標的肺凍結生検のためのマルチモーダルイメージングと組み合わせたロボット支援気管支鏡検査

サマリー

この記事では、ロボット支援気管支鏡検査を透視法、放射状気管支内超音波検査、およびコーンビームコンピューター断層撮影と組み合わせて実行するための段階的なアプローチについて説明し、標的となる経気管支肺凍結生検を取得することを目的としています。

要約

ロボット支援気管支鏡検査 (RAB) は、肺の標的気管支鏡生検を可能にします。ロボット支援気管支鏡は、3 次元 (3D) 肺で行われたマッピングと、処置前の薄スライス コンピューター断層撮影胸部から得られた気道再建に基づいて、標的病変への経路を確立した後、直視下で気道をナビゲートします。RABは、肺全体の遠位気道への操作性、正確なカテーテル先端の関節形成、およびロボットアームによる安定性を備えています。透視法、橈骨気管支内超音波検査(r-EBUS)、コーンビームコンピュータ断層撮影法(CBCT)などの補助イメージングツールをRABとともに使用できます。形状検出ロボット支援気管支鏡検査 (ssRAB) を使用した研究では、末梢肺病変 (PPL) の生検について、悪性プロセスと非悪性プロセスの両方で良好な診断結果と安全性プロファイルが示されています。ssRABと組み合わせた1.1 mmクライオプローブは、鉗子生検を伴う従来の気管支鏡検査と比較して、PPLの診断に安全で効果的であることが示されています。この手法は、良性のプロセスにおける標的肺サンプリングにも使用できます。この記事の目的は、RAB を透視法、r-EBUS、および CBCT と組み合わせて実施し、標的経気管支肺凍結生検 (TBLC) を取得するための段階的なアプローチを説明することです。

概要

経気管支肺生検(TBBX)を伴う軟性気管支鏡検査は、腫瘤、結節、非解決性浸潤、または実質^肺疾患1を含む異常な胸部画像の評価に使用される診断法です。びまん性実質肺疾患(DPLD)は、多くの場合、線維症および/または炎症によって特徴付けられることがあります。一部の患者は、徹底的な病歴、身体検査、関連する血清学、高解像度コンピューター断層撮影(HRCT)所見、および集学的ディスカッション(MDD)により非侵襲的に診断できますが、多くの患者は診断を確立するために侵襲的な手順を必要とします²。鉗子を用いた従来の経気管支肺生検は、生検のサイズが小さく、アーチファクトが押しつぶされるため、制限されています。その結果、外科的肺生検はゴールドスタンダードと見なされてきましたが、罹患率と死亡率は有意です^3,4。

経気管支肺凍結生検 (TBLC) は、間質性肺疾患 (ILD) またはびまん性実質性肺疾患 (DPLD) の診断に使用できる技術であり、外科的肺生検 (SLB^{) の}代替として機能する可能性があります5。欧州呼吸器学会のガイドラインによると、TBLCは適格な患者におけるSLBの代替として推奨されています⁶。同様に、米国胸部学会のガイドラインでは、TBLC^の結果7の実施と解釈に必要な専門知識を持つ医療センターで、SLBの代替としてTBLCを条件付きで推奨しています。TBLCは、SLBと比較して歴史的に診断の精度が良好ですが、出血や気胸8などの合併症によって制限^{されます。}最近のメタアナリシスでは、MDDでは77%の全体的な診断率が80.7%に改善し、気胸率が9.2%、出血率が9.9%と報告されました⁹。TBLCは、PPLの評価にも使用されます¹⁰。

ロボット支援式気管支鏡検査(RAB)の開発により、直視下で気道をナビゲートすることにより、カテーテルの操作性、正確なカテーテル先端の関節、安定性、およびロボットアームを使用してカテーテルで遠位気道に気管支鏡のくさびを維持する能力を備えた肺の標的サンプリングが可能になります。イオン管腔内システムは、肺の特定の標的領域にアクセスするためのナビゲーションに形状センシング技術を利用しています。形状検出ロボット支援気管支鏡検査 (ssRAB) を使用した研究では、主に悪性腫瘍が疑われる PPL に対して、良好な診断結果と安全性プロファイルが示されています 11,12,13,14。TBLC用の1.1mmクライオプローブとssRABの組み合わせは、鉗子¹⁵を用いた経気管支生検と比較して、肺結節の診断に安全で効果的であることが示されています。この技術は、クラッシュアーティファクトが比較的ない鉗子を使用して、従来の経気管支生検よりも大きな標的肺生検を取得するために使用できます。

放射状気管支内超音波 (r-EBUS) およびコーン ビーム コンピューター断層撮影は、従来の気管支鏡検査、電磁気学、またはロボット ナビゲーション システムと組み合わせて使用 され、PPL^{16、17、18、19、20、21、22} をサンプリングする前にリアルタイムで確認します.R-EBUS は、DPLD の TBLC 中にも利用されており、肺標本の病理学的信頼性を高め、出血を減らし、処置時間を短縮します²³。CBCTの追加により、プローブの先端が生検の安全ゾーンにあることを確認し、胸膜からの距離を客観的に測定し、血管系24,25,26を視覚化して回避する能力を持つDPLDのTBLCの安全性プロファイルが向上しました。

このプロトコルでは、全身麻酔下の臨床現場で、透視法、r-EBUS、および CBCT と組み合わせたイオン管腔内システムを使用した手順に耐え、恩恵を受けることができる患者のための実質肺疾患の設定で標的 TBLC を取得する手順について説明します。このマルチモーダルアプローチにより、対象とする対象領域の正確なサンプリングが可能になります。

プロトコル

この記事で説明するプロトコルは、標準的な臨床診療の概要を示しています。テキサス大学サウスウェスタン医療センターの治験審査委員会は、ssRAB (STU-2021-0346) による標準治療の気管支鏡検査を受ける患者の前向きデータ収集を承認し、個々の同意をデータベースに含めることを免除します。日常的な処置の同意は、処置の前に患者から得られます。X線写真でDPLDがあり、気管支鏡生検の許容可能な候補者である患者は、この手順に紹介されます^5,27。18歳以上の患者は、紹介医および実施医による処置を受けることができると見なされます。除外基準には、出血性疾患 (INR >1.3 の上昇、血小板減少症 <100,000/μL)、パルスオキシメトリーによる低酸素症 <2 L/分の酸素補給で 90%)、肺高血圧症 (心エコー検査で測定された全身性肺動脈圧 >50 mmHg)、または重度の心疾患。本研究で使用した機器の詳細は、資料表に記載されています。

1. 手続き前の計画

1. 患者の薄切片CT胸部をプランニングソフトウェアにアップロードします。このソフトウェアは、気道と肺の3次元再構築を自動的に作成します。
2. 胸膜境界から約 10 mm のところにあるサンプリングを提案する肺のターゲットを選択します。注:これは、紹介医、放射線科医、または臨床的判断との話し合い後のすりガラス、浸潤、結節性、または線維症の領域である可能性があります。末梢肺病変に関する以前に報告された文献は、標的領域が >2 cm²⁸ の場合、診断率の増加を示しています。
3. 各ターゲット サイトへの経路を計画します。
   注:手順中に経路が実行できない場合は、二次経路を計画することを検討してください。
4. 3つのCTビュー(軸方向、冠状、矢状)すべてと仮想気管支鏡検査(図1)で計画を確認します。
5. プランをコントローラー コンソールにエクスポートします。

2. 患者様の準備

1. 全身麻酔下で患者を最小サイズ8.0のシングルルーメン気管内チューブで誘導し、維持します。神経筋遮断と人工呼吸器プロトコルによる全静脈麻酔を使用して、無気肺の発症を減らします²⁹。
   注:麻痺のモニタリングは、末梢神経刺激装置²⁹を用いた4列テストを用いて行われる。
2. CBCTスピン中にCアームが完全に回転できるように、患者の腕を挟み込みます。
3. TBLCの標的領域が透視法に等心するように、患者とcアームを配置します。

3. 従来の気管支鏡検査

1. 気管支鏡アダプター を介して 診断用または治療用気管支鏡を気管内チューブに挿入します。
2. 気道検査を行い、吸引を最小限に抑えて無気肺の発症を減らします³⁰.
3. 気管支鏡を取り外します。

4. ロボット支援気管支鏡検査

1. ドッキング
   1. ロボット気管支鏡を患者に隣接する位置に移動します。
   2. ロボットアームを磁気気管支鏡アダプターにドッキングします。カテーテルと視力プローブを気管内チューブに挿入します。
2. 登録
   1. 直視がカリーナの仮想気管支鏡の画像と一致するようにカテーテルを配置します。
   2. スクロールホイールとコントローラーコンソール上のトラックボール を介して ロボットカテーテルを操作し、両方のメインステム気道に入り、次に両側の上気道と下気道に進入して気道データを収集します。
   3. 登録完了後、仮想気管支鏡画像と実際の気管支鏡画像を比較します。著しい不一致または相違が認められた場合は、再登録を実行します。それ以外の場合は、登録を受け入れます。
3. 航法
   1. スクロールホイールを使用してカテーテルを操作し、コントローラーコンソールのトラックボールを気道を通って、計画された経路に従って標的病変に向かいます。
   2. 「プレビューパス」機能を使用して、発散(仮想気道と実際の気道の不一致)が認められた場合に気道の画像を追跡します。
4. 透視、r-EBUS、CBCTを用いて位置を確認します。
   1. カテーテルが標的病変から5〜10mm以内にあるときにビジョンプローブを取り外します。
   2. r-EBUSプローブを透視下で回転させながら進めます。胸膜境界に進みます(図2A)。
   3. r-EBUS プローブを透視下で胸膜境界から予想される生検標的部位まで約 10 mm 後退させます。r-EBUSプローブを使用して、標的領域を視覚化し、周囲の実質と潜在的な生検領域の血管系を評価します。r-EBUSプローブを取り外します。
   4. 1.1 mmタッチクライオプローブをカテーテル に挿入し 、透視下で生検のために事前に決定された標的領域まで伸ばします(図2B)。
   5. コーンビームCTスピンをシステム固有のプロトコルごとに実行します。換気は、呼気終末陽圧(PEEP)または肺活量操作に一致するように設定された人工呼吸器の調整可能な圧力制限バルブを使用して、吸気終末ブレスホールドを使用して、プロバイダーの好みに応じて継続または保持できます。
      注: CBCT スピンは、回転せずに r-EBUS プローブを伸展させるか、予想される生検部位で 1.1 mm クライオプローブを伸ばして実行できます。
   6. 処置中のイメージングを処置前のCT胸部と比較して、カテーテルがターゲットにあることを確認するように計画します。CBCTで拡張透視法が利用可能な場合は、生検中に2D透視法で視覚化するためにターゲットをセグメント化します(図3)。
   7. 透視法、CBCT、およびr-EBUSに基づいてカテーテルを調整し、サンプリングが適切な場所で行われるようにします。
   8. 必要に応じて、カテーテルを調整した後、CBCTを繰り返します。
5. 組織サンプリング
   1. 1.1 mm タッチクライオプローブが適切な生検位置にあることを確認します。
   2. ペダルを踏んでフリーズサイクルを4秒から6秒にアクティブにし、ペダルを踏み続けながらプローブを1回の動きで引っ込めます。
   3. 組織生検を塩化ナトリウム0.9%または固定剤で組織生検したプローブチップを置きながらペダルを離し、生検をチップから放出します。
   4. 手順 4.5.1 から 4.5.3 を繰り返して、TBLC を実行します。
      注:著者は通常、各部位で1〜4回の生検を行います。生検プロセス中、適切な組織調達を確保するために、各生検の前にカテーテルをわずかに調整することができます。これには、CBCTスピンを繰り返すか、ステップ4.4でr-EBUSを使用して位置を確認する必要がある場合があります。
   5. 最終的な生検後、10 mLのロイアーロックシリンジに1〜2 mLの生理食塩水と空気をカテーテルに注入して、血液や分泌物を取り除きます。
   6. ビジョンプローブを挿入して view ampリング部位をクリックし、カテーテルをゆっくりと引っ込めます。直視 による 出血や透視法による赤面の証拠がある場合は、1:10,000エピネフリン1mLの局所投与、追加の冷生理食塩水、またはロイアーロックシリンジ を介して 50〜100mgのトラネキサム酸を点眼します。.次に、カテーテルを3〜5分間そのままにして、タンポナーデを追加します。
   7. 手順4.5.6を繰り返します。出血の証拠がない場合は、カテーテルを気管に引っ込めます。
   8. 著しい出血が認められた場合は、ロボット気管支鏡を取り外し、軟性気管支鏡検査³¹後の医原性出血の管理のためのプロトコルに従ってください。
6. 追加の標的部位:追加の標的部位を生検に計画している場合は、手順4.3〜4.5を繰り返します。
7. ロボット支援気管支鏡検査の終了後、カテーテルを引っ込め、ロボットシステムをドッキング解除して、位置から外れます。

5.従来の気管支鏡検査

1. 気管支鏡アダプターを介して診断用または治療用気管支鏡を気道に再挿入し、気道検査と吸引を行います。
2. 気管支肺胞洗浄が示されている場合は、気管支鏡をTBLCが行われていないサブセグメント気道に進めてくさびを作成します。通常の生理食塩水の連続アリコートを注入し、手の吸引 で 戻ります。

6. 手続きの結論

1. 気管支鏡を取り外します。
2. 透視法または集束超音波⁵ を実行して、気胸を評価します。気胸が特定された場合は、サイズと患者の臨床状態に応じて、胸部チューブの配置と連続観察による保存的管理を検討してください。
3. 必要に応じて、TBLC検体を最初に0.9%塩化ナトリウムに入れた場合は、固定剤で容器に移します。
4. 逆麻酔、抜管、および患者を目覚めさせます。
5. 患者を麻酔後ケアユニットに移します。
6. 処置後の胸部X線写真を実施して確認します(図4)。

7. フォローアップのポスト手続き

1. ILDのサブタイプを決定するために、間質性肺疾患の専門家である呼吸器科医、胸部放射線科医、および胸部病理学者が参加する学際的なディスカッションで気管支鏡検査の結果を確認します。
2. 気管支鏡検査とMDD会議の結果、およびさらなる管理とフォローアップの計画について患者と話し合います。

結果

記載されている技術により、透視法、r-EBUS、および CBCT ガイダンスを備えた RAB による 標的経気管支肺凍結生検が可能になります。ランダムTBLCを用いた従来の気管支鏡検査と比較して、この手法では、生検前に周囲の構造を評価しながら、関心のあるDPLDまたはPPLの特定の領域を標的にすることができます。この技術は、r-EBUS と透視法のみ、または CBCT の組み合わせで使用できます。この技術はPPLのために考案されましたが、良性およびびまん性実質肺疾患に利用して、正確で標的を絞った領域のサンプリングを確実にすることができます。

歴史的に、TBLCはより大きなクライオプローブ(1.7 mm、1.9 mm、2.4 mm)で行われてきました^9,10。小型で使い捨ての1.1 mmクライオプローブの評価が進行中です。DPLDの評価においてTBLCを使用して気管支鏡検査を受ける患者に対して1.1mmと1.9mmのクライオプローブを評価した最近の前向き無作為化比較試験では、検体の品質と診断率に違いはなく、1.1mmクライオプローブ³²でサンプルサイズが小さいと報告されました。FROSTBITE-2試験は、さまざまな肺プロセス(肺移植同種移植片、DPLDまたはPPLの評価)に対して、1.1mm凍結プローブと標準の2.0mm鉗子によって行われる経気管支生検の有効性を比較する研究です。

TBLCを取得するためにナビゲーション気管支鏡ガイダンスを使用したDPLDに関するデータは限られています。Kronborgら³³ は、1.7mmまたは1.9mmのタッチクライオプローブを使用したDPLC患者18人における電磁ナビゲーション気管支鏡ガイド下TBLCの使用に関するパイロット研究を報告しました。彼らは、生検が11人の患者の診断に寄与し、3人が気胸、7人が軽度から中等度の出血であったと報告しました³³。

私たちは以前に、良性疾患と悪性疾患の両方で標的肺サンプリングを行うこのマルチモダリティ技術(ssRABと透視法、r-EBUS、およびCBCTを使用)を受けている患者の転帰を発表しました^21,22。現在までに、最初の原稿投稿から、DPLDのTBLCに対して透視法によるRAB療法、CBCT、およびR-EBUSを受けた患者が10人いますが、これらはこれらのデータセットには含まれていません。このコホートでは、介入を必要とする出血のエピソードはありませんでした。1人の患者は観察のために入院が必要で、その後、拡大しているが無症候性の気胸のために胸腔チューブの留置が必要でした。8人の患者が1つの葉(右上葉1つ、右下葉5つ、左上葉1つ、左下葉1つ)で生検を受け、2人の患者が複数の葉(右上葉と右下葉)で生検を受けました。得られた平均生検総数は7±1.2でした。生検の平均最大寸法は0.32mm±0.1mmでした。気管支鏡検査の結果は、患者の70%で診断に貢献しました。データ収集は進行中です。

図1:軸方向、冠状、矢状面のCT胸部スライスと気道再建、および計画された経路を持つ右上葉の選択された生検部位。 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。

図2:左前斜筋(LAO)30度の透視検査とデジタルズームを備えたssRABコンソールのビュー。 (A) r-EBUS が拡張された上部で、生検部位に有意な血管系は認められていません。(B)1.1mmタッチクライオプローブを伸ばした状態。 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。

図3:r-EBUSプローブを視認した状態で行われたコーンビームCT。 拡張透視法で使用するためにセグメント化された生検領域。CBCTスピンが息止めなしで行われた場合の顕著な運動アーチファクトと無気肺に注意してください。 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。

図4:前後図での術後の胸部X線写真。 両側間質密度が認められ、気胸や胸水はありません。 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。

ディスカッション

この原稿では、X線透視法、r-EBUS、コーンビームCTを用いてRABを行い、標的TBLCを得るための段階的なアプローチを提供します。

このプロトコルには、いくつかの重要なステップがあります。まず、患者が適切な候補者であり(生検手術は診断とさらなるケアに直接影響を与える可能性がある)、医学的に手術を受けることができることを確認するために、患者の選択が不可欠です^5,6。処置前の準備には、診断材料が得られる可能性のある鑑別診断と最適な生検領域を決定するために、紹介医および/または放射線科医との話し合いが含まれます。この技術の組み合わせ (CBCT と r-EBUS) は、DPLD を患っているが、結節性やすりガラス状の混濁などの疾患の焦点領域を持つ可能性がある患者、および/または最適な生検部位が重要な構造 (胸膜、血管系) に隣接している場合、または気道の角度形成または解剖学的構造のために気管支鏡でアクセスするのが難しい肺の領域に役立ちます。CBCTが利用できない場合は、r-EBUSの追加が胸膜境界を決定し、計画された生検領域のr-EBUS視覚化を可能にして、すりガラスの領域を特定し、血管系を回避して出血リスクを減らすのに役立ちます。

遠位気道の狭窄、粘液の宿便、気道の角度形成などの多数の変数がナビゲーションを困難にする可能性があるため、複数の病変をサンプリングし、可能であれば標的領域へのさまざまな経路を考慮することを計画することが重要です。外径3.5mmのssRABカテーテルを使用する利点は、柔軟性と安定性により、以前は気管支鏡検査ではアクセスできなかった可能性のある領域に肺全体にアクセスできることです。

ナビゲーション後、r-EBUSやCBCTなどの補助イメージングにより、潜在的な生検部位が許容できることを確認します。2次元透視法を備えたR-EBUSは、潜在的な生検部位の胸膜境界、実質、および血管系構造を視覚化するために使用されます。CBCTは、重要な構造を囲むことなく生検部位が適切であることをさらに確認し、サンプリングのアプローチ方向、および処置中のイメージングがPACSにアップロードされる場合のMDDでの後の臨床病理学的相関を支援するのに役立ちます。

TBLCを入手する際には、1.1mmタッチクライオプローブを使用してプローブを引き抜く間、ペダルを持続的に押し続けることが重要です。変更は、疾患の身体習慣分布を含む患者の特性に基づいており、生検の対象となる領域の調整、各標的部位で得られるTBLCの数、または得られた組織サイズに応じた凍結サイクルの調整が含まれる場合があります。

ssRABカテーテルの現在のサイズと記載されている技術を考えると、このプロトコルは1.1mmタッチクライオプローブの使用に限定されます。大型プローブ(1.7 mm、1.9 mm、または2.4 mm)と比較して小型のクライオプローブと、遠位ウェッジ位置を維持するためのssRABの信頼性の組み合わせにより、出血のリスクが減少し、気管支内ブロッカーの必要性がなくなった可能性があります。この技術は、患者の特性や利用可能な手順の専門知識を考えると、他の方法では非標的TBLCを受けることができない可能性があり、そうでなければTBBXによる標準的な気管支鏡検査を受けるか、または処置を受けていない患者に役立つ可能性があります。非悪性実質肺疾患におけるこの技術については、さらなる研究が必要です。

この手法の組み合わせは、コスト、可用性、およびマルチモダリティ アプローチと必要な機器 (ssRAB、透視法、CBCT、および r-EBUS) に必要なトレーニングを考えると、現在、一般化可能性が限られている可能性があります。しかし、^PPL15,34を生検するためのこれらの技術の使用と利用可能性の増加を考えると、これにより非悪性疾患での使用が増加する可能性があります。これらの技術の再現性は、合併症 (気胸と気道出血) を処理する能力を備えた末梢気管支鏡検査のボリュームと経験を持つセンターで実施する必要があります。さらに、DPLD の評価に使用する場合は MDD および胸部手術へのアクセスも必要です。将来、DPLDの気管支鏡評価において追加的となる可能性のある他の新しい技術には、光干渉断層撮影法(OCT)、共焦点レーザー内視鏡検査(CLE)、標本の妥当性を評価するための迅速発症評価(ROSE)、および免疫組織化学およびゲノム分類器(GC)テスト35,36,37,38,39が含まれます。

要約すると、悪性または良性の肺プロセスと異常な胸部CTを持つ人々の標的肺生検を取得する際に、補助的な高度なイメージングと1.1mm凍結プローブを備えたssRABを使用したマルチモーダルアプローチは、肺組織を取得するためのより安全なモダリティを提供し、診断の確立に役立つ可能性があります。良性疾患と悪性疾患の両方に対するこれらの併用技術の診断収率と安全性については、さらなるエビデンスが必要である。

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
0.9% 生理食塩水、1000 mL	10
mL ロイアーロックシリンジ	20
mL スリップチップシリンジ	を何でも作る
	直感的に
管支鏡プロセッサーとビデオ画面	直感的に操作できる
二酸化炭素ガスタンク
Cアームとコントローラーコンソール
生検チャンネル
吸引
ERBECRYO 2 1ペダルフットスイッチ AP &IP X8装置 US	Erbe	20402-201
ERBECRYO 2カート	Erbe	20402-300
ERBECRYO 2 凍結手術ユニット	Erbe	10402-000
ERBECRYO 2 システム	Erbe
フレキシブル クライオプローブ、外径 1.1 mm、L1.15 m オーバーシース付き、外径 2.6 mm、L817 mm	エルベ	20402-401
フレキシブル ガス ホース;L 1m for Erbokryo CA/AE/ERBECRYO 2	Erbe	20410-004
ガスボトルアダプター H;CO2;ピンインデックス	Erbe	20410-011
ロボットアーム、コントローラーコンソール付きイオン管腔内システム	直感的な
イオン全関節カテーテル	直感的な	490105
イオン機器とアクセサリー
イオン周辺視野プローブ	直感的な	490106
PlanPointプランニング付きノートパソコンソフトウェア	直感的に操作できる
プローブ駆動ユニット	オリンパス	MAJ-1720
ラジアルEBUSプローブ	オリンパス	UM-S20-17SまたはUM-S20-20R-3
ラジアル気管支内超音波装置
施設基準
滅菌済み使い捨てカップ
吸引チューブ
局所1:10,000エピネフリン、10 mL
局所トラネキサム酸1000mg、10 mL
ユニバーサル超音波プロセッサ	オリンパス	EU-ME2
ワイヤーバスケット; 339 x 205 x 155 / 100 mm	Erbe	20180-010