文章來源：中華結核和呼吸雜志, 2017,40(08) : 622-625 作者： 陳文芳 鐘志成 黃佩 黎秀玉 高興林 李靜
孤立性肺結節(solitary pulmonary nodule，SPN)或腫塊的良、惡性鑒別，一直是臨床和影像學診斷中面臨的重大課題[1,2]。傳統的經支氣管鏡肺活檢(transbronchial lung biopsy，TBLB)由于單純根據胸部CT閱片協助判斷病灶位置，因此檢查時帶有一定的盲目性，對周圍型肺結節診斷率相對較低。此外，CT引導下經皮肺穿刺導致氣胸、猝死的發生風險較高[3,4]。虛擬支氣管鏡導航系統(virtual bronchoscopy navigation，VBN)，包括Directpath VBN、Lungpoint VBN和電磁導航系統(electromagnetic navigation bronchoscopy，ENB)，是一種基于CT的新型虛擬成像技術[5]，其中電磁導航是在微磁場上的實時導航，不是完全意義上的虛擬導航。通過圖像識別技術，VBN可以建立虛擬支氣管路徑，同時聯合C型臂X線透視(X-ray fluoroscopy，X-Flu)或徑向超聲內鏡(radial probe endobronchial ultrasound，RP-EBUS)等將支氣管鏡引導到目標病灶，能大大提高活檢、穿刺部位的準確性并減少創傷性。近幾年來，國內外學者嘗試在VBN輔助下經支氣管鏡行肺活檢術，本文就VBN的診斷應用綜述如下，旨在評估VBN聯合EBUS或X-Flu對肺周圍型病灶(peripheral pulmonary lesions，PPLs)的診斷價值，進一步推動肺外周病變的快速診斷相關研究的發展。
一、VBN簡介 21世紀，隨著內鏡技術的不斷完善，人們開始嘗試在支氣管鏡下完成肺結節活檢操作，與外科肺結節取樣術相比，近年來創傷更小的內鏡下肺結節取樣術迅速發展，逐漸成熟并得以廣泛應用。而虛擬支氣管鏡導航技術作為一項新技術，也越來越受到大部分臨床醫生的青睞。虛擬支氣管鏡是將重建好的胸部CT數據以醫學數字成像和通信(digital imaging and communications in medicine，DICOM)數據格式輸入導航系統。VBN通過處理CT數據，可以進行手術規劃、標定肺病灶部位以及制定活檢路徑，從而為肺病灶的活檢提供強有力的幫助[6]。該系統可以很好地展示三維支氣管樹結構和復雜變異，比如肺部惡性腫瘤、支氣管狹窄和氣道畸形；可以協助評估病灶的位置、空間及比鄰關系；還可以協助測量界定腔內外病變范圍，對選擇肺部靶點及其術前路徑規劃起指導作用。
VBN能定位導航。操作者沿著事先規劃好的VBN路徑，將支氣管鏡送入所選支氣管并到達目標病灶，在操作過程中可以實現實際視圖的前進、旋轉方向等與虛擬視圖的同步。Merritt等[7]發現，傳統支氣管鏡檢查定位病灶的精確度為(43±16)%，而VBN精度可提高到(94±8)%；對于平均活檢位置(從活檢鉗接觸點至病灶邊界距離)誤差，傳統支氣管鏡檢查為(9.7±9.1)mm，VBN只有(2.2±2.3)mm。另一方面，Shinagawa等[6]的研究結果顯示，支氣管VB圖像與真實的支氣管樹圖像有很好的一致性。但是，由于炎癥、堵塞而造成氣道<3>[8]。
盡管如此，VBN解決了定位難、操作時間久等問題，能提供足夠的信息讓支氣管鏡操作者盡可能一站式把整個支氣管鏡檢查氣道和取得病理診斷的操作做完，提高診斷陽性率；為無手術機會或選擇微創治療的周圍型肺癌患者施行經支氣管輔助治療(如電消融、射頻消融、激光消融、冷凍技術等)提供導向和定位技術。
二、導航的不同類型 1．ENB：ENB作為一項新的支氣管鏡導航技術，利用電磁傳感器，同時結合計算機虛擬支氣管鏡與高分辨率螺旋CT的特點，既可準確到達常規支氣管鏡無法到達的肺外周病灶實時導航定位，又可獲取病變組織進行病理檢查。該技術主要分為2個階段：(1)術前路徑規劃：將轉換成DICOM格式的螺旋CT數據導入系統進行三維重建，隨后在產生的虛擬支氣管樹上標記目標病灶，生成直達目標病灶的導航路徑；(2)術中氣道內磁導航：操作者根據導航監視儀顯示的三維虛擬支氣管樹圖像，按照術前的路徑規劃到達目標靶點，最后經工作通道置入活檢鉗行肺活檢。
Folch等[9]收集了75個來自全世界各地的臨床中心數據，嘗試制定了一系列ENB研究標準，從該文的大數據中可以看出，目前全世界各個臨床研究中心大部分診斷率為38.5%～94.0%，波動范圍較大，不排除與技術人員水平差異、儀器本身誤差等有關。
2．Lungpoint VBN與Directpath VBN：二者是2個不同公司所研發的虛擬導航系統，它們有各自的優勢及特點(表1，表2)。Lungpoint VBN(美國BroncusTechnologies公司)可將靶點重疊于虛擬和真實的支氣管鏡視圖中，當操作支氣管鏡通過氣道時，在'程序導航'界面上自動同步虛擬導航計劃和實際支氣管鏡視頻，用以確定位置和方向，可以實現真實視圖與虛擬動畫及路徑并列雙頻顯示[6]。Directpath VBN(日本Olympus公司)則直接運用胸部CT掃描數據重建出三維支氣管，單頻顯示模擬出內鏡進入目標病灶的情形，同時顯示'鏡頭'離目標病灶的直線距離和目標支氣管的直徑，記錄到達目標病灶時進入的虛擬支氣管級別，并由操作者人為調整保持虛擬導航路徑跟實時支氣管鏡路徑的同步[5]。相對于Lungpoint VBN，由于Directpath VBN不與電子支氣管鏡轉換器連接，實際導航過程中不受患者咳嗽等影響。另外，若發現有未被抽出的支氣管，DirectPath VBN可利用ROI模式中的半自動抽出和手動抽出追加支氣管的抽出。
根據不同的病灶，Lungpoint及Directpath系統虛擬圖像(Virtual)和實際圖像(Actual)的符合率可能存在著差異，從而對PPLs早期診斷及早期治療有一定的影響，故后續還可以進一步探討Lungpoint及Directpath兩種不同系統診斷率及圖像匹配率是否存在差異。
3．Lungpoint支氣管鏡放置計劃及導航系統(阿基米德系統)：這是在上述導航系統基礎上所研發出的一項創新技術[4,10]。首先通過采集納入標準的受試者CT數據，3D重建出支氣管和血管后計算出每條支氣管中心線，接著識別并選定病灶，系統將自動規劃出到達病灶點或氣管壁穿刺點的路徑；操作治療過程中，常規支氣管鏡沿導航路徑到達穿刺點附近后，使用FleXNeedle活檢針在氣管壁穿刺，經Lungpoint的球囊將穿刺的孔擴張，配合X-Flu輔助及3D可視光標定位及路徑引導，將鞘管及內芯推送至結節，經鞘管2.0 mm的工作通道進行肺活檢、刷檢、沖洗后送病理組織學和細胞學檢查[4]。2015年Herth等[10]同時刊登了兩篇利用阿基米德系統引導經支氣管鏡下肺結節取樣的論文。其中一篇是關于人體的前瞻性、單臂干預性研究，研究結果顯示83%患者成功完成支氣管鏡經肺實質結節取樣術(bronchoscopic transparenchymal nodule access，BTPNA)和活檢，包括成功創建從最佳氣道壁進入點至SPN通道；所有BTPNA病理活檢的組織學結果均與手術切除的結節最終病理結果一致；BTPNA平均手術時間為39.8 min，其中規劃階段為18 min (范圍10.0～30.0 min),創建管道為21.8 min(范圍12.0～40.0 min)。透視檢查時間為5.5 min (范圍1.8～11.6 min)。平均管道長度為47 mm (范圍10～90 mm)。BTPNA總體檢出率為83% (10/12)，成功創建管道的患者活檢檢出率100%[10]。而另一篇動物實驗結果顯示，BTPNA的總體檢出率也高達90.3% (28/31)[11]。
阿基米德系統的重點在大氣道透壁穿刺后建立工作通道，以方便相應的檢查治療工具(如活檢鉗、穿刺針、射頻探頭等)進出，這些操作在大氣道中進行，不需要進入遠端的小氣道，對于遠端尤其小氣道的路徑建立要求不高。
三、聯合應用技術 1．虛擬導航聯合徑內超聲肺活檢術：在肺活檢時使用VBN聯合EBUS引導鞘管(guide sheath)，是目前比較成熟的一項技術，國內外多項臨床隨機對照試驗研究證實了其有效性和安全性[12,13,14]。其主要機制是：首先采集患者的高分辨率CT(HRCT) DICOM數據并傳輸至VBN；其次使用DICOM數據3D重建出支氣管，并建立導航途徑；等超細支氣管鏡沿導航路徑到達病灶處附近后，通過超細纖維支氣管鏡工作通道送入EBUS-GS；在確認EBUS探頭到達病灶后，退出探頭，將引導鞘管留于原位，引導對病灶行超聲檢查和病灶定位；最后經引導鞘管送入活檢鉗和毛刷行經支氣管肺活檢、刷檢，沖洗后送病理組織學和細胞學檢查[15]。
唐純麗等[16]回顧性分析了105例外周型肺孤立性結節患者的臨床資料，所選樣本均取自2013年于廣州醫科大學附屬第一醫院在不同引導設備下行經支氣管肺組織活檢的病例，結果顯示，VBN聯合EBUS和EBUS的診斷率分別是76%和72%，檢查時間分別是(256±205)s和(365±221)s(P＝0.042)。同時，另一項研究中VBN聯合EBUS的肺外周病灶診斷敏感度可達72.04%，比較93例VBN聯合EBUS和91例EBUS的結果顯示，檢查時間分別為(45±10)min和(55±10)min(P<>[17]。這些結果都提示徑向超聲引導肺組織活檢術可縮短操作時間。此外，VBN聯合EBUS行TBLB診斷陽性率主要與CT標記陽性、孤立性小結節以及小探頭位于病灶內有關，而與病灶位置、活檢數量以及腫瘤組織學無關[17]。VBN不能進一步提高EBUS-GS-TBLB的診斷敏感度[16,17]，但能引導操作者更快更準確地到達目標病灶所在支氣管，從而縮短檢查時間、減少患者的痛苦且無需使用X線定位，因此將VBN技術聯合EBUS-GS-TBLB應用于診斷PPLs是高效而又安全的[17,18,19]。
2．虛擬導航聯合X-Flu肺活檢術：為提高TBLB的診斷率，C型臂X線透視被用于定位PPLs來幫助實施TBLB[20]。臨床實踐表明[21]，相比于傳統的無輔助定位的TBLB，C型臂X線透視大大提高了對PPLs的診斷率。然而，隨著可彎曲支氣管鏡從中央氣道進入外周小氣道，支氣管分支越來越多，加上不同的內鏡操作者閱片定位水平不一，實際操作中不易直接選擇正確的路徑將支氣管鏡準確送入病灶部位進行掃描，往往需要探查多個外周支氣管。這樣一方面增加了檢查時間，增加了患者檢查中的不適，另一方面多次的探查也會增加X射線的暴露時間。因此，在術中將對患者及操作者進行防護。Mahajan等[22]研究發現，對術中患者進行防輻射等保護措施在減少X射線暴露上也有一定的作用。由于C型臂X線透視本身不具備導航功能，理論上若聯合導航工具不僅可以幫助引導支氣管鏡準確進入目標支氣管，提高病灶發現率，而且可以縮短檢查時間，減少患者不適及X射線暴露時間。
VBN聯合X-Flu肺活檢術一般先利用虛擬導航系統引導支氣管鏡到達接近病灶的支氣管處，再通過透視協助明確病灶位置進行肺穿刺活檢，從而縮短檢查時間和減輕經濟負擔[23]。日本學者Asano等[24]于2013年在美國期刊Respiratory and Critical Care Medicine發表了一篇關于VBN聯合氣道內鏡在肺外周病變診斷應用的Ⅲ期臨床隨機對照試驗研究，結果顯示，總體上試驗組和對照組的診斷率無顯著差異，但對于部分實驗項，試驗組的診斷率明顯優于對照組，如右上肺葉、正位胸片不可視病灶以及外側肺野病灶。目前，由于輻射等問題，該技術在我國仍有一定局限性，還需要大量的隨機對照實驗來論證其輻射量是否會對人體造成大的傷害。
四、展望 作為一項新的工具和技術，VBN聯合徑向氣道內超聲探頭或C型臂X線透視經支氣管活檢最大的意義在于：(1)診斷方面：它能提供足夠的信息，讓支氣管鏡操作者能夠一站式把整個支氣管鏡檢查氣道和取得病理診斷的操作做完，提高診斷陽性率；(2)治療方面：未來不僅可以利用阿基米德系統Lungpro穿刺針進行肺結節穿刺，還可以應用于肺減容和藥物注射等。可為部分周圍型肺癌患者進行經支氣管微創治療(如射頻消融、電消融、激光消融、冷凍技術等)時提供導向和定位技術。另外，導航系統作為一項領先的可視化與路徑規劃工具，能夠清晰顯示氣道、血管、目標靶點及其相關直徑、路徑長度，提供精準的引導，故也可以應用于支架和活瓣的放置等。不同的導航系統聯合EBUS-GS或X-Flu有各自的優勢及特點，故后續可以研究其各自的優缺點，掌握每種導航方式的利弊，嚴格篩選不同的患者，選擇合適的導航方式，以保證支氣管鏡下肺活檢術的安全性及有效性。
參考文獻（略）
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