電磁導航支氣管鏡系統(tǒng)在呼吸系統(tǒng)疾病診治中的應用現(xiàn)狀與展望

孫加源，韓寶惠，陳海泉

1.上海交通大學附屬胸科醫(yī)院內鏡科，上海 200030；

2.上海交通大學附屬胸科醫(yī)院呼吸科，上海 200030；

3.上海交通大學附屬胸科醫(yī)院胸外科，上海 200030

電磁導航支氣管鏡系統(tǒng)在呼吸系統(tǒng)疾病診治中的應用現(xiàn)狀與展望

孫加源1,2，韓寶惠2，陳海泉3

1.上海交通大學附屬胸科醫(yī)院內鏡科，上海 200030；

2.上海交通大學附屬胸科醫(yī)院呼吸科，上海 200030；

3.上海交通大學附屬胸科醫(yī)院胸外科，上海 200030

支氣管鏡為獲取肺外周病變(peripheral pulmonary lesions，PPL)的一種微創(chuàng)技術。傳統(tǒng)支氣管鏡引導的經(jīng)支氣管肺活檢(transbronchial lung biopsy，TBLB)在X線透視指導下進行，診斷率相對較低。電磁導航支氣管鏡(electromagnetic navigation bronchoscopy，ENB)是近年來出現(xiàn)的一項新的微創(chuàng)診斷技術。其對PPL診斷率優(yōu)于傳統(tǒng)經(jīng)支氣管鏡。多項研究已顯示出ENB診斷PPL具有的可行性和安全性，并且顯示出ENB在PP定位和治療領域具有潛在的應用前景。該文就這一技術臨床應用現(xiàn)狀作一綜述。

支氣管鏡；電磁導航；診斷；肺外周病變

隨著低劑量CT篩查應用普及，肺孤立性肺結節(jié)(solitary pulmonary nodule，SPN)發(fā)現(xiàn)率增加，但低劑量螺旋CT組發(fā)現(xiàn)結節(jié)經(jīng)病理確診的假陽性率為96.4%［1］。因此術前明確肺外周病變(peripheral pulmonary lesions，PPLs)的性質具有重要意義。

1 PPL常見診斷方式

目前常見PPL有創(chuàng)診斷方式包括支氣管鏡檢查、經(jīng)胸壁針吸活檢、胸腔鏡下切除活檢、開胸探查等。經(jīng)胸壁針吸活檢在CT、B超等引導下進行，對PPL有著較高診斷率，但氣胸發(fā)生率高(3.1%～41.7%)，部份病灶難以到達，并可能存在潛在腫瘤胸膜轉移風險［2-3］。電磁導航支氣管鏡(electromagnetic navigation bronchoscopy，ENB)是2000年后開始使用于臨床的PPL經(jīng)支氣管診斷技術，近年來臨床應用日益廣泛。ENB是將虛擬

支氣管鏡和電磁定位技術相結合的新一代支氣管鏡檢查和治療手段，可以實時準確對常規(guī)支氣管鏡無法到達的PPL或縱隔和肺門淋巴結進行定位，又可通過活檢通道行經(jīng)支氣管肺活檢(transbronchial lung biopsy，TBLB)或經(jīng)支氣管針吸活檢(transbronchial needle aspiration，TBNA)獲取病變組織行病理檢查。同時可以進行介入治療(如局部注射藥物或進行放射性粒子植入等)。與傳統(tǒng)氣管鏡比較，通過術前準確定位和術中實時導航，ENB檢查可以縮短檢查時間和提高病變定位和活檢的診斷率［4］，本文將綜述ENB在呼吸系統(tǒng)疾病診治中的應用。

2 技術原理、設備與操作方法

目前廣泛使用的ENB系統(tǒng)是SuperDimension公司研制的InReach系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括氣管鏡磁導航系統(tǒng)主機、磁導航電磁板、導航定位導管、氣管鏡工作通道延長導管和導航定位傳感器(圖1)。InReach系統(tǒng)利用胸部CT圖像進行三維重建結構路線圖，然后在支氣管鏡檢查過程中攜帶引導導管達到病變部位。由于引導導管頂端攜帶有電磁定位傳感器，因此可以將病變位置實時地再現(xiàn)到預先生成的肺臟3D路線圖上?；颊咛稍诖判园迳鲜沟萌靥幱谌醮艌鲋?，插入頭端帶有微傳感器的特殊彎曲導管伸入支氣管腔內。導管可以通過旋轉準確地送達病灶所在部位進行穿刺活檢。

3 臨床應用

3.1 診斷PPL

Solomon等［5］在1998年首次報道了使用ENB的動物實驗結果，該研究對8只豬進行了ENB的針吸活檢試驗，結果表明ENB能夠提高PPL的診斷率。2000年，Solomon等［6］又報道了15例臨床患者，同時比較了胸壁體表定位與氣管內定位的準確性，研究表明氣管內定位法誤差距離遠低于體表定位法。2014年，呼吸雜志發(fā)表了有關ENB診斷肺內結節(jié)準確率和安全性的薈萃分析［7］。該分析入組了15個臨床試驗，共1 033個肺內結節(jié)［8-22］(表1)。ENB整體診斷靈敏度為64.9%，準確率為73.9%；診斷肺癌的靈敏度為71.1%，陰性預測值為52.1%。氣胸的發(fā)生率為3.1%，其中1.6%的患者要求胸管引流。該分析同時得出了結節(jié)位置在肺上葉或中葉，結節(jié)的大小，虛擬支氣管中注冊點與實際操作中注冊點的注冊誤差，CT上是否有支氣管充氣征，是否與外周超聲探頭聯(lián)合使用以及是否使用外鞘管吸引作為取樣手段與ENB診斷率相關。異質性分析顯示，使用全麻和快速現(xiàn)場細胞學可獲得更好的診斷效果。

圖 1 ENB工作系統(tǒng)Fig. 1 ENB system

值得注意的是，Eberhardt等［14］的研究表明在使用ENB診斷PPL時，聯(lián)合應用徑向掃描的支氣管內超聲探頭(RP-EBUS)及ENB，比兩者單獨應用更為有效。單獨應用EBUS診斷率為69%，ENB為59%，但兩者結合后診斷率提高至88%，且與病灶大小無關。

由于經(jīng)ENB獲取組織量較少，有擔心其是否足以進行病理學分析，而Ha等［23］研究對65例肺癌患者回顧性分析顯示：其中3例小細胞肺癌通過形態(tài)學確認，余下的62例非小細胞肺癌中51例(78.5%)通過形態(tài)學即可確認，而11例(21.5%)需經(jīng)免疫組化確認。16例經(jīng)手術治療，其中14例(87.5%)與ENB獲取的組織學分型相符，1例ENB分型為非小細胞肺癌傾向腺癌的經(jīng)手術證實為大細胞肺癌，1例ENB分型為鱗癌的經(jīng)手術證實為腺鱗癌。腺癌15例中的14例標本量足以進行EGFR突變分析。2例患者進行EML4-ALK基因重排評價，標本量也已足夠。這提示ENB獲得的標本足夠行組織學分型及驅動基因檢測。

3.2 淋巴結活檢與肺癌分期

肺癌的準確分期對于治療方案的選擇以及預后的判斷具有十分重要的意義。ENB對淋巴結轉移和肺癌分期上的診斷價值和安全性鮮有報道。2006年Gildea等［10］對60例患者經(jīng)ENB定位活檢。肺部病灶與淋巴結大小分別為(22.8±12.6) mm及(28.1±12.8) mm，總體成功率為率為80%，其中肺部病灶的取樣成功率為74%(40/54)，縱隔淋巴結取樣成功率為100% (31/31)；惡性病變的準確率為74%(32/43)。該項研究結果提示使用ENB診斷淋巴結陽性率要高于PPL。最近一項研究比較了傳統(tǒng)TBNA與ENB引導下的TBNA在縱隔和肺門淋巴結腫大的診斷價值和安全性。研究入組了44例患者共88組淋巴結進行ENB-TBNA診斷，50例患者共64組淋巴結進行C-TBNA診斷［24］。根據(jù)病理結果，ENB-TBNA的診斷率為72.8%，C-TBNA的診斷率為42.4%。亞組分析結果顯示ENB-TBNA和傳統(tǒng)TBNA診斷率跟淋巴結大小相關。

3.3 治療中的應用

3.3.1 放療基準標記的放置

立體定向放療(stereotactic body radiation therapy，SBRT)主要用于不適合或者不愿意進行手術切除的肺實質病變患者。ENB還能夠用在SRBT時基準標記的放置，提高安置放療標記準確性。研究顯示通過ENB安置放療基準標記，9例病變有8例準確定位，1周后標記保存率為90%［25］。在另外的研究中，對患者實施射波刀前，215/217(99%)患者螺旋彈簧基準標記通過ENB準確安置，相對于常規(guī)方法安置線性基準標記8/17(58%)優(yōu)勢明顯，且氣胸發(fā)生率僅為5.8%［26］。Kupelian等［27］在SBRT中應用ENB引導放置定位參考標志物，并與傳統(tǒng)方法經(jīng)CT定位或X線定位進行比較：23例PPL且不適宜手術治療的肺癌患者，病灶平均直徑為2.6 cm，其中15例在CT定位或X線定位下通過經(jīng)皮肺穿刺完成，8例通過ENB引導下經(jīng)支氣管鏡放置方法完成，23例均成功放置標志物，通過CT或X線定位的15例中8例氣胸(53%)，而經(jīng)ENB定位患者未出現(xiàn)氣胸等并發(fā)癥。Harley等［28］在研究中對43例患者放置定位參考標志物，對于中央型腫物應用EBUS微探頭定位，對于PPL采用ENB聯(lián)合EBUS微探頭定位。結果表明放置2周后30例患者的標志物沒有出現(xiàn)移位或丟失，其余13例仍至少有1個以上標志物保留，對放療定位沒有影響。值得一提的是，入選的43例患者中平均年齡為74.4歲，其中31例伴有嚴重慢性阻塞性肺疾病，14例伴有冠心病，這些患者均因不能耐受傳統(tǒng)經(jīng)皮肺穿刺操作并發(fā)癥而選擇經(jīng)ENB引導經(jīng)支氣管鏡放置的方法完成。

3.3.2 胸腔鏡手術胸膜表面投放染色標記

胸腔鏡手術(video-assisted thoracic surgery，VATS)是常見治療微小PPL的有效方法。但是對于小于1 cm微小病變，胸腔鏡切除最大難點是病灶太小難以發(fā)現(xiàn)。微小PPL的ENB定位和染色標記相當于給胸腔鏡安裝上了一個“路標”，外科醫(yī)師能夠在胸腔鏡下看到靶點進行病灶切除。Krimsky等［29］報道了通過ENB引導下在

21個微小PPL(平均13.4 mm，范圍7～29 mm)中，17個病變成功放置染色標記物，成功標記的染料在病變附近臟層胸膜標記，均成功行楔形切除。通過對微小PPL的定位，解決了以往對于微小PPL手術定位困難的問題。

3.3.3 引導PPL后裝放療

已有學者通過在ENB下尋找病灶，然后用支氣管內超聲確認病變部位，并沿活檢通道插入放療導管。引入IR192放射源的總劑量為15～30 Gy，3次/周。對18例無法手術治療的周圍型肺癌患者實施ENB引導氣道內近距離放療，結果表明，其中50%(9/18)患者腫瘤療效達到完全緩解，50%(9/18)患者取得部分緩解，未出現(xiàn)明顯不良反應［30］。ENB引導的近距離放療對不可切除的周圍型肺癌是安全、有效方法，可減少對周圍正常組織的損傷。

4 安全性

其氣胸發(fā)生率與傳統(tǒng)支氣管鏡檢查氣胸發(fā)生率相同，無其他不良反應及并發(fā)癥。其他并發(fā)癥及注意事項與傳統(tǒng)支氣管鏡發(fā)生率相同［4］。

5 展望

ENB應用通過微創(chuàng)獲得PPL病理診斷已經(jīng)成為可能，將來應側重通過電磁導航技術，精確定位病灶后，進一步對病灶進行標記，以便外科醫(yī)師術中快速確定病變的位置與精準切除的范圍；或結合射頻消融等消融技術，在ENB的引導下，直接對病灶進行消融治療。

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Electromagnetic navigation bronchoscopy for the diagnosis and treatment of respiratory disease:

current and future perspective

SUN Jiayuan1,2, HAN Baohui2, CHEN Haiquan3(1. Department of Endoscopy, Shanghai Chest Hospital, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, China; 2. Department of Respiratory Medicine, Shanghai Chest Hospital, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, China; 3. Department of Chest Surgery, Shanghai Chest Hospital, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, China)

CHEN Haiquan E-mail: hqchen1@yahoo.com

Bronchoscopy is a minimally invasive method for obtaining peripheral pulmonary lesions (PPL). Traditional bronchoscopy-guided transbronchial lung biopsy (TBLB) is performed under X-ray guidance, and diagnostic rate is relatively low. A new, real-time electromagnetic navigation bronchoscopy (ENB) is a minimally invasive diagnostic technique which appeared in recent years. Studies suggest ENB is a feasible and safe method for diagnosis of PPL which shows higher diagnostic yields than traditional TBLB, and its potential application in localization and treatment of PPL. This article reviews the clinical application of the technique.

Bronchoscopy; Electromagnetic navigation; Diagnosis; Peripheral pulmonary lesions

10.3969/j.issn.1007-3969.2015.10.014

R734.2

A

1007-3639(2015)10-0832-06

2015-06-15

2015-09-06）

上海市胸科醫(yī)院科技發(fā)展基金重大重點項目(2014YZDC20200)。

陳海泉 E-mail:hqchen1@yahoo.com