三維CT 支氣管血管成像在機器人肺段切除術中的臨床應用

陶紹霖，康珀銘，李青元，蔣彬，沈誠，馮湧耕，方春抒，吳禮成，王如文，鄧波，譚群友

陸軍軍醫大學大坪醫院 胸外科（重慶  400042）

通信作者：譚群友，Email：[e-mail]

關鍵詞：肺結節；肺段切除；三維 CT 支氣管血管成像；機器人輔助手術

引用本文：陶紹霖，康珀銘，李青元，蔣彬，沈誠，馮湧耕，方春抒，吳禮成，王如文，鄧波，譚群友. 三維 CT 支氣管血管成像在機器人肺段切除術中的臨床應用. 中國胸心血管外科臨床雜誌, 2020, 27(10): 1155-1160. doi: 10.7507/1007-4848.202005010

摘要

目的 探討三維 CT 支氣管血管成像（3D-CTBA）在機器人解剖性肺段切除術中的臨床應用價值。

方法 採用非隨機同期對照研究方法，連續納入我科 2019 年 1 月至 2020 年 1 月行機器人解剖性肺段切除術 122 例患者，根據術前是否行 3D-CTBA 分為重建組［53 例，男 18 例，女 35 例，中位年齡 52（26～69）歲］和傳統組［69 例，男 23 例，女 46 例，中位年齡 48（30～76）歲］。比較分析兩組患者的臨床資料。

結果 兩組患者均順利完成手術，無圍術期死亡等嚴重併發症，順利康復出院。兩組患者基線資料差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。兩組患者手術時間［120（70～185）min vs. 120（45～225）min，P=0.801］、術中出血量［50（20～300）mL vs. 30（20～400）mL，P=0.778］、圍術期併發症發生率（17.0% vs. 11.6%，P=0.162）、術後住院時間［7（4～19）d vs. 7（3～20）d，P=0.388］差異均無統計學意義。但重建組有 5 例（9.4%）術中未找到結節，僅 1 例（1.9%）需要行擴大肺葉切除術，4 例根據重建結果結束手術，術後標本固定後找到結節；而傳統組有 8 例（11.6%）術中未找到結節並行擴大切除術，差異具有統計學意義（P<0.05）。術後中位隨訪時間 10（1～26）個月，無復發轉移以及死亡病例。結論 3D-CTBA 有助於肺結節精準定位及合理手術規劃，從而減少誤切，且不會延長手術時間、增加術中出血量以及術後併發症等，臨床應用於解剖性肺段切除術安全有效。

正文

肺癌已經成為全球發病率和死亡率最高的惡性腫瘤，早診早治仍是改善肺癌生存期、降低死亡率的希望所在[1]。隨著醫學技術的發展和普檢意識的提高，越來越多的肺部小結節被檢出，其中很大一部分高度懷疑為癌前病變或者早期肺癌，需要外科手術切除[2-3]。解剖性肺段切除術被作為臨床治療肺部小結節或磨玻璃結節（GGN）的推薦術式，特別是腫瘤直徑≤2 cm 的單純原位癌，或者 CT 提示磨玻璃樣成分≥50%、倍增周期≥400 d 者，肺段切除與肺葉切除相比患者生存無明顯差異，該術式既能有效控制病情進展，且能較好地保留患者的肺功能[4-5]。美國國立綜合癌症網絡（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）已將微創肺段切除術作為肺癌推薦手術方式之一[6]，國內亦提出了相關專家共識[7]。然而肺段支氣管、血管解剖結構複雜，變異較大，並且段與段之間無明確界限，如何在保證安全切緣的前提下實施精準肺段切除術是目前胸外科亟需解決的一大難點和熱點。三維 CT 支氣管血管成像（three-dimensional computed tomography bronchography and angiography，3D-CTBA）可在術前精準定位結節位置，明確結節與肺段動靜脈、支氣管和肺裂之間的毗鄰關係，判斷有無支氣管、血管變異，規劃手術路徑，目前被逐漸應用於解剖式肺段切除術[8-9]。為了總結術前 3D-CTBA 在微創肺段切除術中的臨床價值，特對我科近期實施微創機器人肺段切除術的患者進行非隨機同期對照研究，現報導如下。

1   資料與方法

1.1   臨床資料和分組

納入我科 2019 年 1 月至 2020 年 1 月行微創機器人肺段切除術的 122 例患者，根據術前患者是否自願完成 3D-CTBA，分為完成 3D-CTBA 的重建組和未行 3D-CTBA 的傳統組。其中重建組 53 例［男 18 例、女 35 例，中位年齡 52（26～69）歲］；傳統組 69 例［男 23 例、女 46 例，中位年齡 48（30～76）歲］。22 例患者有既往病史，包括高血壓、糖尿病或冠狀動脈粥樣硬化性心臟病等，甚至部分患者同時有兩種及以上基礎疾病，其中 5 例患者有肺部結核史或肺部手術史。分別收集兩組患者的性別、年齡、腫瘤大小、手術時間、術中出血量、是否找到結節、尋找結節時間、是否擴大切除、術後住院時間、術後胸腔引流量、術後胸腔引流時間、併發症等臨床資料並進行統計學分析。

1.2   納入和排除標準

納入標準：（1）胸部 CT 提示肺部單發或者多發 GGN，且病變範圍直徑≤2 cm，其中磨玻璃樣影（GGO）成分≥50%，倍增時間≥400 d；（2）術中病理為良性病變、非典型腺瘤樣增生（AAH）、原位腺癌（AIS）、微浸潤腺癌（MIA）以及淋巴結採樣（N1 及 N2 期）均陰性的貼壁生長為主的浸潤性腺癌（IA，ⅠA 期）；（3）術前檢查無明顯微創機器人手術禁忌證；（4）患者及其家屬有明確診斷和手術意願，自願入組並籤署手術知情同意書。

排除標準：（1）心肺功能差，不能耐受單肺通氣；（2）合併嚴重肝功能、腎功能不全，凝血功能障礙，以及近期發生過心肌梗死、腦梗死等；（3）右肺中葉結節和術中淋巴結採樣冰凍結果為陽性需要行擴大肺葉切除者。

1.3   方法

1.3.1   術前三維 CT 支氣管血管成像

術前均完成肺部小結節增強薄層 CT 掃描，掃描成像和患者的解剖學靶區需要對齊，掃描其它參數如常規，掃描層厚<2 mm，使用傳統屏氣技術。掃描結束後圖像 DICOM 數據拷貝刻盤。重建組使用 Mimics 21.0 或者 IQQA 軟體對 DICOM 數據進行 3D-CTBA，術前主刀醫生和助手需明確結節所在肺段歸屬及需要切除單一肺段或者聯合亞肺段切除，同時根據結節部位和大小，制定並模擬手術路徑，需要特別注意切除或者保留的肺段動靜脈和支氣管關係，以及段間平面與結節的距離等。傳統組常規完成肺部小結節增強薄層 CT 掃描，根據二維圖像制定手術路徑。

1.3.2   機器人輔助肺段切除術

採用靜脈吸入複合全身麻醉+雙腔氣管插管，健側單肺通氣，患側肺萎陷。取健側 90 度折刀臥位，墊高胸部。採用我科首創的「3-4-6-8/9」四孔位法前側入路，即選擇腋前線第 3 肋間和腋後線第 8 或 9 肋間為操作臂孔，腋後線第 6 肋間為鏡孔，鎖骨中線第 4 肋間外側長約 3 cm 切口為輔助操作孔[10]。先取輔助切口，置入鏡頭探查，安置一次性切口保護套，連接機械臂，完成 Docking。根據需要切除肺段，首先採用單極電凝打開縱隔胸膜或者不全葉間裂，暴露肺動脈幹或者葉間動脈幹，向遠心端游離，暴露各葉段動脈分支並處理；其次暴露各葉靜脈，向遠心端游離，顯露段及亞段靜脈分支並處理；最後暴露段支氣管分支。根據處理組織的大小，分別選擇絲線雙重結紮離斷或者直線切割縫合器釘合離斷。離斷段支氣管後，採用膨脹萎陷法辨別段間平面，電凝鉤劈開聯合直線切割縫合器打開段間平面。移除標本，尋找病變並送術中快速冰凍活檢，若為惡性腫瘤，均行淋巴結採樣。創面使用雙極電凝或者生物蛋白膠處理，必要時覆蓋奈薇膜或者可吸收止血紗布。術畢，於患者低位臂孔安置胸腔閉式引流管 1 根。

1.4   統計學分析

所有數據採用 SPSS 22.0 軟體進行分析。計量資料若符合正態分布，以均數±標準差（±s）表示，若不符合正態分布，以中位數（範圍）表示，組間比較採用 t 檢驗或單因素方差分析。計數資料以例數及百分比（%）表示，組間比較採用 Pearson 卡方檢驗。P<0.05 為差異有統計學意義。

1.5   倫理審查及臨床試驗註冊

本研究已通過我院倫理委員會審批，批准號：醫研倫審（2019）第 87 號；本項目臨床研究註冊號：ChiCTR1900027583。

2   結果

2.1   兩組患者的一般資料

兩組患者在性別、年齡、臨床症狀、吸菸史、基礎疾病史、肺部疾病史、結節大小等基線資料方面差異無統計學意義（P>0.05），兩組數據均衡性好，具有可比性；見表 1。

2.2   兩組患者切除肺段分布情況

根據術前肺部小結節薄層 CT 以及 3D-CTBA 結果，規劃手術切除部位，本研究 122 例患者涉及所有肺段切除術，其中獨立肺段切除 68 例（55.7%），聯合肺段或多處肺段切除 54 例（44.3%）；見表 2。

2.3   兩組患者術中資料對比

兩組患者均無中轉開胸，均順利康復出院。重建組手術時間 120（70～185）min，傳統組 120（45～225）min；重建組術中出血量 50（20～300）mL，傳統組為 30（20～400）mL，兩組間差異無統計學意義（P>0.05）。重建組有 5 例（9.4%）患者術中未找到結節，術後標本固定後找到結節，其中 1 例（1.9%）行擴大肺葉切除術，而其餘 4 例根據重建結果明確在所切肺段，結束手術。而傳統組有 8 例（11.6%）術中未找到結節並行擴大切除術，術後標本固定後 6 例均在原切除肺段找到，2 例在擴大切除肺組織內找到，差異有統計學意義（P<0.05）；見表 3。

2.4   兩組患者術後併發症及恢復情況對比

兩組患者均順利完成手術，無圍術期嚴重併發症及死亡病例。術後胸腔引流管留置時間、總胸腔引流量及術後住院時間差異無統計學意義（P>0.05）。兩組患者術後併發症總發生率為 13.9%（17/122），其中重建組為 17.0%（9/53），傳統組為 11.6%（8/69），分層分析可見術後漏氣（漏氣時間>7 d，6.6%）為最常見併發症，其次為液氣胸（4.1%）、肺部感染（1.6%）、肺不張（0.8%）、肌間靜脈血栓形成（0.8%），兩組間差異均無統計學意義（P>0.05）；見表 4。

2.5   術後病理及隨訪結果對比分析

重建組術後病理：AIS 31 例，MIA 2 例，早期 IA（ⅠA1 期）1 例，AAH 5 例，炎性假瘤、結核瘤或錯構瘤 14 例。傳統組術後病理：AIS 31 例，MIA 6 例，早期 IA 7 例（ⅠA1 期 4 例，ⅠA2 期 3 例），梭形細胞類癌 1 例，AAH 3 例，炎性假瘤、結核瘤或錯構瘤 21 例，差異無統計學意義（P>0.05）。兩組患者術後中位隨訪時間 10（1～26）個月，無復發轉移及死亡病例，組間差異無統計學意義（P>0.05）。

3   討論

肺部結節發生率和檢出率逐年上升，其中很大一部分經過治療和觀察後不能除外 AAH、AIS、MIA 或者早期 IA 可能，需要外科手術幹預[2-3]。解剖性肺段切除術既能有效控制病情進展，又能最大程度保留正常肺組織，近年來受到越來越多的關注和研究[4]。國內外文獻[5-6]報導顯示對於直徑≤2 cm 的 GGN，其中 GGO 成分≥50%、倍增周期≥400 d 者，肺段切除與肺葉切除能夠取得相同的腫瘤治療效果。NCCN 已將解剖性肺段切除術列為早期肺癌的推薦術式[7]。然而肺段切除仍尚有較多難點：（1）肺段血管、支氣管均隱埋在肺組織內，結構更複雜，血管變異多，個體化差異大，特別段門淋巴結較多困難解剖病例，容易出現多切、少切以及誤損傷，導致術後咯血、漏氣、肺部感染、肺不張等併發症[11-12]。（2）術前影像學表現為患者充分吸氣後屏氣情況下完成，術中肺組織充分萎陷後，肺內較小或者純 GGN，特別是位置遠離髒層胸膜，往往難以尋找到病變，無法精確定位，需要切除後通過肺組織顏色和質地等改變判斷結節位置。部分純 GGN，在開胸或者離體標本等情況下依然難以準確找到病灶，術後無明確病理結果，甚至出現醫療糾紛等[13-14]。本研究中有 13 例（10.7%）患者為較小、純 GGO，或者遠離髒層胸膜位置，未能在術中找到或者離體標本下找到病灶，標本固定後才找到結節，而其中有 9 例（7.4%）行擴大肺葉切除術。（3）部分靠近段間平面位置，若行獨立肺段切除，切緣是否達到腫瘤治療安全距離，可能造成結節切掉部分被切緣所掩蓋或者推移到保留的肺組織內，而不得不進行擴大肺葉切除等[15]。

因此，解剖性肺段切除術前病灶精準定位和合理設計手術路徑是重中之重。目前較為常用的術前病灶定位方法主要包括：（1）胸部 CT 引導下經皮肺穿刺定位。在定位病灶處安置金屬絲鉤（Hook-wire）、彈簧圈（Microcoil），或者注射亞甲藍、生物膠、碘油、印度墨水、吲哚菁綠、聚乳酸等。其定位成功率各單位報導不一，且存在氣胸、空氣栓塞、出血和鉤線脫落等併發症。另外在穿刺過程中，受到體表骨性結構或者臟器影響，穿刺點往往無法垂直胸膜表面進針，存在一定角度和距離才能到達病變部位，往往肺表面穿刺點所在部位並非病變所在區域，且彈簧圈等定位物體積小，部分術中難以觸摸感覺到，需要通過 C 臂透視定位，增加了手術輻射量及難度。穿刺後需要搬動到手術室，定位器易受呼吸、體位因素影響而發生移位，導致穿刺定位失敗，或者亞甲藍等需要通過顏色辨識的定位物可在肺內快速彌散，定位時間過長或者劑量過大術中可出現染色範圍過大，無法準確識別等[16-19]。（2）電磁導航支氣管鏡（electromagnetic navigation bronchoscope，ENB）引導下染色定位。通過整合現代電磁導航、虛擬支氣管鏡和三維 CT 成像技術，準確地到達常規纖維支氣管鏡無法到達的周圍性肺部病變組織，獲取病變組織的同時可進行染色定位，提供精準確切的手術切除範圍。該技術具有定位精確、無射線輻射傷害、使用方便、無需使用造影劑等優點，但需要 ENB 導航系統，而該系統費用以及操作所需耗材相對較昂貴，尚未能普及大規模使用[20-21]。（3）解剖標誌物定位法。術前與術中根據解剖結構和胸部 CT 圖像，大致確定結節所在肺段，並根據該肺段與胸壁、肺門相對固定的結構關係進行定位。該法簡單、經濟、實用，但術前 CT 為充氣狀態肺組織，術中肺組織萎陷後位置發生變化，以及周圍相對固定的結構，受患者體位、呼吸影響較大，對外科醫生要求較高，定位失敗風險高[18, 22]。（4）術中超聲定位[23]、觸覺壓力感應定位[24]、3D 列印導板輔助定位[25]等定位方法。如術中超聲定位為術中超聲探頭探測病灶位置，但肺組織無法實現完全萎陷，組織充氣幹擾超聲成像，同時以 GGO 為主的結節以及位置較深結節均無法取得滿意效果。可見各種定位方法均有其優缺點和一定的適用範圍。

而術前 3D-CTBA 是指通過軟體將肺部連續薄層 CT 的影像資料進行三維重建，整理並還原 3D 立體幾何圖像，還原真實的肺動脈、靜脈、支氣管走行，以及與結節的解剖位置關係，同時根據段間血管進行肺段分割，並按不同顏色標記區分，臨床醫生使用軟體對重建圖像旋轉觀察，立體、多角度審視判斷，從而可以全面、直觀、準確、客觀地展示肺結節情況，為術中定位結節提供「智能定位地圖」。同時在精準定位基礎上，明確結節所在肺段與段間平面的距離，預計切除範圍，判斷行單獨肺段切除還是聯合肺段切除，同時明確所在肺段血管、支氣管是否標準，是否存在返支、升支、共乾等變異，從而進行精準肺段切除術前規劃和個性化的手術方案制定，選擇最佳手術徑路及操作過程，縮短手術時間，減小手術誤損傷等[26-27]。本研究中，53 例患者術前完成 3D-CTBA，術中雖然有 5 例（9.4%）患者未找到結節，但經過反覆比對，確認其中 4 例患者經過術前路徑規劃，部分實施聯合肺段切除術，從而充分保障切緣，未行擴大切除術，術後標本固定後亦證實定位準確性，從而有效減少擴大肺段切除，最大程度保存健康肺組織。而術前未行 3D-CTBA 的 65 例患者，術中有 8 例（11.6%）未找到結節，特別術前二維 CT 圖像顯示靠近段間平面較近的患者，術中無法確認是否切除病變，為避免切緣距離不安全和漏切，不得不行擴大肺葉切除術，這一結果亦證實術前 3D-CTBA 有助於結節精準定位及合理手術規劃，從而減少「漏切、多切、少切」等情況發生。

綜上所述，解剖性肺段切除術是早期肺癌的推薦術式，而術前病灶精準定位和合理規劃手術路徑是其重點和難點。3D-CTBA 能夠通過提供全面、直觀、準確、客觀病變情況及其空間結構關係，實現精準定位及合理手術路徑規劃，避免擴大切除，儘可能保留患者更多的正常肺功能，且不會延長手術時間、增加術中出血量以及術後併發症等，臨床應用安全、有效，值得推廣應用。相信隨著三維重建技術及軟體的不斷更新換代和普及，及手術理念和技術的持續進步，3D-CTBA 將惠及更多患者，具有更廣泛的臨床應用前景。

利益衝突：無。

作者貢獻：陶紹霖負責論文設計與實施、數據整理與分析、論文初稿撰寫；康珀銘、蔣彬、沈誠為肺段切除第一助手，同時協助數據收集；李青元負責協助數據收集與統計分析；馮湧耕、方春抒、吳禮成負責病例納入和排除，協助數據收集；王如文為胸腔鏡肺段切除主刀，同時負責論文審閱；鄧波為肺段切除主刀，同時負責論文審閱與修改；譚群友為機器人肺段切除主刀，同時負責研究的選題與設計、論文審閱與修改。