本研究では、触知不能な肺結節の術中定位のためのウォーターシェッド局在化法（WALM）を評価します。3D再構築とインドシアニングリーン（ICG）蛍光を用いた動脈および静脈の両方のWALMをCTガイド下定位法（CT-GL）と比較した結果、処置時間の短縮、合併症の減少、およびコストの低減が認められましたが、術後のドレナージ量と胸腔ドレーン留置期間は増加しました。
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本研究では、触知不能な肺結節の術中定位のためのウォーターシェッド局在化法（WALM）を評価します。3D再構築とインドシアニングリーン（ICG）蛍光を用いた動脈および静脈の両方のWALMをCTガイド下定位法（CT-GL）と比較した結果、処置時間の短縮、合併症の減少、およびコストの低減が認められましたが、術後のドレナージ量と胸腔ドレーン留置期間は増加しました。
非触知性肺結節の正確な定位は、外科的切除を成功させるために極めて重要です。本研究の目的は、3次元再構成と分水嶺動脈または静脈の一時的閉塞、およびインドシアニングリーン（ICG）蛍光染色を組み合わせ、術中のリアルタイムナビゲーションを行う分水嶺定位法（WALM）の実現可能性と安全性を評価することでした。2023年10月から2025年10月までに、動脈WALM（A-WALM）、静脈WALM（V-WALM）、またはCTガイド下定位（CT-GL）を用いて胸腔鏡下肺区域切除術を受けた患者から臨床データを収集しました。患者を定位法に応じて3つのグループに分け、周術期データを比較して定位の有効性を評価しました。 A-WALMとV-WALMはいずれも、CT-GLと比較して、定位手技時間の短縮、定位に関連する合併症の発生率の低下、および総入院費の削減と関連していました。しかし、術後のドレナージ量が増加し、胸腔ドレーンの留置期間が延長する傾向にあり、その他の指標に有意差は見られませんでした。肺裂が完全に形成されている場合、A-WALMは右上葉後区、右中葉、左上葉尖後区、または両側下葉の背側および前内側底区に位置する結節に適している可能性があります。V-WALMは、左肺の前区および舌区、ならびに両肺の後外側底区に位置する結節に好適であり、右上葉の尖区および前区の結節にはA-WALMとV-WALMのいずれも適しています。肺裂が不完全にしか形成されていない場合、右中葉および左上葉尖後区の結節の定位にはV-WALMが好ましい可能性があります。結論として、A-WALMとV-WALMはともに、術後のドレナージ増加と胸腔ドレーン留置期間の延長を伴うものの、非触知性肺結節を有する特定の患者において、CT-GLに代わる実現可能な術中定位法であると考えられます。
肺結節の早期スクリーニングおよび診断において低線量コンピュータ断層撮影（LDCT）の適用がますます普及したことで、早期肺がんの検出率は大幅に向上しました1。肺結節切除術は早期肺がんにおいて最も一般的に採用される手術手技の一つであり、肺結節の正確な定位が手術の成否を直接的に左右します2。現在、CTガイド下定位法（CT-GL）が臨床で一般的に用いられている定位手法です。しかし、CT-GLには、逸脱、気胸、血胸、胸膜反応、さらには稀ではあるが生命を脅かす空気塞栓などの様々な合併症が伴います。さらに、CT-GLの成功率は肺結節の位置に強く影響され、例えば、穿刺経路が心臓の大血管、肩甲骨、肋骨などの構造物によって妨げられることが頻繁にあります。電磁気的気管支鏡ナビゲーション定位法などの他の手法は、高コストや操作の複雑さといった欠点があるため、普及が困難です3,4。したがって、合併症を最小限に抑えた簡便で効率的な定位法を模索することは、早期肺がんの管理において解決すべき急務な課題の一つとなっています。
分水嶺局在化法（watershed localization method：WALM）は、肺血管領域の概念を利用した蛍光ベースの手法です。隣接する2つの血管領域の境界は"分水嶺（watershed）"と呼ばれます。結節が存在する領域を供給する区域動脈または静脈を一時的に遮断し、インドシアニングリーン（ICG）を静脈内に注入すると、遮断された領域は染まらずに周囲の肺が蛍光を発するため、肺表面に可視的な境界が形成されます。これにより、術前の穿刺を行うことなく精密な楔状切除が可能となり、放射線被曝や穿刺に伴う合併症を回避できます。このような背景から、Chuらは肺結節の局在化に3次元（3D）再構成技術を用いたWALMを提案しました5。この手法は、肺区域、肺動脈、肺静脈、気管支を含む主要構造の明確な可視化を可能にし、術中のリアルタイムな局在化を促進し、より多くの健康な肺組織を温存し、患者の身体的、精神的、経済的負担を軽減します5。それにもかかわらず、WALMを動脈的WALM（A-WALM）として実施すべきか、あるいは静脈的WALM（V-WALM）として実施すべきかについては、現在まで合意が得られていません6,7。
したがって、本研究では、CT-GLに対するWALMの優位性をさらに解明し、肺結節の術中定位におけるA-WALMおよびV-WALMの利点、限界、および最適な選択基準を系統的に分析することを目的とした。本研究の完了は、肺結節に対する個別化された定位および手術計画の策定において重要な価値を持ち、肺結節の術中定位におけるWALMの適用に向けたさらなる理論的根拠を提供するものである。
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本レトロスペクティブ研究は、ヘルシンキ宣言（2013年改訂）に準拠して実施され、寧波大学附属人民病院の医学倫理委員会の承認を得た（承認番号：2025-135）。すべての参加者は、登録前に書面によるインフォームドコンセントを提供した。本研究は中国臨床試験レジストリに登録されている（登録番号：ChiCTR2500115862）。ヒト参加者が関与するすべての手順は、施設ガイドラインに従って実施された。
研究デザインおよび患者の選定
2023年10月1日から2025年10月1日の間に、寧波大学附属人民病院心胸部外科において、A-WALM、V-WALM、またはCT-GL局在化法を用いたビデオ補助胸腔鏡下肺楔状切除術を受けた患者から臨床データを収集した。組み入れ基準は以下の通りとした：(1) 肺野の外側3分の1に位置する直径8–20 mmの肺結節があること、(2) 術前生検で前浸潤病変が認められるか、またはすりガラス様結節（GGO）成分が50%以上であること、(3) 正確な3次元（3D）再構築に適した高品質な胸部コンピュータ断層撮影（CT）画像が得られること、(4) 楔状切除の明確な適応があり、手術の禁忌がないこと。除外基準は以下の通りとした：(1) じん肺、結核、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、またはその他の重大な肺合併症の既往があること、(2) ヨード造影剤アレルギーがあること、(3) 区域切除または肺葉切除が必要なこと、(4) 同側肺の手術歴があること、(5) 手術に耐えられないこと。
患者は、使用した定位法に応じてA-WALM、V-WALM、またはCT-GLグループに割り当てられた。潜在的な共変量によるバイアスを最小限に抑えるため、傾向スコアマッチング（PSM）を実施した。合計148人の患者が本研究に含まれた。PSM後、A-WALM、V-WALM、およびCT-GLグループはそれぞれ48人、53人、47人となった（表1）。マッチング後、すべての共変量において十分なバランスが達成され、すべての変数の標準化平均差（SMD）は0.1未満であった（P > 0.05; 表1）。
病変の定位方法（A-WALM、V-WALM、またはCT-GL）の選択は、術前の3D再構築所見、結節の位置、肺裂の完全性、血管解剖、およびCTガイド下穿刺の実現可能性に基づき、手術チームによって共同で決定されました。最終的な決定は多職種による検討を通じて行われ、診療録に記録されました。また、術者の好みおよび患者の同意も考慮され、すべての決定は手術前に行われました。
術前3D再構築
吸気終末息止め時に、薄切胸部CT画像（スライス厚 1 mm）を取得した。Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) データを画像解析システムにインポートした。自動セグメンテーション後に手動補正を行い、肺動脈、肺静脈、および気管支樹を再構築して3次元 (3D) モデルを作成した。解剖学的バリエーションがある症例では、術前3Dモデルを外科的剥離計画のガイドとして使用した。結節の分水嶺領域内の区域肺動脈をA-WALMの標的血管とし、対応する区域肺静脈をV-WALMの標的血管として選択した。標的血管の一時的な遮断後に末梢からインドシアニングリーン (ICG) を注入し、肺表面に逆染色のシミュレーションを行うため、分水嶺領域を再構築した（図 1A1,A2,B1,B2）。
CTガイド下定位 (CT-GL)
CT-GL群の肺結節は、術前にCTガイド下微細針穿刺を繰り返し行うことで定位が行われました(図 1C1–C4)。
手術手順
3D蛍光胸腔鏡システムを用いて、ビデオ補助胸腔鏡手術を実施した。あらかじめ特定した分水嶺血管を剥離・単離し、その後、ブルドッグクランプまたは7-0シルク縫合糸を用いて標的血管を一時的に遮断した。血管遮断から10 s以内に、ICG溶液 3 mL（2.5 mg/mL；総投与量 7.5 mg）を末梢静脈から注入した。次いで、染色された肺組織と染色されていない肺組織の境界を電気手術刀でマーキングした。通常、血管遮断は1–2 min間維持した。蛍光染色が不十分な場合は、クランプを3–5 min間解除した後、ICG注入を繰り返した（最大2回まで）。境界のマーキング完了後、クランプまたは縫合糸を除去した。
その後、適切な手術マージンを確保しながら、線形ステープラーを用いて楔状切除を行った（Figure 1A3–A5,B3–B5）。CT-GL群では、術前定位針の位置に従って楔状切除を実施した（Figure 1C5）。
アウトカム評価項目
局在化に関連する主要なアウトカムは、技術的局在化成功率、初回楔状切除成功率、および最終的なR0切除率とした。技術的局在化の成功は、割り当てられた局在化手順を、手法の放棄を要する即時の失敗なく完遂できたことと定義し、WALMでは十分な蛍光染色は伴う血管閉塞の成功、CT-GLでは標的部位へのマーカー留置の成功を含めた。初回楔状切除の成功は、追加切除を必要とせず、最初の楔状切除でR0切除（顕微鏡的に陰性の切除断端）を達成したことと定義し、本研究の主要アウトカムとして報告される局在化成功率に対応させた。最終的なR0切除率は、初回楔状切除が不成功であった場合に、拡大楔状切除、区域局在化への移行、または再穿刺局在化を含むすべての救済処置を行った後にR0切除を達成した割合と定義した。
副次評価項目には、病変部位特定の手技時間（WALMでは初回血管剥離から境界の完全な可視化まで、CT-GLではCTスキャンの開始からマーカーの留置成功までと定義）、術後の総排液量、胸腔ドレーン留置期間、外科的切除断端距離、入院期間、総入院費用（特定関連費用、手術費、および術後ケアを含む）、および部位特定に関連する合併症（疼痛、気胸、マーカーの転位、出血、および遷延性肺漏）が含まれた。 > （5日間）、術中の困難による局在化戦略の変更、血管同定の困難さ（執刀医により、容易、中等度、困難のいずれかで評価）、および不完全な肺裂との関連、ならびに病理学的所見。
統計解析
連続変数は、まずShapiro–Wilk検定を用いて正規性を評価した。正規性の仮定を満たす変数は平均値 ± 標準偏差（SD）で示し、一元配置分散分析（ANOVA）で解析し、必要に応じてBonferroni補正後のポストホック比較を適用した。正規分布しなかった変数はKruskal–Wallis H 検定を用いて比較し、次いでBonferroni補正を伴うペアごとのMann–Whitney U 検定を行った。カテゴリ変数の差はχ2検定を用いて評価した。主要な所見が重要な臨床因子から独立しているかを確認するため、結節から胸膜までの距離、結節の部位、および執刀医を共変量として組み込んだ一般化線形モデルおよびロジスティック回帰による追加の多変量解析を実施した。
本研究はレトロスペクティブな非ランダム化比較試験のデザインであるため、3つの治療群間の比較可能性を高めるために傾向スコアマッチング（PSM）を用いた。ロジスティック回帰モデルを構築して傾向スコアを算出し、局在化手法（A-WALM、V-WALM、またはCT-GL）を従属変数とし、年齢、性別、BMI、喫煙歴、結節径、結節から胸膜までの距離、結節の部位、肺裂の完全性、およびチャールソン併存疾患指数をマッチング変数として投入した。非復元抽出による最近傍マッチングを用い、ロジット変換後の傾向スコアの標準偏差の0.2倍をキャリパー幅として、患者を1:1の比率でマッチングさせた。マッチング手順の妥当性は標準化平均差（SMD）を用いて評価し、値が0.1未満であれば群間のバランスが十分であると判断した。各研究群について、マッチング前後の組み入れ患者数を記録した。
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各群における人口統計学的特性および結節の分布
3群間で、臨床的特性、肺結節の特徴、または結節の分布に有意な差は認められませんでした。登録されたすべての患者において、十分な手術断端（≥2 cm または ≥最大腫瘍径）を確保した単発肺結節の楔状切除術が正常に施行されました。ICGに関連する合併症および周術期死亡は観察されませんでした。必要に応じて追加処置を行った結果、最終的に148例すべての患者でR0切除が達成され、最終的なR0切除率は10%となりました。
| 患者特性 | A-WALM (n=48) | V-WALM (n=53) | CT-GL (n=47) |
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低線量CTの普及により、GGOを主要な画像所見とする早期肺がんの検出率が向上しています8,9。現在、3D再構築技術は肺がん治療の術前計画に広く適用されており、肺部分切除術のリファレンスとして高品質なデジタルモデルを提供しています10,11,12。加えて、肺血管の血流を遮断することで標的となる肺区域面を可視化する方法は、安全で信頼性が高いことが広く証明されています13,14。WALMは、3D再構築技術と分水嶺血管（watershed vessel）閉塞の原理を統合して区域間面の同定を行います。術前に分水嶺血管の染色は領域と結節の位置関係を再構築し、手術中に分水嶺血管を一時的に閉塞させることで、術中のリアルタイムな位置特定と...
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著者は、申告すべき利益相反はありません。
本研究は、中国寧波市鄞州区の農業および社会発展のための科学技術プロジェクト（番号：20201YZQ010102）の助成を受けて実施されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 7-0 シルク縫合糸 | Ethicon（または現地のサプライヤー） | 該当なし | 該当なし |
| ブルドッグクランプ | Medline（または現地のサプライヤー） | 該当なし | 該当なし |
| インドシアニングリーン (ICG) | ジェネリック（例：Yichuang Pharmaceutical） | 該当なし | 該当なし |
| 線状ステープラー | Ethicon または Medtronic | 該当なし | 該当なし |
| SPSS ソフトウェア | IBM Corp., Armonk, NY, USA | Version 26.0 | RRID: SCR_002865 |
| Storz IMAGE1 S 3D 蛍光システム | Karl Storz SE&Co.KG, Tuttlingen, Germany | 該当なし | 該当なし |
| United Imaging 解析システム（3D 再構成ソフトウェア） | United Imaging Healthcare, Shanghai, China | 該当なし | 該当なし |
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