端至肺胸膜的垂直距离是钢丝脱落的独立风险因素，位于尖肺段及肩胛骨遮挡穿刺路径的结节而言，增加了穿刺难度。随着时代的发展、医学科技的进步，三维重建技术在一定程度上完美避开了Hook-wire传统定位方法的缺点，Chen-Yoshikawa等[19]依据现有的医疗水平，整合现有医疗技术，通过各种医疗途径与手段，对胸外科手术进行较为精确的CT三维重建术前模拟，真实、科学、精准地还原了患者肺部的3D几何图形，使医生可在术前多角度、多层次、全方位地观察判断肺部病变情况，对患者的具体情况有一定程度上的了解，提前科学合理的规划出手术入路，制定出较为完善、个体化的手术方案[20]，一定程度上避免由于个体化差异给手术带来的不必要的麻烦。通过这些技术的辅助，术者可在术前或术中了解肺段的精确结构，明确肺段间的界限，报道的准确性可达90%以上[21-23]。三维重建技术在一定范围内有效地缩短了手术时间，明显降低了手术难度，大幅度提高了结节精准定位的成功率[24]。

在常见的肺部手术中，肺段间平面的精准确认非常重要。段间平面的选择与处理方法不一，在足够切缘的前提下，术中、术后的安全性应首先考虑。就目前医疗情况而言，较常采用的确认方法有三种：吲哚菁绿荧光染色法[25]、支气管充气法与膨胀-萎陷法[26]。吲哚菁绿染色利用几乎可与所有蛋白质结合的特征[27]，不足之处是可能出现非特异性荧光，存在假阳性的荧光显像等，且术中需使用近红外胸腔镜，费用昂贵，不利于广泛开展。膨胀-萎陷法段间平面出现时间长，如肺气肿患者，肺顺应性差的患者段间平面显露时间更长，暴露不清晰，延长了麻醉时间与手术时间，增加了并发症发生率。本文中介绍的术中用纤支镜定位靶肺段支气管的方法，采用高频喷射通气机向靶肺段内喷射氧气，靶肺段组织迅速膨胀，其余正常组织萎陷，形成的段间平面时间短。该法快速、简单，不受肺段之间交通支动脉的影响，适合亚肺段平面的确认，缩短了手术时间，且选择性靶段通气对术中胸腔镜视野影响较小，对于肺气肿患者肺段间平面的显示优于膨胀萎陷法。此法的不足之处是段间平面出现后要求迅速标记，肺段萎陷时间较短，需要术者在彻底萎陷前标记完毕；并且需要有经验的麻醉师配合，以精准熟练的定位靶段支气管，否则耗时可能更长。根据支气管的直径，选择合适的纤支镜。为了提高靶向肺段的准确性，本中心将技术进一步改进，采用术中支气管末端灯光识别方式，再次确保靶段的准确性，纤支镜进入靶段支气管后，变换灯光，此时从胸腔镜视野中判断结节所处靶肺段是否与纤支镜进入靶肺段吻合。与三维重建各肺段图像联合，本研究中部分病例采取只切断靶向肺段动脉与支气管的方式，很大程度上降低了误扎肺段静脉的发生率，尤其可保留段间静脉的完整性，保证周围肺组织静脉回流，减少咯血的发生。为验证切除肺段的精准性，将切除肺段与三维重建图像肺段的形状、边界进行对比，发现支气管高频通气法可精确、有效的识别段间平面。此法对于操作者要求较高，应对肺的解剖熟练，可明显缩短段间平面出现时间与手术时间。

我们的研究也存在一定不足，回顾时间较长，随着单中心手术数量的增多，术者技术日趋熟练，手术时间会逐渐缩短。目前研究只针对单中心小样本进行了细致的研究，为使研究结果更具有普遍性与说服力，亟待对多中心大样本进行仔细研究，对实验结果加以验证。

综上所述，肺结节术前定位可缩短胸腔镜探查病灶时间，三维重建技术联合支气管高频通气法助力肺段精准切除，避免了传统穿刺定位的并发症，支气管高频通气可明显缩短段间平面出现时间，两者联合在肺结节肺段切除术中准确、安全，具有较好的临床效果，值得进一步推广。