Elektromagnetische Navigation Transthorakale Knotenlokalisation für die minimalinvasive Thoraxchirurgie
4. Mai 2022
Hier wird ein Protokoll für die Lokalisierung von Lungenknoten unter Verwendung der Farbstoffmarkierung über elektromagnetisch navigierten transthorakalen Nadelzugang vorgestellt. Die hier beschriebene Technik kann in der perioperativen Phase zur Optimierung der Knötchenlokalisation und zur erfolgreichen Resektion bei der Durchführung minimalinvasiver Thoraxoperationen durchgeführt werden.
Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie bei der perioperativen Lokalisation von kleinen, tiefen und / oder subsoliden Lungenknoten während der minimalinvasiven Lungenresektion hilft. Bevor Sie mit dem Eingriff beginnen, überprüfen Sie die vorherige Computertomographie des Brustkorbs oder die CT-Bildgebung, um sicherzustellen, dass der Patient, der sich der Knötchenlokalisation unterzieht, über einen peripheren Lungenknoten verfügt, der für eine minimal-invasive Thoraxchirurgie geeignet ist. Führen Sie dann einen kontrastfreien Thorax-CT-Scan durch, bei dem sich der Patient in der lateralen Dekubitusposition befindet und die Lunge ipsilateral zum Knoten positioniert ist, um die Position während der Farbstoffinjektion nachzuahmen.
Erhalten Sie sowohl exspiratorische als auch inspirierende Bilder, um die Knötchenbewegung zu berücksichtigen. Verwenden Sie am Tag des Eingriffs die Planungssoftware des Navigationssystems, um die Zielläsion digital zu segmentieren. Wenn die Zielläsion in der Natur röntgenhaft reines gemahlenes Glas ist, kann die Segmentierungssoftware die Läsion möglicherweise nicht richtig identifizieren.
Wenn dies der Fall ist, platzieren Sie ein virtuelles Ziel in der Mitte der Zielläsion. Sobald die Zielläsion erfolgreich markiert wurde, verwenden Sie die Planungssoftware, um die perkutane Stelle für den Nadeleintritt abzugrenzen. Wenn sich der Patient in der Position des lateralen Dekubitus befindet, befestigen Sie drei elektronische Referenzpunktpads an der ipsilateralen Brustwand am Knoten und mindestens fünf Zentimeter vom gewählten Eintrittspunkt entfernt.
Schließen Sie die Pads an das elektromagnetische Navigationssystem an und positionieren Sie den elektromagnetischen Navigationsfeldgenerator über den Referenzpads, um den Patienten im System zu registrieren. Verwenden Sie dann die vom elektromagnetischen Navigationssystem bereitgestellten Eingabeaufforderungen, um die Kalibrierung zu verfeinern. Sobald der Feldgenerator in Position ist, verwenden Sie die transthorakale Lokalisierungsplattform für elektromagnetische Navigationsknoten, um einen virtuellen Schnappschuss der Referenzpads zu erstellen.
Um eine Datenpunktwolke zu erzeugen, die die Ausdehnung der Hauptatemwege beschreibt, führen Sie zunächst den proprietären Einweg-Zielfernrohrkatheter des elektromagnetischen Navigationswegs in das rechte Lumen des Doppellumen-Endotrachealtubus ein. Richten Sie den Katheter an der Hauptkariane aus und ziehen Sie sich langsam in die Luftröhre zurück, bis das System zum Stoppen aufgefordert wird. Fahren Sie dann mit dem Einweg-Zielfernrohrkatheter in den rechten unteren Lungenlappen, bis Sie mit einem weiteren grünen Häkchen zum Anhalten aufgefordert werden.
Sobald die Datenpunkterfassung gestoppt ist, übertragen Sie den Einweg-Oszilloskopkatheter aus dem rechten Lungenlumen des Doppellumen-Endotrachealtubus in den Katheter des linken Lungenlumens der Röhre. Dann treiben Sie den Einweg-Zielfernrohrkatheter in den linken Hauptstammbronchus zwei bis drei Zentimeter proximal zu seiner Verzweigung in den linken oberen und unteren Lappen. Setzen Sie die Datenerfassung fort und fahren Sie den Einweg-Scope-Katheter in den linken unteren Lappen, bis Sie zum Anhalten aufgefordert werden.
Sobald die vollständige Datenpunktwolke gesammelt wurde, richten Sie eine perkutane Traktnadel an der Eintrittsstelle der Brustwandhaut aus, indem Sie die elektromagnetische Navigationsplattform zur Führung verwenden. Markieren Sie die Haut am Eintrittspunkt in die Brusthöhle, achten Sie darauf, dass der Eintrittspunkt der Rippe gerade überlegen ist und vermeiden Sie bekannte Gefäß- oder Knochenhöhlenstrukturen. Reinigen Sie die Haut mit der 2%igen Chlorhexidinlösung für mindestens 15 Sekunden und lassen Sie die Lösung mindestens 30 Sekunden trocknen.
Drapieren Sie das Feld mit steriler Technik und ziehen Sie sterile Handschuhe und ein steriles Kleid an. Subkutan injizieren Sie ein bis zwei Milliliter 1% Lidocain am Eintrittspunkt für die Lokalanästhesie. Verwenden Sie ein chirurgisches Skalpell mit der Nummer 10 Klinge, um einen fünf Millimeter großen oberflächlichen Hautschnitt an der Eintrittsstelle durch die Epidermis zu machen.
Legen Sie eine sterile elektromagnetische Nadel mit 19 Gauge auf den markierten Eintrittspunkt. Verwenden Sie die Quer- und Koronaalansichten auf dem Bildschirm des elektromagnetischen Systems, um den Eintrittswinkel so einzustellen, dass er sich mit dem Zentrum der Zielläsion ausrichtet. Sobald der Eintrittswinkel bestätigt ist, stabilisieren Sie die elektromagnetische Navigationstraktnadel an der Brustwand.
Schieben Sie die Nadel fest durch die Brustwand, während das Anästhesieteam den Patienten beim Ausatmen festhält. Es ist wichtig, dass der Bediener die Nadel in mindestens zwei der drei vom elektromagnetischen Navigationssystem bereitgestellten Ansichten ordnungsgemäß an der Zielläsion ausrichtet, bevor er die Nadel in einem geraden Abwärtsschub stabilisiert und vorantreibt. Wenn Sie die distale Seite der Zielläsion von der Brustwand erreicht haben, entfernen Sie den Traktstil und bedecken Sie die Nadelnabe mit einem Finger, ohne die Nadel zu entfernen.
Als nächstes verbinden Sie eine Spritze mit zwei bis drei Millilitern der entsprechenden Konzentration von Methylenblau an die Nadel und injizieren Sie 0,5 Milliliter der Lösung in die Zielläsion. Dann lagern Sie allmählich und kontinuierlich weitere 0,5 Milliliter der Lösung ein, während Sie die Nadel langsam zurückziehen, um eine Spur zu erstellen. Wenn der gesamte Farbstoff geliefert wurde, verwenden Sie die Farbstoffmarkierung, um den Lungenknoten durch minimalinvasive Thoraxchirurgie zu lokalisieren und zu resezieren.
Nach der soeben demonstrierten transthorakalen Knötchenlokalisation der elektromagnetischen Navigation kann die Lokalisationsfarbstoffmarkierung in der entleerten Lunge identifiziert und eine diagnostische Keilresektion durchgeführt werden. Beim Ausprobieren dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, eine ordnungsgemäße Registrierung und Platzierung der Nadelbrustwand sicherzustellen. Diese Technik wird hoffentlich den Weg für Verbesserungen in der Resektion kleiner Knötchen mit minimal-invasiven chirurgischen Methoden ebnen und die Auswirkungen dieser Methode auf die Rate der diagnostischen Lobektomie und / oder Umwandlung in offene Thorakotomie untersuchen.
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Übersicht
Dieses Protokoll beschreibt eine Technik zur Lokalisierung von Lungenknoten mittels Farbmarkierung durch elektromagnetisch navigierten transthorakalen Nadelzugang. Es ist darauf ausgelegt, die Lokalisierung von Knoten zu verbessern und eine erfolgreiche Resektion während einer minimalinvasiven thorakalen Chirurgie zu erleichtern.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Minimalinvasive thorakale Chirurgie
- Lokalisierung von Lungenknoten
- Elektromagnetische Navigationstechniken
Hintergrund
- Kleine, tiefe und subsolide pulmonale Knoten stellen eine Herausforderung während der Operation dar.
- Vorherige Bildgebung ist entscheidend für die Identifizierung geeigneter Knoten.
- Nicht-Kontrast-Thorax-CT-Scans helfen bei der Planung des Eingriffs.
- Segmentierungssoftware kann bei bestimmten Knotentypen Schwierigkeiten haben.
Ziel der Studie
- Verbesserung der Lokalisierung von pulmonalen Knoten während der Operation.
- Verbesserung der Präzision minimalinvasiver Techniken.
- Optimierung der Patientenergebnisse bei Lungenresektionen.
Verwendete Methoden
- Überprüfung früherer Thorax-CT-Bildgebung.
- Nicht-Kontrast-Thorax-CT-Scan in lateraler Dekubitus-Position.
- Verwendung von Navigationssystem-Planungssoftware für die Segmentierung von Läsionen.
- Erhalt sowohl von exspiratorischen als auch inspiratorischen Bildern für Genauigkeit.
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Lokalisierung von Knoten mittels Farbmarkierung.
- Verbesserte chirurgische Ergebnisse mit minimalinvasiven Techniken.
- Herausforderungen bei der Segmentierungssoftware für bestimmte Knotentypen.
- Verbessertes Verständnis der Knotenbewegung während der Bildgebung.
Schlussfolgerungen
- Die Technik unterstützt die Knotenlokalisierung erheblich.
- Sie ist effektiv für kleine und tiefe pulmonale Knoten.
- Eine weitere Verfeinerung der Bildgebungstechniken könnte von Vorteil sein.
Häufig gestellte Fragen
Executive Industry Relevance
Accurate intraoperative localization of small, deep, or sub-solid pulmonary nodules remains a critical challenge in minimally invasive thoracic surgery, impacting diagnostic yield and surgical precision. Electromagnetic navigation transthoracic needle localization reduces reliance on bronchoscopic access and minimizes radiation exposure compared to CT-guided methods, offering a transparenchymal approach that improves nodule identification and resection efficiency. This technique supports early-stage therapeutic hypothesis validation by enabling reliable tissue acquisition for molecular profiling and pathway analysis in lung cancer discovery pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through precise targeting of peripheral pulmonary nodules for biomarker discovery and functional validation.
- Operational Value: Supports biological de-risking by facilitating acquisition of high-quality tissue from difficult-to-reach lesions for downstream omics and phenotypic screening.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems by localizing nodules for consistent sample collection, enhancing assay standardization and reproducibility in preclinical models.
- Operational Value: Improves screening readiness through reduced procedure time and minimized dye diffusion, increasing reliability of quantitative readouts in longitudinal studies.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Maintains disease relevance by enabling longitudinal sampling of subsolid nodules to track molecular evolution and therapeutic response in preclinical models.
- Operational Value: Addresses continuity from discovery through preclinical validation by providing a reproducible method for lesion access across imaging and surgical platforms.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum by supporting hypothesis testing in early biology, enabling assay-ready sample procurement, and informing go/no-go decisions through reliable lesion access and molecular profiling.
- Discovery Biology: Facilitates pathway clarification and target validation by allowing precise sampling of deep or sub-solid nodules for mechanistic de-risking.
- Screening: Enhances assay readiness through standardized localization and reduced variability in sample quality due to timely dye marking and resection.
- Analytics: Generates quantitative spatial and molecular outputs that help compare nodule characteristics across experimental conditions.
- Translational Research: Supports biomarker alignment by enabling repeated access to evolving nodules for tracking therapeutic impact.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable localization platform adaptable across imaging modalities and surgical workflows, reducing dependency on single-use techniques.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target selection by reducing false negatives in nodule localization and improving tissue yield for downstream analysis.
- Operational Value: Enhances reproducibility and scalability through standardized electromagnetic navigation and procedural timing controls.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by reducing conversion to open thoracotomy and minimizing repeat procedures due to failed localization.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted advancement decisions by providing reliable access to high-value nodules for early efficacy and safety assessment.
Implementation Considerations
- Requires expertise in electromagnetic navigation systems, thoracic anatomy, and sterile procedural technique.
- Depends on compatible navigation platforms, disposable tract catheters, and imaging software capable of lesion segmentation and virtual mapping.
- Necessitates cross-team standardization between radiology, surgery, and pathology for consistent lesion targeting and sample handling.
- Involves adaptation considerations for varying nodule characteristics, such as pure ground-glass opacity, which may require manual targeting when segmentation fails.
- Limited by patient body habitus and pleural adhesions that may hinder needle trajectory or electromagnetic field stability.
