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Methodenartikel

Robotergestützte Bronchoskopie in Kombination mit multimodaler Bildgebung für gezielte Lungenkryobiopsien

2K Aufrufe

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DOI:

10.3791/66868

⸱

19. Juli 2024

 , 
1Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, University of Texas Southwestern Medical Center

In diesem Artikel

Zusammenfassung

In diesem Artikel soll ein schrittweiser Ansatz zur Durchführung einer robotergestützten Bronchoskopie in Kombination mit Fluoroskopie, radialem endobronchialem Ultraschall und Kegelstrahl-Computertomographie beschrieben werden, um gezielte transbronchiale Lungenkryobiopsien zu erhalten.

Zusammenfassung

Die robotergestützte Bronchoskopie (RAB) ermöglicht eine gezielte bronchoskopische Biopsie in der Lunge. Ein robotergestütztes Bronchoskop wird unter direkter Sicht durch die Atemwege navigiert, nachdem ein Weg zu einer Zielläsion auf der Grundlage einer Kartierung einer 3-dimensionalen (3D) Lungen- und Atemwegsrekonstruktion hergestellt wurde, die aus einer Dünnschicht-Computertomographie-Brust vor dem Eingriff gewonnen wurde. RAB bietet Manövrierfähigkeit zu distalen Atemwegen in der gesamten Lunge, eine präzise Artikulation der Katheterspitzen und Stabilität mit dem Roboterarm. Ergänzende bildgebende Verfahren wie Fluoroskopie, radialer endobronchialer Ultraschall (r-EBUS) und Kegelstrahl-Computertomographie (DVT) können mit RAB verwendet werden. Studien, in denen die robotergestützte Bronchoskopie (ssRAB) mit Shape-Sensing eingesetzt wurde, haben günstige diagnostische Ergebnisse und Sicherheitsprofile sowohl bei malignen als auch bei nicht-malignen Prozessen für die Biopsie von peripheren Lungenläsionen (PPLs) gezeigt. Eine 1,1-mm-Kryosonde in Kombination mit ssRAB hat sich im Vergleich zu einer herkömmlichen Bronchoskopie mit Zangenbiopsie als sicher und wirksam für die Diagnose von PPLs erwiesen. Diese Technik kann auch für die gezielte Lungenprobenahme bei gutartigen Prozessen eingesetzt werden. Das Ziel dieses Artikels ist es, einen schrittweisen Ansatz zur Durchführung von RAB in Kombination mit Fluoroskopie, r-EBUS und DVT zu beschreiben, um gezielte transbronchiale Lungenkryobiopsien (TBLC) zu erhalten.

Einleitung

Die flexible Bronchoskopie mit transbronchialer Lungenbiopsie (TBBX) ist eine diagnostische Modalität zur Beurteilung abnormaler Thoraxbildgebungen, einschließlich Raumforderungen, Knötchen, nicht auflösenden Infiltraten oder parenchymalen Lungenerkrankungen1. Diffuse parenchymale Lungenerkrankungen (DPLD) können häufig durch Fibrose und/oder Entzündungen gekennzeichnet sein. Während einige Patienten mit einer gründlichen Anamnese, einer körperlichen Untersuchung, relevanten Serologien, hochauflösenden Computertomographie-Befunden (HRCT) und einem multidisziplinären Gespräch (MDD) nichtinvasiv diagnostiziert werden können, benötigen viele Patienten ein invasives Verfahren, um eine Diagnose zu stellen2. Konventionelle transbronchiale Lungenbiopsien mit Pinzetten sind aufgrund der geringen Biopsiegröße und der Quetschartefakte begrenzt; Infolgedessen gilt die chirurgische Lungenbiopsie als Goldstandard, obwohl sie eine signifikante Morbidität und Mortalität aufweist 3,4.

Die transbronchiale Lungenkryobiopsie (TBLC) ist eine Technik, die zur Diagnose einer interstitiellen Lungenerkrankung (ILD) oder einer diffusen parenchymalen Lungenerkrankung (DPLD) eingesetzt werden kann und als Alternative zur chirurgischen Lungenbiopsie (SLB) dienen kann5. Gemäß den Leitlinien der European Respiratory Society wird TBLC als Ersatz für SLB bei geeigneten Patienten empfohlen6. In ähnlicher Weise bieten die Richtlinien der American Thoracic Society eine bedingte Empfehlung für TBLC als Alternative zu SLB in medizinischen Zentren mit der notwendigen Expertise in der Durchführung und Interpretation von TBLC-Ergebnissen7. Die TBLC hat in der Vergangenheit im Vergleich zu SLB eine gute Diagnosegenauigkeit geboten, ist aber durch Komplikationen, einschließlich Blutungen und Pneumothoraxeingeschränkt 8. Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse zeigte eine diagnostische Gesamtausbeute von 77 %, die sich bei MDD auf 80,7 % verbesserte, und berichtete über eine Pneumothoraxrate von 9,2 % und eine Blutungsrate von 9,9 %9. TBLC wird auch bei der Auswertung von PPLs10 verwendet.

Die Entwicklung der robotergestützten Bronchoskopie (RAB) ermöglicht eine gezielte Probenahme in der Lunge, indem sie unter direkter Sicht durch die Atemwege navigiert wird, mit einfacher Manövrierfähigkeit des Katheters, präziser Artikulation der Katheterspitze, Stabilität und der Möglichkeit, einen bronchoskopischen Keil in den distalen Atemwegen mit dem Katheter unter Verwendung eines Roboterarms zu halten. Das endoluminale Ionen-System nutzt eine Formsensortechnologie für die Navigation, um bestimmte Zielbereiche in der Lunge zu erreichen. Studien mit robotergestützter Bronchoskopie (ssRAB) mit Formmessung haben günstige diagnostische Ergebnisse und ein günstiges Sicherheitsprofil gezeigt, vor allem bei PPLs, bei denen der Verdacht auf Malignität besteht 11,12,13,14. Eine 1,1-mm-Kryosonde für TBLC in Kombination mit ssRAB hat sich im Vergleich zur transbronchialen Biopsie mit Pinzette als sicher und wirksam für die Diagnose von Lungenknoten erwiesen15. Diese Technik kann verwendet werden, um gezielte Lungenbiopsien zu erhalten, die größer sind als herkömmliche transbronchiale Biopsien mit einer Pinzette, die relativ frei von Quetschartefakten ist.

Radialer endobronchialer Ultraschall (r-EBUS) und Cone-Beam-Computertomographie werden in Verbindung mit konventionellen Bronchoskopie-, elektromagnetischen oder robotischen Navigationssystemen zur Echtzeitbestätigung vor der Probenahme der PPLs 16,17,18,19,20,21,22 verwendet. R-EBUS wurde auch während der TBLC für DPLD eingesetzt, um die pathologische Zuverlässigkeit von Lungenproben zu erhöhen, Blutungen zu verringern und eine kürzere Eingriffszeit zu erzielen23. Die Hinzufügung der DVT hat das Sicherheitsprofil der TBLC für DPLD verbessert, indem bestätigt wurde, dass sich die Sondenspitze in einer sicheren Zone für die Biopsie befindet, was eine objektive Messung des Abstands von der Pleura mit der Möglichkeit ermöglicht, das Gefäßsystem sichtbar zu machen und zu vermeiden 24,25,26.

Dieses Protokoll beschreibt ein Verfahren zur Erzielung einer gezielten TBLC im Rahmen einer parenchymalen Lungenerkrankung für Patienten, die in der Lage sind, das Verfahren unter Verwendung des endoluminalen Ionensystems in Verbindung mit Fluoroskopie, r-EBUS und DVT in einem klinischen Umfeld unter Vollnarkose zu tolerieren und davon zu profitieren. Dieser multimodale Ansatz ermöglicht eine präzise Probenahme von Zielbereichen.

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Protokoll

Das in diesem Artikel beschriebene Protokoll beschreibt die klinische Standardpraxis. Das Institutional Review Board des Southwestern Medical Center der University of Texas genehmigte die prospektive Datenerhebung von Patienten, die sich einer Standard-Bronchoskopie mit ssRAB unterziehen (STU-2021-0346), und auf die individuelle Einwilligung für die Aufnahme in unsere Datenbank wird verzichtet. Die Zustimmung des Patienten zu routinemäßigen Eingriffen wird vor dem Eingriff eingeholt. Patienten, die sich röntgentechnisch einer DPLD unterzogen haben und für eine bronchoskopische Biopsie in Frage kommen, werden für dieses Verfahren überwiesen 5,27. Patienten über 18 Jahre werden von den überweisenden und durchführenden Ärzten als fähig erachtet, sich dem Eingriff zu unterziehen. Ausschlusskriterien sind Blutungsstörungen (erhöhte INR >1,3, Thrombozytopenie <100.000/μl), Hypoxie mit Pulsoximetrie <90% bei 2 l/min zusätzlichem Sauerstoff, pulmonale Hypertonie (echokardiographisch gemessener systemischer Lungenarteriendruck >50 mmHg) oder schwere Herzerkrankungen. Die Einzelheiten der in dieser Studie verwendeten Geräte sind in der Materialtabelle aufgeführt.

1. Vorverfahrenstechnische Planung

  1. Laden Sie die Dünnschicht-CT-Brust des Patienten in die Planungssoftware hoch. Die Software erstellt automatisch eine 3-dimensionale Rekonstruktion der Atemwege und der Lunge.
  2. Wählen Sie Ziele in der Lunge für die vorgeschlagene Probenahme etwa 10 mm vom Pleurarand entfernt. HINWEIS: Dies kann ein Bereich mit Mattglas, Infiltrat, Nodularität oder Fibrose nach Absprache mit dem überweisenden Arzt, Radiologen oder klinischen Urteil sein. In der Literatur zu peripheren Lungenläsionen wurde eine erhöhte diagnostische Ausbeute gezeigt, wenn das Zielgebiet >2 cm beträgt28.
  3. Planen Sie einen Pfad zu jeder Zielwebsite.
    HINWEIS: Für den Fall, dass der Weg während des Eingriffs nicht durchführbar ist, sollten Sie die Planung eines sekundären Weges in Betracht ziehen.
  4. Überprüfen Sie den Plan in allen drei CT-Ansichten (axial, koronal und sagittal) und in der virtuellen Bronchoskopie (Abbildung 1).
  5. Exportieren Sie den Plan in die Controller-Konsole.

2. Vorbereitung des Patienten

  1. Induzieren und halten Sie den Patienten unter Vollnarkose mit einem einlumigen Endotrachealtubus mit einer Mindestgröße von 8,0. Verwenden Sie eine neuromuskuläre Blockade und eine intravenöse Gesamtanästhesie mit Beatmungsprotokollen, um die Entwicklung einer Atelektasezu reduzieren 29.
    HINWEIS: Die Überwachung der Lähmung erfolgt unter Verwendung eines Viererschulungstests mit einem peripheren Nervenstimulator29.
  2. Ziehen Sie die Arme des Patienten ein, um eine vollständige Drehung des C-Bogens während der DVT-Drehung zu ermöglichen.
  3. Positionieren Sie den Patienten und den C-Bogen so, dass der Zielbereich für die TBLC in der Fluoroskopie isozentriert ist.

3. Konventionelle Bronchoskopie

  1. Führen Sie das diagnostische oder therapeutische Bronchoskop über einen Bronchoskop-Adapter in den Endotrachealtubus ein.
  2. Führen Sie eine Atemwegsuntersuchung durch und minimieren Sie den Sog, um die Entwicklung von Atelektase30 zu reduzieren.
  3. Entfernen Sie das Bronchoskop.

4. Robotergestützte Bronchoskopie

  1. Docking
    1. Bringen Sie das Roboter-Bronchoskop in eine Position neben dem Patienten.
    2. Docken Sie den Roboterarm mit dem magnetischen Bronchoskop-Adapter an. Führen Sie den Katheter und die Sehsonde in den Endotrachealtubus ein.
  2. Registrierung
    1. Positionieren Sie den Katheter so, dass die direkte Sicht mit dem Bild des virtuellen Bronchoskops an der Carina übereinstimmt.
    2. Manövrieren Sie den Roboterkatheter über ein Scrollrad und einen Trackball auf der Controller-Konsole in beide Hauptatemwege und dann in die beidseitigen oberen und unteren Atemwege, um Atemwegsdaten zu sammeln.
    3. Vergleichen Sie virtuelle mit tatsächlichen Bronchoskopbildern, nachdem die Registrierung abgeschlossen ist. Wenn eine erhebliche Nichtübereinstimmung oder Abweichung festgestellt wird, führen Sie eine erneute Registrierung durch. Andernfalls akzeptieren Sie die Registrierung.
  3. Navigation
    1. Manövrieren Sie den Katheter mit dem Scrollrad und dem Trackball auf der Controller-Konsole durch die Atemwege zur Zielläsion und folgen Sie dem geplanten Weg.
    2. Verwenden Sie die Funktion "Preview Path", um Bildern der Atemwege zu folgen, wenn eine Divergenz (Diskrepanz zwischen den virtuellen und tatsächlichen Luftwegen) festgestellt wird.
  4. Verwenden Sie Fluoroskopie, r-EBUS und DVT, um den Standort zu bestätigen.
    1. Entfernen Sie die Sehsonde, wenn sich der Katheter innerhalb von 5 bis 10 mm von der Zielläsion befindet.
    2. Schieben Sie die r-EBUS-Sonde mit Sondenrotation unter Fluoroskopie vor. Schieben Sie bis zum Pleurarand vor (Abbildung 2A).
    3. Ziehen Sie die r-EBUS-Sonde unter Fluoroskopie etwa 10 mm von der Pleuragrenze bis zur erwarteten Biopsiezielstelle zurück. Verwenden Sie die r-EBUS-Sonde, um das Zielgebiet zu visualisieren und das umgebende Parenchym und alle Gefäße im potenziellen Biopsiebereich zu beurteilen. Entfernen Sie die r-EBUS-Sonde.
    4. Führen Sie die 1,1-mm-Touch-Kryosonde über den Katheter ein und verlängern Sie sie unter Fluoroskopie bis zum vorgegebenen Zielbereich für die Biopsie (Abbildung 2B).
    5. Führen Sie die CT-Drehung des Kegelstrahls gemäß dem systemspezifischen Protokoll durch. Die Beatmung kann je nach Präferenz des Anbieters fortgesetzt oder aufrechterhalten werden, wobei das einstellbare Druckbegrenzungsventil des Beatmungsgeräts so eingestellt ist, dass es dem positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) oder dem Vitalkapazitätsmanöver entspricht.
      HINWEIS: Die DVT-Drehung kann mit der Verlängerung der r-EBUS-Sonde ohne Rotation oder mit einer 1,1-mm-Kryosonde an der erwarteten Biopsiestelle durchgeführt werden.
    6. Interpretieren und vergleichen Sie die Bildgebung während des Eingriffs mit dem CT-Brustkorb vor dem Eingriff und planen Sie, um sicherzustellen, dass sich der Katheter am Ziel befindet. Wenn eine erweiterte Fluoroskopie in der DVT verfügbar ist, segmentieren Sie das Ziel für die Visualisierung mit einer 2D-Fluoroskopie während der Biopsie (Abbildung 3).
    7. Passen Sie den Katheter basierend auf Fluoroskopie, DVT und r-EBUS an, um sicherzustellen, dass die Probenahme an der richtigen Stelle erfolgt.
    8. Wiederholen Sie die DVT, nachdem der Katheter angepasst wurde, falls erforderlich.
  5. Gewebe-Probenahme
    1. Stellen Sie sicher, dass sich die 1,1-mm-Touch-Kryosonde in der richtigen Biopsieposition befindet.
    2. Drücken Sie das Pedal, um den Gefrierzyklus von 4 s auf 6 s zu aktivieren, und ziehen Sie dann die Sonde in einer Bewegung zurück, während Sie das Pedal weiter durchdrücken.
    3. Lassen Sie das Pedal los, während Sie die Sondenspitze mit einer Gewebebiopsie in Natriumchlorid 0,9 % oder Fixiermittel platzieren, um die Biopsie von der Spitze zu lösen.
    4. Wiederholen Sie die Schritte 4.5.1 bis 4.5.3, um TBLC durchzuführen.
      HINWEIS: Die Autoren führen in der Regel 1-4 Biopsien an jeder Stelle durch. Während des Biopsieprozesses kann der Katheter vor jeder Biopsie leicht angepasst werden, um eine angemessene Gewebeentnahme zu gewährleisten. Dies kann die Wiederholung von DVT-Spins oder die Verwendung von r-EBUS zur Bestätigung der Position in Schritt 4.4 erfordern.
    5. Nach der abschließenden Biopsie injizieren Sie 1–2 ml normale Kochsalzlösung und Luft in einer 10-ml-Leuer-Lock-Spritze in den Katheter, um Blut oder Sekrete zu entfernen.
    6. Führen Sie die Sehsonde ein, um die Probenahmestelle zu sehen, und ziehen Sie den Katheter langsam zurück. Wenn es Hinweise auf Blutungen durch direktes Sehen oder Erröten bei der Durchleuchtung gibt, instillieren Sie topische 1:10.000 Adrenalin 1 ml, zusätzliche kalte Kochsalzlösung oder 50–100 mg Tranexamsäure über eine Leuer-Lock-Spritze. Lassen Sie dann den Katheter für 3–5 Minuten an Ort und Stelle, um eine zusätzliche Tamponade durchzuführen.
    7. Wiederholen Sie Schritt 4.5.6. Wenn es keine Anzeichen von Blutungen gibt, ziehen Sie den Katheter in die Luftröhre zurück.
    8. Wenn signifikante Blutungen festgestellt werden, entfernen Sie das robotische Bronchoskop und befolgen Sie die Protokolle für die Behandlung iatrogener Blutungen nach flexibler Bronchoskopie31.
  6. Zusätzliche Zielstellen: Wenn weitere Zielstellen für die Biopsie geplant sind, wiederholen Sie die Schritte 4.3 bis 4.5.
  7. Nach Abschluss der robotergestützten Bronchoskopie ziehen Sie den Katheter zurück, docken Sie das Robotersystem ab und bewegen Sie sich aus der Position.

5. Konventionelle Bronchoskopie

  1. Führen Sie das diagnostische oder therapeutische Bronchoskop über den Bronchoskop-Adapter wieder in die Atemwege ein, um die Atemwege zu untersuchen und abzusaugen.
  2. Wenn eine bronchoalveoläre Lavage indiziert ist, schieben Sie das Bronchoskop in einen subsegmentalen Atemweg, an dem keine TBLC durchgeführt wurde, um einen Keil zu erzeugen. Träufeln Sie serielle Aliquoten von normaler Kochsalzlösung ein und geben Sie sie dann durch Handabsaugung zurück.

6. Schlussfolgerung des Verfahrens

  1. Entfernen Sie das Bronchoskop.
  2. Führen Sie eine Fluoroskopie oder einen fokussierten Ultraschall5 durch, um den Pneumothorax zu beurteilen. Wenn ein Pneumothorax festgestellt wird, sollte die Platzierung einer Thoraxdrainage im Vergleich zu einer konservativen Behandlung mit serieller Beobachtung in Abhängigkeit von der Größe und dem klinischen Status des Patienten in Betracht gezogen werden.
  3. Falls erforderlich, geben Sie die TBLC-Proben in den Behälter mit einem Fixiermittel, wenn es zunächst in 0,9 % Natriumchlorid gelegt wurde.
  4. Kehren Sie die Anästhesie um, extubieren Sie und wecken Sie den Patienten.
  5. Verlegen Sie den Patienten in die Nachanästhesiestation.
  6. Führen Sie eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs nach dem Eingriff durch und überprüfen Sie sie (Abbildung 4).

7. Nachsorge nach dem Eingriff

  1. Überprüfen Sie die Ergebnisse der Bronchoskopie bei einer multidisziplinären Diskussion, an der Pneumologen, die Experten für interstitielle Lungenerkrankungen, Thoraxradiologen und Thoraxpathologen teilnehmen, um einen ILD-Subtyp zu bestimmen.
  2. Besprechen Sie mit dem Patienten die Ergebnisse der Bronchoskopie- und MDD-Konferenz sowie Pläne für die weitere Behandlung und Nachsorge.

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Ergebnisse

Die beschriebene Technik ermöglicht gezielte transbronchiale Lungenkryobiopsien mittels RAB mit Fluoroskopie, r-EBUS und DVT-Führung. Im Vergleich zur konventionellen Bronchoskopie mit zufälliger TBLC ermöglicht diese Technik die gezielte Behandlung bestimmter Bereiche von DPLD oder PPLs von Interesse bei der Beurteilung der umgebenden Strukturen vor der Biopsie. Diese Technik kann nur mit r-EBUS und Fluoroskopie oder mit einer Kombination aus DVT verwendet werden. Obwohl diese Technik für PPLs entwickelt wurde,...

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Diskussion

Dieses Manuskript bietet einen schrittweisen Ansatz für die Durchführung von RAB mit Fluoroskopie, r-EBUS und Cone-Beam-CT, um eine gezielte TBLC zu erhalten.

Dieses Protokoll umfasst mehrere kritische Schritte. Erstens ist die Patientenauswahl unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Patienten sowohl geeignete Kandidaten sind (das Biopsieverfahren kann einen direkten Einfluss auf die Diagnose und die weitere Versorgung haben) als auch

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Offenlegungen

DP hat keine Interessenkonflikte zu deklarieren. KS berichtet über eine Beziehung mit Intuitive Surgical Inc., die Reisekostenerstattung umfasst.

Danksagungen

Die Autoren danken dem Team für interventionelle Pneumologie, dem Endoskopie-Team, dem Anästhesie-Team, dem Zytopathologie-Team und den Technikern für Hybrid-Chirurgie am UT Southwestern Medical Center.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
0,9 % normale Kochsalzlösung, 1000 mLAlle Fabrikate
10 mL Leuer Lock SpritzenAlle Fabrikate
20 mL Slip-Tip-SpritzenAlle Marken
BronchoskopIntuitive
und VideobildschirmeIntuitiver
Kohlendioxid-Gastank
Cone-Beam-Computertomographie-System mit C-Bogen und Controller-Konsole
Einwegventil für den Biopsiekanal
Einwegventil für die Absaugung
ERBECRYO 2 1-Pedal-Fußschalter AP & IP X8 Equipment USErbe20402-201
ERBECRYO 2 CartErbe20402-300
ERBECRYO 2 Kryochirurgisches GerätErbe10402-000
ERBECRYO 2 SystemErbe
Flexible Kryosonde, AD 1,1 mm, L1,15 m mit Übermantel, AD 2,6 mm, L817 mmErbe20402-401
Flexibler Gasschlauch; L 1m für Erbokryo CA/AE/ERBECRYO 2Erbe20410-004
Gasflaschenadapter H; CO2; Pin-IndexErbe20410-011
Endoluminales Ionensystem mit Roboterarm, Controller-KonsoleIntuitiver
voll beweglicher Ionenkatheter Intuitive490105
Ion Instrumente und Zubehör
Periphere Ionen-SehsondeIntuitivePlanPoint-Planung
SoftwareIntuitive
SondenantriebseinheitOlympusMAJ-1720
Radiale EBUS-SondeOlympusUM-S20-17S oder UM-S20-20R-3
Radiales endobronchiales Ultraschallsystem
Probenbehälter mit Fixiermittel gemäß den Standards
Sterile Einwegbecher
Saugschlauch
Topisch 1:10.000 Adrenalin, 10 mL
Topische Tranexamsäure 1000 mg, 10 mL
Universeller Ultraschallprozessor  OlympusEU-ME2
Drahtkorb; 339 x 205 x 155 / 100 mmErbe20180-010
Bronchoskop-Prozessor 490106 Laptop mit der Einrichtung

Referenzen

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