文章来源：中华结核和呼吸杂志, 2017,40(08) : 622-625
作者： 陈文芳 钟志成 黄佩 黎秀玉 高兴林 李静
一、VBN简介
21世纪，随着内镜技术的不断完善，人们开始尝试在支气管镜下完成肺结节活检操作，与外科肺结节取样术相比，近年来创伤更小的内镜下肺结节取样术迅速发展，逐渐成熟并得以广泛应用。而虚拟支气管镜导航技术作为一项新技术，也越来越受到大部分临床医生的青睐。虚拟支气管镜是将重建好的胸部CT数据以医学数字成像和通信(digital imaging and communications in medicine，DICOM)数据格式输入导航系统。VBN通过处理CT数据，可以进行手术规划、标定肺病灶部位以及制定活检路径，从而为肺病灶的活检提供强有力的帮助[6]。该系统可以很好地展示三维支气管树结构和复杂变异，比如肺部恶性肿瘤、支气管狭窄和气道畸形；可以协助评估病灶的位置、空间及比邻关系；还可以协助测量界定腔内外病变范围，对选择肺部靶点及其术前路径规划起指导作用。
VBN能定位导航。操作者沿着事先规划好的VBN路径，将支气管镜送入所选支气管并到达目标病灶，在操作过程中可以实现实际视图的前进、旋转方向等与虚拟视图的同步。Merritt等[7]发现，传统支气管镜检查定位病灶的精确度为(43±16)%，而VBN精度可提高到(94±8)%；对于平均活检位置(从活检钳接触点至病灶边界距离)误差，传统支气管镜检查为(9.7±9.1)mm，VBN只有(2.2±2.3)mm。另一方面，Shinagawa等[6]的研究结果显示，支气管VB图像与真实的支气管树图像有很好的一致性。但是，由于炎症、堵塞而造成气道<3>[8]。
尽管如此，VBN解决了定位难、操作时间久等问题，能提供足够的信息让支气管镜操作者尽可能一站式把整个支气管镜检查气道和取得病理诊断的操作做完，提高诊断阳性率；为无手术机会或选择微创治疗的周围型肺癌患者施行经支气管辅助治疗(如电消融、射频消融、激光消融、冷冻技术等)提供导向和定位技术。
二、导航的不同类型
1．ENB：ENB作为一项新的支气管镜导航技术，利用电磁传感器，同时结合计算机虚拟支气管镜与高分辨率螺旋CT的特点，既可准确到达常规支气管镜无法到达的肺外周病灶实时导航定位，又可获取病变组织进行病理检查。该技术主要分为2个阶段：(1)术前路径规划：将转换成DICOM格式的螺旋CT数据导入系统进行三维重建，随后在产生的虚拟支气管树上标记目标病灶，生成直达目标病灶的导航路径；(2)术中气道内磁导航：操作者根据导航监视仪显示的三维虚拟支气管树图像，按照术前的路径规划到达目标靶点，最后经工作通道置入活检钳行肺活检。
Folch等[9]收集了75个来自全世界各地的临床中心数据，尝试制定了一系列ENB研究标准，从该文的大数据中可以看出，目前全世界各个临床研究中心大部分诊断率为38.5%～94.0%，波动范围较大，不排除与技术人员水平差异、仪器本身误差等有关。
2．Lungpoint VBN与Directpath VBN：二者是2个不同公司所研发的虚拟导航系统，它们有各自的优势及特点(表1，表2)。Lungpoint VBN(美国BroncusTechnologies公司)可将靶点重叠于虚拟和真实的支气管镜视图中，当操作支气管镜通过气道时，在'程序导航'界面上自动同步虚拟导航计划和实际支气管镜视频，用以确定位置和方向，可以实现真实视图与虚拟动画及路径并列双频显示[6]。Directpath VBN(日本Olympus公司)则直接运用胸部CT扫描数据重建出三维支气管，单频显示模拟出内镜进入目标病灶的情形，同时显示'镜头'离目标病灶的直线距离和目标支气管的直径，记录到达目标病灶时进入的虚拟支气管级别，并由操作者人为调整保持虚拟导航路径跟实时支气管镜路径的同步[5]。相对于Lungpoint VBN，由于Directpath VBN不与电子支气管镜转换器连接，实际导航过程中不受患者咳嗽等影响。另外，若发现有未被抽出的支气管，DirectPath VBN可利用ROI模式中的半自动抽出和手动抽出追加支气管的抽出。
根据不同的病灶，Lungpoint及Directpath系统虚拟图像(Virtual)和实际图像(Actual)的符合率可能存在着差异，从而对PPLs早期诊断及早期治疗有一定的影响，故后续还可以进一步探讨Lungpoint及Directpath两种不同系统诊断率及图像匹配率是否存在差异。
3．Lungpoint支气管镜放置计划及导航系统(阿基米德系统)：这是在上述导航系统基础上所研发出的一项创新技术[4,10]。首先通过采集纳入标准的受试者CT数据，3D重建出支气管和血管后计算出每条支气管中心线，接着识别并选定病灶，系统将自动规划出到达病灶点或气管壁穿刺点的路径；操作治疗过程中，常规支气管镜沿导航路径到达穿刺点附近后，使用FleXNeedle活检针在气管壁穿刺，经Lungpoint的球囊将穿刺的孔扩张，配合X-Flu辅助及3D可视光标定位及路径引导，将鞘管及内芯推送至结节，经鞘管2.0 mm的工作通道进行肺活检、刷检、冲洗后送病理组织学和细胞学检查[4]。2015年Herth等[10]同时刊登了两篇利用阿基米德系统引导经支气管镜下肺结节取样的论文。其中一篇是关于人体的前瞻性、单臂干预性研究，研究结果显示83%患者成功完成支气管镜经肺实质结节取样术(bronchoscopic transparenchymal nodule access，BTPNA)和活检，包括成功创建从最佳气道壁进入点至SPN通道；所有BTPNA病理活检的组织学结果均与手术切除的结节最终病理结果一致；BTPNA平均手术时间为39.8 min，其中规划阶段为18 min (范围10.0～30.0 min),创建管道为21.8 min(范围12.0～40.0 min)。透视检查时间为5.5 min (范围1.8～11.6 min)。平均管道长度为47 mm (范围10～90 mm)。BTPNA总体检出率为83% (10/12)，成功创建管道的患者活检检出率100%[10]。而另一篇动物实验结果显示，BTPNA的总体检出率也高达90.3% (28/31)[11]。
阿基米德系统的重点在大气道透壁穿刺后建立工作通道，以方便相应的检查治疗工具(如活检钳、穿刺针、射频探头等)进出，这些操作在大气道中进行，不需要进入远端的小气道，对于远端尤其小气道的路径建立要求不高。
三、联合应用技术
1．虚拟导航联合径内超声肺活检术：在肺活检时使用VBN联合EBUS引导鞘管(guide sheath)，是目前比较成熟的一项技术，国内外多项临床随机对照试验研究证实了其有效性和安全性[12,13,14]。其主要机制是：首先采集患者的高分辨率CT(HRCT) DICOM数据并传输至VBN；其次使用DICOM数据3D重建出支气管，并建立导航途径；等超细支气管镜沿导航路径到达病灶处附近后，通过超细纤维支气管镜工作通道送入EBUS-GS；在确认EBUS探头到达病灶后，退出探头，将引导鞘管留于原位，引导对病灶行超声检查和病灶定位；最后经引导鞘管送入活检钳和毛刷行经支气管肺活检、刷检，冲洗后送病理组织学和细胞学检查[15]。
唐纯丽等[16]回顾性分析了105例外周型肺孤立性结节患者的临床资料，所选样本均取自2013年于广州医科大学附属第一医院在不同引导设备下行经支气管肺组织活检的病例，结果显示，VBN联合EBUS和EBUS的诊断率分别是76%和72%，检查时间分别是(256±205)s和(365±221)s(P＝0.042)。同时，另一项研究中VBN联合EBUS的肺外周病灶诊断敏感度可达72.04%，比较93例VBN联合EBUS和91例EBUS的结果显示，检查时间分别为(45±10)min和(55±10)min(P<>[17]。这些结果都提示径向超声引导肺组织活检术可缩短操作时间。此外，VBN联合EBUS行TBLB诊断阳性率主要与CT标记阳性、孤立性小结节以及小探头位于病灶内有关，而与病灶位置、活检数量以及肿瘤组织学无关[17]。VBN不能进一步提高EBUS-GS-TBLB的诊断敏感度[16,17]，但能引导操作者更快更准确地到达目标病灶所在支气管，从而缩短检查时间、减少患者的痛苦且无需使用X线定位，因此将VBN技术联合EBUS-GS-TBLB应用于诊断PPLs是高效而又安全的[17,18,19]。
2．虚拟导航联合X-Flu肺活检术：为提高TBLB的诊断率，C型臂X线透视被用于定位PPLs来帮助实施TBLB[20]。临床实践表明[21]，相比于传统的无辅助定位的TBLB，C型臂X线透视大大提高了对PPLs的诊断率。然而，随着可弯曲支气管镜从中央气道进入外周小气道，支气管分支越来越多，加上不同的内镜操作者阅片定位水平不一，实际操作中不易直接选择正确的路径将支气管镜准确送入病灶部位进行扫描，往往需要探查多个外周支气管。这样一方面增加了检查时间，增加了患者检查中的不适，另一方面多次的探查也会增加X射线的暴露时间。因此，在术中将对患者及操作者进行防护。Mahajan等[22]研究发现，对术中患者进行防辐射等保护措施在减少X射线暴露上也有一定的作用。由于C型臂X线透视本身不具备导航功能，理论上若联合导航工具不仅可以帮助引导支气管镜准确进入目标支气管，提高病灶发现率，而且可以缩短检查时间，减少患者不适及X射线暴露时间。
VBN联合X-Flu肺活检术一般先利用虚拟导航系统引导支气管镜到达接近病灶的支气管处，再通过透视协助明确病灶位置进行肺穿刺活检，从而缩短检查时间和减轻经济负担[23]。日本学者Asano等[24]于2013年在美国期刊Respiratory and Critical Care Medicine发表了一篇关于VBN联合气道内镜在肺外周病变诊断应用的Ⅲ期临床随机对照试验研究，结果显示，总体上试验组和对照组的诊断率无显著差异，但对于部分实验项，试验组的诊断率明显优于对照组，如右上肺叶、正位胸片不可视病灶以及外侧肺野病灶。目前，由于辐射等问题，该技术在我国仍有一定局限性，还需要大量的随机对照实验来论证其辐射量是否会对人体造成大的伤害。
四、展望
作为一项新的工具和技术，VBN联合径向气道内超声探头或C型臂X线透视经支气管活检最大的意义在于：(1)诊断方面：它能提供足够的信息，让支气管镜操作者能够一站式把整个支气管镜检查气道和取得病理诊断的操作做完，提高诊断阳性率；(2)治疗方面：未来不仅可以利用阿基米德系统Lungpro穿刺针进行肺结节穿刺，还可以应用于肺减容和药物注射等。可为部分周围型肺癌患者进行经支气管微创治疗(如射频消融、电消融、激光消融、冷冻技术等)时提供导向和定位技术。另外，导航系统作为一项领先的可视化与路径规划工具，能够清晰显示气道、血管、目标靶点及其相关直径、路径长度，提供精准的引导，故也可以应用于支架和活瓣的放置等。不同的导航系统联合EBUS-GS或X-Flu有各自的优势及特点，故后续可以研究其各自的优缺点，掌握每种导航方式的利弊，严格筛选不同的患者，选择合适的导航方式，以保证支气管镜下肺活检术的安全性及有效性。
参考文献（略）
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