导航技术在超声支气管镜诊断肺部结节中的临床应用

转化医学电子杂志（Ｅ⁃ＪＴｒａｎｓｌＭｅｄ）２０１８，５（４）

·综述·ＤＯＩ：１０．１２０９５／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５⁃６８９４．２０１８．０４．００８

导航技术在超声支气管镜诊断肺部结节中的临床应用

王　伟，于力克，徐春华　（江苏省南京市胸科医院内镜中心，江苏南京２１０００９）

【摘　要】相当部分的孤立性肺结节是早期肺癌，及时明确病理诊断至关重要。超声支气管镜是诊断肺部孤立性结节的新型方法，合适的导航技术有助于提高超声支气管镜的诊断效能。本文拟就现行各类可辅助支气管腔内超声检查的导航技术特点，及其在孤立性肺结节诊断方面的临床应用作一综述。【关键词】肺部结节；气管腔内超声；导航技术【中图分类号】Ｒ５６２．２　　　【文献标识码】Ａ

０　引言

肺部结节是指肺野内单发或多发的、边界清楚，影像不透明，直径≤３ｃｍ，周围完全由含气肺组织包绕的病变，无肺不张、肺门增大、胸腔积液表现的肺部结节［１］肺结节分布多寡。按照肺结节性质，可分为单发或多发，可分为良性和恶性。随着ＣＴ；按照的普及，肺部结节的检出率逐渐升高［２］。研究［３－４］表明，相当部分的孤立性肺结节（ｓｏｌｉｔａｒｙｐｕｌｍｏｎａｒｙｎｏｄｕｌｅ，ＳＰＮ）“其实是早期肺癌，因此ＳＰＮ关键在于早诊早治端口”。众所周知，可被看作是肺癌的。我国肺癌防治形势严峻如能争取“端口前移”，，控制的及早明确ＳＰＮ病理性质，则可在很大程度上控制病情，为患者争取最佳预后，节省大量社会医疗资源［５］。

１　传统支气管镜

肺部结节病理性质的确诊有赖于准确、合理、足量的组织或细胞取材［６］为型和外周型，型。依据病灶部位ＳＰＮ的病灶生长于叶，ＳＰＮ可分、段支气管及以上部位，常规纤支镜有望获得病理确诊；而外周型ＳＰＮ发源于三级支气管以下，呼吸细支气管以上，传统气管镜检查的视野仅限于４～５级支气管腔内，直视下无法发现病灶，取材、诊断困难。统计分析表明，后类患者经盲检和（或）盲刷确诊率为１６．７％～６５．６％，且各家数据存在较大差异［７］。

２　ＣＴ引导下肺穿刺活检术

至目前为止，ＳＰＮ的取材多依赖于ＣＴ引导下肺

收稿日期：２０１７－１１－３０；接受日期：２０１７－１２－２９基金项目：南京市医学科技发展项目（ＹＫＫ１６２０８）

作者简介：王　伟。博士，副主任医师。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚ＿１９９８ｓｐｉｒｉｔ１８０＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：徐春华。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｕｃｈｕｎｈｕａ７４＠１６３．ｃｏｍ

穿刺活检术（ｃｏｍｐｕｔｅｄｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ⁃ｇｕｉｄｅｄｐｅｒｃｕｔａｎｅ⁃ｏｕｓｎｅｅｄｌｅｂｉｏｐｓｙ，，位于心脏大血管旁ＣＴ⁃ＰＮＢ），文献［８］报道其诊断率可高于９０％。然而、膈肌旁、以及距离体表较远的病灶，尤其直径＜２ｃｍ的外周型ＳＰＮ，ＣＴ播散及出血的风险增加引导穿刺的诊断率降低；不少高龄体弱患者常并存肺，而发生气胸、针道气肿肺大泡，肺功能差，气胸发生风险进一步增大；且ＣＴ⁃ＰＮＢ关系，指导定位术前一般需造影剂增强以了解病灶与血管，临床上肾功能不全、甲状腺功能亢进等肺外慢病患者却无条件进行。上述种种均了ＣＴ⁃ＰＮＢ的及时诊断亟需更安全有效的技术方法在诊断ＳＰＮ方面的广泛应用，。

因此对ＳＰＮ３　超声支气管镜

气管腔内超声（ｅｎｄｏｂｒｏｎｃｈｉａｌｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ，ＥＢＵＳ）自德国、日本开始应用，逐步推广至欧美、亚洲等国家医疗机构，仅约１０年内发展即十分迅速，是超声诊断技术的重要方向［９］自然腔道将内镜的视野范围从气道腔内扩展到支气。ＥＢＵＳ避免体外创伤，经由人体管腔外４ｃｍ，大大扩充了操作者视野范围，令支气管镜的诊断效能大幅提升。

目前临床使用的ＥＢＵＳ总体分为两类：一类为凸面超声支气管镜（ｃｏｎｖｅｘｅｎｄｏｂｒｏｎｃｈｉａｌｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ，Ｃ⁃ＥＢＵＳ），于内镜前端即以电子超声探头嵌入光学纤维结构，频率为７．５ＭＨｚ，扫描分辨率５００ＤＰＩ，

，位能够沿气道长轴方向进行凸阵扫描，常应用于大气道病变和肺门纵隔病灶的实时引导针吸活检；另一类称转化医学电子杂志（Ｅ⁃ＪＴｒａｎｓｌＭｅｄ）２０１８，５（４）

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为“径向气道内超声探头”（ｒａｄｉａｌｅｎｄｏｂｒｏｎｃｈｉａｌｕｌｔｒａ⁃３０ＭＨｚ的高频探头经过支气管镜的活检通道进入外在镜头远端产生垂直于气道轴线的３６０°图像，扫描深度可达４ｃｍ，分辨率达２００ＤＰＩ。由于径向超声探头可推进至直接与小气道管壁相贴，其超声图像能够比较直观地反映ＳＰＮ内部的成像特征。研究

［１０］

ｓｏｕｎｄ，Ｒ⁃ＥＢＵＳ），简称“径向超声”，常用２０ＭＨｚ或周直径约１．４～２ｃｍ的小分支气道进行放射状扫描，

Ａ：径向超声探头位于病灶，可见大致类圆形实性低回声区，周围强回声光带；Ｂ：探头偏于病灶一侧，见扇形偏心实性低回声区；Ｃ：探头完全位于病灶之外，见不规则均质高回声区

证

明，径向超声图像往往与病灶的组织特征有一定相关图１　典型Ｒ⁃ＥＢＵＳ超声病例图

性。据此，可考虑借助超声图像特征，协助判断ＳＰＮ的性质；更重要的是，径向超声探头还可以帮助确定ＳＰＮｂｒｏｎｃｈｉａｌ的具体位置ｌｕｎｇｂｉｏｐｓｙ，，大大提高了经支气管肺活检ＴＢＬＢ）的成功率［１１－１２］，因此对

（ｔｒａｎｓ⁃于支气管镜不可视的肺外周ＳＰＮ有重要诊断价值。４　导航技术与超声支气管镜

４．１　导航技术的意义　超声支气管镜可以提高支气管镜诊断肺部结节的阳性率，但有关ＥＢＵＳ诊断肺部病灶的研究结果还存在差异。如Ｆｉｅｌｄｉｎｇ等［１３］认为，Ｒ⁃ＥＢＵＳ诊断直径＜２ｃｍ的外周小病灶的诊断率约为６７％，然而安全性明显高于ＣＴ引导下穿刺术。Ｓｔｅｉｎｆｏｒｔ等［１４］纳入１６个研究，总计１４２０例患者的荟萃分析结果提示ＥＢＵＳ引导ＴＢＬＢ诊断肺癌的敏感度是７３％，特异度是１００％；该团队的另一项研究［１５］结果提示Ｒ⁃ＥＢＵＳ诊断外周肺病灶的阳性率仍低于ＣＴ⁃ＰＮＢ超声探头与术。ＳＰＮ造成上述观点差异的主要原因之一是病灶的相对位置不同导致了诊断率的不同：如径向超声探头位于病灶（图１Ａ），诊断率可显著提高至７５％～８７％；如探头邻近病灶（图１Ｂ）降至或完全位于病灶之外５２％～５５％［１６－１８］（图１Ｃ），则诊断率可能下术，引导Ｒ⁃ＥＢＵＳ探头直接进入病灶内部。基于此，若能运用合理导航技，必将提高ＳＰＮ而言的诊断效能，径向超声探头也是精密易损耗的检测仪器，降低后继检查的几率；从另一角度，使用次数有一定，我国大多数地区、医疗单位尚处于发展期，条件有限，亦需尽量控制成本。如能运用有效导航方法，降低不必要的超声探测次数，既可缩短检查时间，又能减少探头损耗和患者痛苦，节约医疗资源。因此，支气管腔内径向超声在诊断肺部结节方面，还需合理导航技术的配合，从而进一步提高其诊断的准确性和高效性。

４．２　现行各类导航技术　伴随支气管内超声技术应用于临床的近十余年来，各种导航技术也在迅速发展，且已在临床开展不少研究，理论上均可作为径向４．２．１　超声的导航手段，现分述如下。

ｂｒｏｎｃｈｏｓｃｏｐｙ电磁导航支气管镜电磁、影像制导定位和，ＥＮＢ）　ｉ·ＬｏｇｉｃＥＮＢ（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ主要由ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ电磁系统计划制定位ＳｕｐｅｒＤｉｍｅｎｓｉｏｎ置和校正来协助取材的导航技术。曾有研究［１９－２０］表明ＥＮＢ可用于肺结节灶胸腔镜术前定位和精准切除；亦有文献［２１］报道ＥＮＢ导航可明显增高肺外周病灶的诊断率。国内的文献［２２］发现ＥＮＢ导航的肺小病灶活检诊断率、安全性高于荧光支气管镜对照组；尤其对于直径＜２ｃｍ的肺小病灶，ＥＮＢ的导航诊断优势更为明显。Ｇｅｘ等［２３］于２０１４年发表共纳入１５个研究的Ｍｅｔａ分析，发现ＥＮＢ导航对肺部结节的诊断率为７３．９％，显著高于常规支气管镜；如配合无痛麻醉ＲＯＳＥ），或或现场快速评价（ｒａｐｉｄｏｎ⁃ｓｉｔｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，一ＥＮＢ诊断肺外周病变的则对于肺恶性结节的诊断效能更高Ｍｅｔａ分析汇聚１７。项临床次年另研究，结果表明ＥＮＢ导航安全性好，对肺外周病变的诊断敏感度是Ｒ⁃ＥＢＵＳ８２．０％，特异度是１００％［２４］。目前关于见，Ｏｚｇｕｌ和等ＥＮＢ［２５］收集了联用诊断肺结节病灶的报道尚不多５６例肺外周病变患者的资料，结果表明应用ＥＮＢ导航后，肺外周病灶的诊断率提高至７１．４％。

由上述可见，ＥＮＢ导航可显著提高常规支气管４．２．２　镜对肺外周病变的诊断敏感度ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ虚拟／仿真支气管镜导航。

（ｖｉｒｔｕａｌｂｒｏｎｃｈｏｓｃｏｐｉｃＣＴ，ＶＢＮ）　虚拟／仿真支气管镜是利用螺旋机软件图像后处理容积资料，通过调节，重建具有透视感的支气管立体ＣＴ阈值和透明度进行计算图像，加用三维图像连续行进和回放，整合出支气管腔内的仿真图像，可为支气管镜检查提供术前

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依据。目前较多采用的新型虚拟支气管镜导航软件———ＤｉｒｅｃｔＰａｔｈ，依据层厚２～５ｍｍ的ＨＲＣＴ无间隔扫描获得的图像数据导入系统，以软件建立人工伪彩的支气管数各叶段层级操作路径图（Ｐａｔｈ），图像清晰，路线明确，是近年来开始应用的新型呼吸介入导航技术［２６］。

国外一项多中心ＲＣＴ试验（ＩＤ：ＵＭＩＮ００００００５６９）［２６］

可提高ＥＢＵＳ对肺外周良性病变的诊断率。Ｆｉｅｌｄｉｎｇ等［３２］对比了ＥＢＵＳ⁃ＧＳ与ＣＴ引导下细针穿刺活检，发现ＥＢＵＳ⁃ＧＳ对距离胸膜越远的肺病变，诊断率较高（７４％ｖｓ３５％）；对于靠近脏层胸膜的肺病变，ＥＢＵＳ⁃ＧＳ的气胸发生率和置管引流率均明显低于ＣＴ⁃ＦＮＡ组（１％ｖｓ２８％；０％ｖｓ６％）。故认为，合理采用ＥＢＵＳ⁃ＧＳ或ＣＴ⁃ＦＮＡ的诊断策略将有助于提高肺外周病变的诊断率，降低气胸发生风险。Ｘｕ等［１１］则对１８０例ＳＰＮｓ患者ＥＢＵＳ⁃ＧＳ⁃ＴＢＢ检查，平均耗时（１４±８）ｍｉｎ，平均每个病灶活检数是（５．０±１．２）块，恶纳入１９９例肺外周小病灶（直径≤３ｃｍ）的患者，随机分为Ｒ⁃ＥＢＵＳ＋ＶＢＮ和ｎｏｎ⁃ＶＢＮ＋Ｒ⁃ＥＢＵＳ组进行诊断，发现ＶＢＮ导航组对小ＰＰＬｓ的诊断率高于非导航组（８０．４％ｖｓ６７．０％；Ｐ＝０．０３２）。Ａｓａｎｏ等［２７］回顾性研究１９４例外周ＳＰＮｓ，分ＶＢＮ导航组和ｎｏｎ⁃ＶＢＮ组进行气管镜检（６８Ｐ＝０．００４］；／７２），高于无，发现联合而在直径ＶＢＮ≤２的对照组ＶＢＮ组的诊断率达ｃｍ的亚组［７７．，ＶＢＮ８％（９４．４％导航组诊５６／７２），断率高达９４．６％；对位于外１／３肺野的ＳＰＮｓ，导航组诊断率仍保持在９５．１％，远高于对照组（７１．４％，Ｐ＝０．００５）。导航定位上述研究表明，与Ｒ⁃ＥＢＵＳ联合可更进一步提高肺，临床实际操作中采用ＳＰＮｓＶＢＮ

的诊断率。然而，国内相应研究与国外的结果并不完全一致。唐纯丽等［２８］收集１０５例ＳＰＮｓ患者，分为传４７％（１７统组、ＥＢＵＳ／３６）、７２％组和ＥＢＵＳ＋（２９／４０）ＶＢＮ和组７６％，相应诊断率分别为ＶＢＮ（２２统／２９），ＥＢＵＳ计学意义＋（０．０４２）；Ｐ＝０．７５），组诊断陈众博等但操作率较［２９］时ＥＢＵＳ收集间缩１８４短组为差例肺外周结节患者（异２５６无±２０５）ｓ（Ｐ，随

＝机分ＥＢＵＳ为ＶＢＮ＋ＥＢＵＳ与ＥＢＵＳ组，结果显示航ＥＢＵＳ组诊断肺外周结节的敏感度为ＶＢＮ＋

组比较，差异无统计学意义（７２．０４％，Ｐ＝０．７４７），与无导但３８５检查时间缩短例周围型肺癌（Ｐ＜（０．０１）。直径≤３０潘蕾等［３０］ｍｍ）分为将ＶＢＮＣＴ拟诊的导航组和ＥＢＵＳ组，发现最终确诊为肺癌的２９４＋ＥＢＵＳ患者中８１．３％，，两组的诊断率比较外取材前习惯以荧光透视法核准活检钳已进入病灶Ｐ＞０．０５）。出现此种不一致的原因可能是国，差异无统计学意义（８２．５％ｖｓ

之中，而国内一般无此步骤［２６］于更快更准地到达目标支气管，，但在缩短检查时间ＶＢＮ导航有助，减少４．２．患者痛苦方面３　引导鞘，国内外研究意见一致（ｇｕｉｄｅｓｈｅａｔｈ，ＧＳ）。

Ｒ⁃ＥＢＵＳ锁定工作孔道定位取材的支气管镜配件，提高取材准确性。，Ｓｈｉｎａｇａｗａ可导航支气管镜　ＧＳ是帮助等［３１］发５８．０％，现ＥＢＵＳ⁃ＧＳ明显高于无组对１５９ＧＳ例肺外周良性病变的诊断率为组（２８．０％，Ｐ＝０．０４），表明ＧＳ性ＳＰＮｓ的诊断率为８３．３％，无严重并发症，说明ＧＳ引导ＥＢＵＳ⁃ＴＢＢ是诊断恶性ＳＰＮｓ安全有效的方法。不仅如此，亦有报道表明ＧＳ导航对肺部磨玻璃密度结节影Ｔａｋｅｈｉｒｏ（ｇｒｏｕｎｄ⁃ｇｌａｓｓｏｐａｃｉｔｙ，ＧＧＯ）亦具有诊断价值。ＧＧＯＧＳ组的诊断率明显高于无患者予以等［３３］对ＥＢＵＳ⁃ＧＳ４０例平均直径约引导下ＧＳ组（７９．２％ＴＢＢ（２２取材±１０）ｖｓ，４３．８％）。发现有ｍｍ的４．２．４　　超细支气管镜（ｕｌｔｒａｔｈｉｎｂｒｏｎｃｈｏｓｃｏｐｅ，现临床多应用的是纤维和电子的复合镜ＵＢ是一种镜身较常规标准更细的新型支气管镜ＵＢ），检查时通过，光纤获（ＣＣＤ）取上，图实像现，反高应质到电内子镜成操像作。部镜的身数外码径摄一像般头２．２为

周围小气道腔内病况～２．８ｍｍ，可进达５，因此超细镜不仅自身属于支气～１２级支气管腔，观察更远的管镜，也可作为常规支气管镜的导航镜应用，有助于肺外周病变的观察、诊断。曾有报道［３４］利用超细镜对表现为左肺上叶周围型单发空洞性浸润病灶的慢性坏死性烟曲霉菌病进行病灶取材和支气管腔内注药，患者症状，影像学均有明显好转，提示超细支气管镜在肺外周病变诊治中具有实用价值。既往亦有报道［３５］采用超细支气管镜观察到ＣＯＰＤ患者外周远端小气道及其亚支阻塞，管腔内粘膜呈现网状及微小肉芽样改变，提示超细镜是观察ＣＯＰＤ患者小气道形态学改变的有效方法。近年来也有文献［３６］表明超细支４．２．５　气管镜是诊断肺部结节有效导航手段之一。

展起来的借助计算机对生物组织结构影像的连续图ＣＴ三维重建　ＣＴ多平面三维重建是新近发像进行后处理，获得轴位、矢状位、冠状位图像，并能进行定位测量的一项形态学研究的新技术ＣＴ地显示特定的区域成像技术，可帮助评估人体脏器形态、密度和肺部病变周围组织的解剖、功能，结合能谱，清楚关系，因操作简便（普通螺旋ＣＴ即可操作）、实用性强、价格经济已被逐步应用于骨科、耳鼻喉科的穿刺转化医学电子杂志（Ｅ⁃ＪＴｒａｎｓｌＭｅｄ）２０１８，５（４）

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诊疗定位［３７－３８］。国外有文献［３９］表明ＣＴ图像处理软件的进步允许对ＣＴ原始数据进行三维重建，以制定气管镜术前预览的“路线图”，利用光学相干断层扫描（ＯＣＴ）和共聚焦显微镜（ＣＭ）等技术，可以在细胞水平上检测病变，为更早更安全地诊断肺癌提供新方法。国内多数医院放射影像科都可进行ＣＴ三维重建工作，但常需与ＶＢＮ、ＥＮＢ等导航结合，尚无条件普及，三维重建联合超声支气管镜具有理论上的应用价值，临床实践中此类工作的开展将有助于探索高性价比的新导航方法。

虽然上述各种导航技术有尚待完善之处，但毋庸置疑，它们的研制和应用均可帮助和提升超声支气管镜对肺部病变的诊断效能。适当联用导航方法更有助于肺部结节诊断［４４］。相信随着介入和计算机信息处理技术的发展，导航联合ＥＢＵＳ技术将在ＳＰＮｓ和早期肺癌的诊断方面发挥更大作用。【参考文献】

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５　小结与展望

随着支气管镜应用范围越来越广，各种导航技术均可配合超声支气管镜，帮助定位取材，提高诊断效能［４０］定选（ＶＢＮ）、择。这些导航技术具有各自特点策略：磁导航（ＥＮＢ）、虚拟，临床上需有一／仿真镜导航要求高，现阶段较难广泛普及引导鞘（ＧＳ）定位精准。，超细镜联合但价格较昂贵ＥＢＵＳ，硬件诊断ＳＰＮ尚无确切报道，但因镜身细小，超细镜作为导航仍具潜在应用价值，但遇到出血、分泌物时镜头易堵塞，需经验丰富的内镜医师与常规镜配合使用。螺旋ＣＴ三维重建的导航效果在很大程度上依赖于影像医师对ＣＴ图像处理软件的熟练应用和丰富经验。

近年来，导航支气管镜技术得到进一步发展。有研究者尝试医学分子影像后处理云平台（Ｚｉｏｓｔａｔｉｏｎ）帮助导航。Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ等［４１］对１２１例肺外周结节患者采用Ｚｉｏ导航支气管镜检查，结果提示Ｚｉｏ组的诊６４．６％；９４．２％断率、超声探测７．４）ｍｉｎｖｓ（２６．９±７．９）ｖｓ阳７５．性２％），率均ｍｉｎ，而检查时间缩短高于非Ｚｉｏ组（７７．认为Ｚｉｏｓｔａｔｉｏｎ可更加准

（２４．７％０ｖｓ

±确迅速地进行支气管镜导航。术中Ｃ臂机检测在严格意义上不属于导航技术，但在肺结节这样的外周小病灶诊查中可起到实时透视、准确定位的作用。国外现可对术中患者不同体位姿势进行Ｃ臂机三维投影９５．７％标记，以减少透视下解剖伪影干扰，取材准确率约达

［４２］临床亟待解决的问题。当然，如何预防。Ｃ臂机的射线损伤仍是国内有医院采用在Ｒ⁃ＥＢＵＳ导丝上进行标记的

联合测量技术

［４３］

来导航钳、刷进入取材，可显著减轻

患者经济负担，值得推广；然而，由于标识仅能固定长度，基于支气管树越往外周，分支越多形成迷路的特点，导丝退出再进入钳、刷时，无法避免被放入同一层级的其它小分支气道的可能，故还有待进一步探索。

［２］ＳｉｍｍｏｎｓｆｏｒＪ，ＧｏｕｌｄＭＫ，ＩａｃｃａｒｉｎｏＪ，ｅｔａｌ．Ｓｙｓｔｅｍｓ⁃ｌｅｖｅｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓ

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ｔｒｉａｌｏｆ

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３８

ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｐｒｅｄｉｃｔｏｕｔｃｏｍｅｓｉｎｐａｔｉｅｎｔｓｕｎｄｅｒｇｏｉｎｇｒａｄｉａｌＪＴｈｏｒａｃＯｎｃｏｌ，２０１４，９（９）：１３９３－１３９７．

ｅｎｄｏｂｒｏｎｃｈｉａｌｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ⁃ｇｕｉｄｅｄｂｉｏｐｓｙｏｆｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｌｕｎｇｌｅｓｉｏｎｓ［Ｊ］．［１７］ＩｚｕｍｏＴ，ＳａｓａｄａＳ，ＣｈａｖｅｚＣ，ｅｔａｌ．Ｒａｄｉａｌｅｎｄｏｂｒｏｎｃｈｉａｌ

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