Localizzazione di noduli transtoracici di navigazione elettromagnetica per chirurgia toracica minimamente invasiva
4 maggio 2022
Qui viene presentato un protocollo per la localizzazione dei noduli polmonari utilizzando la marcatura del colorante tramite accesso all'ago transtoracico navigato elettromagneticamente. La tecnica qui descritta può essere eseguita nel periodo peri-operatorio per ottimizzare la localizzazione dei noduli e per una resezione di successo quando si esegue la chirurgia toracica minimamente invasiva.
Il vantaggio principale di questa tecnica è che aiuta nella localizzazione perioperatoria di noduli polmonari piccoli, profondi e / o sub-solidi durante la resezione polmonare minimamente invasiva. Prima di iniziare la procedura, rivedere la precedente tomografia computerizzata del torace o l'imaging TC per assicurarsi che il paziente sottoposto alla localizzazione del nodulo abbia un nodulo polmonare periferico adatto alla chirurgia toracica minimamente invasiva. Quindi eseguire una TAC del torace senza contrasto con il paziente in posizione di decubito laterale e il polmone ipsilaterale al nodulo posizionato fino a imitare la posizione durante l'iniezione del colorante.
Ottieni immagini sia espiratorie che inspiratorie per tenere conto del movimento dei noduli. Il giorno della procedura, utilizzare il software di pianificazione del sistema di navigazione per segmentare digitalmente la lesione target. Se la lesione bersaglio è di natura vetro smerigliato radiograficamente puro, il software di segmentazione potrebbe non riuscire a identificare correttamente la lesione.
In tal caso, posizionare un bersaglio virtuale al centro della lesione bersaglio. Una volta che la lesione bersaglio è stata marcata con successo, utilizzare il software di pianificazione per delineare il sito percutaneo per l'ingresso dell'ago. Con il paziente in posizione di decubito laterale, collegare tre punti di riferimento elettronici sulla parete toracica ipsilaterale al nodulo e ad almeno cinque centimetri di distanza dal punto di ingresso scelto.
Collegare i pad al sistema di navigazione elettromagnetica e posizionare il generatore di campi di navigazione elettromagnetica sopra i pad di riferimento per registrare il paziente all'interno del sistema. Quindi utilizzare le istruzioni fornite dal sistema di navigazione elettromagnetica per mettere a punto la calibrazione. Una volta che il generatore di campo è in posizione, utilizzare la piattaforma di localizzazione dei noduli transtoracici di navigazione elettromagnetica per scattare un'istantanea virtuale dei pad di riferimento.
Per generare una nuvola di punti dati che delinei l'estensione delle principali vie aeree, inserire prima il catetere monouso proprietario del tratto di navigazione elettromagnetica nel lume destro del tubo endotracheale a doppio lume. Allineare il catetere sulla carina principale e tirare lentamente indietro nella trachea fino a quando il sistema non viene richiesto di fermarsi. Quindi guidare il catetere monouso nel lobo polmonare inferiore destro fino a quando non viene richiesto di fermarsi con un altro segno di spunta verde.
Una volta interrotta la raccolta dei punti dati, trasferire il catetere monouso dal lume polmonare destro del tubo endotracheale a doppio lume nel catetere del lume polmonare sinistro del tubo. Quindi guidare il catetere monouso nel bronco dello stelo principale sinistro da due a tre centimetri prossimale alla sua biforcazione nei lobi superiori e inferiori sinistri. Riprendere la raccolta dei dati guidando il catetere monouso nel lobo inferiore sinistro fino a quando non viene richiesto di fermarsi.
Una volta raccolta l'intera nuvola di dati, allineare un ago percutaneo del tratto nel sito di ingresso della pelle della parete toracica utilizzando la piattaforma di navigazione elettromagnetica per la guida. Contrassegnare la pelle nel punto di ingresso alla cavità toracica facendo attenzione che il punto di ingresso sia appena superiore alla costola ed evitando qualsiasi vascolarizzazione o struttura ossea nota. Pulire la pelle con la soluzione di clorexidina al 2% per un minimo di 15 secondi e lasciare asciugare la soluzione per un minimo di 30 secondi.
Drappeggia il campo usando una tecnica sterile e indossa guanti sterili e un camice sterile. Iniettare per via sottocutanea da uno a due millilitri di lidocaina all'1% al punto di ingresso per l'anestesia locale. Utilizzare un bisturi chirurgico con lama numero 10 per eseguire un'incisione cutanea superficiale di cinque millimetri nel sito di ingresso attraverso l'epidermide.
Posizionare un ago elettromagnetico sterile calibro 19 sul punto di ingresso contrassegnato. Utilizzare le viste trasversali e coronali sullo schermo del sistema elettromagnetico per regolare l'angolo di ingresso in modo che si allinei con il centro della lesione target. Una volta confermato l'angolo di ingresso, stabilizzare l'ago del tratto di navigazione elettromagnetico contro la parete toracica.
Avanzare saldamente l'ago attraverso la parete toracica mentre il team di anestesia tiene il paziente in espirazione. È fondamentale che l'operatore allinei correttamente l'ago con la lesione bersaglio in almeno due delle tre viste fornite dal sistema di navigazione elettromagnetica prima di stabilizzare e far avanzare l'ago in una spinta diretta verso il basso. Dopo aver raggiunto il lato distale della lesione bersaglio dalla parete toracica, rimuovere il tratto stylet e coprire il mozzo dell'ago con un dito senza spostare l'ago.
Quindi, collegare una siringa contenente da due a tre millilitri della concentrazione appropriata di blu di metilene all'ago e iniettare 0,5 millilitri della soluzione nella lesione bersaglio. Quindi depositare gradualmente e continuamente altri 0,5 millilitri della soluzione mentre si ritira lentamente l'ago per creare una traccia. Quando tutto il colorante è stato consegnato, utilizzare la marcatura del colorante per localizzare e resecare il nodulo polmonare mediante chirurgia toracica minimamente invasiva.
Dopo la localizzazione del nodulo transtoracico di navigazione elettromagnetica come appena dimostrato, la marcatura del colorante di localizzazione può essere identificata nel polmone sgonfiato e può essere intrapresa la resezione diagnostica del cuneo. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di garantire una corretta registrazione e il posizionamento della parete toracica dell'ago. Si spera che questa tecnica apra la strada a miglioramenti nella resezione di piccoli noduli utilizzando metodi chirurgici minimamente invasivi e nell'esplorazione degli effetti di questo metodo sul tasso di lobectomia diagnostica e / o conversione in toracotomia aperta.
Visualizza la trascrizione completa e accedi a migliaia di video scientifici
Panoramica
Questo protocollo delinea una tecnica per la localizzazione dei noduli polmonari utilizzando il marcaggio con colorante attraverso l'accesso con ago transtoracico navigato elettromagneticamente. È progettato per migliorare la localizzazione dei noduli e facilitare la resezione durante la chirurgia toracica minimamente invasiva.
Componenti principali dello studio
Area della scienza
- Chirurgia toracica minimamente invasiva
- Localizzazione dei noduli polmonari
- Tecniche di navigazione elettromagnetica
Contesto
- I noduli polmonari piccoli, profondi e subsolidi pongono sfide durante la chirurgia.
- L'imaging precedente è cruciale per identificare i noduli adatti.
- Le scansioni TC del torace senza contrasto aiutano nella pianificazione della procedura.
- Il software di segmentazione può avere difficoltà con certi tipi di noduli.
Obiettivo dello studio
- Migliorare la localizzazione dei noduli polmonari durante la chirurgia.
- Migliorare la precisione delle tecniche minimamente invasive.
- Ottimizzare gli esiti per i pazienti nelle procedure di resezione polmonare.
Metodi utilizzati
- Revisione delle immagini TC del torace precedenti.
- Scansione TC del torace senza contrasto in posizione di decubito laterale.
- Utilizzo del software di pianificazione del sistema di navigazione per la segmentazione della lesione.
- Ottenimento di immagini sia espiratorie che inspiratorie per precisione.
Principali risultati
- Localizzazione con successo dei noduli utilizzando il marcaggio con colorante.
- Miglioramento dei risultati chirurgici con tecniche minimamente invasive.
- Sfide con il software di segmentazione per certi tipi di noduli.
- Migliorata comprensione del movimento del nodulo durante l'imaging.
Conclusioni
- La tecnica aiuta significativamente nella localizzazione dei noduli.
- È efficace per i noduli polmonari piccoli e profondi.
- Un ulteriore perfezionamento delle tecniche di imaging può essere vantaggioso.
Domande frequenti
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.
