Nawigacja elektromagnetyczna Lokalizacja guzka przezklatkowego w minimalnie inwazyjnej chirurgii klatki piersiowej
4 maja 2022
Prezentowany tutaj jest protokół lokalizacji guzków płuc za pomocą znakowania barwnikiem za pomocą elektromagnetycznie nawigowanego dostępu za pomocą igły przezklatkowej. Opisana tutaj technika może być realizowana w okresie okołooperacyjnym w celu optymalizacji lokalizacji guzka i udanej resekcji podczas wykonywania minimalnie inwazyjnej chirurgii klatki piersiowej.
Główną zaletą tej techniki jest to, że pomaga ona w okołooperacyjnej lokalizacji małych, głębokich i/lub subtwardych guzków płucnych podczas minimalnie inwazyjnej resekcji płuc. Przed rozpoczęciem zabiegu należy zapoznać się z wcześniejszą tomografią komputerową klatki piersiowej lub obrazowaniem CT, aby upewnić się, że pacjent poddawany lokalizacji guzka ma obwodowy guzek płucny odpowiedni do małoinwazyjnej chirurgii klatki piersiowej. Następnie wykonaj tomografię komputerową klatki piersiowej bez kontrastu, w której pacjent znajduje się w bocznej pozycji odleżynowa, a płuco ipsilateralnie do guzka jest ustawione tak, aby naśladować pozycję podczas wstrzykiwania barwnika.
Uzyskaj obrazy zarówno wydechowe, jak i wdechowe, aby uwzględnić ruch guzków. W dniu zabiegu należy skorzystać z oprogramowania do planowania systemu nawigacyjnego, aby cyfrowo podzielić zmianę docelową. Jeśli docelowa zmiana jest z natury czystym radiologicznie szkłem mielonym, oprogramowanie do segmentacji może nie być w stanie prawidłowo zidentyfikować zmiany.
W takim przypadku umieść wirtualny cel w środku docelowej zmiany. Po pomyślnym oznaczeniu docelowej zmiany należy użyć oprogramowania do planowania, aby wyznaczyć przezskórne miejsce wprowadzenia igły. Gdy pacjent znajduje się w bocznej pozycji odleżynowa, przymocuj trzy elektroniczne podkładki z punktem odniesienia na ipsilateralnej ścianie klatki piersiowej do guzka i w odległości co najmniej pięciu centymetrów od wybranego punktu wprowadzenia.
Podłącz elektrody do systemu nawigacji elektromagnetycznej i umieść generator pola nawigacji elektromagnetycznej nad panelami referencyjnymi, aby zarejestrować pacjenta w systemie. Następnie skorzystaj z podpowiedzi dostarczanych przez elektromagnetyczny system nawigacji, aby dostroić kalibrację. Gdy generator pola znajdzie się w pozycji, użyj platformy lokalizacji guzków transklarakowych do nawigacji elektromagnetycznej, aby wykonać wirtualną migawkę podkładek referencyjnych.
Aby wygenerować chmurę punktów danych wyznaczającą zasięg głównych dróg oddechowych, najpierw włóż opatentowany cewnik do jednorazowego przewodu nawigacji elektromagnetycznej do prawego światła rurki dotchawiczej o podwójnym prześwicie. Wyrównaj cewnik na głównej carinie i powoli wciągnij z powrotem do tchawicy, aż system poprosi o zatrzymanie. Następnie wbij jednorazowy cewnik oscyloskopu w prawy dolny płat płuca, aż pojawi się monit o zatrzymanie z kolejnym zielonym znacznikiem wyboru.
Po zatrzymaniu zbierania danych przenieś jednorazowy cewnik z prawego płuca rurki dotchawiczej o podwójnym prześwicie do cewnika światła lewego płuca rurki. Następnie wbij jednorazowy cewnik sondy w lewe oskrzelo trzpienia głównego na dwa do trzech centymetrów proksymalnie do jego rozwidlenia na lewy górny i dolny płat. Wznów zbieranie danych, kierując jednorazowy cewnik lunety do lewego dolnego płata, aż pojawi się monit o zatrzymanie.
Po zebraniu pełnej chmury punktów danych należy ustawić igłę przezskórną w miejscu wejścia skóry w ścianę klatki piersiowej, korzystając z elektromagnetycznej platformy nawigacyjnej w celu uzyskania wskazówek. Zaznacz skórę w punkcie wejścia do jamy klatki piersiowej, uważając, aby punkt wejścia znajdował się nad żebrem i unikając wszelkich znanych struktur naczyniowych lub kostnych. Oczyść skórę 2% roztworem chlorheksydyny przez co najmniej 15 sekund i pozostaw roztwór do wyschnięcia na co najmniej 30 sekund.
Ułóż pole przy użyciu sterylnej techniki i załóż sterylne rękawiczki i sterylny fartuch. Podskórnie wstrzyknąć od jednego do dwóch mililitrów 1% lidokainy w punkcie wejścia do znieczulenia miejscowego. Użyj skalpela chirurgicznego z ostrzem numer 10, aby wykonać pięciomilimetrowe powierzchowne nacięcie skóry w miejscu wejścia przez naskórek.
Umieść sterylną igłę elektromagnetyczną o rozmiarze 19 w oznaczonym punkcie wejścia. Użyj widoków poprzecznych i koronalnych na ekranie układu elektromagnetycznego, aby dostosować kąt wejścia tak, aby pokrywał się ze środkiem docelowej zmiany. Po potwierdzeniu kąta wejścia ustabilizuj igłę elektromagnetycznego przewodu nawigacyjnego przy ścianie klatki piersiowej.
Mocno przesunął igłę przez ścianę klatki piersiowej, podczas gdy zespół anestezjologiczny przytrzymuje pacjenta na wydechu. Bardzo ważne jest, aby operator prawidłowo ustawił igłę względem docelowej zmiany w co najmniej dwóch z trzech widoków zapewnianych przez system nawigacji elektromagnetycznej przed ustabilizowaniem i przesunięciem igły w kierunku prostym w dół. Po dotarciu do dystalnej strony docelowej zmiany od ściany klatki piersiowej należy zdjąć sztyft przewodu pokarmowego i zakryć piastę igły palcem, nie odrywając igły.
Następnie podłączyć do igły strzykawkę zawierającą od dwóch do trzech mililitrów błękitu metylenowego o odpowiednim stężeniu i wstrzyknąć 0,5 mililitra roztworu w docelową zmianę. Następnie stopniowo i w sposób ciągły nakładaj kolejne 0,5 mililitra roztworu, powoli wycofując igłę, aby utworzyć ścieżkę. Po dostarczeniu całego barwnika użyj oznaczenia barwnika, aby zlokalizować i wyciąć guzek płucny za pomocą minimalnie inwazyjnej chirurgii klatki piersiowej.
Po lokalizacji guzka przezklatkowego w nawigacji elektromagnetycznej, jak właśnie pokazano, można zidentyfikować znakowanie barwnikiem lokalizacji w opróżnionym płucu i można przeprowadzić diagnostyczną resekcję klinową. Podejmując tę procedurę, należy pamiętać o prawidłowej rejestracji i umieszczeniu ściany klatki piersiowej igły. Miejmy nadzieję, że technika ta utoruje drogę do poprawy resekcji małych guzków przy użyciu minimalnie inwazyjnych metod chirurgicznych oraz w badaniu wpływu tej metody na szybkość diagnostycznej lobektomii i/lub konwersji na otwartą torakotomię.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Ten protokół opisuje technikę lokalizacji guzków płucnych za pomocą znaczników barwników poprzez elektromagnetycznie nawigowany dostęp do igły przez ścianę klatki piersiowej. Jest on zaprojektowany w celu poprawy lokalizacji guzków i ułatwienia ich usunięcia podczas minimalnie inwazyjnej operacji klatki piersiowej.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Minimalnie inwazyjna chirurgia klatki piersiowej
- Lokalizacja guzków płucnych
- Techniki nawigacji elektromagnetycznej
Tło
- Małe, głęboko położone i podsolidne guzki płucne stanowią wyzwanie podczas operacji.
- Poprzednie badania obrazowe są kluczowe dla identyfikacji odpowiednich guzków.
- Nie kontrastowe skany torakalne pomagają w planowaniu zabiegu.
- Oprogramowanie do segmentacji może mieć trudności z niektórymi typami guzków.
Cel badania
- Poprawa lokalizacji guzków płucnych podczas operacji.
- Poprawa precyzji minimalnie inwazyjnych technik.
- Optymalizacja wyników leczenia pacjentów w przypadku zabiegów resekcji płuc.
Stosowane metody
- Przegląd poprzednich obrazów torakalnych.
- Nie kontrastowe skanowanie torakalne w pozycji bocznej.
- Użycie oprogramowania planistycznego systemu nawigacji do segmentacji zmiany.
- Uzyskanie zarówno obrazów wydechu jak i wdechu dla dokładności.
Główne wyniki
- Udana lokalizacja guzków za pomocą znaczników barwników.
- Poprawa wyników operacyjnych dzięki minimalnie inwazyjnym technikom.
- Wyzwania dotyczące oprogramowania do segmentacji dla niektórych typów guzków.
- Lepsze zrozumienie ruchu guzków podczas badań obrazowych.
Wnioski
- Technika znacząco pomaga w lokalizacji guzków.
- Jest skuteczna dla małych i głęboko położonych guzków płucnych.
- Dalsze doskonalenie technik obrazowych może być korzystne.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Accurate intraoperative localization of small, deep, or sub-solid pulmonary nodules remains a critical challenge in minimally invasive thoracic surgery, impacting diagnostic yield and surgical precision. Electromagnetic navigation transthoracic needle localization reduces reliance on bronchoscopic access and minimizes radiation exposure compared to CT-guided methods, offering a transparenchymal approach that improves nodule identification and resection efficiency. This technique supports early-stage therapeutic hypothesis validation by enabling reliable tissue acquisition for molecular profiling and pathway analysis in lung cancer discovery pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through precise targeting of peripheral pulmonary nodules for biomarker discovery and functional validation.
- Operational Value: Supports biological de-risking by facilitating acquisition of high-quality tissue from difficult-to-reach lesions for downstream omics and phenotypic screening.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems by localizing nodules for consistent sample collection, enhancing assay standardization and reproducibility in preclinical models.
- Operational Value: Improves screening readiness through reduced procedure time and minimized dye diffusion, increasing reliability of quantitative readouts in longitudinal studies.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Maintains disease relevance by enabling longitudinal sampling of subsolid nodules to track molecular evolution and therapeutic response in preclinical models.
- Operational Value: Addresses continuity from discovery through preclinical validation by providing a reproducible method for lesion access across imaging and surgical platforms.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum by supporting hypothesis testing in early biology, enabling assay-ready sample procurement, and informing go/no-go decisions through reliable lesion access and molecular profiling.
- Discovery Biology: Facilitates pathway clarification and target validation by allowing precise sampling of deep or sub-solid nodules for mechanistic de-risking.
- Screening: Enhances assay readiness through standardized localization and reduced variability in sample quality due to timely dye marking and resection.
- Analytics: Generates quantitative spatial and molecular outputs that help compare nodule characteristics across experimental conditions.
- Translational Research: Supports biomarker alignment by enabling repeated access to evolving nodules for tracking therapeutic impact.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable localization platform adaptable across imaging modalities and surgical workflows, reducing dependency on single-use techniques.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target selection by reducing false negatives in nodule localization and improving tissue yield for downstream analysis.
- Operational Value: Enhances reproducibility and scalability through standardized electromagnetic navigation and procedural timing controls.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by reducing conversion to open thoracotomy and minimizing repeat procedures due to failed localization.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted advancement decisions by providing reliable access to high-value nodules for early efficacy and safety assessment.
Implementation Considerations
- Requires expertise in electromagnetic navigation systems, thoracic anatomy, and sterile procedural technique.
- Depends on compatible navigation platforms, disposable tract catheters, and imaging software capable of lesion segmentation and virtual mapping.
- Necessitates cross-team standardization between radiology, surgery, and pathology for consistent lesion targeting and sample handling.
- Involves adaptation considerations for varying nodule characteristics, such as pure ground-glass opacity, which may require manual targeting when segmentation fails.
- Limited by patient body habitus and pleural adhesions that may hinder needle trajectory or electromagnetic field stability.
