2021年支气管镜介入诊断的技术更新和领域拓展
引用: 白冲. 2021年支气管镜介入诊断的技术更新和领域拓展 [J] . 中华医学杂志, 2022, 102(24) : 1782-1785.
摘要
近年来，随着介入肺脏病学整体的快速发展，新的仪器设备和新的理念不断更新，同时肺部结节等检出率增高带来患者需求的增加，共同推动了经支气管镜诊断和治疗技术的不断进步。特别是超细支气管镜、径向探针支气管超声（RP-EBUS）和导航支气管镜，包括虚拟导航支气管镜（VNB）和电磁导航支气管镜（ENB）、机器人辅助支气管镜（RAB），以及诊断弥漫性肺疾病的冷冻活检在临床实践中显得尤为突出和重要。为此，本文通过2021年发表的文献梳理，对支气管镜介入诊断技术的进展和应用领域的更新进行回顾。
介入肺脏学是一个快速发展的亚专科，为气道疾病、胸膜疾病以及胸部恶性肿瘤患者提供了准确的诊断信息和后续有效的治疗。在过去的20年里，该领域的快速发展推动了支气管镜诊断技术的进步，主要包括：诊断乃至治疗周围性肺结节的导航平台、诊断肺门和纵隔病变的支气管腔内超声、诊断弥漫性肺疾病的冷冻活检。现就2021年的支气管镜诊断技术做一个年度回顾。
一、导航技术的提高
随着肺结节被检出例数的增多，对病理组织诊断的要求越来越迫切。肺部病变的病理诊断和组织采样有多种方法，但大多数都有其局限性，这促进了支气管镜诊断技术的拓展，使诊断设备能够安全有效地到达肺的外周，这些技术包括超细支气管镜、实时小探头超声支气管镜（R-EBUS）和导航技术——包括虚拟支气管镜导航（VNB）和电磁导航支气管镜（ENB）。VNB基本步骤是利用CT扫描收集数据、用算法重建支气管树、选择待活检的肺部病灶、生成最佳路径，因受到CT层厚、算法等因素的限制，较为远端的小气道的重建效果欠佳。ENB是一个实时导航，它使用发生器来创建一个以患者为中心的电磁场；而经气管镜工作通道插入的各种定位仪器的传感器线圈内会产生电流，电磁场跟踪这些微传感器，确定它们在空间中的实时位置，并与二维高分辨率CT扫描的像素可合并在一起形成3D体（体素）；体素可以重建胸腔中各种结构的3 D CT图像，3 D图像叠加在电磁场上，然后根据电磁场内传感器提供的定位信息和叠加的3 D CT图像生成的映射信息，将感测到的定位仪器引导到目标病灶。影响电磁导航的检出率是什么呢？Bellinger等评估了ENB联合不同采样方式的诊断灵敏度和准确度，以及Tsuboi分类的放射学病变特征；ENB对恶性肿瘤的诊断灵敏度为59.2%，诊断准确率为72.3%；联合采样方式（刷检、针吸活检、活检钳活检）的灵敏度和诊断准确度更高；对于导航型支气管镜检查，与绕切线绕过病变（Tsuboi Ⅲ型）相比，直接进入病变（Tsuboi Ⅰ型）以及穿过恶性病变（Tsuboi Ⅱ型）的支气管征病变的灵敏度更高。中国医学教育协会微创呼吸专业委员会等也发表了《国产电磁导航支气管镜系统引导下诊断、定位和治疗技术规范专家共识（2021版）》，旨在制定新型ENB系统在肺外周结节诊断中的应用实践指南、规范程序，确保ENB的最佳性能。现有的ENB主要有两个：super DimensionTM和Veran导航，当然在两者之间有一些差异性，也有各自的特色。电磁导航如何改进？可以在导航支气管镜中应用中心线引导的高斯混合模型（CG-GMM）来记录支气管镜的中心线位置，该方法引入了一种实时呼吸运动补偿的新方法，在支气管镜操作过程中提供可靠的指导，从而可以提高经支气管活检的诊断率，克服ENB的局限性。克服ENB技术的局限性的另一个方法就是ENB联合超细支气管镜。超细支气管镜直径1.8~2.8 mm，最远可到达第8级左右的支气管，理论上与导航技术结合可以提高到达病变位置的准确度。ENB 联合 R-EBUS等技术则可以进一步提高其诊断率，缩短检查时间；超细支气管镜联合VNB和R-EBUS无透视诊断肺外周结节是一种安全、可行的诊断方法。
二、机器人支气管镜
机器人支气管镜是用于肺周围病变活检的最新的诊断性支气管镜技术，其通过目标路径的选择增强了导航能力，允许支气管镜及其辅助工具进一步深入远端气道，并通过更灵活、更具可操作性的活检设备，提高了组织取样成功率。
Monarch（美国奥瑞丝机器人公司）是机器人辅助的支气管镜平台，其基于一个持续可视化的电磁导航机器人，以及用一个类似视频游戏的双操纵杆控制器来控制可延长、可伸缩的母子导管。一项前瞻性、多中心的可行性（BENEFIT）研究，在肺外周结节1~5 cm大小的患者中使用Monarch机器人支气管镜和R-EBUS，到达病灶后行经支气管针吸活检。当床旁快速细胞学评价（ROSE）获得诊断时，仅经支气管穿刺活检即可；当ROSE不能诊断时，使用机器人平台进行经支气管活检钳活检，然后根据操作医师的判断再用常规支气管镜进行诊断操作。这是首个将机器人支气管镜用于肺外周结节患者的前瞻性多中心研究。成功定位率96.2%，不良事件发生率可与常规支气管镜手术相似。Masaki等招募了6名内科医生，使用手动支气管镜和机器人支气管镜，获得的最远级气道数分别为（6.6±1.2）和（6.7±0.8）级。机器人支气管镜成功地达到了第5级，进入了气道的外围区域，而手动支气管镜在第3级时通常失败了。使用手动支气管镜［（0.24±0.20）N］比使用机器人支气管镜［（0.18±0.22）N］对气道产生的力更大。根据NASA-TLX评分，手动支气管镜比机器人支气管镜有更多的物理要求［（55±24）N比（19±16）N］。结果表明，机器人支气管镜有助于支气管镜向周围区域的推进，对操作医师的物理需求更少。
Ion（美国直观手术公司）机器人支气管镜平台为形状感知平台，使用一个统一的铰接导管和一个1.8 mm可视探头，Ion系统独特的形状传感技术可以提高肺外周结节的定位和采样成功率，并可提高诊断准确度。一项包括241例患者270个肺外周结节［病灶直径（18.8±6.5）mm］的前瞻性多中心试验，前10例的平均导航时间10 min，以后减少到7 min；8例（3.3%）患者发生无症状气胸，1例（0.4%）放置胸导管引流；2例（0.8%）发生气道出血，出血均在填塞后5 min内消失。另一个回顾性分析，收集131例连续机器人支气管镜手术的数据，结果共发现159个肺部病灶，病灶平均直径为1.8 cm，59.1%的病变位于肺上叶，66.7%的病变位于第6级气道以远；导航成功率为98.7%，总诊断率为81.7%；在多变量模型中，病灶直径>1.8 cm的诊断准确度更高；机器人支气管镜对原发性肺部恶性肿瘤的诊断灵敏度和阴性预测值分别为79.8%和72.4%。并发症发生率为3.0%，气胸发生率为1.5%。
虽然这两个平台都属于机器人辅助支气管镜，但Monarch和Ion系统在技术上是非常独特的。Monarch机器人辅助支气管镜基于电磁引导，而Ion机器人辅助支气管镜基于形状传感技术。尽管目前还在对这些系统的功能进行探索，但研究表明这两种方式都是安全的。此外，两者都有望提高诊断率，并可能最终为未来的支气管镜消融治疗铺平道路。两种机器人辅助支气管镜可以和锥体束CT（CBCT）或3 D荧光透视联合应用。一项前瞻性研究连续纳入52例患者、59个结节，平均结节直径<2 cm，以实性居多（41例，70%），位于上叶（左侧22例，37%；右侧17例，29%），无支气管征（32例，54%）或有支气管征（27例，46%）的人数相当；机器人辅助支气管镜结合CBCT成功到达所有结节，其中9例（15%）在初始CBCT后需要轻微的方向改变；83%的结节通过活检获得了组织学诊断，最常见的是恶性肿瘤（31例，65%）。通过活检病理结果和影像随访，机器人辅助支气管镜结合CBCT对于恶性肿瘤诊断灵敏度为84%和总体诊断率为86%，提高了肺结节活检在恶性肿瘤中的诊断灵敏度和准确度。这些方法的结合有可能改变肺结节的诊断方法。
三、内镜成像技术
Kramer等在PET-CT怀疑为周围型肺癌的患者行R-EBUS检测到病灶后，在透视引导下，将装载共聚焦激光内镜技术（nCLE）探针的18 G针插入选定气道。在针尖处获得nCLE视频，然后进行抽吸和活检，26例患者均行nCLE显像，无不良反应发生。24例（92%）患者获得了良好至高质量的视频图像，最终诊断肺癌23例，机化性肺炎1例；在23例肺癌患者中，nCLE显像检测出22例为恶性肿瘤，显示了nCLE成像作为实时指导工具的潜力。
Hackmann等使用人类生物库的数据对有或无哮喘的气道壁常规的数学模型探索光学相干断层成像技术（OCT）在活体肺中定量气道壁厚度（特别是哮喘患者支气管平滑肌厚度）的可行性，最后确定了关键的OCT系统参数，并确定了OCT有助于量化哮喘患者支气管平滑肌厚度。Nandy等对接受外科肺活检的低可信度诊断的间质性肺病（ILD）患者进行了一项前瞻性诊断准确度研究，纳入27例患者，其中12例诊断为普通型间质性肺炎（UIP），另外15例诊断为非UIP型ILD，结果OCT对组织病理UIP和临床诊断特发性肺间质纤维化（IPF）的灵敏度和特异度分别为100%（95%CI：75.8%~100.0%）和100%（95%CI：79.6%~100%），认为OCT是诊断ILD的一种安全、准确的方法，可以作为高分辨率CT的补充和外科肺活检的替代方法。
四、支气管镜应用领域的规范与拓展
关于新型冠状病毒肺炎（新冠）大流行期间支气管镜在诊断中的应用，目前已有很多文章和指南发表，其中有两篇概括较全面，一篇提出由于新型冠状病毒感染患者的气道含有高病毒载量，支气管镜检查与患者向医护人员传播的风险增加有关，因此，在新冠大流行期间，应避免硬支气管镜检查；对于新型冠状病毒阳性或未知病例，应首先行可弯曲支气管镜检查，以确定是否需要硬支气管镜检查；有条件时，可考虑使用一次性可弯曲支气管镜；充足的个人防护装备是关键，进行正确穿戴和脱下的培训也是关键。另一篇提出在新冠患者中使用支气管镜技术主要用于解除气道阻塞和获取微生物培养样本；或者在机械通气的新冠患者中，当俯卧位、物理治疗或反复吸痰失败时，支气管镜可用于处理如咯血、肺不张或肺萎陷等并发症；但是支气管镜并不适合用于新冠的诊断，因为我们有更好的技术，不必要去做支气管镜。在新冠流行期间，作为诊断性支气管镜检查应遵循严格的标准，尽可能减少潜在的病毒传播风险。
O′Mahony等回顾性研究85例接受经可弯曲支气管镜冷冻肺活检（TBLC）患者资料。在没有透视引导的情况下，使用可弯曲支气管镜和冷冻探针进行共100次操作，获得272个冷冻活检标本，标本直径为（5.9±3.2）mm，97%含有肺泡组织。基于多学科诊断（MDT）金标准的67.1%患者和TBLC中72%患者最后确诊为ILD。基于临床-放射学-病理相关性的MDT最常见的诊断是IPF（51.2%）和超敏性肺炎（15.9%）。18%的病例发生中度出血，5例（5%）患者出现气胸需要干预，11例患者需要住院，平均住院时间为（1.3±0.9）d。因此，TBLC在适当的患者中有助于ILD的诊断，是一种可接受的替代手术肺活检的方法，且并发症较少。使用可弯曲支气管镜验证鼻胃管（NGT）的位置和尖端定位，并可调整患者胃管；为防止镜尖起雾，通过工作通道注入2 L/min的氧气，这也有助于内镜检查时打开食管；反复抽吸可以防止因充氧引起的胃胀。经食管超声细针穿刺活检（EUS-B-FNA）是EBUS-TBNA用于纵隔淋巴结分期的一种补充技术。Juneja等报道两个成功采集腹腔淋巴结的病例，进一步扩大了EUS-B-FNA在评估疑似或确诊肺癌患者中的应用；在手术过程中，淋巴结的定位无需荧光透视。当有食管癌狭窄时，也可以用细支气管镜通过食管的狭窄部位进入狭窄远端。
总之，持续的高质量研究和越来越多的证据证实，经支气管镜介入诊断技术在为各种肺部疾病患者提供安全有效的选择方面具有巨大的潜力。机器人支气管镜在周围病变活检中已显示出良好的前景，未来需要进行长期随访的研究，以评估其诊断的灵敏度，以及机器人支气管镜是否优于其他先进的支气管镜诊断技术。期待我们更深入地研究，开展更多的技术创新，并进一步拓展支气管镜介入诊断的领域。