본 연구는 촉진되지 않는 폐 결절의 수술 중 위치 확인을 위한 분수계 국소화 방법(watershed localization method, WALM)을 평가합니다. 3D 재구성 및 인도시아닌 그린(ICG) 형광을 이용한 동맥 및 정맥 WALM을 CT 유도하 국소화(CT-GL)와 비교한 결과, 시술 시간이 단축되고 합병증이 적으며 비용이 낮아졌으나, 수술 후 배액량과 흉관 유지 기간은 증가한 것으로 나타났습니다.
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본 연구는 촉진되지 않는 폐 결절의 수술 중 위치 확인을 위한 분수계 국소화 방법(watershed localization method, WALM)을 평가합니다. 3D 재구성 및 인도시아닌 그린(ICG) 형광을 이용한 동맥 및 정맥 WALM을 CT 유도하 국소화(CT-GL)와 비교한 결과, 시술 시간이 단축되고 합병증이 적으며 비용이 낮아졌으나, 수술 후 배액량과 흉관 유지 기간은 증가한 것으로 나타났습니다.
비촉지성 폐결절의 정확한 국소화는 성공적인 외과적 절제를 위해 매우 중요합니다. 본 연구는 3차원 재구성 및 분수계 동맥 또는 정맥의 일시적 폐쇄를 인도시아닌 그린(ICG) 형광 염색과 결합하여 실시간 수술 중 내비게이션에 활용하는 분수계 국소화 방법(watershed localization method, WALM)의 가능성과 안전성을 평가하는 것을 목표로 했습니다. 2023년 10월부터 2025년 10월까지 동맥-WALM(A-WALM), 정맥-WALM(V-WALM) 또는 CT 유도하 국소화(CT-GL)를 통해 비디오 보조 흉강경 폐 쐐기 절제술을 받은 환자들로부터 임상 데이터를 수집했습니다. 환자들은 국소화 방법에 따라 세 그룹으로 나누었습니다. 국소화 효율성을 평가하기 위해 주술기 데이터를 비교했습니다. A-WALM과 V-WALM 모두 CT-GL과 비교하여 국소화 시술 시간이 더 짧고, 국소화 관련 합병증 발생률이 낮았으며, 총 입원 비용이 감소한 것과 관련이 있었습니다. 그러나 이들은 더 많은 수술 후 배액량 및 더 긴 흉관 삽입 기간과 관련이 있었으며, 다른 지표에서는 유의미한 차이가 없었습니다. 폐열이 완전히 발달한 경우, A-WALM 방식은 우상엽의 후분절, 우중엽, 좌상엽의 첨후분절, 또는 양측 하엽의 배측 및 전내측 기저분절에 위치한 결절에 더 적합할 수 있습니다. V-WALM은 좌폐의 전분절 및 설분절, 그리고 양측 폐의 후외측 기저분절에 위치한 결절에 더 선호될 수 있으며, 우상엽의 첨분절 및 전분절에 위치한 결절에는 A-WALM 또는 V-WALM 중 어느 것이든 적합합니다. 폐열이 불완전하게 발달한 경우, 우중엽과 좌상엽 첨후분절의 결절을 국소화하는 데는 V-WALM이 선호될 수 있습니다. 결론적으로, A-WALM과 V-WALM 모두 수술 후 배액 증가 및 흉관 유지 기간 연장과 관련이 있지만, 비촉지성 폐결절이 있는 특정 환자들에게 CT-GL을 대체할 수 있는 실행 가능한 수술 중 국소화 대안으로 보입니다.
폐결절의 조기 선별 및 진단에 저선량 컴퓨터 단층촬영(LDCT)의 적용이 점점 더 널리 보급됨에 따라, 초기 폐암의 검출률이 유의미하게 향상되었습니다1. 폐 쐐기 절제술은 초기 폐암에 가장 흔히 사용되는 외과적 수술법 중 하나이며, 폐결절의 정확한 위치 지정은 수술의 성공 여부를 직접적으로 결정합니다2. 현재는 CT 유도하 위치 지정(CT-GL)이 임상에서 흔히 사용되는 위치 지정 방법입니다. 그러나 이는 위치 지정 장치의 이탈, 기흉, 혈흉, 흉막 반응, 그리고 드물지만 생명을 위협할 수 있는 공기 색전증과 같은 다양한 합병증을 동반합니다. 또한, CT-GL의 성공률은 폐결절의 위치에 큰 영향을 받으며, 예를 들어 천자 경로가 심장의 대혈관, 견갑골, 갈비뼈와 같은 구조물에 의해 종종 가로막힙니다. 전자기 기관지 내시경 내비게이션 위치 지정과 같은 다른 방법들은 높은 비용과 복잡한 조작법 등의 단점으로 인해 보급되기 어렵습니다3,4. 따라서 합병증을 최소화하면서 간단하고 효율적인 위치 지정 방법을 탐구하는 것은 초기 폐암 관리에서 해결해야 할 시급한 과제 중 하나로 남아 있습니다.
분수계 국소화법(watershed localization method, WALM)은 폐혈관 영역의 개념을 이용한 형광 기반 기술입니다. 인접한 두 혈관 영역 사이의 경계를 "분수계(watershed)"라고 합니다. 결절이 있는 부위에 혈액을 공급하는 구역 동맥이나 정맥을 일시적으로 폐쇄하고 인도시아닌 그린(ICG)을 정맥 주사하면, 폐쇄된 영역은 염색되지 않고 주변 폐 조직은 형광을 발하여 폐 표면에 가시적인 경계가 형성됩니다. 이를 통해 수술 전 천자 없이도 정밀한 쐐기 절제술이 가능하며, 방사선 노출 및 천자 관련 합병증을 피할 수 있습니다. 이러한 배경에서 Chu 등은 폐 결절 국소화를 위해 3차원(3D) 재구성 기술을 사용하는 WALM을 제안했습니다5. 이 방법은 폐 구역, 폐동맥, 폐정맥, 기관지를 포함한 주요 구조의 명확한 시각화를 가능하게 하고, 수술 중 실시간 국소화를 용이하게 하며, 더 많은 건강한 폐 조직을 보존하고, 환자의 신체적, 정신적, 경제적 부담을 줄여줍니다5. 그럼에도 불구하고, 현재 WALM을 동맥-WALM(A-WALM)으로 시행해야 할지 또는 정맥-WALM(V-WALM)으로 시행해야 할지에 대해서는 합의된 바가 없습니다6,7.
따라서 본 연구는 CT-GL 대비 WALM의 장점을 더욱 명확히 규명하고, 폐결절의 수술 중 위치 확인에 있어 A-WALM과 V-WALM의 강점, 한계 및 최적의 선택 기준을 체계적으로 분석하는 것을 목표로 하였다. 본 연구의 완료는 폐결절에 대한 개인 맞춤형 위치 확인 및 수술 계획을 수립하는 데 상당한 가치가 있을 것이며, 폐결절의 수술 중 위치 확인을 위한 WALM 적용에 더 많은 이론적 근거를 제공할 것이다.
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본 후향적 연구는 헬싱키 선언(2013년 개정)을 준수하여 수행되었으며, 닝보 대학교 부속 인민 병원 의료윤리위원회(승인 번호: 2025-135)의 승인을 받았습니다. 모든 참여자는 등록 전 서면 동의서를 제출하였습니다. 본 연구는 중국 임상시험 등록소(등록 번호: ChiCTR2500115862)에 등록되었습니다. 인간 참여자가 포함된 모든 절차는 기관 지침을 준수하여 수행되었습니다.
연구 설계 및 환자 선정
2023년 10월 1일부터 2025년 10월 1일 사이에 닝보대학교 부속 인민병원 흉부외과에서 A-WALM, V-WALM 또는 CT-GL 국소화법을 이용한 비디오 보조 흉강경 폐 쐐기 절제술을 받은 환자들로부터 임상 데이터를 수집하였다. 선정 기준은 다음과 같다: (1) 폐 구역의 말초 1/3 이내에 위치하며 직경이 8–20 mm인 폐 결절; (2) 수술 전 생검에서 전침습성 병변 또는 50% 이상의 간유리 음영(GGO) 성분이 확인됨; (3) 정확한 3차원(3D) 재구성에 적합한 고품질 흉부 컴퓨터 단층촬영(CT) 영상 확보 가능; (4) 수술적 금기 사항 없이 쐐기 절제술의 명확한 적응증이 있음. 제외 기준은 다음과 같다: (1) 진폐증, 결핵, 만성 폐쇄성 폐질환(COPD) 또는 기타 주요 폐 동반 질환의 병력; (2) 요오드 조영제 알레르기; (3) 구역 절제술 또는 엽 절제술이 필요한 경우; (4) 동일 측 폐 수술 이력; (5) 수술을 견딜 수 없는 상태.
환자들은 사용된 국소화 방법에 따라 A-WALM, V-WALM 또는 CT-GL 그룹으로 배정되었습니다. 잠재적인 교란 편향을 최소화하기 위해 성향 점수 매칭(PSM)을 수행하였습니다. 총 148명의 환자가 연구에 포함되었습니다. PSM 이후 A-WALM, V-WALM 및 CT-GL 그룹은 각각 48명, 53명, 47명으로 구성되었습니다(표 1). 매칭 후 모든 공변량은 적절한 균형을 이루었으며, 모든 변수에서 표준화된 평균 차이(SMD)가 0.1 미만이었습니다(P > 0.05; 표 1).
국소화 방법(A-WALM, V-WALM 또는 CT-GL)의 선택은 수술 전 3D 재구성 소견, 결절 위치, 폐열의 완전성, 혈관 해부학적 구조 및 CT 유도하 천자의 가능성을 바탕으로 외과팀이 공동으로 결정하였습니다. 최종 결정은 다학제적 논의를 통해 도출되었으며 의료 기록에 문서화되었습니다. 외과 의사의 선호도와 환자의 동의 여부 또한 고려되었으며, 모든 결정은 수술 전에 이루어졌습니다.
수술 전 3D 재구성
최대 흡기 상태의 호흡 정지 중에 흉부 CT 박절 영상(절편 두께 1 mm)을 획득하였다. DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 데이터를 영상 분석 시스템으로 가져왔다. 폐동맥, 폐정맥 및 기관지 나무를 재구성하기 위해 자동 분할 후 수동 보정 과정을 거쳐 3차원(3D) 모델을 생성하였다. 해부학적 변이가 있는 경우, 수술 전 3D 모델을 이용하여 수술적 박리 계획을 수립하였다. 결절의 분수계 영역 내 분절 폐동맥을 A-WALM의 표적 혈관으로 지정하였으며, 이에 대응하는 분절 폐정맥을 V-WALM의 표적 혈관으로 선택하였다. 표적 혈관을 일시적으로 폐쇄한 후 말초 인도시아닌 그린(ICG)을 주입했을 때 폐 표면에 나타나는 역염색을 시뮬레이션하기 위해 분수계 영역을 재구성하였다(그림 1A1,A2,B1,B2).
CT 유도하 국소화 (CT-GL)
CT-GL 군의 폐결절은 반복적인 CT 유도하 세침 천자를 통해 수술 전 국소화되었습니다 (그림 1C1–C4).
수술 절차
3D 형광 흉강경 시스템을 사용하여 비디오 보조 흉강경 수술을 수행하였다. 사전에 확인된 분수계 혈관(watershed vessels)을 박리 및 격리한 후, 불독 클램프(bulldog clamp) 또는 7-0 실크 봉합사를 사용하여 표적 혈관을 일시적으로 폐쇄하였다. 혈관 폐쇄 후 10 s 이내에 3 mL의 ICG 용액(2.5 mg/mL; 총 용량 7.5 mg)을 말초 정맥을 통해 주입하였다. 이후 염색된 폐 조직과 염색되지 않은 폐 조직 사이의 경계를 전기수술칼로 표시하였다. 혈관 폐쇄는 일반적으로 1–2 min 동안 유지되었다. 형광 염색이 불충분한 경우, 클램프를 3–5 min 동안 해제한 후 ICG 주입을 반복하였으며, 반복 주입은 최대 2회까지 수행하였다. 경계 표시가 완료된 후 클램프 또는 봉합사를 제거하였다.
이후 선형 스테이플러를 사용하여 충분한 수술 절제연을 확보하며 쐐기 절제술을 시행하였다(그림 1A3–A5,B3–B5). CT-GL 군에서는 수술 전 위치 표시 바늘의 위치에 따라 쐐기 절제술을 시행하였다(그림 1C5).
결과 측정 지표
국소화와 관련된 주요 결과 지표에는 기술적 국소화 성공률, 초기 쐐기 절제술 성공률 및 최종 R0 절제율이 포함되었다. 기술적 국소화 성공은 지정된 국소화 절차를 즉각적인 실패로 인한 방법 포기 없이 성공적으로 완료한 것으로 정의하였으며, 여기에는 WALM의 적절한 형광 염색을 동반한 성공적인 혈관 폐쇄 또는 CT-GL의 표적 부위 내 성공적인 마커 배치가 포함된다. 초기 쐐기 절제술 성공은 추가 절제 없이 첫 번째 쐐기 절제술 후 R0 절제(현미경적 음성 절제연)를 달성한 것으로 정의하였으며, 이는 본 연구의 주요 결과로 보고된 국소화 성공률에 해당한다. 최종 R0 절제율은 초기 쐐기 절제술이 실패했을 때 확장 쐐기 절제술, 구역 국소화로의 전환 또는 재천자 국소화 등의 모든 보완 절차를 거친 후 R0 절제를 달성한 비율로 정의하였다.
이차 결과 지표에는 국소화 절차 시간(WALM의 경우 초기 혈관 박리부터 경계 시각화 완료까지의 기간으로, CT-GL의 경우 CT 스캔 시작부터 마커 배치 성공까지의 기간으로 정의), 총 수술 후 배액량, 흉관 삽입 기간, 수술 절제연 거리, 입원 기간, 총 입원 비용(국소화 관련 비용, 수술비 및 수술 후 관리비 포함), 국소화 관련 합병증(통증, 기흉, 마커 이동, 출혈 및 5일 초과 > 지속되는 공기 누출), 수술 중 난이도로 인한 국소화 전략의 변경, 혈관 식별 난이도(집도의가 쉬움, 보통, 어려움으로 평가) 및 불완전 폐열과의 연관성, 그리고 병리학적 소견이 포함되었다.
통계 분석
연속형 변수는 먼저 Shapiro–Wilk 검정을 사용하여 정규성을 평가하였다. 정규성 가정을 충족하는 변수는 평균 ± 표준편차(SD)로 표시하였으며, 일원 분산 분석(one-way ANOVA)으로 분석하고 필요한 경우 Bonferroni 보정 사후 비교를 적용하였다. 정규 분포를 따르지 않는 변수는 Kruskal–Wallis H 검정으로 비교한 후, Bonferroni 보정을 적용한 쌍별 Mann–Whitney U 검정을 수행하였다. 범주형 변수의 차이는 χ2 검정을 사용하여 평가하였다. 주요 결과가 중요한 임상적 요인과 독립적인지 확인하기 위해, 결절-흉막 거리, 결절 위치 및 수술 집도의를 공변량으로 포함하여 일반화 선형 모델과 로지스틱 회귀 분석을 이용한 추가 다변량 분석을 수행하였다.
회고적, 비무작위 연구 설계임을 고려하여, 세 치료 그룹 간의 비교 가능성을 높이기 위해 성향 점수 매칭(PSM)을 사용하였다. 국소화 기법(A-WALM, V-WALM 또는 CT-GL)을 종속 변수로 설정하고 연령, 성별, 체질량 지수, 흡연력, 결절 직경, 결절-흉막 거리, 결절 위치, 폐열 완전성 및 Charlson 동반질환 지수를 매칭 변수로 입력하여 성향 점수를 생성하기 위한 로지스틱 회귀 모델을 구축하였다. 환자들은 로짓 변환된 성향 점수 표준편차의 0.2배에 해당하는 캘리퍼 너비를 적용하여, 비복원 근접 이웃 매칭 방식을 통해 1:1 비율로 매칭되었다. 매칭 절차의 성공 여부는 표준화된 평균 차이(SMD)를 사용하여 평가하였으며, 0.1 미만의 값은 그룹 간 균형이 만족스럽게 이루어졌음을 나타낸다. 매칭 전후에 포함된 환자 수를 각 연구 그룹별로 기록하였다.
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그룹 간 인구통계학적 특성 및 결절 분포
세 그룹 간의 임상적 특성, 폐결절 특성 또는 결절 분포에서 유의미한 차이는 없었습니다. 등록된 모든 환자는 적절한 외과적 절제연(≥2 cm 또는 ≥최대 종양 직경)을 확보하며 고립성 폐결절에 대한 쐐기 절제술을 성공적으로 받았습니다. ICG 관련 합병증이나 수술 전후 사망 사례는 관찰되지 않았습니다. 148명의 모든 환자는 필요한 경우 보완 절차를 거쳐 최종적으로 R0 절제에 도달하였으며, 최종 R0 절제율은 100%였습니다.
| 환자 특성 | A-WALM (n=48) | V-WALM (n=53) |
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저선량 CT의 광범위한 사용으로 조기 폐암 검출률이 증가했으며, GGO가 주요 영상 소견으로 나타나고 있다8,9. 3D 재구성 기술은 현재 폐암 치료를 위한 수술 전 계획에 널리 적용되어, 폐 쐐기 절제술의 참조용 고품질 디지털 모델을 제공하고 있다10,11,12. 또한, 폐혈관 혈류를 차단하여 대상 폐 구역면을 시각화하는 방법은 안전하고 신뢰할 수 있음이 널리 입증되었다13,14. WALM은 3D 재구성 기술과 분수계 혈관(watershed vessel) 폐쇄 원리를 결합하여 구역 간 경계면을 확인한다. 수술 전 분수계 혈관 염색 영역과 결절 위치 사이의...
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저자들은 선언할 이해상충 관계가 없습니다.
본 연구는 중국 닝보시 인저우구의 농업 및 사회 발전 과학 기술 프로젝트(번호: 20201YZQ010102)의 지원을 받아 수행되었습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 7-0 실크 봉합사 | Ethicon (또는 현지 공급업체) | 해당 없음 | 해당 없음 |
| 불독 클램프 | Medline (또는 현지 공급업체) | 해당 없음 | 해당 없음 |
| 인도시아닌 그린 (ICG) | 제네릭 (예: Yichuang Pharmaceutical) | 해당 없음 | 해당 없음 |
| 선형 스테이플러 | Ethicon 또는 Medtronic | 해당 없음 | 해당 없음 |
| SPSS 소프트웨어 | IBM Corp., Armonk, NY, USA | Version 26.0 | RRID: SCR_002865 |
| Storz IMAGE1 S 3D 형광 시스템 | Karl Storz SE&Co.KG, Tuttlingen, Germany | 해당 없음 | 해당 없음 |
| United Imaging 분석 시스템 (3D 재구성 소프트웨어) | United Imaging Healthcare, Shanghai, China | 해당 없음 | 해당 없음 |
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