Summary

电磁导航经胸结节定位用于微创胸外科手术

Published: May 04, 2022
doi:

Summary

这里介绍的是肺结节定位方案, 通过电磁导航 的经胸针进入使用染料标记。这里描述的技术可以在围手术期完成,以优化结节定位,并在进行微创胸外科手术时成功切除。

Abstract

胸部计算机断层扫描 (CT) 的使用增加导致需要诊断评估和/或切除的肺结节检测增加。这些结节中的许多 是通过微创 胸外科手术识别和切除的;然而,亚厘米和亚固体结节通常难以在术中识别。这可以通过使用电磁胸间针定位来缓解。该协议描述了从术前到术后阶段的电磁定位的分步过程,并且是Arias等人先前描述的电磁引导经皮活检的改编 术前步骤包括当天获得CT,然后生成肺部的三维虚拟地图。从此地图中,选择目标病变和入口部位。在手术室中,然后用患者和电磁导航平台校准肺部的虚拟重建。然后将患者镇静,插管,并置于侧卧位。使用无菌技术和从多个视图进行可视化,将针头插入前选择皮肤入口部位的胸壁中,并向下驱动到目标病变。然后将染料注射到病变中,然后在拔针期间连续注射,在术中形成用于可视化的束。与CT引导定位相比,这种方法具有许多潜在的好处,包括减少辐射暴露和减少染料注射和手术之间的时间。染料从该途径扩散随着时间的推移而发生,从而限制了术中结节的识别。通过减少手术时间,患者等待时间减少,染料扩散时间减少,从而改善结节定位。与电磁支气管镜检查相比,气道结构不再是局限性,因为目标结节 是通过 透明质入路进入的。此过程的详细信息以分步方式进行描述。

Introduction

随着越来越多地使用胸部 CT 扫描进行诊断和筛查1,需要诊断评估的亚厘米级肺结节的检测量增加2。经皮和/或经支气管活检已成功用于对不确定和高危结节进行采样。这些病变由于其远端实质位置和小尺寸而经常成为具有挑战性的目标3。当有指征时,应 通过 微创胸外科手术(MITS)(例如视频或机器人辅助胸腔镜手术(VATS/RATS))进行保留肺切除术,对这些病变进行手术切除4。即使手术技术的进步,尽管在 MITS 期间直接显示肺实质,但术中切除仍存在挑战。这些挑战主要与结节定位困难有关,尤其是毛玻璃/半固体结节、亚厘米病变以及距离内脏胸膜超过 2 cm 的结节56。由于在手术过程中触觉反馈的丧失,这些挑战在 MITS 期间会加剧,并可能导致更具侵入性的手术方法,包括诊断性肺叶切除术和/或开胸切开术5。术中结核定位的许多问题可以通过 使用电磁 导航(EMN)和/或CT引导定位(CTGL)的辅助结核定位方法来缓解。该协议将首先强调使用电磁经胸结核定位(EMTTNL)的好处。其次,它将逐步描述如何在MITS之前复制该过程。

电磁导航通过将传感器技术与射线照相图像重叠来帮助靶向外周肺部病变。EMN首先包括使用可用的软件将气道和实质的CT图像转换为虚拟路线图。然后,患者的胸部被电磁(EM)场包围,在该场中检测到感觉导轨的确切位置。当将引导器械(例如,磁导航[MN]跟踪针)放置在患者的EM场(支气管内树或皮肤表面)内时,该位置叠加在虚拟路线图上,允许导航到软件上识别的目标病变。EMN 可通过经胸针入路或支气管镜检查进行。EMN支气管镜检查以前曾被描述用于活检和基准/染料定位7891011已经开发了许多其他定位技术,成功率各不相同,包括 CT 引导基准放置、CT 引导下注射染料或放射性示踪剂、术中超声定位和 EMN 支气管镜检查12。最近推出的EMN平台已将电磁引导的经胸方法纳入其工作流程。使用CT路线图,该系统允许用户在胸壁表面上定义一个入口点,通过该入口,他们将通过尖端跟踪的EMN感针导进入肺实质和病变。通过该针头导轨,可以进行活检和/或结节定位7

在MITS结节的EMN定位之前,使用染料标记或基准(例如,微线圈,脂状体,钩丝)放置的CTGL是采用的主要方法。最近对46项基准点定位研究的荟萃分析显示,所有三种基准点的成功率都很高;然而,气胸、肺出血和基准标志物脱落仍然是重要的并发症13。使用亚甲蓝进行 CT 引导示踪剂注射的成功率相似,但与钩线基准放置相比,并发症较少14。使用染料定位肺结节的主要限制之一是随时间推移的扩散15。接受带有染料标记的CTGL的患者在放射科套件中进行定位,然后运送到手术室,在此期间可能发生染料扩散,使该技术的吸引力降低。一些中心通过使用带有机器人C型臂CT的混合手术室来缓解这种时间流逝1617;然而,重复图像和使用荧光透视仪15可能会增加辐射暴露。使用 EMN 支气管镜检查可进行围手术期结节定位。然而,这一直受到支气管镜检查时间延长以及无法在没有气道通路的情况下导航到这些病变的困扰。EMTTNL 允许在一个位置(手术室)进行快速经皮结节定位,然后进行 MITS,从而减少定位和手术之间的时间18。除了EMN支气管镜检查外,Arias 等人。 描述使用EMN进行经皮活检7。下文将介绍这一程序对结核定位的调整。

一名79岁男性有40包年烟草使用史和膀胱癌,通过监测成像发现左下叶有一个新的PET氟去氧葡萄糖嗜血肺结节,大小为1.0 cm x 1.1 cm(图1)。鉴于病变的大小和位置,楔形切除术被认为是具有挑战性的,患者的肺储备使他不太适合诊断性肺叶切除术。决定他将接受EMTTNL以帮助MITS切除肺结节。

Protocol

该程序按照护理期望的标准进行,并遵循北卡罗来纳大学教堂山分校人类研究伦理委员会的指导方针。 1. 术前准备 回顾既往胸部计算机断层扫描 (CT) 成像,以确保接受结节定位的患者具有适合微创胸外科手术 (MITS) 的外周肺结节。 在手术前一天或手术前一天,进行非造影性胸部CT扫描,患者处于侧卧位,肺与结节同侧向上定位,以模仿染料注射期间的位?…

Representative Results

患者是按照上述方案准备的。在此之后,通过注射总共1mL的1:1亚甲基蓝色:患者血液混合物进行EMTTNL。取出针头后,患者被准备并覆盖了MITS。机器人辅助胸外科手术使用四臂技术进行,机器人手术系统使用五个端口。使用一个12 mm机器人吻合端口(大多数前端口)和三个8mm机器人端口,沿着第八个肋间空间(每个9厘米)从锁骨中线向前延伸至肩胛骨尖端,沿第八肋间空?…

Discussion

EMN指导下的围手术期经胸结节定位是最近推出的EMN平台的新应用。EMTTNL性能的关键步骤是设备的正确点云配准以及对经皮插入部位和针头角度的关注。在 CT 扫描的多个平面(HUD、斜 90 和斜面)上可视化和维护进入角度对于手术的成功至关重要。

由于经常发生的故障排除问题,以下一些修改已进行了调整。对该技术的一项修改包括在侧卧位而不是仰卧位进行CT。由于患者明显?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作由T32HL007106-41(对Sohini Ghosh)提供支持。

Materials

Computed Tomography Scanner 64 – detector (or greater) CT scanner
SPiN Thoracic Navigation System Veran Medical Tecnologies SYS 4000
SPiN Planning Laptop Workstation Veran Medical Tecnologies SYS-0185
SPiN View Console Veran Medical Tecnologies SYS-1500
Always-On Tip Tracked Steerable Catheter Veran Medical Tecnologies INS-0322 3.2 mm OD, 2.0 mm WC
View Optical Probe Veran Medical Tecnologies INS-5500
vPAD2 Cable Veran Medical Techologies INS-0048
vPAD2 Patient Tracker Veran Medical Techologies INS-0050
SPiNPerc Biopsy Needle Guide Kit Veran Medical Techologies INS-5600 Includes INS 5029 (Box of 5)
ChloraPrep applicator Beckton Dickinson 260815 26 mL applicator (orange)
Provay/Methylene Blue Cenexi/American Regent 0517-0374-05 50 mg/10 mL
Sterile gloves Cardinal Health 2D72PLXXX
Blue X-Ray O.R. Towels MedLine MDT2168204XR
Scope Catheter DSC 3.2 mm outer diameter, working channel 2.0

Referências

  1. National Lung Screening Trial Research, T., et al. Results of initial low-dose computed tomographic screening for lung cancer. The New England Journal of Medicine. 368 (21), 1980-1991 (2013).
  2. Gould, M. K., et al. Recent Trends in the Identification of Incidental Pulmonary Nodules. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 192 (10), 1208-1214 (2015).
  3. Ng, Y. L., et al. CT-guided percutaneous fine-needle aspiration biopsy of pulmonary nodules measuring 10 mm or less. Clinical Radiology. 63 (3), 272-277 (2008).
  4. Rocco, G., et al. Clinical statement on the role of the surgeon and surgical issues relating to computed tomography screening programs for lung cancer. The Annals of Thoracic Surgery. 96 (1), 357-360 (2013).
  5. Suzuki, K., et al. Video-assisted thoracoscopic surgery for small indeterminate pulmonary nodules: indications for preoperative marking. Chest. 115 (2), 563-568 (1999).
  6. Libby, D. M., et al. Managing the small pulmonary nodule discovered by CT. Chest. 125 (4), 1522-1529 (2004).
  7. Arias, S., et al. Use of Electromagnetic Navigational Transthoracic Needle Aspiration (E-TTNA) for Sampling of Lung Nodules. Journal of Visualized Experiments. (99), e52723 (2015).
  8. Wang Memoli, J. S., Nietert, P. J., Silvestri, G. A. Meta-analysis of guided bronchoscopy for the evaluation of the pulmonary nodule. Chest. 142 (2), 385-393 (2012).
  9. Khandhar, S. J., et al. Electromagnetic navigation bronchoscopy to access lung lesions in 1,000 subjects: first results of the prospective, multicenter NAVIGATE study. BMC Pulmonary Medicine. 17 (1), 59 (2017).
  10. Munoz-Largacha, J. A., Ebright, M. I., Litle, V. R., Fernando, H. C. Electromagnetic navigational bronchoscopy with dye marking for identification of small peripheral lung nodules during minimally invasive surgical resection. Journal of Thoracic Disease. 9 (3), 802-808 (2017).
  11. Awais, O., et al. Electromagnetic Navigation Bronchoscopy-Guided Dye Marking for Thoracoscopic Resection of Pulmonary Nodules. The Annals of Thoracic Surgery. 102 (1), 223-229 (2016).
  12. Kamel, M., Stiles, B., Altorki, N. K. Clinical Issues in the Surgical Management of Screen-Identified Lung Cancers. Oncology (Williston Park). 29 (12), 944-949 (2015).
  13. Park, C. H., et al. Comparative Effectiveness and Safety of Preoperative Lung Localization for Pulmonary Nodules: A Systematic Review and Meta-analysis. Chest. 151 (2), 316-328 (2017).
  14. Kleedehn, M., et al. Preoperative Pulmonary Nodule Localization: A Comparison of Methylene Blue and Hookwire Techniques. AJR. American Journal of Roentgenology. 207 (6), 1334-1339 (2016).
  15. Keating, J., Singhal, S. Novel Methods of Intraoperative Localization and Margin Assessment of Pulmonary Nodules. Seminars in Thoracic and Cardiovascular Surgery. 28 (1), 127-136 (2016).
  16. Yang, S. M., et al. Image-guided thoracoscopic surgery with dye localization in a hybrid operating room. Journal of Thoracic Disease. 8, S681-S689 (2016).
  17. Gill, R. R., et al. Image-guided video assisted thoracoscopic surgery (iVATS) – phase I-II clinical trial. Journal of Surgical Oncology. 112 (1), 18-25 (2015).
  18. Bolton, W. D., et al. Electromagnetic Navigational Bronchoscopy Reduces the Time Required for Localization and Resection of Lung Nodules. Innovations (Phila). 12 (5), 333-337 (2017).
  19. Hartwig, M. G., D’Amico, T. A. Thoracoscopic lobectomy: the gold standard for early-stage lung cancer?. The Annals of Thoracic Surgery. 89 (6), S2098-S2101 (2010).
  20. Veronesi, G. Robotic lobectomy and segmentectomy for lung cancer: results and operating technique. Journal of Thoracic Disease. 7 (Suppl 2), S122-S130 (2015).
  21. Wei, B., Eldaif, S. M., Cerfolio, R. J. Robotic Lung Resection for Non-Small Cell Lung Cancer. Surgical Oncology Clinics of North America. 25 (3), 515-531 (2016).
  22. Ninan, M., Dylewski, M. R. Total port-access robot-assisted pulmonary lobectomy without utility thoracotomy. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 38 (2), 231-232 (2010).
  23. Veronesi, G., et al. Four-arm robotic lobectomy for the treatment of early-stage lung cancer. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 140 (1), 19-25 (2010).
  24. Dhillon, S. S., Harris, K. Bronchoscopy for the diagnosis of peripheral lung lesions. Journal of Thoracic Disease. 9 (Suppl 10), S1047-S1058 (2017).
check_url/pt/58405?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Ghosh, S., Chambers, D., Belanger, A. R., Burks, A. C., MacRosty, C., Conterato, A., Long, J., Haithcock, B., Rivera, M. P., Akulian, J. A. Electromagnetic Navigation Transthoracic Nodule Localization for Minimally Invasive Thoracic Surgery. J. Vis. Exp. (183), e58405, doi:10.3791/58405 (2022).

View Video