文章來源：中華結(jié)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
一、VBN簡介
21世紀，隨著內(nèi)鏡技術(shù)的不斷完善，人們開始嘗試在支氣管鏡下完成肺結(jié)節(jié)活檢操作，與外科肺結(jié)節(jié)取樣術(shù)相比，近年來創(chuàng)傷更小的內(nèi)鏡下肺結(jié)節(jié)取樣術(shù)迅速發(fā)展，逐漸成熟并得以廣泛應(yīng)用。而虛擬支氣管鏡導(dǎo)航技術(shù)作為一項新技術(shù)，也越來越受到大部分臨床醫(yī)生的青睞。虛擬支氣管鏡是將重建好的胸部CT數(shù)據(jù)以醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(digital imaging and communications in medicine，DICOM)數(shù)據(jù)格式輸入導(dǎo)航系統(tǒng)。VBN通過處理CT數(shù)據(jù)，可以進行手術(shù)規(guī)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(tǒng)可以很好地展示三維支氣管樹結(jié)構(gòu)和復(fù)雜變異，比如肺部惡性腫瘤、支氣管狹窄和氣道畸形；可以協(xié)助評估病灶的位置、空間及比鄰關(guān)系；還可以協(xié)助測量界定腔內(nèi)外病變范圍，對選擇肺部靶點及其術(shù)前路徑規(guī)劃起指導(dǎo)作用。
VBN能定位導(dǎo)航。操作者沿著事先規(guī)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(xiàn)實際視圖的前進、旋轉(zhuǎn)方向等與虛擬視圖的同步。Merritt等[7]發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)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(tǒng)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(jié)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(shù)機會或選擇微創(chuàng)治療的周圍型肺癌患者施行經(jīng)支氣管輔助治療(如電消融、射頻消融、激光消融、冷凍技術(shù)等)提供導(dǎo)向和定位技術(shù)。
二、導(dǎo)航的不同類型
1．ENB：ENB作為一項新的支氣管鏡導(dǎo)航技術(shù)，利用電磁傳感器，同時結(jié)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(guī)支氣管鏡無法到達的肺外周病灶實時導(dǎo)航定位，又可獲取病變組織進行病理檢查。該技術(shù)主要分為2個階段：(1)術(shù)前路徑規(guī)劃：將轉(zhuǎn)換成DICOM格式的螺旋CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)進行三維重建，隨后在產(chǎn)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(dǎo)航路徑；(2)術(shù)中氣道內(nèi)磁導(dǎo)航：操作者根據(jù)導(dǎo)航監(jiān)視儀顯示的三維虛擬支氣管樹圖像，按照術(shù)前的路徑規(guī)劃到達目標靶點，最后經(jīng)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(shù)據(jù)，嘗試制定了一系列ENB研究標準，從該文的大數(shù)據(jù)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(shù)人員水平差異、儀器本身誤差等有關(guān)。
2．Lungpoint VBN與Directpath VBN：二者是2個不同公司所研發(fā)的虛擬導(dǎo)航系統(tǒng)，它們有各自的優(yōu)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(dāng)操作支氣管鏡通過氣道時，在'程序?qū)Ш?界面上自動同步虛擬導(dǎo)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(xiàn)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(shù)據(jù)重建出三維支氣管，單頻顯示模擬出內(nèi)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(diào)整保持虛擬導(dǎo)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(zhuǎn)換器連接，實際導(dǎo)航過程中不受患者咳嗽等影響。另外，若發(fā)現(xiàn)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(jù)不同的病灶，Lungpoint及Directpath系統(tǒng)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(xù)還可以進一步探討Lungpoint及Directpath兩種不同系統(tǒng)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(dǎo)航系統(tǒng)(阿基米德系統(tǒng))：這是在上述導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)上所研發(fā)出的一項創(chuàng)新技術(shù)[4,10]。首先通過采集納入標準的受試者CT數(shù)據(jù)，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(tǒng)將自動規(guī)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(guī)支氣管鏡沿導(dǎo)航路徑到達穿刺點附近后，使用FleXNeedle活檢針在氣管壁穿刺，經(jīng)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(dǎo)，將鞘管及內(nèi)芯推送至結(jié)節(jié)，經(jīng)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(xué)和細胞學(xué)檢查[4]。2015年Herth等[10]同時刊登了兩篇利用阿基米德系統(tǒng)引導(dǎo)經(jīng)支氣管鏡下肺結(jié)節(jié)取樣的論文。其中一篇是關(guān)于人體的前瞻性、單臂干預(yù)性研究，研究結(jié)果顯示83%患者成功完成支氣管鏡經(jīng)肺實質(zhì)結(jié)節(jié)取樣術(shù)(bronchoscopic transparenchymal nodule access，BTPNA)和活檢，包括成功創(chuàng)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(xué)結(jié)果均與手術(shù)切除的結(jié)節(jié)最終病理結(jié)果一致；BTPNA平均手術(shù)時間為39.8 min，其中規(guī)劃階段為18 min (范圍10.0～30.0 min),創(chuàng)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(chuàng)建管道的患者活檢檢出率100%[10]。而另一篇動物實驗結(jié)果顯示，BTPNA的總體檢出率也高達90.3% (28/31)[11]。
阿基米德系統(tǒng)的重點在大氣道透壁穿刺后建立工作通道，以方便相應(yīng)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(lián)合應(yīng)用技術(shù)
1．虛擬導(dǎo)航聯(lián)合徑內(nèi)超聲肺活檢術(shù)：在肺活檢時使用VBN聯(lián)合EBUS引導(dǎo)鞘管(guide sheath)，是目前比較成熟的一項技術(shù)，國內(nèi)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(shù)據(jù)并傳輸至VBN；其次使用DICOM數(shù)據(jù)3D重建出支氣管，并建立導(dǎo)航途徑；等超細支氣管鏡沿導(dǎo)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(dǎo)鞘管留于原位，引導(dǎo)對病灶行超聲檢查和病灶定位；最后經(jīng)引導(dǎo)鞘管送入活檢鉗和毛刷行經(jīng)支氣管肺活檢、刷檢，沖洗后送病理組織學(xué)和細胞學(xué)檢查[15]。
唐純麗等[16]回顧性分析了105例外周型肺孤立性結(jié)節(jié)患者的臨床資料，所選樣本均取自2013年于廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院在不同引導(dǎo)設(shè)備下行經(jīng)支氣管肺組織活檢的病例，結(jié)果顯示，VBN聯(lián)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(lián)合EBUS的肺外周病灶診斷敏感度可達72.04%，比較93例VBN聯(lián)合EBUS和91例EBUS的結(jié)果顯示，檢查時間分別為(45±10)min和(55±10)min(P<>[17]。這些結(jié)果都提示徑向超聲引導(dǎo)肺組織活檢術(shù)可縮短操作時間。此外，VBN聯(lián)合EBUS行TBLB診斷陽性率主要與CT標記陽性、孤立性小結(jié)節(jié)以及小探頭位于病灶內(nèi)有關(guān)，而與病灶位置、活檢數(shù)量以及腫瘤組織學(xué)無關(guān)[17]。VBN不能進一步提高EBUS-GS-TBLB的診斷敏感度[16,17]，但能引導(dǎo)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(shù)聯(lián)合EBUS-GS-TBLB應(yīng)用于診斷PPLs是高效而又安全的[17,18,19]。
2．虛擬導(dǎo)航聯(lián)合X-Flu肺活檢術(shù)：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(tǒng)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(nèi)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(shù)中將對患者及操作者進行防護。Mahajan等[22]研究發(fā)現(xiàn)，對術(shù)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(dǎo)航功能，理論上若聯(lián)合導(dǎo)航工具不僅可以幫助引導(dǎo)支氣管鏡準確進入目標支氣管，提高病灶發(fā)現(xiàn)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(lián)合X-Flu肺活檢術(shù)一般先利用虛擬導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)支氣管鏡到達接近病灶的支氣管處，再通過透視協(xié)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(jīng)濟負擔(dān)[23]。日本學(xué)者Asano等[24]于2013年在美國期刊Respiratory and Critical Care Medicine發(fā)表了一篇關(guān)于VBN聯(lián)合氣道內(nèi)鏡在肺外周病變診斷應(yīng)用的Ⅲ期臨床隨機對照試驗研究，結(jié)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(yōu)于對照組，如右上肺葉、正位胸片不可視病灶以及外側(cè)肺野病灶。目前，由于輻射等問題，該技術(shù)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(shù)，VBN聯(lián)合徑向氣道內(nèi)超聲探頭或C型臂X線透視經(jīng)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(tǒng)Lungpro穿刺針進行肺結(jié)節(jié)穿刺，還可以應(yīng)用于肺減容和藥物注射等?？蔀椴糠种車头伟┗颊哌M行經(jīng)支氣管微創(chuàng)治療(如射頻消融、電消融、激光消融、冷凍技術(shù)等)時提供導(dǎo)向和定位技術(shù)。另外，導(dǎo)航系統(tǒng)作為一項領(lǐng)先的可視化與路徑規(guī)劃工具，能夠清晰顯示氣道、血管、目標靶點及其相關(guān)直徑、路徑長度，提供精準的引導(dǎo)，故也可以應(yīng)用于支架和活瓣的放置等。不同的導(dǎo)航系統(tǒng)聯(lián)合EBUS-GS或X-Flu有各自的優(yōu)勢及特點，故后續(xù)可以研究其各自的優(yōu)缺點，掌握每種導(dǎo)航方式的利弊，嚴格篩選不同的患者，選擇合適的導(dǎo)航方式，以保證支氣管鏡下肺活檢術(shù)的安全性及有效性。
參考文獻（略）
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