刘双双,朱正帅,杨子林,段东奎,田永京

(南阳市中心医院 心胸外科,河南 南阳 473000)

近年来,因高分辨率CT技术的发生与广泛性应用,早期非小细胞肺癌(non-small cell lung carcinoma,NSCLC)的检出率不断提高,尤其是肺磨玻璃样变小结节检查率逐年提高,且有研究显示,早期肺癌患者的5 a生存率可达90%以上,推动了NSCLC治疗方案的不断更新[1]。研究发现,肺叶切除术虽然是治疗早期肺癌的标准术式,但行肺叶切除后,患者肺叶气管可出现变形、闭塞,导致肺功能低下[2]。且多数患者合并基础疾病,行肺叶切除术后可能增加术后并发症[3]。这促使临床研究人员关注对肺功能影响较小的胸腔镜辅助下的肺段切除术。经临床总结发现,较肺叶切除术,肺段切除术切除的肺部组织相对较少,可降低对肺功能的影响[4]。但是,肺段的解剖结构较为复杂,肺段的血管尤其肺段动脉分支较多且易发生变异,术中出血的风险较高,手术难度相对较大[5],且因手术切口限制,胸腔镜下肺小结节或磨玻璃影的精确定位也是一大难题。

目前,对于肺小结节或磨玻璃影定位方式较多,如弹簧圈、各种染色剂等,但多数定位方式具有一定的创伤性,且仅可解决定位问题,无法明确肺部的解剖学特点[6]。三维重建技术将影像学设备得到的数据进行重构、分割等操作后,构建对应的三维立体图形,多维度查看图像,可较为直观展示肺段段门解剖结构,并精确定位病灶位置,可促使手术计划的精准性和科学性得到进一步提高。研究已证实,三维成像应用于胸外科肺手术中具有较高的优势[7]。但目前,三维重建在胸腔镜中的应用研究多为回顾性研究,其前瞻性研究相对较少,故本研究对三维重建技术在胸腔镜手术治疗NSCLC患者中的临床效果进行前瞻性研究,为精确切除NSCLC患者病灶提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料本研究采用前瞻性随机对照研究,纳入2019年7月至2021年7月南阳市中心医院收治的NSCLC患者为本次研究对象。患者及其家属均签署知情同意书,且研究经医院医学伦理委员会审核批准[2019伦审第(N-165)号]。(1)纳入标准:①NSCLC符合NCCN 肿瘤学临床实践指南中相关标准[8];②胸部CT示肺部小结节或磨玻璃样影直径≤2 cm且磨玻璃样成分≥50%;②拟行全胸腔镜肺段切除术,且符合相应适应证(肺功能差或因其他严重合并症,而不能耐受肺叶切除术,CT提示肺内周围型非侵袭性病变,且术前穿刺病理为原位癌或影像学监测肿瘤倍增时间>400 d);③单发局限于单一肺叶;④术前常规评估心肺功能,行头颅CT,腹部彩超等检查评估无手术禁忌证;⑤TNM分期[9]为ⅠA期;⑥预计生存时间>3个月。(2)排除标准:①术前影像学提示淋巴结或远处器官转移;②术前接受放化疗或靶向药物治疗;③既往有患侧胸部手术史导致胸膜肥厚,胸腔镜无法进入;④广泛胸腔粘连以及合并肺气肿;⑤伴有出血性疾病或凝血功能障碍;⑥伴有精神类疾病。(3)剔除或脱落标准:①术中淋巴结采样冰冻病理阳性;②术中因各种中转开胸;③研究期间病死。

1.2 研究方法

1.2.1手术器械 3D胸腔镜成像系统(德国Karl Storz GmbH& Co. KG 公司)、2D 胸腔镜成像系统(德国Karl Storz GmbH& Co. KG 公司)、320排螺旋CT机(西门子,syngo.via CT)、超声刀(德国Soering GmbH)、胸腔镜下常规手术器械(镜下止血钳、海绵钳、淋巴结钳、组织钳、吸引管、打结器、持针器等)。

1.2.2重建组 (1)CT增强扫描。术前,行全胸增强CT扫描,扫描范围为自胸腔入口到横隔,扫描方向为头足方向。指导患者深呼吸后屏气,最大限度将各级支气管打开,减少伪影。肺扫描的参数设置为:管电压120 kV,管电流300 mAs,层厚5 mm,层距5 mm。首对原始数据进行薄层处理,将其层厚5 mm处理为薄层1 mm;进而刻录全部的图像数据,默认输入格式为DICOM形式存储。(2)3D重建技术。①图像导入:术前将行胸部CT靶扫描和增强检查的CT 断层二维图像信息以DICOM 格式导人Deepinsinght系统,点击“Lung”图标自动生成水平面视图、冠状面视图、矢状面视图和3D胸廓视图。②气管显像:选择“segment airway”进行气道重建,以“气管——支气管”两点选择描绘,形成气管模型。③动脉与静脉重建:选择“Dynamic Region Growing”,调节相应的窗口进行动脉与静脉重建。④肿瘤显像:在软件中选择“磨玻璃结节”,分别点击“肺动脉”“肺静脉”,将其进行50%的透明化处理。⑤肺段模型重建:依据重建的肺气管及段间静脉,应用“Cut Through Points”进行肺段的分割。⑥手术切缘的重建:利用软件制作2 cm有效手术切缘。⑦气管、动静脉、肿瘤病变、肺模型重建整合。(3)术前规划:将三维模型角度与手术时的体位相同,对肺支气管、动静脉进行定位和处理,提前预判变异的支气管血管,对术前规划进行详实的记录,制定个体化手术方案。(4)手术过程:患者全身麻醉,双腔管气管插管,麻醉成功后转为健侧90°卧位。实施二孔入路胸腔镜下解剖性肺段切除术,取第7或8肋间为腔镜孔,切口长度为2 cm,腋前线第4或第5肋间为操作孔,长约5 cm;手术期间将三维重建图像放在胸腔镜监视器旁边,并不断确认实际解剖结构与三维重建解剖图像,术中精确判断结节位置,采用电凝钩、超声刀解剖分离靶段动静脉及支气管,并进行机械切割分离,肺段交界采用“肺膨胀-萎陷法”明确;缝合器离断段间交界面,并将交界面将病灶所在肺段完整切除。术中行常规N2及第10、11、12、13组淋巴结清扫,并送入病理科检查。

1.2.3未重建组 双腔管气管插管,麻醉成功后转为健侧90°卧位。实施二孔入路胸腔镜下解剖性肺段切除术(具体方法与重建组一致)。术中采用2D腔镜系统进一步明确病灶位置,术中探查并分离病灶所在肺叶,进一步明确病灶所在肺段后,若结节位置表浅,先行楔形切除送快速病理;若病灶位置较深则直接行肺段切除术(具体方法与重建组一致)。中行常规N2及第10、11、12、13组淋巴结清扫,并送入病理科检查。

1.3 评价指标(1)手术切除部位:记录两组患者手术切除部位,将上叶前段、下叶各基底段、联合亚段定义为复杂肺段,比较两组患者手术难度。(2)围手术期情况:记录两组患者手术时间、术中出血量、手术切缘距离、术中清扫淋巴结组数、术中清扫淋巴结个数、术后胸腔引流量、术后拔管时间、术后住院时间。(3)术后并发症情况:记录两组患者住院期间出现的并发症情况,如肺炎(病史结合影像学检查,如胸部X线片、CT进行明确)、肺不张(胸部X线可见叶间裂向患处移位)、肺漏气(>3 d)(胸腔引流管水份封瓶内有持续气泡溢出)、咯血(结合血液颜色、出血方式、内容物、出血反应等确诊)等。(4)远期预后:患者出院后每1个月采用电话或微信进行随访,每3个月到院复诊1次,随访12个月(随访至2022年7月),记录患者复发、转移或病死情况。

2 结果

2.1 一般资料共纳入患者128例,重建组64例,未重建组64例。其中重建组2例术后病理证实为淋巴结转移,1例术中转为开胸手术,均给予剔除;未重建组2例术中转为开胸手术,给予剔除。最终重建组61例,未重建组62例纳入本次研究。两组一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组患者一般资料比较

2.2 手术切除部位情况重建组进行复杂肺段21例,简单肺段40例;未重建组进行复杂肺段17例,简单肺段45例。两组手术难度差异无统计学意义(χ2=0.707,P=0.400)。见表2。

表2 两组患者手术切除部位情况

2.3 围手术期情况重建组手术时间、术后拔管时间、住院时间短于未重建组,术中出血量、术后引流量少于未重建组(P<0.05);重建组术中清扫淋巴结组数及清扫淋巴结个数均少于未重建组(P<0.05)。见表3。

表3 两组患者围手术期情况比较

2.4 术后并发症住院期间,重建组术后并发症发生率低于未重建组(P<0.05)。见表4。

表4 两组术后并发症情况(n,%)

2.5 远期预后情况两组术后随访12个月,均未出现术后复发、转移或病死。

3 讨论

既往临床研究发现,全胸腔镜肺段切除术治疗早期肺癌的效果与肺叶切除术相当,且在ⅠA期NSCLC患者中具有保留肺功能和减少术后并发症的优势[10]。但实施胸腔镜肺段切除术是一个较为复杂的问题,涉及到肺部小结节或者磨玻璃样影的空间位置、形态结构及毗邻结构的空间关系,同时还涉及到肺段气管、肺动静脉的走形和变异情况的解剖学问题。数字化医学影像技术的快速发展,基于CT的二维图像,应用三维重建软件构建立体的数字化模型,并进行虚拟手术规划,在肺段切除术中起到重要作用[11]。研究显示,三维重建技术下行肺段切除术可明确靶段血管及支气管的走形和分布,进而节约手术时间[12]。本研究重点观察三维重建在胸腔镜手术治疗NSCLC患者中的临床效果,为该技术的临床应用提供更多参考。

本研究中,观察两组患者围手术期情况,结果发现,三维重建技术行全胸腔镜肺段切除术可缩短手术时间、术后拔管时间、住院时间,减少术中出血量及围手术期并发生发生率。该研究数据证实了三维重建技术在相对复杂的全胸腔镜肺段切除术中具有较高的优势,可提高手术效果及安全性。目前,三维重建技术在NSCLC应用中主要有几个优势:(1)将CT图像数据通过三维可视化软件建立个体化的三维可视化模型,此模型可较为精确地显示病灶与肺动静脉支气管及周围毗邻器官的空间解剖关系,同时可对肺动静脉支气管的长度、角度等进行模拟成像,促使临床医生术前可对其进行精确定位,事先明确病灶周围支气管及动静脉的分布和走形,进而对手术切除范围和切除流程进行规划,以确保手术安全有效且快速地实施[13-14]。(2)术中可对三维模型进行任何角度、位置、大小等调节,并根据手术时所对应的体位进行适当调整,减少手术与模型的误差,使两者契合度达到最高,促使手术更为安全[15]。(3)肺动静脉及支气管变异较多,同时三维模型可了解患者变异血管解剖情况,促使手术医生术前对段门的解剖结构进行预判及规划,制定个性化的手术方案,以此确保复杂肺段切除顺利进行并获得良好的围手术期结局[16]。

本研究中,未重建组淋巴结清扫数目及组数多于重建组。非重建组由于对解剖辨识不清,术中需要更多的解剖暴露肺门、段门结构,导致淋巴结切除数目和组数增加,这也从另一方面说明了三维重建技术在简化手术方面具有一定的优势。本研究也显示,两组患者在手术难度方面差异无统计学意义。对于手术难度上来说,三维重建技术可更为直观地展示肿瘤的形态及周围的解剖学特点,理论上来说更适合较为较为复杂的手术,但可能是本研究采用前瞻性研究,导致两组手术难度相差不大。针对此情况,未来可对手术难度进行针对性探讨,以此证实三维重建技术的优势。此外,本研究观察三维重建技术治疗NSCLC患者的长期效果,12个月内两组患者均未出现复发或远处转移。这可能是由于随访时间较短,并未有效体现三维重建技术在胸腔镜肺段切除术中的远期疗效,今后可进行长时间随访,进一步明确三维重建技术的临床应用效果。但是,三维重建技术仍具有一定的缺陷,如在技术上,三维重建技术是利用二维影像数据进行模拟整合成立体图像,如原始数据精确度较低,可导致三维模型的精确性降低,进而影响手术方案制定,因而该系统仍需进一步优化,对数据进行智能化识别,提高三维重建模型的精确度。同时,三维重建技术中,忽略了肺是一个有机体,仅仅定位重要的支气管、血管等,无法体现手术对肺功能的具体影响效果。

综上所述,三维重建技术下行胸腔镜手术治疗NSCLC患者在手术时间、术中出血量、拔管时间、术后引流量、住院时间等较非重建更具优势,同时该技术可提高手术的精确度、安全性,降低术后并发症发生率,但其远期治疗效果还需进一步探讨。