引用本文： 劉宇健, 楊三虎, 黃立軍, 姜濤, 伊江浦, 張豪, 劉曦, 李小飛, 王磊. 基于體表網格與影像三維重建的肺小結節精準定位法. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2020, 27(10): 1168-1171. doi: 10.7507/1007-4848.202002089 復制
肺癌是目前世界范圍內發病率和致死率最高的惡性腫瘤，2018 年全球由肺癌導致的死亡病例高達 176 萬[1]。近些年，隨著人們體檢意識的提高和 CT 檢查的廣泛應用，直徑<2 cm 的肺部小結節檢出率逐年增高[2-3]，早期發現并積極治療的肺癌患者的 5 年生存率可達 70%[4]，因此早診早治對于肺小結節具有重要的意義。近幾年，微創胸外科技術的發展日新月異，尤其是電視胸腔鏡手術（video-assisted thoracoscopic surgery，VATS）已經逐漸成為肺部手術的主要方式。VATS 手術創傷小、恢復快的特點也被更多胸外科患者青睞。
針對肺小結節的楔形切除術、解剖性肺段切除術甚至肺葉切除術是目前最常用的手術方式。但是很多肺小結節，尤其是純磨玻璃樣結節（GGN），難以通過常用的手指觸摸法探及。因此，在臨床中發展出了眾多的術前定位方法，主要包括 CT 引導下經皮肺穿刺定位技術，定位試劑包括生物膠水、醫用染料、彈簧圈、Hook-wire 等；以及支氣管鏡下穿刺輔助定位技術，如磁導航或虛擬支氣管鏡導航下的穿刺定位技術。由于可操作性強，CT 引導的肺穿刺定位技術在臨床中更加普及。但是該技術的并發癥發生率較高，其中氣胸發生率高達 35%[5]，血胸發生率達 15%[5]，有時甚至需要急診手術來處理并發癥。因此，探索更加安全、準確、可操作性強、并發癥發生率低的肺小結節定位技術是臨床中亟待解決的熱點問題之一。
本研究旨在 CT 引導下肺穿刺技術的基礎上，探索出更加安全的定位技術，進一步降低血氣胸的風險，提高該技術在臨床中的普及度。為此，我們結合了薄層 CT 三維重建技術和體表網格分區來實現肺小結節的體表精準定位，在患者麻醉完成后即刻進行亞甲藍染色定位，從而顯著降低了血氣胸的風險。我科 2018 年至今完成該技術下肺小結節定位 22 例，現將臨床效果報道如下。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
患者納入標準：（1）所選病例均符合肺小結節診斷標準，且為單發的肺內小結節[6]；（2）結節距臟層胸膜>10 mm；（3）患者接受 VATS 手術；（4）所選病例均符合胸外科手術指征。排除標準：（1）病例資料不完整；（2）肺結節實際直徑>20 mm 或<8 mm。采用回顧性研究方法，收集空軍軍醫大學唐都醫院胸外科 2018 年 10 月至 2019 年 10 月行 VATS 手術的患者 22 例。
1.2 定位方法
1.2.1 顯影網格硅膠墊的制作
抽取可顯影紗布中的藍色顯影線 20 根，在模具中相互交織排列為間隔 1 cm 的網格，網格范圍 10 cm×10 cm。將購置的醫用級硅膠（HC-905A，廣東省汕頭市恒昌硅膠材料廠）A、B 組按照 1∶1 比例混合后加入模具，厚度 0.5 cm，常溫下自然固化 4～6 h 后即可使用。
1.2.2 薄層 CT 檢查及三維重建
首先預估患者肺小結節大致的體表投影區，將硅膠墊放置在該區域，并使用醫用膠帶固定硅膠墊。所有患者行 64 排胸部 CT 檢查，掃描層厚 1.0 mm，并拷貝 DICOM 格式原始數據（圖 1a，圖 1b）。將該數據導入 Mimics 軟件（version 17.0，Materialise Inc，Leuven，Belgium），并進行肺部小結節及相應器官三維重建（圖 1c）。距離小結節最近的點為網格黑色圓圈勾勒處，量取腫瘤與體表的最短距離，確定穿刺深度（圖 1c，圖 1d）。依據硅膠中的網格精準定位到該定位的體表投影處并用記號筆標記（圖 1e，圖 1f）。
圖1
基于體表網格與影像三維重建的肺小結節精準定位法
a：肺部小結節（白色箭頭，肺窗）CT 影像圖片，矩形框中為可顯影網格；b：肺部小結節（白色箭頭，縱隔窗）CT 影像圖片，矩形框中為可顯影網格；c：肺小結節三維重建影像矢狀位圖（黑色圓圈中為小結節）；d：肺小結節三維重建影像冠狀位圖（黑色圓圈中為小結節）；e：可顯影網格在體表的固定方式；f：通過三維重建影像圖片進行精確體表定位（黑色箭頭為定位點）；g：在 VATS 下針對藍染的肺組織行楔形切除術；h：切開藍染肺組織后可見肺小結節（白色圓圈）
1.2.3 術前穿刺定位方法
患者在手術室麻醉插管后，行側臥位。囑麻醉醫生暫停呼吸機并使患者處于吸氣相（行 CT 檢查時患者處于吸氣相，需保持一致），并于皮膚標記處垂直穿入穿刺針，穿入深度即為定位時測量的肺小結節距離體表投影垂直距離，同時注射亞甲藍溶液 0.5 mL。
1.3 手術方法
注射完亞甲藍溶液后立即行折刀位，消毒、鋪巾后行單操作孔 VATS 術。術中針對肺部藍染區域行楔形切除術或解剖性肺段切除術（圖 1g）。取出標本后進一步查找結節（圖 1h），并行冰凍切片病理學檢查。如術中冰凍病理為良性結節則手術結束，如術中冰凍病理為惡性或疑為惡性結節則行肺葉切除+系統淋巴結清掃，或肺段切除術+淋巴結采樣術[7]。判定定位成功標準：以肺表面藍染區域為中心，直徑 3 cm 范圍內發現小結節。
1.4 統計學分析
對肺小結節的部位、直徑、距離臟層胸膜距離、定位成功率等指標進行統計，計量資料采用均數±標準差（
±s）描述，計數資料以頻數和百分比描述。
1.5 倫理審查
本研究獲得空軍軍醫大學唐都醫院倫理委員會審批（批準號：T D L L- 2016196-450）。所有患者術前均簽署知情同意書。
2 結果
共納入 22 例患者，其中男 13 例、女 9 例，年齡 58.5（37～72）歲。共獲得 22 處小結節，其中位于左肺上葉 5 例、下葉 3 例，右肺上葉 5 例、中葉 2 例、下葉 7 例。肺小結節直徑 8～20（12±3）mm，距離臟層胸膜距離 10～32（17±6）mm。根據薄層 CT 結果評估，純 GGN 12 例，混合樣結節 6 例，實性結節 4 例。所有患者均行術中冰凍病理學檢查，其中良性結節 6 例（27.3 %），惡性結節 16 例（72.7%）。定位成功率為 86.4%（19/22），其中 3 處結節未能實現精準定位。全組患者未出現中轉開胸的案例。平均手術時間（110±43）min，即從開始穿刺定位到 VATS 結束的時間。所有患者術后石蠟切片病理結果：原位腺癌（adenocarcinoma in situ，AIS）5 例（22.7%），微浸潤性腺癌（microinvasive adenocarcinoma，MIA）7 例（31.8%），浸潤性腺癌（invasive adenocarcinoma，IA）4 例（18.2%），慢性炎癥 6 例（27.3%）；見表 1。
表1
22 例肺小結節患者的臨床資料（
/例）
3 討論
目前肺小結節的定位技術方法很多，常用的包括：手指觸摸法、CT 引導下 Hook-wire 定位技術、CT 引導彈簧圈定位法、染料定位法等。手指觸摸法雖然簡便易行，但定位成功率僅有 30%，常因定位不準確轉為擴大范圍的肺切除手術[6-7]；CT 引導下 Hook-wire 定位技術應用較為廣泛，但該方法金屬絲易移位甚至脫落[8-9]；CT 引導彈簧圈定位法安全、準確，但對手術室的要求高且不能避免出現血胸和氣胸的風險[10]；染料定位法價廉、并發癥少，但需 CT 引導下操作，同時應盡快手術以避免染色劑彌散引起的干擾[11]。總體而言，CT 引導下肺穿刺定位法導致的氣胸發生率高達 35%[5]，血胸發生率達 15%[5]，還有因金屬絲移位等并發癥導致中轉開胸手術的案例發生。為了降低 CT 引導下肺穿刺定位技術的臨床風險，本研究利用薄層 CT 和影像學三維重建技術準確定位肺內小結節的具體位置，借助患者體表的細小網格能夠為小結節“找到”體表的投影點，并能夠準確量取該投影點與小結節的距離，為注射亞甲藍染料精準定位提供依據。在本組 22 例病例中，該方法定位成功率高達 86.4%。由于該方法定位完畢之后便立即行 VATS 手術，即使發生了血氣胸也能及時處理，增加了手術的安全性。該方法在患者初次就診行 CT 檢查時即可施行，減少了醫務人員和患者在 CT 引導穿刺時的射線暴露和輻射。此外，由于注射完亞甲藍染料后立即行 VATS 手術，也避免了染料被吸收彌散無法顯影的缺點。
本組采用基于體表網格精準定位與影像三維重建定位方法患者共 22 例，其中定位成功 19 例，定位失敗 3 例。經分析后發現，3 例定位失敗的案例都在該方法應用早期發生。經分析主要由以下原因導致：第一，患者行 CT 檢查時處于吸氣相的狀態（囑患者吸氣、屏住呼吸后開始檢查）。2 例患者在定位前未暫停呼吸機輔助呼吸，從而導致染料定位點的偏移。后續案例在定位前要求麻醉醫生暫停呼吸機輔助呼吸，并使患者處于吸氣相。第二，1 例患者在行折刀體位后進行定位導致了染料定位點的偏差。在施行該定位技術時，盡量讓患者保持與 CT 檢查時相似的體位能夠明顯降低失敗率。在對上述兩點原因進行糾正后，該組案例的定位成功率顯著提高。
基于體表網格精準定位與影像三維重建的肺小結節定位法也存在一些局限性：（1）該方法借助于體表定位，結節會隨著呼吸幅度和體位改變移動，從而與體表定位點產生誤差，尤其位于肺裂邊緣的小結節定位成功率略低。其它幾種 CT 引導下的定位方法，如 Hook-wire 定位技術、CT 引導彈簧圈定位和碘油定位的成功率都在 95% 以上[12]。本研究中體表網格結合三維重建的定位成功率為 86.4%，低于上述 CT 引導下的穿刺技術。但是與這些方法相比，體表網格結合三維重建的方法具有更好的安全性。另外，穿刺失敗的案例都發生在該方法應用早期，隨著醫生對該方法的掌握，穿刺成功率會有升高趨勢。（2）本方法僅適合一些外周性結節的定位，對于一些特殊部位的結節，如肺尖處、肩胛骨遮擋區域、肺門處的結節，存在穿刺困難或大出血的風險。在實際的臨床應用中，根據實際情況可以結合多種技術來實現精準定位，如聯合磁導航內鏡進行一些特殊部位的小結節定位，也可結合影像學三維重建實現精準肺段切除等。隨著肺小結節檢出率的增加，臨床中的新定位技術也逐漸出現，了解各種定位技術的優劣，根據具體的小結節位置選擇合適的定位技術才能更好地指導 VATS 手術，提高術中小結節的切除率。綜上，基于體表網格及影像三維重建的小結節精準定位方法安全性強、準確率高，易于臨床推廣。
利益沖突：無。
作者貢獻：王磊、李小飛負責課題構思、設計及審閱；王磊、楊三虎、黃立軍、姜濤、伊江浦、張豪負責手術；劉宇健、劉曦負責資料收集、分析解釋數據及文章撰寫。
肺癌是目前世界范圍內發病率和致死率最高的惡性腫瘤，2018 年全球由肺癌導致的死亡病例高達 176 萬[1]。近些年，隨著人們體檢意識的提高和 CT 檢查的廣泛應用，直徑<2 cm 的肺部小結節檢出率逐年增高[2-3]，早期發現并積極治療的肺癌患者的 5 年生存率可達 70%[4]，因此早診早治對于肺小結節具有重要的意義。近幾年，微創胸外科技術的發展日新月異，尤其是電視胸腔鏡手術（video-assisted thoracoscopic surgery，VATS）已經逐漸成為肺部手術的主要方式。VATS 手術創傷小、恢復快的特點也被更多胸外科患者青睞。
針對肺小結節的楔形切除術、解剖性肺段切除術甚至肺葉切除術是目前最常用的手術方式。但是很多肺小結節，尤其是純磨玻璃樣結節（GGN），難以通過常用的手指觸摸法探及。因此，在臨床中發展出了眾多的術前定位方法，主要包括 CT 引導下經皮肺穿刺定位技術，定位試劑包括生物膠水、醫用染料、彈簧圈、Hook-wire 等；以及支氣管鏡下穿刺輔助定位技術，如磁導航或虛擬支氣管鏡導航下的穿刺定位技術。由于可操作性強，CT 引導的肺穿刺定位技術在臨床中更加普及。但是該技術的并發癥發生率較高，其中氣胸發生率高達 35%[5]，血胸發生率達 15%[5]，有時甚至需要急診手術來處理并發癥。因此，探索更加安全、準確、可操作性強、并發癥發生率低的肺小結節定位技術是臨床中亟待解決的熱點問題之一。
本研究旨在 CT 引導下肺穿刺技術的基礎上，探索出更加安全的定位技術，進一步降低血氣胸的風險，提高該技術在臨床中的普及度。為此，我們結合了薄層 CT 三維重建技術和體表網格分區來實現肺小結節的體表精準定位，在患者麻醉完成后即刻進行亞甲藍染色定位，從而顯著降低了血氣胸的風險。我科 2018 年至今完成該技術下肺小結節定位 22 例，現將臨床效果報道如下。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
患者納入標準：（1）所選病例均符合肺小結節診斷標準，且為單發的肺內小結節[6]；（2）結節距臟層胸膜>10 mm；（3）患者接受 VATS 手術；（4）所選病例均符合胸外科手術指征。排除標準：（1）病例資料不完整；（2）肺結節實際直徑>20 mm 或<8 mm。采用回顧性研究方法，收集空軍軍醫大學唐都醫院胸外科 2018 年 10 月至 2019 年 10 月行 VATS 手術的患者 22 例。
1.2 定位方法
1.2.1 顯影網格硅膠墊的制作
抽取可顯影紗布中的藍色顯影線 20 根，在模具中相互交織排列為間隔 1 cm 的網格，網格范圍 10 cm×10 cm。將購置的醫用級硅膠（HC-905A，廣東省汕頭市恒昌硅膠材料廠）A、B 組按照 1∶1 比例混合后加入模具，厚度 0.5 cm，常溫下自然固化 4～6 h 后即可使用。
1.2.2 薄層 CT 檢查及三維重建
首先預估患者肺小結節大致的體表投影區，將硅膠墊放置在該區域，并使用醫用膠帶固定硅膠墊。所有患者行 64 排胸部 CT 檢查，掃描層厚 1.0 mm，并拷貝 DICOM 格式原始數據（圖 1a，圖 1b）。將該數據導入 Mimics 軟件（version 17.0，Materialise Inc，Leuven，Belgium），并進行肺部小結節及相應器官三維重建（圖 1c）。距離小結節最近的點為網格黑色圓圈勾勒處，量取腫瘤與體表的最短距離，確定穿刺深度（圖 1c，圖 1d）。依據硅膠中的網格精準定位到該定位的體表投影處并用記號筆標記（圖 1e，圖 1f）。
圖1
基于體表網格與影像三維重建的肺小結節精準定位法
a：肺部小結節（白色箭頭，肺窗）CT 影像圖片，矩形框中為可顯影網格；b：肺部小結節（白色箭頭，縱隔窗）CT 影像圖片，矩形框中為可顯影網格；c：肺小結節三維重建影像矢狀位圖（黑色圓圈中為小結節）；d：肺小結節三維重建影像冠狀位圖（黑色圓圈中為小結節）；e：可顯影網格在體表的固定方式；f：通過三維重建影像圖片進行精確體表定位（黑色箭頭為定位點）；g：在 VATS 下針對藍染的肺組織行楔形切除術；h：切開藍染肺組織后可見肺小結節（白色圓圈）
1.2.3 術前穿刺定位方法
患者在手術室麻醉插管后，行側臥位。囑麻醉醫生暫停呼吸機并使患者處于吸氣相（行 CT 檢查時患者處于吸氣相，需保持一致），并于皮膚標記處垂直穿入穿刺針，穿入深度即為定位時測量的肺小結節距離體表投影垂直距離，同時注射亞甲藍溶液 0.5 mL。
1.3 手術方法
注射完亞甲藍溶液后立即行折刀位，消毒、鋪巾后行單操作孔 VATS 術。術中針對肺部藍染區域行楔形切除術或解剖性肺段切除術（圖 1g）。取出標本后進一步查找結節（圖 1h），并行冰凍切片病理學檢查。如術中冰凍病理為良性結節則手術結束，如術中冰凍病理為惡性或疑為惡性結節則行肺葉切除+系統淋巴結清掃，或肺段切除術+淋巴結采樣術[7]。判定定位成功標準：以肺表面藍染區域為中心，直徑 3 cm 范圍內發現小結節。
1.4 統計學分析
對肺小結節的部位、直徑、距離臟層胸膜距離、定位成功率等指標進行統計，計量資料采用均數±標準差（±s）描述，計數資料以頻數和百分比描述。
1.5 倫理審查
本研究獲得空軍軍醫大學唐都醫院倫理委員會審批（批準號：T D L L- 2016196-450）。所有患者術前均簽署知情同意書。
2 結果
共納入 22 例患者，其中男 13 例、女 9 例，年齡 58.5（37～72）歲。共獲得 22 處小結節，其中位于左肺上葉 5 例、下葉 3 例，右肺上葉 5 例、中葉 2 例、下葉 7 例。肺小結節直徑 8～20（12±3）mm，距離臟層胸膜距離 10～32（17±6）mm。根據薄層 CT 結果評估，純 GGN 12 例，混合樣結節 6 例，實性結節 4 例。所有患者均行術中冰凍病理學檢查，其中良性結節 6 例（27.3 %），惡性結節 16 例（72.7%）。定位成功率為 86.4%（19/22），其中 3 處結節未能實現精準定位。全組患者未出現中轉開胸的案例。平均手術時間（110±43）min，即從開始穿刺定位到 VATS 結束的時間。所有患者術后石蠟切片病理結果：原位腺癌（adenocarcinoma in situ，AIS）5 例（22.7%），微浸潤性腺癌（microinvasive adenocarcinoma，MIA）7 例（31.8%），浸潤性腺癌（invasive adenocarcinoma，IA）4 例（18.2%），慢性炎癥 6 例（27.3%）；見表 1。
表1
22 例肺小結節患者的臨床資料（/例）
3 討論
目前肺小結節的定位技術方法很多，常用的包括：手指觸摸法、CT 引導下 Hook-wire 定位技術、CT 引導彈簧圈定位法、染料定位法等。手指觸摸法雖然簡便易行，但定位成功率僅有 30%，常因定位不準確轉為擴大范圍的肺切除手術[6-7]；CT 引導下 Hook-wire 定位技術應用較為廣泛，但該方法金屬絲易移位甚至脫落[8-9]；CT 引導彈簧圈定位法安全、準確，但對手術室的要求高且不能避免出現血胸和氣胸的風險[10]；染料定位法價廉、并發癥少，但需 CT 引導下操作，同時應盡快手術以避免染色劑彌散引起的干擾[11]。總體而言，CT 引導下肺穿刺定位法導致的氣胸發生率高達 35%[5]，血胸發生率達 15%[5]，還有因金屬絲移位等并發癥導致中轉開胸手術的案例發生。為了降低 CT 引導下肺穿刺定位技術的臨床風險，本研究利用薄層 CT 和影像學三維重建技術準確定位肺內小結節的具體位置，借助患者體表的細小網格能夠為小結節“找到”體表的投影點，并能夠準確量取該投影點與小結節的距離，為注射亞甲藍染料精準定位提供依據。在本組 22 例病例中，該方法定位成功率高達 86.4%。由于該方法定位完畢之后便立即行 VATS 手術，即使發生了血氣胸也能及時處理，增加了手術的安全性。該方法在患者初次就診行 CT 檢查時即可施行，減少了醫務人員和患者在 CT 引導穿刺時的射線暴露和輻射。此外，由于注射完亞甲藍染料后立即行 VATS 手術，也避免了染料被吸收彌散無法顯影的缺點。
本組采用基于體表網格精準定位與影像三維重建定位方法患者共 22 例，其中定位成功 19 例，定位失敗 3 例。經分析后發現，3 例定位失敗的案例都在該方法應用早期發生。經分析主要由以下原因導致：第一，患者行 CT 檢查時處于吸氣相的狀態（囑患者吸氣、屏住呼吸后開始檢查）。2 例患者在定位前未暫停呼吸機輔助呼吸，從而導致染料定位點的偏移。后續案例在定位前要求麻醉醫生暫停呼吸機輔助呼吸，并使患者處于吸氣相。第二，1 例患者在行折刀體位后進行定位導致了染料定位點的偏差。在施行該定位技術時，盡量讓患者保持與 CT 檢查時相似的體位能夠明顯降低失敗率。在對上述兩點原因進行糾正后，該組案例的定位成功率顯著提高。
基于體表網格精準定位與影像三維重建的肺小結節定位法也存在一些局限性：（1）該方法借助于體表定位，結節會隨著呼吸幅度和體位改變移動，從而與體表定位點產生誤差，尤其位于肺裂邊緣的小結節定位成功率略低。其它幾種 CT 引導下的定位方法，如 Hook-wire 定位技術、CT 引導彈簧圈定位和碘油定位的成功率都在 95% 以上[12]。本研究中體表網格結合三維重建的定位成功率為 86.4%，低于上述 CT 引導下的穿刺技術。但是與這些方法相比，體表網格結合三維重建的方法具有更好的安全性。另外，穿刺失敗的案例都發生在該方法應用早期，隨著醫生對該方法的掌握，穿刺成功率會有升高趨勢。（2）本方法僅適合一些外周性結節的定位，對于一些特殊部位的結節，如肺尖處、肩胛骨遮擋區域、肺門處的結節，存在穿刺困難或大出血的風險。在實際的臨床應用中，根據實際情況可以結合多種技術來實現精準定位，如聯合磁導航內鏡進行一些特殊部位的小結節定位，也可結合影像學三維重建實現精準肺段切除等。隨著肺小結節檢出率的增加，臨床中的新定位技術也逐漸出現，了解各種定位技術的優劣，根據具體的小結節位置選擇合適的定位技術才能更好地指導 VATS 手術，提高術中小結節的切除率。綜上，基于體表網格及影像三維重建的小結節精準定位方法安全性強、準確率高，易于臨床推廣。
利益沖突：無。
作者貢獻：王磊、李小飛負責課題構思、設計及審閱；王磊、楊三虎、黃立軍、姜濤、伊江浦、張豪負責手術；劉宇健、劉曦負責資料收集、分析解釋數據及文章撰寫。
