肺部微小病灶術前定位方法的進展及新思路

張良 綜述 申屠陽 審校

近年來，低劑量螺旋計算機斷層掃描（computed comography, CT）重建技術有了長足進步并日趨成熟。隨著國家經濟發展和人民健康意識的提升，常規體檢率逐年增加，肺部微小病灶的檢出量日趨增多。肺部微小病灶包括直徑＜20 mm的孤立性肺結節（solitary pulmonary nodule, SPN）、肺磨玻璃樣病變（ground glass opacity,GGO）等。胸外科醫師對此類病變十分重視，原因是其中包含相當比例的早期肺癌。據2007年ACCP臨床實踐指南報道[1]：肺部孤立性結節的檢出率為8%-51%，其中1.1%-12%為惡性；而純型磨玻璃樣病變（pure ground glass opacity, pGGO）則有高達59%-73%的惡性率。理論上，對于周圍型肺部微小病灶，應當首先局部手術切除，快速冰凍病理定性，再酌情決定適宜的進一步手術范圍。但在實際手術操作中，如何定位肉眼難以察及或手指不能觸知的肺內周圍型微小病灶，是攸關手術方式的關鍵所在。極端情況下只能行肺葉切除以免遺漏病灶，但這勢必會犧牲良性病變患者正常的肺組織，如何減少或避免此種尷尬現象，已成為亟待解決的難題。為此，本文擬對肺部微小病灶的定位方法及目前的研究現狀[2]進行綜述，并簡介我們近期探索嘗試的新方法。

1 定位方法的歷史回顧及研究現狀

1.1 術前定位法 術前定位法包括CT引導金屬鉤定位、注射亞甲藍染色、注射膠原或瓊脂溶膠定位及注射放射性核素示蹤等方法。

1.1.1 金屬鉤穿刺法 1992年Plunkett等[3]根據金屬鉤對乳腺小病灶定位技術的原理，開始進行在CT下用金屬鉤對肺部周圍型結節定位的研究和實踐。金屬鉤（Hookwire）是一根細長的前端彎曲成鉤狀的金屬絲，在CT掃描（層厚3 mm）定位后套針穿刺進入，CT引導下經皮穿刺到病灶或其附近后，將金屬絲釋放并回收套針，其前端展開成鉤狀，起到固定作用。重復CT掃描顯示鉤子膨脹打開并位于病灶或者附近肺組織內（距離病灶邊緣＜5 mm）。剪斷金屬線，并立即送往手術室在胸腔鏡下沿金屬絲周圍行肺楔形切除術[4-7]。此定位技術準確率較高，但當病灶距臟層胸膜較近時肺萎陷后金屬鉤較容易發生移位導致定位失敗，其它的并發癥主要包括氣胸、胸痛、咯血及胸膜反應等[8]，個別病例曾出現斷針殘留。另外，此方法對患者及操作人員的輻射較多，在一定程度上也會增加患者的心理負擔。同時，過程中要求CT室和手術室密切配合，確保定位后立即進行手術，這種運作的方式在繁忙的醫院也有一定的困難。

1.1.2 亞甲藍染色法 1994年，Lenglinger等[9]及Wicky等[10,11]術前在CT引導下，使用穿刺針經皮穿刺到肺內病灶，然后注射適量的亞甲藍，對病灶、針道和臟層胸膜表面進行染色，隨即進行胸腔鏡或開胸手術，術中根據胸腔鏡或肉眼觀察到的肺表面染色范圍，行楔形切除，均獲得了比較滿意的效果。此方法排除了與金屬鉤相關的并發癥，但須注意選擇合適的患者。年齡較大或長期吸煙的患者，其肺泡內碳末沉積，肺表面顏色變深，臟層胸膜顏色與亞甲藍的著色相仿，有時會導致亞甲藍識別困難。同時也需要保證手術的不間斷性，如果注射后不能隨即進行手術，則亞甲藍在肺表面迅速彌散，同樣無法識別注射部位[12]。

1.1.3 金屬鉤穿刺聯合亞甲藍染色法 國內詹必成等[13]用亞甲藍與Hookwire聯合定位，既克服了亞甲藍快速彌散、在色素沉著的肺表面不易識別的缺點，又克服了Hookwire容易移位脫落的缺點，從而最大限度地避免了單一運用亞甲藍或者Hookwire定位失敗的可能性。亞甲藍與Hookwire聯合定位后，可以根據定位鋼絲很快找到病灶位置，將鋼絲提起后，可判斷病灶深度，亞甲藍染色區可清楚顯示病灶的范圍，沿亞甲藍染色區與鋼絲重疊區域進行楔形切除，有助于快速獲得準確的切緣。此方法提高了定位的準確性，但是定位過程相對繁瑣，在一定程度上也增加了發生并發癥的風險。

1.1.4 溶膠注射法 由于單一亞甲藍的染色存在一定的缺陷性，1996年Nomori等[14]利用不飽和膠原在體內可長時間駐留而沒有并發癥的特點，將這種不飽和膠原混合亞甲藍染色，并加入一定量的碘苯六醇制備成溶膠，作為定位標記物。將其在CT引導下經皮穿刺注射到病變周圍，這種物質可以在肺組織內駐留較長時間而不彌散，因為膠原含有亞甲藍，在胸腔鏡手術中能夠通過肺表面被觀察到[15]。但較深部位的病變或嚴重的肺臟碳末沉積的情況下，Nomori對這種技術的可靠性沒有作進一步的研究，但因其含有對比劑，估計透視輔助下的胸腔鏡手術也能夠進行。肺臟的深部病變即使染色后，肉眼有時也難以觀察到，同時，微小病變因為太小和部位較深，開胸手術時術者也難以用手觸知，Tsuchida等[16]為解決這類困難，將瓊脂加熱溶解后通過穿刺針注射到病變周圍，瓊脂凝固后變成堅硬的可以觸知的結節，達到了定位的目的。但他沒有觀察瓊脂結節在肺內長期駐留的變化，同時也沒有嘗試此方法是否適合于胸腔鏡手術。1998年Choi等[17]對硫酸鋇、碘油和水溶性對比劑的定位效果進行了對照研究，他們分別應用稀硫酸鋇懸液、碘油和水溶性對比劑注射到病變的部位或其周圍，然后注射靛藍胭脂紅染色定位針道，隨即對患者實施X線透視輔助下的胸腔鏡手術，發現碘油無論是從定位效果還是藥物準備上，都優于水溶性對比劑和無菌的稀硫酸鋇懸液。病理檢查發現定位注射物對標本沒有明顯的污染。雖然碘油在短時間內不會在肺內發生顯著的彌散，這種方法同樣建議在定位后即刻進行手術。2002年Burdine等[18]將放射性锝膠體硫核素在引導下經皮穿刺注射到肺內病灶周圍，在實施胸腔鏡手術時，使用無菌的γ探頭示蹤確定放射性核素的區域，然后對此區域行楔形切除。這種方法雖然定位準確，但設備要求特殊，價格昂貴，僅限于非常表淺的病灶。

1.2 術中定位法 術中定位方法主要包括超聲定位和計算機輔助手術導航系統。

1.2.1 超聲定位法 1993年，Shennib等[19]在術中肺萎陷后用醫學超聲技術定位肺微小病變，這是最早對肺部微小病灶進行術中定位的方法報道。因為有時在術前無法確定能否在術中找到病變，因此術前定位的必要性也難以肯定。若術中探查無法觸及病灶，則輔以超聲定位，可以減少一定數量的不必要的術前定位，是一種無創、簡易、經濟的方法[20]。然而這種方法依然有很大的局限性，一是超聲分辨率比較低，難以很好地觀察和定位＜1 cm的病變尤其是純磨玻璃樣病變。二是此操作受到肺組織含氣量的影響，要求被檢查的肺完全塌陷才能很好地定位，而肺完全塌陷的患者術后擴張不良，哮喘及慢性非阻塞性疾病患者的肺也很難完全塌陷。術中超聲對于操作者的依賴性比較高，需要具有豐富經驗的操作者。由于這些缺點，此方法正逐漸被淘汰。

1.2.2 導航定位法 2007年陳煒生等[21]報道用計算機導航技術對肺部微小病變進行術中定位。計算機輔助手術導航系統把患者術前的影像資料傳輸到高性能計算機中，重建醫學圖像模型，在醫師的雙眼、手術工具及患者的胸部之間建立一個實時的環路，實現手術過程中器械位置的實時顯示，這樣術者可以通過處理軟件在計算機上選擇最佳的手術入徑，設計最佳手術方案。術中導航系統跟蹤手術器械位置并在患者術中影像上實時更新顯示，向術者提供手術器械位置的直觀、實時信息，引導手術安全進行。手術醫生可依靠實時的定位及預設方案的引導在手術中直達病灶。盡管如此，此系統致命缺陷是價格昂貴且操作復雜，因此難以在臨床普及。

2 定位新方法的思考和實踐

隨著電子計算機技術、醫學影像技術和圖像處理技術的飛速發展，在現代CT基礎上設計生產的新型CT模擬機，促成了放射治療技術本質的飛躍。CT模擬機不僅可以像診斷性CT一樣為治療計劃提供高質量的橫斷面影像資料，幫助臨床醫生精確勾畫出腫瘤靶區及危險器官的輪廓，而且能夠借助復雜的計算機軟件，將計劃設計的照射野三維空間分布結果重疊在CT重建的患者解剖資料之中，在相應的激光定位系統的輔助下，實現對治療條件的虛擬模擬。從腫瘤照射野的定位、治療計劃的設計到治療計劃的模擬實施，CT模擬機的應用貫穿了放射治療的全過程[22]。受到新型放療CT模擬定位技術的啟發，我們設想，能否借助該技術，在術前對患者進行實時病灶定位和皮膚穿刺點模擬標定（包括進針角度及深度），在患者麻醉后依據術前標定位置對病灶進行染色劑注射。如此，一方面可以避免既往術前定位方法中患者和醫務人員的額外X線輻照，另一方面能夠消除患者清醒穿刺的恐懼，規避術前可能的并發癥且絲毫不影響術前常規準備工作。經文獻檢索術前CT模擬定位結合麻醉后注射染色劑，國內外尚無該方法的研究報道。在上述思路的引導下，我們于2011年下旬進行了初步嘗試，取得了較好的結果。基本實施程序如下：①患者選擇：肺部周圍型微小病灶，CT判斷病灶在術中肉眼可能無法窺及或手指難以觸知并適合行楔形切除者（圖1）；②CT圖像采集：患者在CT掃描機下行胸部CT薄層掃描（層厚3 mm），體位的選擇要求患者感到舒適、易于保持、方便重復[23]。掃描前根據已掌握的臨床資料對可能的穿刺方向做出判斷，調整好患者的位置。囑患者盡量保持平靜呼吸，減少呼吸動度的影響。利用激光定位儀在皮膚做金屬標記點，確定原始坐標系，行CT掃描，將采集的圖像傳輸到計劃系統；③定位計劃并皮膚標記：使用治療計劃計算機系統進行圖象三維重組、勾畫靶區，根據三維結構及靶區位置及臨床治療要求，設計者可給出射線的方向，根據軟件系統可得到射線在皮膚的位置到病灶中心的距離。射線在皮膚的投射點即為皮膚進針穿刺點，射線方向即為進針角度，皮膚的位置到病灶中心的距離即為進針深度。在治療計劃系統提供的軟件幫助下，射線在體表皮膚的任意變化均可提供相應的角度及深度值。這樣可以實時選擇合適的皮膚進針點，使其到病灶中心的路徑最短，且避開骨性結構、血管及神經。進針角度宜盡量垂直或平行于水平面，可減少穿刺操作時因進針角度不易控制而出現誤差。計劃制定好后，讓患者重復CT掃描時的體位，通過計算機控制機架和治療床的運動，使激光十字照射在先前治療計劃系統確定的皮膚進針點，并用標記筆標記（圖2）；④手術室定位操作： 患者在全身麻醉后，人工控制患者體位盡量保持與做CT掃描時一致。根據之前做的皮膚標記點及治療計劃系統提供的進針角度和深度數據，穿刺病灶并注射亞甲藍標記（圖3）；⑤即刻行胸腔鏡或開放手術，術中根據肺表面亞甲藍著色位置觸摸查找病灶（圖4），行肺楔形切除術，根據術中冰凍病理決定進一步處理方案（圖5）。

3 結語

圖1 胸部CT病灶Fig 1 The lesion of CT scan. CT: computed comography.

圖2 術前模擬定位Fig 2 Preoperative simulation positioning

圖3 注射亞甲藍Fig 3 Inject methylene blue

圖4 術中所見染色Fig 4 Intraoperative dyeing

圖5 切開病灶Fig 5 Cut the lesion

綜上所述，對于周圍型肺部微小病灶，現有術前定位方法各有利弊，有待進一步探索更為安全、簡易、經濟、準確的方法。應用CT模擬機術前對病灶虛擬定位繼以麻醉后注射亞甲蘭的方法，能夠避免醫務人員承受輻射，消除患者接受胸部穿刺的恐懼和穿刺相關的并發癥，定位后便能即刻行剖胸手術，凡此種種，均顯示了令人興奮的明顯優勢，作者的初步嘗試獲得了比較滿意的結果，值得進一步驗證其定位的準確性和實用性。