朱 强，金 浩，徐 轶，郭明学，邹晨曦，梁志欣

1 解放军总医院第一医学中心 呼吸与危重症医学科，北京 100853；2 北京华科创智健康科技股份有限公司，北京 100195

随着支气管内超声(endo-bronchial ultrasound，EBUS)技术的发展，尤其是径向探头支气管内超声(radial probe endobronchial ultrasound，RP-EBUS)的诞生，经导向鞘引导的超声支气管镜(endobrochial ultrasonography with guid-sheath，EBUS-GS)技术因操作方便、定位准确、安全高效等优势，已作为一种新的呼吸介入诊断技术应用于临床诊断肺外周病变[1-4]。然而，目前临床上应用的RPEBUS 主要依赖进口产品，价格高且后期维修受限。因此，自主研发RP-EBUS 对于降低对国外产品的依赖，进一步推广应用EBUS-GS 技术具有重要意义。本研究组自主研发了国内首款RP-EBUS，具有自主知识产权且已获专业机构检测和认证。本研究通过动物活体实验以及离体猪肺实验评估自主研发RP-EBUS 的操作性能、安全性以及对病灶识别的能力，为下一步临床试验奠定基础。

材料与方法

1 实验动物及材料 解放军总医院动物实验中心提供广西巴马小型猪8 只(平均年龄12.2 周，体质量21～ 30 kg)和离体猪肺8个，动物使用许可证号为SYXK(京)2018-0040。

2 超声探头及设备 本研究应用自主研发的呼吸道超声成像系统，主要包括Vsonic600型系统主机、VsonicPro2017C型径向探头、探头驱动器、键盘、脚踏开关等(图1)，其工作原理主要是超声探头驱动器将来自超声图像处理器的电信号发送到超声探头前端的进行360°连续机械旋转的高频超声换能器上，产生发射穿透到人体内部组织的超声波，同时接收人体组织反射的超声波，并转换成反射回波信号，由超声图像处理器对反射回波信号进行信号处理和图像处理，以超声图像方式展示在显示屏幕上。人体组织反射的超声信号强弱与显示屏上的灰度对应，回转位置和反射位置与显示屏画面位置对应，以此形成超声断层图像。此外，本研究还使用了奥林巴斯BF-1T260型电子支气管镜、奥林巴斯EU-ME1型呼吸道超声成像系统主机及UM-S20-17S型径向探头支气管内超声，两种支气管内超声详细参数对比见表1。

表1 两种支气管内超声探头常规参数Tab.1 Comparison of routine parameters of two kinds of endobronchial ultrasound probe

图1 国产超声主机及探头A：Vsonic600型主机；B：VsonicPro2017C型径向探头支气管内超声Fig.1 Domestic ultrasound mainframe and probeA:Vsonic600 mainframe;B:VsonicPro2017C probe

3 实验方法 广西巴马小型猪术前禁食2 d，禁水6 h，以仰卧位固定于手术台后给予盐酸赛拉嗪注射液1 mL/(25～ 40) kg、注射用盐酸替来他明盐酸唑拉西泮0.75 mL 和阿托品1 mL/(25～ 40) kg 的混合液诱导麻醉，经口插入8.5 号气管插管后接麻醉机辅助呼吸，术中给予1.5%异氟烷吸入维持麻醉，整个手术过程由麻醉医师负责麻醉维护和生命体征监护。由4 名具有5年内镜操作经验的呼吸内镜医师完成支气管内超声的可行性、操作性能和安全性评价。实验分为应用自主研发的径向探头支气管内超声组(实验组)和奥林巴斯径向探头支气管内超声组(对照组)，采用自身对照方法。1)小型猪实验：每只巴马小猪由4 名呼吸内镜医师分别使用实验组和对照组的检查设备，根据掷硬币法随机决定对同一只巴马小猪进行实验组和对照组检查的先后顺序，并观察操作过程中及操作结束后2 h 有无出血、气胸等并发症发生。呼吸内镜医师通过操作性能评分表评估呼吸道超声的操作性能、可行性和安全性。2) 离体猪肺实验：在离体猪肺研究部分，对离体猪肺肺段以下的支气管进行局部分离，将食用果冻放置于分离的肺段支气管旁，根据其与正常肺组织的密度差异在支气管旁模拟建立肿瘤模型，经电子支气管镜到达模拟肿瘤病灶部位后，从电子支气管镜活检孔道先后插入自主研发的径向探头支气管内超声(实验组) 和奥林巴斯径向探头支气管内超声(对照组)进行检查，超声探头伸出活检孔道后，打开超声系统并规范采集超声图像，评价支气管内超声的操作性能和超声图像质量，呼吸内镜医师完成对气道旁肿瘤识别能力的评分并记录实验结果。

4 评价指标 1)操作性能：采用评分的方法进行量化，主要包括5个方面，每项得分为1～ 10 分，1 分为最差，10 分为最好。①支气管内超声与主机的连接是否快捷方便(1～ 10 分)；②支气管内超声插入活检孔道的难易程度(1～ 10 分)；③支气管内超声插入活检孔道后电子支气管镜是否仍然可以正常操作(1～ 10 分)；④超声图像采集、存储是否容易操作(1～ 10 分)；⑤超声图像质量是否符合诊疗要求(1～ 10 分)。2) 对气道旁肿瘤的识别能力：采用1～ 10 分对气道旁肿瘤模型的识别能力进行量化，1 分为最差，10 分为最好，包括两个方面：①对肿瘤大小的分辨能力(1～ 10 分)；②对肿瘤回声特征判定能力(1～ 10 分)。3) 安全性评价：记录在动物活体实验操作过程中有无发生出血、气道穿孔、支气管内超声探头断裂等不良事件及并发症。

5 统计方法 应用SPSS 20.0 软件进行统计学分析。正态分布的计量资料以表示，组间比较采用配对t检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

1 操作情况 实验组和对照组设备均能顺利完成检查，均清楚观察到巴马小型猪的正常肺组织(图2)及离体猪肺支气管旁的模拟肿瘤组织(图3)。

图2 两种支气管内超声正常肺组织超声图像Fig.2 Ultrasonic images of normal lung tissue by two kinds of endobronchial ultrasound

图3 两种支气管内超声肿瘤模型超声图像Fig.3 Ultrasonic images of tumor models by two kinds of endobronchial ultrasound

2 操作性能评价 各项评分对照组均略高于实验组，但差异无统计学意义(P＞0.05)。见表2。

表2 实验组与对照组操作性能评分比较Tab.2 Comparison of operating performance scores between the experimental group and the control group

3 支气管旁肿瘤识别能力评价 对肿瘤分辨能力的评分、对肿瘤回声特征判定能力的评分对照组也略高于实验组，但差异无统计学意义(P＞0.05)。见表3。

表3 实验组与对照组对气道旁肿瘤识别能力评分比较Tab.3 Comparison of the recognition ability of paratracheal tumors between the experimental group and the control group

4 安全性评价 4 名呼吸内镜医师均顺利完成实验组和对照组的检查。在两种超声检查过程中及检查结束后2 h，巴马小型猪的血压、心率、血氧饱和度等指标相对稳定，均未出现出血、气胸、误入食管、咽喉部损伤、径向探头支气管内超声断裂等不良事件和并发症。

讨 论

近年来，低剂量螺旋CT 作为早期肺癌筛查技术不断普及，肺周围型病变尤其是周围型肺结节检出率不断增加[5]。既往肺周围型病变的诊断技术主要包括CT 引导下经皮肺穿刺活检、经支气管镜肺活检(transbronchial lung biopsy，TBLB) 以及外科手术活检等。CT 引导下经皮肺穿刺活检诊断率可高达90%，但咯血、气胸并发症发生率也明显增加，且增加患者辐射暴露及穿刺路径针道转移风险[6]。肺周围型病变经支气管镜肺活检的诊断率与肺外周病变的大小以及病变距离支气管的直线距离有直接关系。有报道表明，对于直径≤2 cm的肺周围性病变，TBLB 的诊断敏感度仅为34%[7]。外科手术虽然诊断阳性率更高，但创伤大、花费较高，患者接受程度低[8-10]。RP-EBUS 的出现为临床诊断肺周围型病变提供了新的微创诊断方法，可准确定位目标病灶并指导活检，对于评估病变性质也具有重大价值。目前，大多数研究报道RP-EBUS 诊断肺周围型病变的诊断率为46%～86.2%，一项Meta 分析研究报道总体诊断率为73%[11-15]，因此在国内许多医院已开始应用和推广RP-EBUS 诊断。

评估RP-EBUS 的临床应用可行性主要包括操作性能和肿瘤识别能力两方面，目前尚无客观量化指标对其进行评估。结合类似研究，我们定义评估的指标主要包括支气管内超声与主机的连接是否快捷方便、支气管内超声插入活检孔道的难易程度、支气管内超声插入活检孔道后电子支气管镜是否仍然可以正常操作、超声图像采集和存储是否容易操作、超声图像质量是否符合诊疗要求。结果显示，评价自主研发的径向探头支气管内超声操作性能的指标评分较奥林巴斯径向探头支气管内超声稍低，但差异无统计学意义(P＞0.05)，这表明自主研发的径向探头支气管内超声具备较好的操作性能，可达到临床应用的性能要求。此外，本研究4 名呼吸内镜医师均顺利完成实验组和对照组的检查，检查过程中巴马小型猪生命体征稳定，术中、术后均未出现相关不良事件和并发症，这表明支气管内超声检查具有较好的安全性。

在支气管内超声检查过程中，能否得到气道旁肿瘤病变的高质量超声图像是反映支气管内超声检查效果的重要指标[16-19]。本研究利用食用果冻与支气管周围肺组织超声回声不同的特点模拟构建了气道旁肿瘤，结果表明此方法简便易行，可以成功显示出模拟肿瘤与支气管周围肺组织的回声图像，为支气管超声内镜相关研究提供了一种较好的实验模型构建方法。本研究对离体猪肺气道旁模拟肿瘤进行支气管内超声检查，结果显示自主研发的径向探头支气管内超声识别肿瘤大小和肿瘤回声判定的能力评分均接近奥林巴斯径向探头支气管内超声，且差异无统计学意义(P＞0.05)。这表明自主研发的径向探头支气管内超声可以满足确认肺周围型病变的超声图像所需的清晰程度。

综上所述，本研究通过活体动物实验以及体外实验证实，自主研发的径向探头支气管内超声能顺利完成对肺周围型病变的检查和定位，具备与奥林巴斯径向探头支气管内超声相当的操作性能和检查效果。研究过程中也发现自主研发的呼吸道超声成像系统与对照组设备相比仍有提升空间，主要体现在图像锐度、清晰度等超声图像质量参数。后续研究组将进一步优化相关参数并组织开展随机对照临床研究验证该系统在临床应用的有效性和安全性，相信该设备的成功研发和应用对于该项技术在我国医疗机构中的推广应用具有重要意义。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。