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研究文章

动脉与静脉分水岭定位在不可触及肺结节中的比较:一项回顾性研究

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DOI:

10.3791/72697

2026年8月18日

本文内容

摘要

本研究评估了分水岭定位法(WALM)在术中定位不可触及肺结节的应用。通过三维重建和吲哚菁绿(ICG)荧光技术,分别比较了动脉性和静脉性WALM与CT引导定位(CT-GL)的效果,结果显示WALM具有手术时间更短、并发症更少、成本更低的优势,但术后引流时间和胸管留置时间有所延长。

摘要

准确地定位不可触及的肺结节对于成功实施手术切除至关重要。本研究旨在评估分水岭定位法(WALM)的可行性和安全性,该方法结合三维重建技术、暂时阻断分水岭动脉或静脉,并联合使用吲哚菁绿(ICG)荧光染色,实现术中实时导航。研究收集了2023年10月至2025年10月期间接受胸腔镜下肺楔形切除术的患者临床资料,这些患者分别采用动脉分水岭定位法(A-WALM)、静脉分水岭定位法(V-WALM)或CT引导定位法(CT-GL)进行术前定位。根据定位方法将患者分为三组,比较围手术期数据以评估定位效果。 与CT-GL相比,A-WALM和V-WALM均与更短的定位操作时间、更低的定位相关并发症发生率以及更少的总住院费用相关。然而,这两种方法的术后引流量更大,胸管留置时间更长,其他指标无显著差异。当肺裂完全发育时,A-WALM更适合用于定位位于右肺上叶后段、右肺中叶、左肺上叶尖后段,或双肺下叶背段及前内基底段的结节;V-WALM则更适用于定位左肺前段和舌段,以及双肺后外基底段的结节;而对于右肺上叶尖段和前段的结节,A-WALM或V-WALM均可适用。当肺裂发育不完全时,V-WALM可能更适用于定位右肺中叶和左肺上叶尖后段的结节。综上所述,在特定不可触及肺结节患者中,A-WALM和V-WALM均可作为CT-GL的可行术中替代定位方法,但其术后引流量较多且胸管留置时间较长。

引言

随着低剂量计算机断层扫描(LDCT)在肺结节早期筛查和诊断中的应用日益广泛,早期肺癌的检出率已显著提高1。肺楔形切除术是治疗早期肺癌最常用的手术方式之一,而肺结节的准确定位直接决定了手术的成功与否2。目前,CT引导下定位(CT-GL)是临床常用的定位方法。然而,该方法可能伴随多种并发症,包括定位针脱落、气胸、血胸、胸膜反应,甚至罕见但危及生命的情况如空气栓塞。此外,CT-GL的成功率受肺结节位置影响较大;例如,穿刺路径常受到心脏大血管、肩胛骨和肋骨等结构的阻碍。其他方法如电磁支气管镜导航定位,由于成本高、操作复杂等缺点,难以广泛推广3,4。因此,探索一种简便、高效且并发症少的定位方法,仍是当前早期肺癌诊疗中亟待解决的重要问题之一。

流域定位法(WALM)是一种基于荧光的技术,利用肺血管区域的概念。两个相邻血管区域之间的边界称为"流域线"。通过暂时阻塞供应结节所在区域的段动脉或段静脉,并静脉注射吲哚菁绿(ICG),被阻塞的区域保持无染色,而周围肺组织则发出荧光,从而在肺表面形成可见的边界。该技术可实现精确的楔形切除,无需术前穿刺,避免了辐射暴露及穿刺相关并发症。在此背景下,Chu 等人提出了 WALM 方法,该方法结合三维(3D)重建技术用于肺结节定位5。此方法能够清晰显示关键结构,包括肺段、肺动脉、肺静脉和支气管;实现术中实时定位;保留更多健康肺组织;并减轻患者的生理、心理和经济负担5。然而,目前对于应采用动脉流域定位法(A-WALM)还是静脉流域定位法(V-WALM)尚无统一共识6,7

因此,本研究旨在进一步阐明WALM相较于CT-GL的优势,并系统分析A-WALM与V-WALM在肺结节术中定位中的优势、局限性及最佳选择标准。本研究的完成将对制定肺结节个体化定位及手术方案具有重要价值,并为WALM在肺结节术中定位中的应用提供进一步的理论依据。

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方案

本项回顾性研究遵循《赫尔辛基宣言》(2013年修订版)进行,并已获得宁波大学附属人民医院医学伦理委员会批准(批准号:2025-135)。所有参与者在入组前均签署了书面知情同意书。本研究已在中国临床试验注册中心注册(注册号:ChiCTR2500115862)。所有涉及人类参与者的操作均按照机构指南执行。

研究设计与患者选择
临床数据收集自2023年10月1日至2025年10月1日期间在宁波大学附属人民医院胸心外科接受视频辅助胸腔镜肺楔形切除术并采用A-WALM、V-WALM或CT-GL定位的患者。纳入标准如下:(1)肺结节直径为8–20 mm,位于肺野外周三分之一区域;(2)术前活检显示为原位病变或磨玻璃样密度(GGO)成分≥50%;(3)具备高质量胸部计算机断层扫描(CT)图像,适用于精确的三维(3D)重建;(4)明确需行楔形切除术,且无手术禁忌证。排除标准为:(1)有尘肺、结核、慢性阻塞性肺疾病(COPD)或其他重要肺部合并症病史;(2)对碘造影剂过敏;(3)需行肺段切除术或肺叶切除术;(4)既往接受过同侧肺部手术;或(5)无法耐受手术。

根据所采用的定位方法,将患者分配至 A-WALM、V-WALM 或 CT-GL 组。采用倾向性评分匹配(PSM)以尽量减少潜在的混杂偏倚。本研究共纳入 148 例患者。经 PSM 后,A-WALM 组、V-WALM 组和 CT-GL 组分别包含 48、53 和 47 例患者(表 1)。匹配后所有协变量均达到充分平衡,各变量的标准化均值差(SMD)均低于 0.1(P > 0.05;表 1)。

定位方法的选择(A-WALM、V-WALM 或 CT-GL)由手术团队根据术前三维重建结果、结节位置、肺裂完整性、血管解剖结构以及CT引导穿刺的可行性共同决定。最终决策通过多学科讨论确定,并记录于病历资料中。同时亦考虑了外科医生的偏好及患者的意愿,所有决定均在手术前完成。

术前三维重建
在吸气末屏气期间获取薄层胸部CT图像(层厚1 mm)。将医学数字成像和通信(DICOM)数据导入影像分析系统。通过自动分割结合手动校正生成三维(3D)模型,以重建肺动脉、肺静脉及支气管树。对于存在解剖变异的情况,术前3D模型用于指导手术分离方案的制定。将结节流域区域内所属的段肺动脉指定为A-WALM的目标血管,而相应区域的段肺静脉则被选为V-WALM的目标血管。重建流域区域,以模拟在暂时阻断目标血管后,经外周注射吲哚菁绿(ICG)后在肺表面产生的逆向染色效果(图1A1,A2,B1,B2)。

CT引导定位(CT-GL)
CT-GL组中的肺结节通过术前重复CT引导下细针穿刺进行定位(图1C1–C4)。

手术步骤
采用3D荧光胸腔镜系统进行电视辅助胸腔镜手术。预先识别的分界血管被分离并游离后,使用血管夹或7-0丝线暂时阻断目标血管。在血管阻断后10秒内,通过外周静脉注射3 mL吲哚菁绿(ICG)溶液(2.5 mg/mL;总剂量7.5 mg)。随后使用电外科刀标记染色与未染色肺组织之间的边界。血管阻断通常维持1–2分钟。若荧光染色效果不充分,可松开夹闭装置3–5分钟,然后重复注射ICG,最多重复两次。完成边界标记后,移除血管夹或缝线。

随后使用直线切割吻合器进行楔形切除,同时确保足够的手术切缘(图1A3–A5,B3–B5)。在CT-GL组中,楔形切除根据术前定位针的位置进行(图1C5)。

结局指标
主要的与定位相关的结局指标包括技术定位成功率、初次楔形切除成功率以及最终 R0 切除率。技术定位成功定义为成功完成指定的定位操作,且未发生需立即中止原定方法的失败情况,包括在 WALM 中成功阻断血管并实现充分的荧光染色,或在 CT-GL 中成功将标记物置于目标位置。初次楔形切除成功定义为在首次楔形切除后即达到 R0 切除(显微镜下切缘阴性),无需进一步切除,该指标对应于本研究作为主要结局报告的定位成功率。最终 R0 切除率定义为在初次楔形切除失败后,经过所有补救性操作(包括扩大楔形切除、转为节段性切除定位或重复穿刺定位)后最终实现 R0 切除的比例。

次要结局包括定位操作时间(定义为从初始血管解剖至完成WALM边界可视化的时间,或从CT扫描开始至成功放置标记物的CT-GL操作时间)、术后总引流量、胸管留置时间、手术切缘距离、住院时间、总住院费用(包括定位相关费用、手术费用及术后护理费用)、与定位相关的并发症(疼痛、气胸、标记物移位、出血以及持续超过>5天的持续性漏气)、因术中困难而更改定位策略的情况、血管识别难度(由主刀外科医生评定为容易、中等或困难)及其与不完全肺裂的关系,以及病理学结果。

统计学分析
连续变量首先采用Shapiro–Wilk检验评估正态性。符合正态性假设的变量以均值 ± 标准差(SD)表示,并采用单因素方差分析(ANOVA),必要时进行Bonferroni校正的事后比较。不符合正态分布的变量采用Kruskal–Wallis H 检验进行比较,随后进行Bonferroni校正的成对Mann–Whitney U 检验。分类变量的差异通过χ2检验进行评估。为了确定主要研究结果是否独立于重要的临床因素,进一步采用广义线性模型和逻辑回归进行多变量分析,将结节至胸膜的距离、结节位置和主刀医生作为协变量纳入模型。

鉴于本研究为回顾性、非随机化研究设计,采用倾向性评分匹配(PSM)以提高三种治疗组之间的可比性。构建逻辑回归模型以生成倾向性评分,其中定位技术(A-WALM、V-WALM 或 CT-GL)设为因变量,年龄、性别、体重指数、吸烟史、结节直径、结节至胸膜距离、结节位置、肺裂完整性以及 Charlson 合并症指数作为匹配变量纳入模型。采用无放回的最近邻匹配法,按 1:1 比例进行匹配,卡钳宽度设定为倾向性评分对数转换后标准差的 0.2 倍。通过标准化均值差异(SMD)评估匹配效果,SMD 值低于 0.1 表示组间平衡性良好。记录各研究组在匹配前后纳入的患者数量。

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结果

各组之间的基线人口学特征及结节分布情况
三组之间在临床特征、肺结节特征或结节分布方面均无显著差异。所有入组患者均成功接受了肺楔形切除术,切除孤立性肺结节并保证了足够的手术切缘(≥2 cm 或 ≥肿瘤最大直径)。未观察到与吲哚菁绿(ICG)相关的并发症或围手术期死亡病例。在必要时采取补救措施后,所有148例患者最终均实现了R0切除,最终R0切除率达到100%。

患者特征A-WALM (n=48)V-WALM (n=53)CT-GL (n=47)χ2/F值P...

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讨论

低剂量CT的广泛应用提高了早期肺癌的检出率,其中磨玻璃影(GGO)是主要的影像学表现8,9。目前,三维重建技术已广泛应用于肺癌治疗的术前规划中,为肺楔形切除术提供高质量的数字模型参考10,11,12。此外,通过阻断肺血管血流以可视化目标肺段平面的方法已被广泛证实是安全且可靠的13,14。WALM技术结合了三维重建技术和肺段间血管阻断原理,用于识别段间平面。该技术通过术前重建分水岭血管染色区域与结节位置之间的关系,在术中暂时阻断分水岭血管,实现实时术中定位,可视化包含结节的肺段,并完成目标肺组织的楔形切除。A-WALM基于阻断动脉血流的原理,导致分水岭区域肺组织血流灌注丧失。由于吲哚菁绿(ICG)的分布依赖于血流,因此在此...

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披露

作者声明无利益冲突。

致谢

本研究由浙江省宁波市鄞州区农业科技与社会发展科技项目(编号:20201YZQ010102)资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
7-0 丝线缝合线Ethicon(或本地供应商)不可用不可用
血管夹(Bulldog clamp)Medline(或本地供应商)不可用不可用
吲哚菁绿(Indocyanine green, ICG)通用品牌(例如,益畅制药)不可用不可用
直线型吻合器Ethicon 或 Medtronic不可用不可用
SPSS 软件IBM Corp., Armonk, NY, USA版本 26.0RRID: SCR_002865
Storz IMAGE1 S 3D 荧光成像系统Karl Storz SE&Co.KG, Tuttlingen, Germany不可用不可用
联影分析系统(3D
重建软件)
联影医疗科技,中国上海不可用不可用

参考文献

  1. Lancaster HL, Heuvelmans MA, Oudkerk M. Low-dose computed tomography lung cancer screening: clinical evidence and implementation research. J Intern Med. 2022;292(1):68-80.
  2. Yang YH, et al. Comparison of the effectiveness of anchoring needles and coils in localizing multiple nodules in the lung. BMC Pulm Med. 2022;22(1):393.
  3. Wang Y, Chen E. Advances in the localization of pulmonary nodules: a comprehensive review. J Cardiothorac Surg. 2024;19(1):396.
  4. Wang L, et al. Computed tomography-guided localization of pulmonary nodules prior to thoracoscopic surgery. Thorac Cancer. 2023;14(2):119-26.
  5. Chu XP, et al. Watershed analysis of the target pulmonary artery for real-time localization of non-palpable pulmonary nodules. Transl Lung Cancer Res. 2021;10(4):1711-9.
  6. Luo Z, Wang T. Watershed analysis in wedge resection of pulmonary pure ground-glass nodules hardly localized by CT-guided puncture. BMC Surg. 2023;23(1):139.
  7. Li H, et al. Study of the intersegmental veins between S5 and S8 based on 3D reconstruction. J Gastrointest Surg. 2023;27(10):2085-91.
  8. Woo W, et al. Histopathologic fate of resected pulmonary pure ground glass nodule: a systematic review and meta-analysis. J Thorac Dis. 2024;16(2):924-34.
  9. Wei Y, et al. Integrating multimodal features to predict the malignancy of pulmonary ground-glass nodules: a multicenter prospective model development and validation study. Front Oncol. 2025;15:1547816.
  10. Shi J, Xing F, Liu Y, Liang T. Three-dimensional reconstruction for the whole lung with early multiple pulmonary nodules. J Vis Exp. 2023;(200):e65786.
  11. Chen C, et al. Study on high-precision three-dimensional reconstruction of pulmonary lesions and surrounding blood vessels based on CT images. Opt Express. 2024;32(2):1371-90.
  12. Kato H, et al. Thoracoscopic anatomical lung segmentectomy using 3D computed tomography simulation without tumour markings for non-palpable and non-visualized small lung nodules. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2017;25(3):434-41.
  13. Zhang J, et al. Application of indocyanine green injection guided by electromagnetic navigation bronchoscopy in localization of pulmonary nodules. Transl Lung Cancer Res. 2021;10(12):4414-22.
  14. Zhou S, et al. Application of arterial basin analysis for localization in thoracoscopic pulmonary wedge resection. Chin J Gen Pract. 2024;22(1):26-9.
  15. Huang C, et al. Vein watershed analysis locational method versus computed tomography-guided percutaneous localization for detecting non-palpable peripheral pulmonary nodules: a real-world study of non-inferiority. Interdiscip Cardiovasc Thorac Surg. 2025;40(1):ivae225.
  16. Xu G, et al. Intersegmental plane simulation based on the bronchus-vein-artery triad in pulmonary segmentectomy. Transl Cancer Res. 2021;10(11):4702-13.
  17. Misaki N, et al. New clinically applicable method for visualizing adjacent lung segments using an infrared thoracoscopy system. J Thorac Cardiovasc Surg. 2010;140(4):752-6.

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肺结节定位动脉WALM静脉WALM吲哚菁绿视频辅助胸腔镜CT引导定位三维重建术中导航肺楔形切除