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Articolo metodologico

Broncoscopia robotica assistita combinata con imaging multimodale per criobiopie polmonari mirate

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DOI:

10.3791/66868

⸱

19 luglio 2024

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

In questo articolo

Sommario

Questo articolo ha lo scopo di descrivere un approccio graduale all'esecuzione della broncoscopia robotica assistita combinata con fluoroscopia, ecografia endobronchiale radiale e tomografia computerizzata a fascio conico per ottenere criobioppsie polmonari transbronchiali mirate.

Abstract

La broncoscopia robotica assistita (RAB) consente una biopsia broncoscopica mirata nel polmone. Un broncoscopio robotico-assistito viene navigato attraverso le vie aeree sotto visione diretta dopo aver stabilito un percorso verso una lesione bersaglio sulla base di una mappatura eseguita su una ricostruzione tridimensionale (3D) del polmone e delle vie aeree ottenuta da una tomografia computerizzata a fette sottili pre-procedura. Il RAB ha manovrabilità verso le vie aeree distali in tutto il polmone, articolazione precisa della punta del catetere e stabilità con il braccio robotico. Strumenti di imaging aggiuntivi come la fluoroscopia, l'ecografia endobronchiale radiale (r-EBUS) e la tomografia computerizzata a fascio conico (CBCT) possono essere utilizzati con RAB. Gli studi che utilizzano la broncoscopia robotica assistita con rilevamento della forma (ssRAB) hanno mostrato risultati diagnostici favorevoli e profili di sicurezza sia nei processi maligni che in quelli non maligni per la biopsia delle lesioni polmonari periferiche (PPL). Una criosonda da 1,1 mm combinata con ssRAB ha dimostrato di essere sicura ed efficace per la diagnosi di PPL rispetto a una broncoscopia tradizionale con biopsia con forcipe. Questa tecnica può essere utilizzata anche per il campionamento polmonare mirato in processi benigni. Lo scopo di questo articolo è quello di descrivere un approccio graduale all'esecuzione di RAB combinato con fluoroscopia, r-EBUS e CBCT per ottenere criobioppsie polmonari transbronchiali mirate (TBLC).

Introduzione

La broncoscopia flessibile con biopsia polmonare transbronchiale (TBBX) è una modalità diagnostica utilizzata per la valutazione dell'imaging anomalo del torace, tra cui masse, noduli, infiltrati non risolutivi o malattie polmonari parenchimali1. Le malattie polmonari parenchimali diffuse (DPLD) possono spesso essere caratterizzate da fibrosi e/o infiammazione. Mentre alcuni pazienti possono essere diagnosticati in modo non invasivo con un'anamnesi approfondita, un esame fisico, sierologie pertinenti, risultati della tomografia computerizzata ad alta risoluzione (HRCT) e una discussione multidisciplinare (MDD), molti pazienti necessitano di una procedura invasiva per stabilire una diagnosi2. Le biopsie polmonari transbronchiali convenzionali con pinza sono limitate a causa delle piccole dimensioni della biopsia e degli artefatti da schiacciamento; Di conseguenza, la biopsia polmonare chirurgica è stata considerata il gold standard, sebbene abbia una morbilità e una mortalità significative 3,4.

La criobiopsia polmonare transbronchiale (TBLC) è una tecnica che può essere utilizzata per diagnosticare la malattia polmonare interstiziale (ILD) o la malattia polmonare parenchimale diffusa (DPLD) e potrebbe fungere da alternativa alla biopsia polmonare chirurgica (SLB)5. Secondo le linee guida della European Respiratory Society, il TBLC è raccomandato come sostituto dell'SLB nei pazienti idonei6. Allo stesso modo, le linee guida dell'American Thoracic Society offrono una raccomandazione condizionale per il TBLC come alternativa all'SLB nei centri medici con le competenze necessarie nell'esecuzione e nell'interpretazione dei risultati del TBLC7. La TBLC ha storicamente fornito una buona accuratezza nella diagnosi rispetto alla SLB, ma è limitata dalle complicanze, tra cui sanguinamento e pneumotorace8. Una recente meta-analisi ha mostrato una resa diagnostica complessiva del 77% che è migliorata all'80,7% con MDD e ha riportato un tasso di pneumotorace del 9,2% e un tasso di sanguinamento del 9,9%9. TBLC viene utilizzato anche nella valutazione delle PPL10.

Lo sviluppo della broncoscopia robotica assistita (RAB) consente un campionamento mirato nel polmone navigando attraverso le vie aeree sotto visione diretta con una facile manovrabilità del catetere, un'articolazione precisa della punta del catetere, stabilità e la capacità di mantenere un cuneo broncoscopico nelle vie aeree distali con il catetere utilizzando un braccio robotico. Il sistema endoluminale ionico utilizza la tecnologia di rilevamento della forma per la navigazione per accedere a specifiche aree mirate del polmone. Gli studi che utilizzano la broncoscopia robotica assistita con rilevamento della forma (ssRAB) hanno mostrato risultati diagnostici favorevoli e profilo di sicurezza, principalmente per le PPL sospette di malignità 11,12,13,14. Una criosonda da 1,1 mm per TBLC combinata con ssRAB si è dimostrata sicura ed efficace per la diagnosi di noduli polmonari rispetto alla biopsia transbronchiale con pinza15. Questa tecnica può essere utilizzata per ottenere biopsie polmonari mirate più grandi delle biopsie transbronchiali convenzionali utilizzando pinze relativamente prive di artefatti da schiacciamento.

L'ecografia endobronchiale radiale (r-EBUS) e la tomografia computerizzata a fascio conico sono utilizzate in combinazione con broncoscopia convenzionale, sistemi di navigazione elettromagnetica o robotica per la conferma in tempo reale prima del campionamento di PPL 16,17,18,19,20,21,22. L'R-EBUS è stato utilizzato anche durante la TBLC per DPLD per aumentare la confidenza patologica dei campioni polmonari, ridurre il sanguinamento e ridurre i tempi di procedura23. L'aggiunta della CBCT ha migliorato il profilo di sicurezza della TBLC per DPLD confermando che la punta della sonda si trova in una zona sicura per la biopsia, consentendo la misurazione oggettiva della distanza dalla pleura con la capacità di visualizzare ed evitare la vascolarizzazione 24,25,26.

Questo protocollo descriverà una procedura per ottenere TBLC mirato nel contesto della malattia polmonare parenchimale per i pazienti che sono in grado di tollerare e beneficiare della procedura utilizzando il sistema endoluminale ionico in combinazione con fluoroscopia, r-EBUS e CBCT in un contesto clinico in anestesia generale. Questo approccio multimodale consente di campionare con precisione aree di interesse mirate.

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Protocollo

Il protocollo descritto in questo articolo delinea la pratica clinica standard. Il comitato di revisione istituzionale del Southwestern Medical Center dell'Università del Texas ha approvato la raccolta prospettica dei dati dei pazienti sottoposti a broncoscopia standard di cura con ssRAB (STU-2021-0346) e il consenso individuale è rinunciato per l'inclusione nel nostro database. Il consenso alla procedura di routine viene ottenuto dal paziente prima della procedura. I pazienti che hanno DPLD radiograficamente e sono candidati accettabili per la biopsia broncoscopica vengono indirizzati a questa procedura 5,27. I pazienti di età superiore ai 18 anni sono ritenuti idonei a sottoporsi alla procedura dai medici di riferimento e di esecuzione. I criteri di esclusione includono disturbi emorragici (INR elevato >1,3, trombocitopenia <100.000/μL), ipossia con pulsossimetria <90% con 2 L/min di ossigeno supplementare, ipertensione polmonare (pressione arteriosa polmonare sistemica misurata ecocardiograficamente >50 mmHg) o grave malattia cardiaca. I dettagli delle attrezzature utilizzate in questo studio sono elencati nella Tabella dei Materiali.

1. Pianificazione pre-procedurale

  1. Caricare la TC a fetta sottile del paziente sul software di pianificazione. Il software creerà automaticamente una ricostruzione tridimensionale delle vie aeree e dei polmoni.
  2. Selezionare i bersagli nei polmoni per il campionamento proposto a circa 10 mm dal bordo pleurico. NOTA: Può trattarsi di un'area di vetro smerigliato, infiltrato, nodularità o fibrosi dopo la discussione con il medico di riferimento, il radiologo o il giudizio clinico. La letteratura precedentemente riportata per le lesioni polmonari periferiche mostra un aumento della resa diagnostica se l'area bersaglio è >2 cm28.
  3. Pianifica un percorso per ogni sito di destinazione.
    NOTA: Nel caso in cui il percorso non sia fattibile durante la procedura, prendere in considerazione la pianificazione di un percorso secondario.
  4. Rivedere il piano in tutte e tre le viste TC (assiale, coronale e sagittale) e broncoscopia virtuale (Figura 1).
  5. Esportare il piano nella console del controller.

2. Preparazione del paziente

  1. Indurre e mantenere il paziente in anestesia generale con un tubo endotracheale a lume singolo di dimensioni minime 8,0. Utilizzare il blocco neuromuscolare e l'anestesia endovenosa totale con protocolli di ventilazione per ridurre lo sviluppo dell'atelettasia29.
    NOTA: Il monitoraggio della paralisi viene eseguito utilizzando un test a quattro con uno stimolatore del nervo periferico29.
  2. Piegare le braccia del paziente per consentire la rotazione completa dell'arco a C durante la rotazione CBCT.
  3. Posizionare il paziente e l'arco a C in modo che l'area mirata per il TBLC sia isocentrata in fluoroscopia.

3. Broncoscopia convenzionale

  1. Inserire il broncoscopio diagnostico o terapeutico tramite un adattatore per broncoscopio nel tubo endotracheale.
  2. Eseguire un esame delle vie aeree e ridurre al minimo l'aspirazione per ridurre lo sviluppo dell'atelettasia30.
  3. Rimuovere il broncoscopio.

4. Broncoscopia robotica assistita

  1. Attracco
    1. Spostare il broncoscopio robotico in una posizione adiacente al paziente.
    2. Agganciare il braccio robotico con l'adattatore magnetico per broncoscopio. Inserire il catetere e la sonda visiva nel tubo endotracheale.
  2. Registrazione
    1. Posizionare il catetere in modo che la visione diretta corrisponda all'immagine virtuale del broncoscopio sulla carena.
    2. Manovrare il catetere robotico tramite una rotella di scorrimento e tracciare la sfera sulla console del controller in entrambe le vie aeree principali, quindi nelle vie aeree superiori e inferiori bilaterali per raccogliere i dati delle vie aeree.
    3. Confronto tra le immagini virtuali e quelle effettive del broncoscopio al termine della registrazione. Se si nota una significativa discrepanza o divergenza, eseguire una nuova registrazione; In caso contrario, accetta l'iscrizione.
  3. Navigazione
    1. Manovrare il catetere utilizzando la rotella di scorrimento e far scorrere la sfera sulla console del controller attraverso le vie aeree fino alla lesione bersaglio seguendo il percorso pianificato.
    2. Utilizzare la funzione "Anteprima percorso" per seguire le immagini delle vie aeree se si nota una divergenza (discrepanza tra le vie aeree virtuali e quelle reali).
  4. Utilizzare la fluoroscopia, r-EBUS e CBCT per confermare la posizione.
    1. Rimuovere la sonda visiva quando il catetere si trova entro 5-10 mm dalla lesione bersaglio.
    2. Far avanzare la sonda r-EBUS con la rotazione della sonda in fluoroscopia. Avanzare fino al bordo pleurico (Figura 2A).
    3. Ritrarre la sonda r-EBUS in fluoroscopia a circa 10 mm dal bordo pleurico al sito target della biopsia prevista. Utilizzare la sonda r-EBUS per visualizzare l'area target e valutare il parenchima circostante e l'eventuale vascolarizzazione nell'area della potenziale biopsia. Rimuovere la sonda r-EBUS.
    4. Inserire la criosonda touch da 1,1 mm tramite il catetere ed estenderla in fluoroscopia fino all'area target predeterminata per la biopsia (Figura 2B).
    5. Eseguire la rotazione CT a fascio conico secondo il protocollo specifico del sistema. La ventilazione può essere continuata o mantenuta in base alle preferenze del fornitore utilizzando una sospensione del respiro di fine inspirazione con la valvola limitatrice di pressione regolabile del ventilatore impostata in modo che corrisponda alla pressione positiva di fine espirazione (PEEP) o alla manovra di capacità vitale.
      NOTA: Lo spin CBCT può essere eseguito con l'estensione della sonda r-EBUS senza rotazione o con una criosonda da 1,1 mm nel sito di biopsia previsto.
    6. Interpretare e confrontare l'imaging intra-procedura con la TC del torace pre-procedura e pianificare per assicurarsi che il catetere sia sul bersaglio. Se la fluoroscopia aumentata è disponibile sulla CBCT, segmentare il target per la visualizzazione con la fluoroscopia 2D durante la biopsia (Figura 3).
    7. Regolare il catetere in base alla fluoroscopia, alla CBCT e all'r-EBUS per garantire che il campionamento avvenga nella posizione appropriata.
    8. Ripetere la CBCT dopo aver regolato il catetere, se necessario.
  5. Prelievo di tessuti
    1. Assicurarsi che la criosonda touch da 1,1 mm sia nella posizione di biopsia appropriata.
    2. Premere il pedale per attivare il ciclo di congelamento da 4 s a 6 s, quindi ritrarre la sonda con un solo movimento continuando a premere il pedale.
    3. Rilasciare il pedale posizionando la punta della sonda con biopsia tissutale in cloruro di sodio 0,9% o fissativo per rilasciare la biopsia dalla punta.
    4. Ripetere i passaggi da 4.5.1 a 4.5.3 per eseguire TBLC.
      NOTA: Gli autori eseguono in genere 1-4 biopsie in ciascun sito. Durante il processo di biopsia, il catetere può essere regolato leggermente prima di ogni biopsia per garantire un adeguato approvvigionamento di tessuto; ciò potrebbe richiedere la ripetizione dei giri CBCT o l'utilizzo di r-EBUS per confermare la posizione nel passaggio 4.4.
    5. Dopo la biopsia finale, iniettare 1-2 ml di soluzione fisiologica normale e aria in una siringa di blocco Leuer da 10 ml nel catetere per eliminare il sangue o le secrezioni.
    6. Inserire la sonda visiva per visualizzare il sito di campionamento e ritrarre lentamente il catetere. Se c'è evidenza di sanguinamento attraverso la visione diretta o arrossamento alla fluoroscopia, instillare topicamente 1:10.000 di epinefrina 1 ml, soluzione salina fredda aggiuntiva o 50-100 mg di acido tranexamico tramite siringa Leuer lock. Quindi, lasciare il catetere in posizione per 3-5 minuti per un ulteriore tamponamento.
    7. Ripetere il passaggio 4.5.6. Se non ci sono segni di sanguinamento, ritrarre il catetere verso la trachea.
    8. Se si nota un sanguinamento significativo, rimuovere il broncoscopio robotico e seguire i protocolli per la gestione del sanguinamento iatrogeno dopo la broncoscopia flessibile31.
  6. Siti target aggiuntivi: se sono previsti siti target aggiuntivi per la biopsia, ripetere i passaggi da 4.3 a 4.5.
  7. Dopo la conclusione della broncoscopia robotizzata, ritrarre il catetere, sganciare il sistema robotico e spostarsi fuori posizione.

5. Broncoscopia convenzionale

  1. Reinserire il broncoscopio diagnostico o terapeutico attraverso l'adattatore del broncoscopio nelle vie aeree per l'esame delle vie aeree e l'aspirazione.
  2. Se è indicato il lavaggio broncoalveolare, far avanzare il broncoscopio in una via aerea sottosegmentale dove non è stato eseguito il TBLC per creare un cuneo. Instillare aliquote seriali di soluzione fisiologica normale e poi restituirle tramite aspirazione manuale.

6. Conclusione della procedura

  1. Rimuovere il broncoscopio.
  2. Eseguire la fluoroscopia o l'ecografia focalizzata5 per valutare la presenza di pneumotorace. Se viene identificato uno pneumotorace, prendere in considerazione il posizionamento di un tubo toracico rispetto a una gestione conservativa con osservazione seriale a seconda delle dimensioni e dello stato clinico del paziente.
  3. Se necessario, trasferire i campioni di TBLC nel contenitore con un fissativo se inizialmente inserito in cloruro di sodio allo 0,9%.
  4. Invertire l'anestesia, estubare e svegliare il paziente.
  5. Trasferire il paziente nell'unità di cura post-anestesia.
  6. Eseguire e rivedere la radiografia del torace post-procedura (Figura 4).

7. Procedura post-up di follow-up

  1. Esaminare i risultati della broncoscopia in una discussione multidisciplinare a cui partecipano pneumologi esperti in malattie polmonari interstiziali, radiologi toracici e patologi toracici per determinare un sottotipo di ILD.
  2. Discutere con il paziente i risultati della broncoscopia e della conferenza MDD, nonché i piani per un'ulteriore gestione e follow-up.

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Risultati

La tecnica descritta consente criobiopie polmonari transbronchiali mirate tramite RAB con fluoroscopia, r-EBUS e guida CBCT. Rispetto alla broncoscopia convenzionale con TBLC casuale, questa tecnica consente di mirare ad aree specifiche di DPLD o PPL di interesse, valutando le strutture circostanti prima della biopsia. Questa tecnica può essere utilizzata solo con r-EBUS e fluoroscopia o con una combinazione di CBCT. Sebbene questa tecnica sia stata ideata per le PPL, può essere utilizzata nelle malattie polmona...

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Discussione

Questo manoscritto fornisce un approccio graduale per l'esecuzione di RAB con fluoroscopia, r-EBUS e TC a fascio conico per ottenere TBLC mirato.

Ci sono diversi passaggi critici in questo protocollo. In primo luogo, la selezione dei pazienti è fondamentale per garantire che i pazienti siano sia candidati appropriati (la procedura di biopsia può avere un impatto diretto sulla diagnosi e sull'ulteriore cura) sia in grado dal punto di vista medico di sottoporsi ...

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Dichiarazioni

DP non ha conflitti di interesse da dichiarare. KS riporta un rapporto con Intuitive Surgical Inc. che include il rimborso del viaggio.

Ringraziamenti

Gli autori vogliono ringraziare il team di pneumologia interventistica, il personale di endoscopia, il team di anestesia, il team di citopatologia e i tecnici di radiologia della sala operatoria ibrida presso l'UT Southwestern Medical Center.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
0,9% soluzione fisiologica normale, 1000 mLQualsiasi marca
10 mL Siringhe Leuer lockQualsiasi marca
Siringhe a punta scorrevole da 20 mL Qualsiasimarca
BroncoscopioIntuitivo
Processore per broncoscopio e schermi videoSerbatoio
Sistema di tomografia computerizzata a fascio conico con arco a C e console
Valvola monouso per canale
Valvola monouso per aspirazione
ERBECRYO 2 Interruttore a pedale a 1 pedale AP & IP X8 Equipment USErbe20402-201
ERBECRYO 2 CartErbe20402-300
ERBECRYO 2 Unità criochirurgicaErbe10402-000
ERBECRYO 2 SystemErbe Flexible
Cryoprobe, OD 1,1 mm, L1,15 m con guaina, OD 2,6 mm, L817 mmErbe20402-401
Tubo flessibile del gas; L 1m per Erbokryo CA/AE/ERBECRYO 2Erbe20410-004
Adattatore per bombola del gas H; CO2; Pin indexErbe20410-011
Sistema endoluminale ionico con braccio robotico, console di controlloCatetere
articolatoe accessori
Sonda
SoftwareIntuitivo
Unità di azionamento della sondaOlympusMAJ-1720
OlympusUM-S20-17S o UM-S20-20R-3
Ecografo
Contenitori per campioni con fissativo secondo gli standard
Tazzesterili monouso
Tubo di
Epinefrina topica 1:10.000, 10 mL
Acido tranexamico topico 1000 mg, 10 mL
Ecografo universaleOlympusEU-ME2
Cestello in filo metallico; 339 x 205 x 155 / 100 mmErbe20180-010
di anidride carbonica intuitivo di controllobioptico ionico intuitivo completamente Strumenti ionici 490105 Intuitivi a visione periferica ionica Laptop intuitivo 490106 con pianificazione PlanPoint Sonda EBUS radiale endobronchiale radialedell'istitutoaspirazione

Riferimenti

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