末梢肺病変の診断のための放射状気管支内超音波および透視法による電磁ナビゲーション気管支鏡検査

サマリー

小さな肺腫瘍を気管支鏡だけで診断することは非常に困難です。電磁ナビゲーション気管支鏡検査は、全地球測位システムと同様に、病変の位置を特定するために使用されます。橈骨気管支内超音波検査と透視検査により、正しい位置を確認し、サンプリングを監視します。

要約

柔軟な気管支鏡を使用して肺がんを診断することは、合併症のリスクが非常に低い安全な手順です。気管支鏡検査は気管支内病変の診断精度が高いですが、末梢病変のサンプリングでは不十分です。したがって、気管支鏡を病変に導き、組織サンプリングの前に腫瘍の位置を確認するために、いくつかのモダリティが発明されました。

透視検査は、気管支鏡検査中に、手術中に胸部の2D X線画像を提供するために使用されます。気管支鏡とツール、および2.0〜2.5cmを超える場合は病変が見えます。橈骨気管支内超音波 (rEBUS) は、気管支鏡の作業チャネルに挿入できるほど小さい超音波プローブで構成されています。超音波プローブは、腫瘍組織などの固結組織と正常な空気で満たされた肺実質を区別するために使用されます。電磁ナビゲーション気管支鏡検査(ENB)は、患者のコンピューター断層撮影(CT)スキャンから気管支樹の3Dモデルを作成します。気管支鏡検査の前に、気管から病変へのルートが計画され、全地球測位システムと同様に、処置中に気管支鏡から病変へのリアルタイムのガイダンスが作成されます。この記事の目的は、rEBUSと透視法、ENBによる気管支鏡検査、rEBUS、および透視法を実行するための段階的なアプローチを説明することです。ディスカッションセクションでは、各モダリティの長所と短所について説明します。

概要

肺がんは、世界中で最も一般的ながんの種類の1つであり、がん関連死の主な原因です¹。したがって、低線量コンピューター断層撮影(CT)による肺がんのスクリーニングは、症状が発生する前に患者を診断するために提案されています²。低病期は、小さな肺病変または結節として検出されることがよくあります。オランダで実施された最大のスクリーニング研究の1つから、これらの病変はしばしば肺実質の外側の2/3に位置し、したがって末梢肺がんとして定義されることがわかっています^3,4。病変が悪性であるかどうかを判断するには、組織サンプルが必要です。これは、外科的切除生検、経胸部針生検、または気管^支鏡5,6による内視鏡など、いくつかの異なる方法で取得でき、後者は手術や経胸壁アプローチと比較して合併症のリスクが低く、かなりの併存疾患を持つ増加する高齢者人口を診断するための好ましい方法である。ただし、診断収率は他のモ^{ダリティ5}よりもまだ低いです。

気管支鏡は、気管と主気管支の目視検査を可能にしますが、気管支がセグメントとサブセグメントに分岐すると、1つの小さな病変を見つけることは、干し草の山から針を見つけることに匹敵します。したがって、気管支鏡を病変に導き、組織サンプリング⁷の前に腫瘍の位置を確認するために、いくつかの追加のモダリティが開発されました。これらのモダリティの目的は、内視鏡組織サンプリングの診断収率を増加させ、気管支鏡の範囲を胸膜に向けて拡大することであり、そこでは経胸壁針生検が行われます^8,9。

Cアームを使用した透視法は、気管支鏡検査中の胸部の2D X線画像を提供します。これは、経気管支生検(TBB)用の気管支鏡と鉗子の位置を視覚化するために使用でき、ランダムなTBBを実行するときに肺実質の中間1/3の胸膜と血管構造のサンプリングを回避できます。肺がんを診断する際には、透視法を使用して、スコープを病変の「おおよその」位置に導くことができます。病変は通常、直径が約2〜2.5 cmまたは¹⁰を超える場合、透視法で見られます。透視法の欠点は、2D画像の特性であり、これにより、スコープが病変¹¹の前方、後方、または中心のいずれにあるかを知ることが不可能になる。ただし、腫瘍の存在が放射状気管支内超音波 (rEBUS) ¹² で腫瘍の存在が確認されている場合、サンプリング中に生検ツールが目的の場所にあることを確認するためにも、透視法が使用されます。

rEBUSは、1992年にHürterらによって初めて報告され、末梢肺病変の診断的精密検査にますます使用されるようになった¹³。このモダリティは、空気で満たされた肺組織が超音波を伝導しないという事実を利用していますが、超音波プローブを使用してスキャンすると、密度の高い組織は圧密として現れます。rEBUSは、円形および回転する超音波プローブ、超音波駆動ユニット、および生検ツール¹⁴の正しい位置を確保しながらプローブを保護するために使用されるガイドシースからなる。rEBUSは、単独で使用することも、電磁ナビゲーション気管支鏡検査(ENB)15,16,17などの他のモダリティと組み合わせて使用することもできます。

ENBは、末梢肺病変¹⁸の位置を特定するために使用される。このシステムは、ソフトウェアプログラムと患者からのCTスキャンを使用します。CTスキャンから患者の気道の仮想モデルが生成され、オペレーターは気管から病変までのルートを設計します。その後、患者の胸部の周りに電磁場が生成され、ソフトウェアはこのフィールドをCTスキャンから生成された仮想フィールドと同期させるため、全地球測位システム(GPS)技術と同様に、オペレーターが気管支鏡検査中に事前に計画されたルートをたどるのを支援します。ENBは、腫瘍の位置のリアルタイムな確認を提供しません。ENBは、透視法およびrEBUS^19,20と組み合わせることができます。Virtual Navigation Bronchoscopy(VBN)は、ENBの前身であり、気管支樹の仮想モデルを作成するためのソフトウェアと病変へのルートで構成されています。このシステムにはリアルタイムのナビゲーションは含まれていませんが、気管支鏡検査中にルートを表示することができます^21,22。新しいシステムは、透視法とVBNを組み込んでいますが、VBNの使用については、次のプロトコル²³では説明しません。

ENBシステム
現在、ENB向けには、オリンパスのSPiNシステムと、メドトロニックが販売するsuperDimensionシステムとILLUMISITEの2社がシステムを製造しています。このプロトコルでは、現在最も多くの出版物がある superDimension システムを使用した手順について説明します。ただし、手順の多くのステップは交換可能です。

次のプロトコルでは、臨床現場で透視法下で rEBUS を実行する方法と、透視法下で ENB + rEBUS を実行する方法について説明します。この手順は、意識下鎮静と全身麻酔下で簡単に実行できます。このプロトコルでは、鎮静の方法については説明しません。ディスカッションセクションでは、各手順の長所と短所を示します。

プロトコル

この記事のプロトコルでは、標準的な臨床診療について説明しています。倫理委員会の許可は必要ありませんでした。プロトコルの画像には、患者を特定するために使用できる情報は含まれていません。

1.放射状気管支内超音波検査

1. 手続きの準備
   1. CTスキャンを調べて、処置前に気管支の兆候と病変の位置を確認します。
   2. 検査の前に、超音波プローブ、ガイドシース、および選択した生検ツールを校正し、ガイドシースに挿入したときにツールが超音波プローブと同じ位置に到達することを確認します。
2. 「体系的気管支鏡検査:4つの画期的なアプローチ」で説明されているように、気管支樹とセグメントの系統的検査を行います²⁴。
   1. Cアームを患者の上に置き、病変が画像に表示されるまで調整します。
   2. 気管支鏡の先端を、病変が存在する可能性が最も高いセグメントまたはサブセグメントに挿入します。
   3. ガイドシースを進め、透視ガイドの下で、金属製のガイドシートの先端が病変に隣接または病変内に来るまでプローブします。
   4. プローブを進めてアクティブにします。これで、モニターに超音波画像が表示されます。
      1. プローブが腫瘍または密集した組織に囲まれている場合、同心円状の圧密が現れます( 図1Aを参照)。正常な肺組織に向かう高エコーの境界を持つ灰色で均質な圧密を探します。
      2. プローブが病変に隣接して配置されている場合、画像は偏心します( 図1Bを参照)。
      3. プローブを正常な肺組織に配置すると、空気の散乱画像のみが表示されます( 図1Cを参照)。
      4. すりガラス状病変、炎症組織、無気肺などの密度の低い病変では、より不均一で定義の少ない画像が表示されます ( 図 1D を参照)。これは、気管支に閉じ込められた空気(高エコー)または液体(低エコー)によって引き起こされます。
      5. CTスキャンで病変に一致する圧密が現れない場合は、正しい配置が得られるまでガイドシースとプローブを調整します。
   5. 超音波プローブが最適な圧密を提供する位置の透視画像を保存します(手順1.3.2で使用します)。

図1:放射状EBUS超音波画像(A)同心円圧密、(B)偏心圧密、(C)空気散乱超音波画像、(D)不規則な圧密。略語:EBUS =気管支内超音波。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

3. 組織サンプリング
   1. 超音波プローブをガイドシースから取り外し、鉗子またはその他の選択したサンプリングツールを挿入します。
   2. 鉗子の配置とCアームスクリーン上の超音波プローブの配置を比較し、サンプリングが正しい位置で実行されることを確認します( 図2を参照)。特に患者が咳をしている場合は、鉗子の配置を確認します。鉗子を使用して最低10〜15個のサンプルを収集し、鉗子を取り外し、4〜5個のサンプルごとに超音波プローブを挿入して正しい位置を確認します。

図2:透視ガイド下サンプリング(A)サンプリング中の鉗子の配置。(B)rEBUSプローブの配置。略語:rEBUS =放射状気管支内超音波。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

2.電磁ナビゲーション気管支鏡検査

注意: 次の手順は、メドトロニックのsuperDimensionシステムに基づいています。

1. 計画フェーズ
   1. 施術前に、CT画像の評価を行います。画像が高品質であり、できれば 1.5 mm 以下の厚さのスライスを使用し、気道を完全に拡張して気道を露出させ、病変²⁵ につながる吸気中に記録していることを確認します。
   2. このソフトウェアを使用して、病変への経路が計画されている気管支樹の3Dモデルを作成し、病変から始まり気管に向かって移動します。
      注: スキャンに基づいて病変への経路を確立できない場合、ENB は患者にとって正しいモダリティではありません。
2. 登録
   1. 患者をボードに置きます。3つのセンサーを胸部に配置して、呼吸中の動きを補正します。
   2. 体系的な気管支鏡検査²⁴で手順を開始します。
   3. 拡張ワーキングチャネル(EWC)と位置決め可能なガイドを、位置決め可能なガイドの先端が見えるまで気管支鏡の作業チャネルに挿入します。
   4. 配置可能なガイドをロックします。
   5. マシンの [登録開始 ]を押すか、フットペダルを使用します。
   6. 気管支鏡を各葉気管支に段階的に挿入し、対側から始まり、病変のある葉で終わります。位置や動きはシステムによって登録され、その情報をもとにCTスキャンに基づいて作成された気管支樹の3Dモデルに患者の気道の登録を一致させるために使用されます。病変とは反対側でレジストレーションを開始し、ターゲットに最も近い位置で終了します。
   7. すべてのローブが登録されていることが示されたら、[ 登録の確認 ]を押して、登録ポイントが仮想3Dモデルと一致するかどうかを確認します。不一致がある場合は、手順 2.2.5 から 2.2.7 を繰り返します ( 図 3D を参照)。
3. 航法
   1. フットペダルを踏んでナビゲーションを開始します。ソフトウェアは、ターゲットへのルートを示します。大きな航空路では中央ナビゲーションを使用し、カメラからのビデオ画像を航空路の3Dモデルのルート画像に沿って表示します( 図3Aを参照)。
   2. スコープをこれ以上進めなくなるまで、事前に計画されたルートをたどります。
   3. EWCと位置指定可能なガイドをアンロックします。
   4. フットペダルを踏むと、中央ナビゲーションから周辺ナビゲーションに切り替えられます。
      注意: ペリフェラルナビゲーションは、EWCを進めるときに使用されます。この部分では、スキャンのCT画像と一緒に気道の3Dモデルが表示されます。ターゲットには、緑色のボールと、ターゲットからの方向と距離を示すレチクルでマークされています ( 図 3B を参照)。
   5. ターゲットを右側に保ちながら、ルートが照らされていることを確認します(「正しく明るい」)。EWCを進め、CT画像で気管支へのルートが開いていることを確認します。
      注意: EWCは機動性があり、ターゲットに到達するために目的の方向(X、Y、およびZ軸)に回すことができます。
   6. ターゲットがレチクルの中心に来て、ターゲットから0.4〜0.9 mmの距離になると、ナビゲーションは完了します。
      注意: 位置決め可能なガイドは、生検ツールがターゲットを超えて伸びる可能性があるため、距離から0.0 mm離れていないことをお勧めします。
   7. EWCを所定の位置にロックし、配置可能なガイドをスコープから引っ込めます。

図3:電磁ナビゲーション 気管支鏡ナビゲーション。 (A)セントラルナビゲーション、(B)ペリフェラルナビゲーション、(C)良好なアライメントによるレビュー登録、(D)CTから身体への発散。略語:CT =コンピューター断層撮影。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

3. 透視、rEBUS、組織サンプリング

注:位置決め可能なガイドを引っ込めると、電磁界を乱すことなく透視法を使用することができます。

1. Cアームを患者の上に置き、病変が画像に表示されるまで調整します。
2. 透視法を使用し、ステップ1.2.5で説明されているようにrEBUSプローブを挿入することにより、EWCの正しい位置を確認します。透視検査で EWC が病変にない場合、または rEBUS を使用して圧密が現れない場合は、ステップ 1.2.4-1.2.6 で説明されているように位置を調整する必要があります。
   注:CTとボディの発散は、構築された3Dモデルとリアルタイムのレジストレーションポイントの間のアライメントが歪んでいる場合に発生します。マークされたターゲットは、病変の位置にありません。
3. 正しい位置に到達して確認したら、手順1.3.1-1.3.2の説明に従って組織サンプリングを実行します。

結果

記載された技術は、末梢肺病変のサンプリングを容易にする。放射状EBUSおよび透視検査は、気管支鏡医が腫瘍をサンプリングする前に病変の存在を確認するのに役立ちます(図1および図2を参照)。ENBを追加することで、気管支鏡検査医は病変を探す代わりに正しい場所に誘導されます。計画段階では、気管支鏡視鏡医に病変へのルート、ナビゲーションシステムによる病変へのリアルタイムガイダンス、rEBUSによる腫瘍の存在の確認、および透視法による組織サンプリングを提供します(図3を参照)。ラジアルEBUSとENBは、一緒に使用することも、別々に使用することもできます。手順の成功は、多くの場合、診断歩留まり=診断手順を手順の総数で割ったものとして報告されます。文献で報告されている収率は、ENBとrEBUSの組み合わせで47%から83%までさまざま^{です16,26...}

ディスカッション

この記事では、透視法でrEBUSとENBを実行するための実践的なアプローチを紹介します。以下の議論は著者の意見であり、2つのセンターからの実践的な臨床経験に基づいています。

ヒントとテクニック
レブス
処置の前に、胸部CTセクショナルウォーカーアプリを使用して、病変がどのセグメントに位置しているかを確認できます¹⁴。ただし、患者の解剖学的構造が異なるため、病変はアプリに表示されるものとは別のセグメントに配置されている可能性があります。

この手順には、より大きな気管支鏡(2.8mmのワーキングチャンネル)またはより小さな気管支鏡(2.0mmのワーキングチャンネル)を使用することが可能です。小さいスコープは、上葉に配置しやすく、気管支が鋭角に湾曲している病変、たとえば心臓の後ろに進むのが簡単です。小さなスコープ用の小さなシースと鉗子が存...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
Bronchoschope	Olympus
Edge 拡張ワーキングチャンネル	Medtronic
エッジ位置決め可能ガイド	Medtronic
ガイドシースキット	オリンパス
OEC fluorostar	GE healthcare		透視用Cアーム
プローブ駆動ユニット	オリンパスの
ラジアルEBUSプローブ	Olympus
superDimension	Medtronic		ナビ