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Forschungsartikel
Diese Studie evaluiert die Wasserscheidentopographiemethode (WALM) zur intraoperativen Lokalisation nicht tastbarer pulmonaler Knoten. Sowohl die arterielle als auch die venöse WALM unter Verwendung der 3D-Rekonstruktion und Indocyaningrün-Fluoreszenz (ICG) werden mit der CT-gesteuerten Lokalisation (CT-GL) verglichen und weisen eine kürzere Operationsdauer, weniger Komplikationen und geringere Kosten auf, jedoch eine verlängerte postoperative Drainage und Thoraxdrainagedauer.
Die präzise Lokalisation nicht palpabler pulmonaler Knoten ist entscheidend für eine erfolgreiche chirurgische Resektion. Diese Studie hatte das Ziel, die Durchführbarkeit und Sicherheit der Wasserscheide-Lokalisationsmethode (WALM) zu bewerten, einer Technik, die die dreidimensionale Rekonstruktion und vorübergehende Okklusion von Wasserscheide-Arterien oder -Venen in Kombination mit der Fluoreszenzfärbung mittels Indocyaningrün (ICG) für eine intraoperative Navigation in Echtzeit nutzt. Klinische Daten wurden von Patienten erhoben, die zwischen Oktober 2023 und Oktober 2025 eine videoskopisch assistierte thorakoskopische pulmonale Keilresektion mit arterieller WALM (A-WALM), venöser WALM (V-WALM) oder CT-gesteuerter Lokalisation (CT-GL) durchlaufen hatten. Die Patienten wurden entsprechend der verwendeten Lokalisationsmethode in drei Gruppen eingeteilt. Perioperative Daten wurden verglichen, um die Effektivität der Lokalisation zu bewerten. Sowohl die A-WALM- als auch die V-WALM-Methode waren im Vergleich zur CT-GL mit kürzerer Dauer des Lokalisationsverfahrens, geringerer Inzidenz lokalisierungsbedingter Komplikationen und reduzierten Gesamtkrankenhauskosten verbunden. Allerdings zeigten sie einen höheren postoperativen Drainagevolumenbedarf und eine längere Dauer des Thoraxdrains, während bei anderen Indikatoren keine signifikanten Unterschiede auftraten. Wenn die pulmonale Fissur vollständig ausgebildet ist, eignet sich die A-WALM-Methode möglicherweise besser für Knoten in der posterioren Segment der rechten Oberlappen, des rechten Mittellappens, des apikoposterioren Segments des linken Oberlappens oder der dorsalen und anteromedialen basalen Segmente beider Unterlappen; die V-WALM-Methode könnte für Knoten im vorderen und im lingualen Segment der linken Lunge sowie im posterolateralen basalen Segment beider Lungen vorzuziehen sein, während sowohl A-WALM als auch V-WALM für Knoten in den apikalen und vorderen Segmenten des rechten Oberlappens geeignet sind. Wenn die pulmonale Fissur unvollständig ausgebildet ist, könnte die V-WALM-Methode für die Lokalisation von Knoten im rechten Mittellappen und im apikoposterioren Segment des linken Oberlappens bevorzugt werden. Zusammenfassend erscheinen sowohl A-WALM als auch V-WALM bei ausgewählten Patienten mit nicht palpablen pulmonalen Knoten als durchführbare intraoperative Alternativen zur CT-GL, obwohl sie mit erhöhter postoperativer Drainage und längerer Drainagedauer verbunden sind.
Durch die zunehmend verbreitete Anwendung der niederdosierten Computertomographie (LDCT) bei der Früherkennung und Diagnose von pulmonalen Knoten hat sich die Detektionsrate des Frühstadiums des Lungenkarzinoms signifikant verbessert1. Die pulmonale Keilresektion stellt eines der am häufigsten eingesetzten chirurgischen Verfahren beim Lungenkarzinom im Frühstadium dar, wobei die präzise Lokalisation der pulmonalen Knoten unmittelbar über den Operationserfolg entscheidet2. Derzeit ist die CT-gesteuerte Lokalisation (CT-GL) die klinisch am häufigsten verwendete Methode zur Lokalisation. Allerdings ist sie mit verschiedenen Komplikationen verbunden, darunter Ablösung, Pneumothorax, Hämatothorax, Pleurareaktionen und seltenen, aber lebensbedrohlichen Ereignissen wie einer Luftembolie. Zudem wird die Erfolgsrate der CT-GL stark durch die Lage der pulmonalen Knoten beeinflusst; beispielsweise wird der Punktionsweg häufig durch Strukturen wie die großen Gefäße des Herzens, die Schulterblätter oder die Rippen behindert. Andere Methoden, wie die elektromagnetische bronchoskopische Navigationslokalisation, sind aufgrund von Nachteilen wie hohen Kosten und komplexer Handhabung schwer zu verbreiten3,4. Daher bleibt die Erforschung einer einfachen, effizienten Lokalisierungsmethode mit minimalen Komplikationen eine dringende Aufgabe in der Behandlung des Lungenkarzinoms im Frühstadium.
Die Wasserscheide-Lokalisierungsmethode (WALM) ist eine fluoreszenzbasierte Technik, die auf dem Konzept der pulmonalen Gefäßterritorien beruht. Die Grenze zwischen zwei benachbarten Gefäßterritorien wird als "Wasserscheide" bezeichnet. Durch vorübergehende Okklusion der segmentalen Arterie oder Vene, die das knotentragende Gebiet versorgt, und intravenöse Injektion von Indocyaningrün (ICG) bleibt das okkludierte Territorium ungefärbt, während das umgebende Lungengewebe fluoresziert und so eine sichtbare Grenzlinie an der Lungenoberfläche erzeugt. Dies ermöglicht eine präzise keilförmige Resektion ohne präoperative Punktion, wodurch Strahlenexposition und punktionsbedingte Komplikationen vermieden werden. Vor diesem Hintergrund schlugen Chu et al. die WALM vor, die eine dreidimensionale (3D) Rekonstruktionstechnologie zur Lokalisierung pulmonaler Noduli verwendet5. Diese Methode ermöglicht eine klare Visualisierung wichtiger Strukturen, einschließlich pulmonaler Segmente, pulmonaler Arterien, pulmonaler Venen und Bronchien, erleichtert die Echtzeit-Lokalisierung während der Operation, schont mehr gesundes Lungengewebe und verringert die körperliche, psychische und finanzielle Belastung für die Patienten5. Dennoch besteht derzeit keine Einigkeit darüber, ob die WALM als arterielle WALM (A-WALM) oder venöse WALM (V-WALM) durchgeführt werden sollte6,7.
Daher hatte diese Studie zum Ziel, die Vorteile von WALM gegenüber CT-GL weiter aufzuklären, und systematisch die Stärken, Grenzen sowie die optimalen Auswahlkriterien für A-WALM und V-WALM bei der intraoperativen Lokalisation pulmonaler Knoten zu analysieren. Die Durchführung dieser Studie wird einen bedeutenden Beitrag zur Erstellung personalisierter Lokalisierungs- und Operationspläne für pulmonale Knoten leisten und eine weitere theoretische Grundlage für die Anwendung von WALM bei der intraoperativen Lokalisation pulmonaler Knoten liefern.
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Diese retrospektive Studie wurde gemäß der Deklaration von Helsinki (überarbeitet im Jahr 2013) durchgeführt und vom Medizinischen Ethikkomitee des dem Ningbo-Universität angeschlossenen Volkskrankenhauses genehmigt (Genehmigungsnummer: 2025-135). Alle Teilnehmer gaben vor der Einschreibung ihre schriftliche informierte Einwilligung ab. Die Studie wurde beim Chinesischen Register für klinische Studien registriert (Registrationsnummer: ChiCTR2500115862). Alle Verfahren, an denen menschliche Teilnehmer beteiligt waren, wurden in Übereinstimmung mit den institutionellen Richtlinien durchgeführt.
Studienaufbau und Patientenauswahl
Klinische Daten wurden von Patienten erhoben, die sich im Zeitraum vom 1. Oktober 2023 bis zum 1. Oktober 2025 in der Abteilung für Kardiothorakale Chirurgie des dem Ningbo-Universitätskrankenhaus angeschlossenen Volkskrankenhauses einer videoassistierten thorakoskopischen pulmonalen Keilresektion mit A-WALM-, V-WALM- oder CT-GL-Lokalisation unterzogen haben. Die Einschlusskriterien waren wie folgt: (1) ein pulmonaler Knoten mit einem Durchmesser von 8–20 mm, der sich im peripheren Drittel des Lungenfeldes befindet; (2) eine präoperative Biopsie, die präinvasive Läsionen oder einen Anteil an glasartiger Trübung („ground-glass opacity“, GGO) von ≥ 50 % zeigte; (3) Verfügbarkeit hochwertiger thorakaler Computertomographie-(CT-)Bilder, die für eine genaue dreidimensionale (3D-)Rekonstruktion geeignet sind; und (4) eine klare Indikation zur Keilresektion ohne chirurgische Kontraindikationen. Die Ausschlusskriterien waren: (1) Vorliegen einer Pneumokoniose, Tuberkulose, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) oder anderer schwerwiegender pulmonaler Komorbiditäten; (2) Allergie gegen jodhaltige Kontrastmittel; (3) Notwendigkeit einer Segment- oder Lobektomie; (4) vorherige Operation am gleichen Lungenflügel; oder (5) Unfähigkeit, eine Operation zu tolerieren.
Die Patienten wurden je nach verwendeter Lokalisationsmethode den Gruppen A-WALM, V-WALM oder CT-GL zugeordnet. Um potenzielle störende Verzerrungen zu minimieren, wurde eine Propensity-Score-Matching-Analyse (PSM) durchgeführt. Insgesamt wurden 148 Patienten in die Studie eingeschlossen. Nach der PSM setzten sich die Gruppen A-WALM, V-WALM und CT-GL aus jeweils 48, 53 und 47 Patienten zusammen (Tabelle 1). Alle Kovariaten zeigten nach dem Matching eine ausreichende Balance, wobei die standardisierten Mittelwertdifferenzen (SMDs) für alle Variablen unter 0,1 lagen (P > 0,05; Tabelle 1).
Die Wahl der Lokalisierungsmethode (A-WALM, V-WALM oder CT-GL) erfolgte gemeinsam durch das chirurgische Team auf Grundlage der präoperativen 3D-Rekonstruktionsbefunde, der Knotenlage, der Vollständigkeit der pulmonalen Spalten, der vaskulären Anatomie sowie der Durchführbarkeit einer CT-gesteuerten Punktion. Die endgültige Entscheidung wurde im Rahmen einer multidisziplinären Besprechung getroffen und in den medizinischen Unterlagen dokumentiert. Auch die Präferenz des Chirurgen und die Bereitschaft des Patienten wurden berücksichtigt, und alle Entscheidungen wurden vor der Operation getroffen.
Präoperative 3D-Rekonstruktion
Dünnschicht-CT-Aufnahmen des Thorax (Schichtdicke 1 mm) wurden während eines endinspiratorischen Atemstillstands angefertigt. Die Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM)-Daten wurden in das Bildanalyse-System importiert. Mithilfe automatischer Segmentierung, gefolgt von manueller Korrektur, wurden dreidimensionale (3D-)Modelle zur Rekonstruktion der Lungenarterien, -venen und des Bronchialbaums erstellt. Bei anatomischen Variationen diente das präoperative 3D-Modell der Planung des chirurgischen Vorgehens. Die segmentale Lungenarterie innerhalb des Wasserscheidegebiets des Knotens wurde als Zielgefäß für die A-WALM festgelegt, während die entsprechende segmentale Lungenvene als Zielgefäß für die V-WALM gewählt wurde. Die Wasserscheidegebiete wurden rekonstruiert, um eine umgekehrte Anfärbung an der Lungenoberfläche nach peripherer Injektion von Indocyaningrün (ICG) unter vorübergehender Okklusion des Zielgefäßes zu simulieren (Abbildung 1A1,A2,B1,B2).
CT-gesteuerte Lokalisation (CT-GL)
Pulmonale Noduli in der CT-GL-Gruppe wurden präoperativ mittels wiederholter CT-gesteuerter Feinnadelpunktion lokalisiert (Abbildung 1C1–C4).
Chirurgisches Vorgehen
Ein videoassistiertes thorakoskopisches Verfahren wurde unter Verwendung des 3D-Fluoreszenz-Thorakoskopie-Systems durchgeführt. Die zuvor identifizierten Grenzgefäße wurden präpariert und isoliert, woraufhin das Zielgefäß vorübergehend mit einer Atraumklemme oder einer 7-0-Seidennaht verschlossen wurde. Innerhalb von 10 s nach der Gefäßokklusion wurden 3 mL ICG-Lösung (2,5 mg/mL; Gesamtdosis 7,5 mg) über eine periphere Vene injiziert. Die Grenzlinie zwischen dem angefärbten und dem nicht angefärbten Lungengewebe wurde anschließend mit einem elektrischen Chirurgiemesser markiert. Die Gefäßokklusion wurde in der Regel 1–2 min aufrechterhalten. Falls die Fluoreszenzfärbung unzureichend war, wurde die Klemme für 3–5 min gelöst, bevor die ICG-Injektion wiederholt wurde, wobei maximal zwei Wiederholungsinjektionen erlaubt waren. Nachdem die Grenzlinie markiert war, wurde die Klemme oder Naht entfernt.
Anschließend wurde eine keilförmige Resektion unter Verwendung eines linearen Nahtgeräts durchgeführt, wobei ausreichende chirurgische Ränder sichergestellt wurden (Abbildung 1A3–A5,B3–B5). In der CT-GL-Gruppe erfolgte die keilförmige Resektion entsprechend der Position der präoperativen Lokalisationsnadel (Abbildung 1C5).
Ergebnisparameter
Zu den primären, auf die Lokalisation bezogenen Ergebnissen gehörten der technische Lokalisationserfolg, der anfängliche Erfolg der Keilresektion sowie die endgültige R0-Resektionsrate. Der technische Lokalisationserfolg wurde definiert als erfolgreicher Abschluss des zugewiesenen Lokalisationsverfahrens ohne unmittelbaren Misserfolg, der eine Aufgabe der zugewiesenen Methode erforderte, einschließlich erfolgreicher Gefäßokklusion mit ausreichender Fluoreszenzfärbung bei WALM oder erfolgreicher Markersetzung am Zielort bei CT-GL. Der anfängliche Erfolg der Keilresektion wurde definiert als Erreichen einer R0-Resektion (mikroskopisch negative Resektionsränder) nach der ersten Keilresektion, ohne dass eine weitere Resektion notwendig war, und entsprach der als primäres Studienergebnis berichteten Lokalisationserfolgsrate. Die endgültige R0-Resektionsrate wurde definiert als Erreichen einer R0-Resektion nach allen korrigierenden Maßnahmen, einschließlich erweiterter Keilresektion, Umstellung auf segmentale Lokalisation oder wiederholte punktionsbasierte Lokalisation, falls die anfängliche Keilresektion nicht erfolgreich war.
Zu den sekundären Endpunkten gehörten die Dauer des Lokalisierungsverfahrens (definiert als Zeitraum von der initialen Gefäßdissektion bis zur vollständigen Sichtbarmachung der Grenzen bei WALM und von Beginn der CT-Untersuchung bis zur erfolgreichen Platzierung des Markers bei CT-GL), das gesamte postoperative Drainagevolumen, die Dauer der Thoraxdrainage, der Abstand des chirurgischen Schnittrandes, die Verweildauer im Krankenhaus, die Gesamtkrankenhauskosten (einschließlich der mit der Lokalisation verbundenen Aufwendungen, der chirurgischen Gebühren und der postoperativen Versorgung), lokalisationsassoziierte Komplikationen (Schmerzen, Pneumothorax, Markerdislokation, Blutung und anhaltender Luftleck über > 5 Tage), Änderungen der Lokalisationsstrategie aufgrund intraoperativer Schwierigkeiten, Schwierigkeiten bei der Identifizierung der Gefäße (vom operierenden Chirurgen als leicht, mäßig oder schwierig eingestuft) und deren Zusammenhang mit unvollständigen pulmonalen Spalten sowie die pathologischen Befunde.
Statistische Analyse
Kontinuierliche Variablen wurden zunächst mithilfe des Shapiro-Wilk-Tests auf Normalverteilung überprüft. Variablen, die die Annahme der Normalverteilung erfüllten, werden als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) angegeben und mittels einfaktorieller Varianzanalyse (ANOVA) analysiert, wobei gegebenenfalls Bonferroni-korrigierte post-hoc-Vergleiche angewandt wurden. Nicht normalverteilte Variablen wurden mit dem Kruskal-Wallis-H-Test verglichen, gefolgt von paarweisen Mann-Whitney-U-Tests mit Bonferroni-Korrektur. Unterschiede bei kategorialen Variablen wurden mittels des χ2-Tests beurteilt. Um zu prüfen, ob die primären Ergebnisse unabhängig von wichtigen klinischen Faktoren blieben, wurden zusätzliche multivariable Analysen unter Verwendung verallgemeinerter linearer Modelle und logistischer Regression durchgeführt, wobei der Abstand des Knotens zur Pleura, die Lage des Knotens und der operierende Chirurg als Kovariaten berücksichtigt wurden.
Aufgrund des retrospektiven, nicht randomisierten Studiendesigns wurde ein Propensity-Score-Matching (PSM) verwendet, um die Vergleichbarkeit der drei Behandlungsgruppen zu verbessern. Ein logistisches Regressionsmodell wurde erstellt, um Propensity-Scores zu generieren, wobei die Lokalisationstechnik (A-WALM, V-WALM oder CT-GL) als abhängige Variable und Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index, Rauchgeschichte, Knotendurchmesser, Distanz des Knotens zur Pleura, Knotenlokalisation, Vollständigkeit der pulmonalen Fissuren sowie der Charlson-Komorbiditätsindex als Matching-Variablen eingegeben wurden. Die Patienten wurden im Verhältnis 1:1 mittels Nearest-Neighbor-Matching ohne Ersetzung gepaart, wobei die Kalibergrenze 0,2 der Standardabweichung des logit-transformierten Propensity-Scores betrug. Der Erfolg des Matching-Verfahrens wurde anhand standardisierter Mittelwertdifferenzen (SMDs) bewertet, wobei Werte unter 0,1 auf eine zufriedenstellende Balance zwischen den Gruppen hindeuteten. Die Anzahl der Patienten vor und nach dem Matching wurde für jede Studiengruppe dokumentiert.
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Demografische Merkmale und Knotenverteilung zwischen den Gruppen
Es gab keine signifikanten Unterschiede in den klinischen Merkmalen, den Merkmalen pulmonaler Knoten oder der Knotenverteilung zwischen den drei Gruppen. Alle eingeschlossenen Patienten unterzogen sich erfolgreich einer keilförmigen Resektion solitärer pulmonaler Knoten mit ausreichenden chirurgischen Sicherheitsrändern (≥2 cm oder ≥maximale Tumordurchmesser). Es wurden keine ICG-assoziierten Komplikationen oder perioperative Todesfälle...
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Die verbreitete Anwendung der Niedrigdosis-CT hat die Detektion von Lungenkrebs im Frühstadium verbessert, wobei GGO als vorherrschender bildgebender Befund gilt8,9. Die 3D-Rekonstruktionstechnologie wird mittlerweile häufig bei der präoperativen Planung der Lungenkrebsbehandlung eingesetzt und liefert hochwertige digitale Modelle als Referenz für die pulmonale Keilresektion10,11,
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Die Autoren erklären, dass keine Interessenkonflikte bestehen.
Diese Studie wurde durch das Wissenschafts- und Technologieprojekt für die agrarische und soziale Entwicklung im Bezirk Yinzhou, Ningbo, China, finanziert (Nummer: 20201YZQ010102).
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 7-0-Seidennaht | Ethicon (oder örtlicher Anbieter) | Nicht verfügbar | Nicht verfügbar |
| Bulldog-Klemme | Medline (oder örtlicher Anbieter) | Nicht verfügbar | Nicht verfügbar |
| Indocyaningrün (ICG) | Generisch (z. B. Yichuang Pharmaceutical) | Nicht verfügbar | Nicht verfügbar |
| Linearstapler | Ethicon oder Medtronic | Nicht verfügbar | Nicht verfügbar |
| SPSS-Software | IBM Corp., Armonk, NY, USA | Version 26.0 | RRID: SCR_002865 |
| Storz IMAGE1 S 3D-Fluoreszenzsystem | Karl Storz SE&Co.KG, Tuttlingen, Deutschland | Nicht verfügbar | Nicht verfügbar |
| United Imaging Analyse-System (3D Rekonstruktionssoftware) | United Imaging Healthcare, Shanghai, China | Nicht verfügbar | Nicht verfügbar |
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