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방법 논문

말초 폐 병변 진단을 위한 형광투시법을 사용한 방사형 기관지 초음파 및 전자기 항법 기관지 내시경 검사

1.6K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/65623

⸱

2023년 10월 20일

 ,  , 
1Department of Respiratory Medicine, Odense University Hospital, 2Odense Respiratory Research Unit (ODIN), Department of Clinical Research, University of Southern Denmark, 3Department of Respiratory Medicine, Bispebjerg Hospital

이 논문에서

요약

기관지경만으로는 작은 폐 종양을 진단하기가 매우 어렵습니다. 전자기 항법 기관지 내시경 검사는 Global Positioning System과 유사하게 병변을 찾는 데 사용됩니다. 방사형 기관지 초음파 및 형광투시법은 정확한 위치를 확인하고 샘플링을 모니터링합니다.

초록

유연한 기관지경을 사용하여 폐암을 진단하는 것은 합병증의 위험이 매우 낮은 안전한 절차입니다. 기관지 내시경 검사는 기관지 병변에 대한 진단 정확도가 높지만 말초 병변을 샘플링할 때는 부족합니다. 따라서 기관지경을 병변으로 안내하고 조직 샘플링 전에 종양의 위치를 확인하기 위해 몇 가지 양식이 발명되었습니다.

형광투시법은 기관지경 검사 중에 사용되어 시술 중 흉부의 2D X선 이미지를 제공합니다. 기관지경과 도구가 보이며 2.0-2.5cm보다 큰 경우 병변이 보입니다. 방사상 기관지 초음파 (rEBUS)는 기관지경의 작동 채널에 삽입 할 수있을만큼 작은 초음파 프로브로 구성됩니다. 초음파 프로브는 종양 조직과 같은 응고 조직과 정상적인 공기로 채워진 폐 실질을 구별하는 데 사용됩니다. 전자기 항행 기관지 내시경(ENB)은 환자의 컴퓨터 단층 촬영(CT) 스캔에서 기관지 트리의 3D 모델을 생성합니다. 기관지 내시경 검사 전에, 기관지에서 병변까지의 경로를 계획하여 시술 중에 기관지경에서 병변까지 실시간 안내를 생성하며, 이는 글로벌 포지셔닝 시스템(Global Positioning System)과 유사합니다. 이 기사의 목적은 rEBUS 및 형광투시경을 사용한 기관지 내시경 검사, ENB를 사용한 기관지 내시경 검사, rEBUS 및 형광투시경을 수행하는 단계별 접근 방식을 설명하는 것입니다. 토론 섹션에서는 각 양식의 장단점에 대해 설명합니다.

서론

폐암은 전 세계적으로 가장 흔한 암 유형 중 하나이며 암 관련 사망의 주요 원인입니다1. 따라서 증상이 나타나기 전에 환자를 진단하기 위해 저선량 컴퓨터 단층촬영(CT)을 이용한 폐암 선별 검사가 제안되었다2. 낮은 단계는 종종 작은 폐 병변 또는 결절로 감지됩니다. 네덜란드에서 실시된 가장 큰 선별 연구 중 하나에서 우리는 이러한 병변이 종종 폐 실질의 바깥쪽 2/3에 위치하여 말초 폐암으로 정의된다는 것을 알고 있습니다 3,4. 병변이 악성인지 여부를 확인하려면 조직 샘플이 필요합니다. 이는 외과적 절제 생검, 경흉부 바늘 생검 또는 기관지경을 이용한 내시경 검사와 같은 여러 가지 방법으로 얻을 수 있으며, 5,6 기관지 내시경은 수술 및 경흉부 접근법에 비해 합병증 위험이 낮고 상당한 동반 질환을 가진 증가하는 노인 인구를 진단하는 데 선호되는 방법입니다. 그러나 진단 수율은 여전히 다른 방법5보다 낮다.

기관지경을 사용하면 기관과 주요 기관지를 육안으로 검사할 수 있지만, 기관지가 분절과 하위 분절로 나뉘어 있을 때 하나의 작은 병변을 찾는 것은 건초더미에서 바늘을 찾는 것과 비슷합니다. 따라서 기관지경을 병변으로 안내하고 조직 샘플링 전에 종양의 위치를 확인하기 위해 몇 가지 추가 양식이 개발되었습니다7. 이러한 양식의 목적은 내시경 조직 검체의 진단 수율을 높이고 기관지경의 범위를 흉막 쪽으로 확장하는 것이며, 흉막경 생검이 그렇지 않으면 8,9.

C-arm을 사용한 형광투시법은 기관지경 검사 중 흉부의 2D X-ray 이미지를 제공합니다. 무작위 TBB를 수행할 때 폐 실질의 중간 1/3의 흉막과 혈관 구조를 샘플링하는 것을 피하기 위해 경기관지 생검(TBB)을 위해 기관지경의 위치와 겸자의 위치를 시각화하는 데 사용할 수 있습니다. 폐암을 진단할 때 형광투시법을 사용하여 내시경을 병변의 "대략적인" 위치로 안내할 수 있습니다. 병변은 일반적으로 직경이 약 2-2.5cm 또는10 이상일 때 형광투시법에서 볼 수 있습니다. 형광투시법의 단점은 2D 이미지 속성으로, 이로 인해 내시경이 병변11의 앞, 뒤 또는 중심에 있는지 알 수 없습니다. 그러나 방사상 기관지 초음파(rEBUS)로 종양의 존재가 확인된 경우 검체 채취 중 생검 도구가 원하는 위치에 있는지 확인하기 위해 형광투시법도 사용됩니다12.

rEBUS는 1992년 Hürter 등에 의해 처음 기술되었으며, 말초 폐 병변의 진단 정밀 검사에 점점 더 많이 사용되고 있다13. 이 방식은 공기로 채워진 폐 조직은 초음파를 전도하지 않는 반면, 밀도가 높은 조직은 초음파 프로브를 사용하여 스캔할 때 응고로 나타난다는 사실을 활용합니다. rEBUS는 원형 및 회전식 초음파 프로브, 초음파 구동 장치 및 생검 도구(14)의 올바른 위치를 보장하면서 프로브를 보호하는 데 사용되는 가이드 피복으로 구성됩니다. rEBUS는 단독으로 사용하거나 전자기 항법 기관지 내시경 검사(ENB)와 같은 다른 양식과 함께 사용할 수 있습니다 15,16,17.

ENB는 말초 폐 병변을 찾는 데 사용됩니다18. 이 시스템은 소프트웨어 프로그램과 환자의 CT 스캔을 사용합니다. CT 스캔을 통해 환자의 기도에 대한 가상 모델이 생성되고 작업자는 기관에서 병변까지의 경로를 설계합니다. 그런 다음 환자의 흉부 주위에 전자기장이 생성되고 소프트웨어는 이 자기장을 CT 스캔에서 생성된 가상 필드와 동기화하여 작업자가 Global Positioning System 기술과 유사하게 기관지경 검사 중에 미리 계획된 경로를 따를 수 있도록 지원합니다. ENB는 종양 위치를 실시간으로 확인하지 않습니다. ENB는 형광투시 및 rEBUS19,20과 결합할 수 있습니다. VBN(Virtual Navigation Bronchoscopy)은 ENB의 전신이며 병변에 대한 경로와 함께 기관지 나무의 가상 모델을 생성하기 위한 소프트웨어로 구성됩니다. 이 시스템에는 실시간 내비게이션이 포함되어 있지 않지만 기관지 내시경검사 21,22 중에 경로를 표시할 수 있습니다. 새로운 시스템은 VBN을 형광투시법과 통합하지만, VBN의 사용은 다음 프로토콜23에서 설명되지 않습니다.

ENB 시스템
현재 ENB용 시스템을 생산하는 두 회사가 있는데, 하나는 올림푸스(Olympus)의 SPiN 시스템이고, 다른 하나는 메드트로닉(Medtronic)이 판매하는 슈퍼디멘션(superDimension) 시스템과 일루미사이트(ILLUMISITE)입니다. 이 프로토콜은 현재 가장 많은 출판물을 보유하고 있는 superDimension 시스템을 사용하는 절차를 설명합니다. 그러나 절차의 많은 단계는 상호 교환할 수 있습니다.

다음 프로토콜은 임상 환경에서 형광투시법으로 rEBUS를 수행하고 형광투시법에서 ENB + rEBUS를 수행하는 방법을 설명합니다. 이 절차는 의식적인 진정제와 전신 마취 하에 쉽게 수행할 수 있습니다. 프로토콜은 진정 방법을 설명하지 않습니다. 토론 섹션에서는 각 절차의 장단점을 제시합니다.

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프로토콜

이 기사의 프로토콜은 표준 임상 실습을 설명합니다. 윤리 위원회의 허락은 필요하지 않았다. 프로토콜의 이미지에는 환자를 식별하는 데 사용할 수 있는 정보가 포함되어 있지 않습니다.

1. 요골 기관지 초음파

  1. 시술 준비
    1. 시술 전에 기관지 징후와 병변의 위치를 확인하기 위해 CT 스캔을 검사합니다.
    2. 검사 전에 초음파 프로브, 가이드 칼집 및 선택한 생검 도구를 보정하여 도구가 가이드 덮개에 삽입될 때 초음파 프로브와 동일한 위치에 도달하는지 확인합니다.
  2. "Systematic bronchoscopy: The 4 landmark approach"24에 설명된 대로 기관지 나무와 분절에 대한 체계적인 검사를 수행합니다.
    1. C-arm을 환자 위에 놓고 병변이 이미지에서 보일 때까지 조정합니다.
    2. 기관지경의 끝을 병변이 있을 가능성이 가장 높은 분절 또는 하위 분절에 삽입합니다.
    3. 금속 가이드 시트 팁이 병변에 인접하거나 병변에 있을 때까지 가이드 덮개와 프로브를 형광투시 유도 하에 전진시킵니다.
    4. 프로브를 전진시키고 활성화합니다. 이제 모니터에 초음파 이미지가 나타납니다.
      1. 프로브가 종양이나 조밀한 조직으로 둘러싸여 있으면 동심원 응고가 나타납니다( 그림 1A 참조). 정상 폐 조직을 향한 과반향 경계가 있는 회색의 균일한 응고를 찾으십시오.
      2. 프로브가 병변에 인접하게 배치되면 이미지가 편심됩니다( 그림 1B 참조).
      3. 프로브를 정상적인 폐 조직에 배치하면 흩어진 공기 이미지만 나타납니다( 그림 1C 참조).
      4. ground glass 병변, 염증성 조직 또는 무기폐와 같은 밀도가 낮은 병변의 경우 더 이질적이고 덜 정의된 이미지가 표시됩니다( 그림 1D 참조). 이것은 기관지에 갇힌 공기(과반향) 또는 액체(저반향)에 의해 발생합니다.
      5. CT 스캔에서 병변과 일치하는 응고가 나타나지 않으면 올바른 배치가 이루어질 때까지 가이드 덮개와 프로브를 조정합니다.
    5. 초음파 프로브가 최상의 통합을 제공하는 위치의 형광 투시 이미지를 저장합니다(1.3.2단계에서 사용).

혈관내 초음파, IVUS, 그레이스케일, 플라크 분석, 진단 방법을 통한 관상동맥 영상.
그림 1: 방사형 EBUS 초음파 이미지. (A) 동심원 통합, (B) 편심 통합, (C) 공기 산란 초음파 이미지, (D) 불규칙한 통합. 약어: EBUS = 기관지 초음파 검사. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

  1. 조직 샘플링
    1. 가이드 덮개에서 초음파 프로브를 제거하고 집게 또는 기타 s를 삽입합니다.amp선택한 링 도구.
    2. 집게의 배치를 C-arm 스크린의 초음파 프로브 배치와 비교하여 샘플링이 올바른 위치에서 수행되었는지 확인합니다( 그림 2 참조). 특히 환자가 기침을 하는 경우 겸자의 위치를 확인하십시오. 집게를 사용하여 최소 10-15개의 샘플을 수집하고 집게를 제거하고 4-5개마다 초음파 프로브를 삽입하여 정확한 위치를 확인합니다.amp르.

심장 카테터 삽입 절차의 형광투시 이미지; 진단 혈관 조영술 레이아웃.
그림 2: Fluoroscopy-guided sampling. (A) 샘플링 중 겸자 배치; (B) rEBUS 프로브의 배치. 약어: rEBUS = 요골 기관지 초음파 검사. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

2. 전자기 항법 기관지 내시경 검사

참고: 다음 절차는 Medtronic의 superDimension 시스템을 기반으로 합니다.

  1. 계획 단계
    1. 시술 전에 CT 이미지를 평가합니다. 이미지가 고품질이어야 하며, 가급적이면 1.5mm 이하의 두께로 조각이 있어야 하며, 병변으로 이어지는 기관지를 드러내는 기도를 완전히 확장하기 위해 흡기술 중에 기록되어야 합니다25.
    2. 이 소프트웨어를 사용하여 기관지 나무의 3D 모델을 생성하고, 여기서 병변으로 가는 경로가 계획되며, 병변에서 시작하여 기관을 향해 이동합니다.
      참고: 스캔을 기반으로 병변에 대한 경로를 설정할 수 없는 경우 ENB는 환자에게 올바른 양식이 아닙니다.
  2. 등록
    1. 환자를 보드 위에 놓습니다. 호흡 중 움직임을 보상하기 위해 흉부에 세 개의 센서를 배치합니다.
    2. 체계적인 기관지 내시경 검사로 절차를 시작하십시오24.
    3. 확장 작업 채널(EWC)과 위치 지정 가능한 가이드를 위치 지정 가능한 가이드의 끝이 보일 때까지 기관지경의 작업 채널에 삽입합니다.
    4. 찾을 수 있는 가이드를 잠급니다.
    5. 기계에서 등록 시작을 누르거나 풋 페달을 사용하십시오.
    6. 기관지경을 각 엽 기관지에 단계적으로 삽입하되 반대쪽으로 시작하여 병변이 있는 엽에서 끝납니다. 자세와 움직임은 시스템에 의해 등록되며, 이 정보는 환자의 기도 등록을 CT 스캔을 기반으로 생성된 기관지의 3D 모델과 일치시키는 데 사용됩니다. 병변의 반대쪽에서 등록을 시작하고 표적에 가장 가깝게 마무리합니다.
    7. 시스템에 모든 로브가 등록된 것으로 표시되면 Review registration(등록 검토)을 눌러 등록 포인트가 가상 3D 모델과 일치하는지 확인합니다. 불일치가 있는 경우 2.2.5-2.2.7 단계를 반복합니다( 그림 3D 참조).
  3. 항행
    1. 풋 페달을 밟아 탐색을 시작합니다. 소프트웨어는 대상까지의 경로를 보여줍니다. 더 큰 기도의 중앙 내비게이션을 사용하여 기도의 3D 모델에서 경로 이미지를 따라 카메라의 비디오 이미지를 표시합니다( 그림 3A 참조).
    2. 범위를 더 이상 진행할 수 없을 때까지 미리 계획된 경로를 따릅니다.
    3. EWC 및 위치 확인 가능 가이드를 잠금 해제합니다.
    4. 풋 페달을 밟아 중앙 탐색에서 주변 탐색으로 전환합니다.
      알림: 주변 탐색은 EWC를 전진시킬 때 사용됩니다. 이 부분에서는 스캔의 CT 이미지와 함께 기도의 3D 모델을 볼 수 있습니다. 목표물은 녹색 공과 십자선으로 표시되어 목표물로부터의 방향과 거리를 제공합니다( 그림 3B 참조).
    5. 목표물을 오른쪽에 유지하면서 경로가 조명되는지 확인합니다("오른쪽 및 밝음"). EWC를 진행하여 CT 이미지에서 기관지로 가는 경로가 열려 있는 것처럼 보이도록 합니다.
      알림: EWC는 기동성이 있으며 원하는 방향(X, Y 및 Z축)으로 회전하여 목표물에 도달할 수 있습니다.
    6. 목표물이 목표물에서 0.4-0.9mm의 거리로 십자선 중앙에 있으면 탐색이 완료됩니다.
      참고: 위치 확인 가능한 가이드는 생검 도구가 표적을 넘어 확장될 수 있으므로 거리에서 0.0mm 떨어져 있지 않는 것이 좋습니다.
    7. EWC를 제자리에 잠그고 스코프에서 찾을 수 있는 가이드를 집어넣습니다.

기관지 나무 탐색 및 등록 분석을 보여주는 3D 매핑을 통한 가상 기관지경 검사.
그림 3: 전자기 항법 기관지 항법. (A) 중앙 항법, (B) 주변 항법, (C) 양호한 정렬로 검토 등록, (D) CT에서 신체 발산. 약어 : CT = 컴퓨터 단층 촬영. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

3. 형광투시법, 재투시법, 조직 샘플링

알림: 위치 지정 가능한 가이드를 접으면 전자기장을 방해하지 않고 형광투시법을 사용할 수 있습니다.

  1. C-arm을 환자 위에 놓고 병변이 이미지에서 보일 때까지 조정합니다.
  2. 형광투시법을 사용하고 1.2.5단계에 설명된 대로 rEBUS 프로브를 삽입하여 EWC의 올바른 위치를 확인합니다. EWC가 형광투시법 투시법에서 병변에 있지 않거나 rEBUS를 사용하여 응고가 나타나지 않는 경우, 1.2.4-1.2.6단계에 설명된 대로 위치를 조정해야 합니다.
    참고: CT-to-body 발산은 구성된 3D 모델과 실시간 등록 포인트 사이의 정렬이 왜곡될 때 발생합니다. 표시된 표적은 병변 위치에 있지 않습니다.
  3. 올바른 위치에 도달하여 확인되면 1.3.1-1.3.2 단계에 설명된 대로 조직 샘플링을 수행합니다.

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결과

설명된 기술은 말초 폐 병변의 샘플링을 용이하게 합니다. 방사상 EBUS 및 형광투시법은 기관지경 의사가 종양을 샘플링하기 전에 병변의 존재를 확인하는 데 도움이 됩니다(그림 1 및 그림 2 참조). ENB를 추가하면 기관지 내시경 의사가 병변을 찾는 대신 올바른 지점으로 안내됩니다. 계획 단계에서는 기관지 내시경 의사에게 병변까지의 경로, 내비게이션 시스템을 통한 병변에 대한 실시간 안내, rEBUS에 의한 종양 유무 확인, 형광투시법에 의한 조직 샘플링을 제공합니다(그림 3 참조). 방사형 EBUS 및 ENB는 함께 또는 별도로 사용할 수 있습니다. 절차의 성공은 종종 진단 수율 = 진단 절차를 총 절차 수로 나눈 값으로 보고됩니다. 문헌에 보고된 수율은 ENB와 rEBUS 조합의 경우 47%에서 83%까지...

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토론

이 문서에서는 형광투시법으로 rEBUS 및 ENB를 수행하기 위한 실용적인 접근 방식을 제시합니다. 다음 논의는 저자의 의견이며 두 센터의 실제 임상 경험을 기반으로 합니다.

팁과 요령
수수께끼
시술 전에 흉부 CT 단면 보행기 앱을 사용하여 병변이 어느 부분에 있는지 확인할 수 있습니다14. 그러나 환자의 해부학적 구조가 다르기 때문에 병변이 앱에 표시된 것과 다른 세그먼트에 위치할 수 있습니다.

이 절차를 위해 더 크거나(2.8mm 작업 채널) 더 작은 기관지경(2.0mm 작업 채널)을 사용할 수 있습니다. 더 작은 내시경은 상엽에 배치하기가 더 쉽고 기관지가 예리한 각도로 구부러진 병변(예: 심장 뒤)으로 진행됩니다. 더 작은 내시경을 위한 더 작은 ...

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공개 사항

메드트로닉은 A. Juul이 수행한 연구를 위해 오덴세 대학 병원의 시뮬레이션 센터에 ENB 장비를 대여했습니다. 메드트로닉은 이 기사를 작성하는 데 참여하지 않았습니다

감사의 글

저자는 기사에 이미지를 제공해 주신 Odense University Hospital 호흡기 내과의 모든 기관지 내시경 의사에게 감사드립니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
BronchoschopeOlympus
Edge 확장 작업 채널Medtronic 
가장자리 위치 파악 가능 가이드Medtronic 
가이드 시스 키트Olympus
OEC fluorostarGE 헬스케어C-arm for fluoroscopy 
프로브 구동 장치 Olympus
방사형 EBUS 프로브Olympus
superDimensionMedtronic 내비게이션 시스템

참고문헌

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