Summary
ここでは、電磁的にナビゲートされた経胸部針アクセス を介 した色素マーキングを用いた肺結節局在化のためのプロトコルを提示する。ここで説明する技術は、結節局在を最適化し、低侵襲胸部手術を行う際に切除を成功させるために、術周期に達成することができる。
Abstract
胸部コンピュータ断層撮影法(CT)の使用の増加は、診断評価および/または切除を必要とする肺結節の検出の増加につながった。これらの結節の多くは、低侵襲胸部手術 によって 同定され、切除される。しかし、センチメートル以下および亜固体結節は、術中に識別することがしばしば困難である。これは、電磁経胸部針局在化の使用によって緩和することができる。このプロトコルは、術前期間から術後期間までの電磁的局在化の段階的なプロセスを描写し、Ariasらによって以前に記載された電磁誘導経皮生検の適応 である。 術前のステップは、同じ日のCTを取得し、続いて肺の3次元仮想マップを生成することを含む。このマップから、ターゲット病変と侵入部位が選択されます。手術室では、肺の仮想再建が患者と電磁ナビゲーションプラットフォームで較正されます。次いで、患者を鎮静させ、挿管し、側方褥瘡の位置に置く。滅菌技術および複数のビューからの視覚化を使用して、針は、予め選択された皮膚侵入部位の胸壁に挿入され、標的病変まで駆動される。次いで、色素は病変部に注入され、次いで、針の引き抜きの間に連続的に、術中に視覚化するための管を作り出す。この方法は、CT誘導局在化と比較して、放射線被ばくの減少および色素注射から手術までの時間の短縮を含む多くの潜在的な利点を有する。経路からの色素拡散は経時的に起こり、それによって術中の結節識別が制限される。手術までの時間を短縮することで、患者の待ち時間が短縮され、色素拡散が起こる時間が短縮され、結節局在の改善につながる。電磁気管支鏡検査と比較すると、標的結節が経実質的アプローチ を介して アクセスされるため、気道アーキテクチャはもはや制限ではない。この手順の詳細は、順を追って説明します。
Introduction
診断およびスクリーニング目的で胸部のCTスキャンの使用が増加している1ため、診断評価を必要とするセンチメートル未満の肺結節の検出が増加しています2。経皮的および/または経気管支生検は、不確定で高リスクの結節をサンプリングするために首尾よく使用されている。これらの病変は、遠位実質位置と小さなサイズのために、しばしば困難な標的になります3。指示された場合、これらの病変の外科的切除は、ビデオまたはロボット支援胸腔鏡手術(VATS/RATS)などの低侵襲胸部手術(MITS)による肺温存切除を使用して行うべきである4。外科的技術の進歩にもかかわらず、MITS中の肺実質の直接的な可視化にもかかわらず、切除術には術中の課題が残っている。これらの課題は、主に結節局在化の困難、特にすりガラス/半固体結節、センチメートル以下の病変、および内臓胸膜から2cmを超える結節の困難に関連しています5,6。これらの課題は、処置中の触覚フィードバックの損失のためにMITS中に悪化し、診断的葉切除術および/または開胸術を含むより侵襲的な外科的方法につながる可能性がある5。術中結節局在化に関するこれらの問題の多くは、電磁航法(EMN)および/またはCT誘導局在化(CTGL)を介した補助結節局在化方法の使用によって軽減することができる。このプロトコルは、まず、電磁経胸部結節局在化(EMTTNL)を使用する利点を強調する。次に、MITSの前にプロセスを複製する方法を段階的に説明します。
電磁ナビゲーションは、センサー技術を放射線画像と重ね合わせることで、末梢肺病変を標的にするのに役立ちます。EMNはまず、利用可能なソフトウェアを使用して気道と実質のCT画像を仮想ロードマップに変換することからなる。次に、患者の胸部は電磁(EM)場に囲まれ、その中で感覚ガイドの正確な位置が検出される。ガイド機器(例えば、磁気ナビゲーション[MN]追跡針)が患者のEM場(気管支内樹または皮膚表面)内に配置されると、その位置は仮想ロードマップに重畳され、ソフトウェア上で識別された標的病変へのナビゲーションを可能にする。EMNは、経胸部針アプローチまたは気管支鏡検査のいずれかを介して行うことができる。EMN気管支鏡検査は、生検と基準/色素局在化の両方に使用するために以前に記載されています7,8,9,10,11。CT誘導基準配置、色素または放射性トレーサーのCT誘導注入、術中の超音波局在化、およびEMN気管支鏡検査など、他の多くの局在化技術がさまざまな成功率で開発されています12。最近導入されたEMNプラットフォームは、電磁誘導経胸部アプローチをワークフローに組み込んでいます。CTロードマップを使用して、このシステムにより、ユーザーは胸壁面上の入り口を定義し、それを通って先端追跡されたEMN感知針ガイドを問題の肺実質および病変に通過させることができる。このニードルガイドを通じて、生検および/または結節局在化を行うことができる7。
MITSのための結節のEMN局在化の前に、染料マーキングまたは基準(例えば、マイクロコイル、リポイド、フックワイヤ)配置を用いたCTGLが採用された主要な方法であった。基準局在化に関する46の研究の最近のメタアナリシスでは、3つの基準者すべてで高い成功率を示しました。しかし、気胸、肺出血、および基準マーカーの除去は、依然として重大な合併症であった13。メチレンブルーを用いたCT誘導トレーサー注射も同様の成功率を示しましたが、フックワイヤーの基準配置と比較すると合併症は少なくなります14。肺結節の局在化に色素を使用することの主な制限の1つは、時間の経過に伴う拡散でした15。色素マーキング付きCTGLを受けている患者は、放射線科スイートで局在化が行われ、続いて手術室に運ばれ、その間に色素拡散が起こる可能性があり、この技術は魅力的ではない。一部のセンターでは、ロボットCアームCTs16,17を備えたハイブリッド手術室を使用して、この時間の経過を軽減しています。しかし、放射線被ばくは、繰り返し画像とフルオロソコープ15の使用により高くなる可能性があります。EMN気管支鏡検査の使用は、周術期結節局在化を可能にする。しかし、これは、気管支鏡検査時間が長くなり、気道アクセスなしでそれらの病変にナビゲートすることができないことに悩まされている。EMTTNLは、迅速な経皮的結節局在化を可能にし、続いてMITを1つの場所(すなわち手術室)で可能にし、したがって局在化と手術の間の時間を短縮する18。EMN気管支鏡検査に加えて、Ariasら。 経皮生検にEMNを用いて記載7.結節局在化のためのこの手順の適応を以下に説明する。
タバコ使用と膀胱がんの40パック年の歴史を持つ79歳の男性は、サーベイランス画像によって左下葉にサイズ1.0 cm x 1.1 cmの新しいPETフルオロデオキシグルコース熱心な肺結節を有することが判明しました(図1)。病変の大きさと位置を考えると、くさび切除は困難であると考えられ、患者の肺予備は彼を診断的葉切除術の理想的な候補とは言えなかった。彼は肺結節のMITS切除を助けるためにEMTTNLを受けることに決めました。
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Protocol
この手順は、標準治療の期待に従って行われ、ノースカロライナ大学チャペルヒル校の人間研究倫理委員会のガイドラインに従います。
1. 術前準備
- 結節局在化を受けている患者が低侵襲胸部手術(MITS)に適した末梢肺結節を有することを確認するために、以前の胸部コンピュータ断層撮影(CT)画像化をレビューする。
- 処置の当日または前日に、色素注射中の位置を模倣するために結節に肺を同側方に配置した側方褥瘡位置の患者と非コントラスト胸部CTスキャンを行う。結節の動きを説明するために、呼気と吸気の両方の画像を取得します。
メモ: CT は EMTTNL システム仕様に従ってフォーマットする必要があります7。 - ナビゲーションシステム計画ソフトウェアを使用して、ターゲット病変をデジタルでセグメント化します。
- 標的病変が放射線学的に「純粋な」すりガラスである場合、セグメンテーションソフトウェアは病変を適切に識別できない可能性がある。この場合、標的病変の中心に仮想標的を配置する。
- 標的病変が正常にマークされたら、計画ソフトウェアを使用して、針が侵入するための経皮部位を描写する。経皮的侵入部位は、肋骨の下縁にある肋間神経血管束を避けるように注意しながら、2つの肋骨の間に位置し、皮膚進入から結節獲得までの最短経路を表すべきである。
2. 周術期の準備と登録
- 患者を手術室に移し、適切な人員に麻痺を伴う全身麻酔を誘発させる。
注:全身麻酔は認定された人員によってのみ投与されるべきであり、薬物の投与は麻酔提供者の裁量に委ねられる。 - 麻酔および麻痺が達成されたら(筋肉緊張の喪失および自発的な胸壁運動の停止によって確認されるように)、従来の単一の管腔内気管内チューブとは対照的に、二重管腔内チューブ(DL-ETT)を使用して経口挿入気道を確立する。
注:これは麻酔提供者によって配置され、患者の仕様に基づいて必要とされる任意のサイズが許容される。これにより、手続き的な位置決め、外科的切除のための単一肺換気、およびEMNシステムの登録が可能になります。 - 気管気管支樹の白色光気管支鏡検査(WLB)検査をセグメントレベルまで行い、潜伏気管支内疾患について評価する。
- 気道のWLB検査を実施した後、CT中の患者の位置をできるだけ近づけて、患者を側方褥瘡の位置に位置決めします。3つの電子基準点パッドを患者の胸部に取り付け、結節の同側胸壁に配置して、選択した入り口の邪魔にならないようにします(図2)。
- たとえば、選択したエントリポイントが左前胸郭の場合、エントリポイントから少なくとも 5 cm 離れた左胸にパッドを置きます。次に、パッドをEMNシステムに差し込みます。
- 最初にEMNフィールドジェネレータをリファレンスパッドの上に配置することによって、システム較正による患者のシステム登録を実行します。EMN システムが提供するプロンプトを使用して位置を微調整します。フィールドジェネレータが所定の位置に収まったら、EMTTNLプラットフォームを使用して、リファレンスパッドの仮想「スナップショット」を作成します。
- スナップショットに続いて、独自のEMNトラッキング使い捨てスコープカテーテル(DSC、外径3.2mm、作業チャンネル2.0)をDL-ETTの各内腔に挿入して、主気道の範囲を描写するデータ点群を生成します(図3)。カテーテルをメインカリナに合わせ、システムによって停止するように促されるまで気管内にゆっくりと引き戻します(緑色のチェックマーク)。次に、DSCを右肺(具体的には右下ロブ)に駆動し、停止を促すまで(緑色のチェックマーク)。
- データポイントの収集が停止したら、DL-ETTの右肺内腔からDSCを取り出し、チューブの左肺内腔に挿入します。DSCを左幹気管支に近位2〜3cmの左上葉と下葉に駆動する。この時点でデータ収集を再開し、停止を求めるプロンプトが表示されるまで DSC を左下ローブにドライブします (緑色のチェックマーク)。完全なデータ点群が収集されたら、EMTTNLに進みます。
3. 手続き
- 追跡された経皮針を胸壁皮膚侵入部位に合わせ、EMNプラットフォームを使用してガイダンスを行います。胸腔への入り口の皮膚に印を付け、入り口が肋骨よりも優れているように注意し、既知の血管系または骨構造(例えば、鎖骨、鎖骨下血管)を避けるように注意する。
- 2%クロルヘキシジン溶液で皮膚をきれいにし、最低15秒間準備し、最低30秒間乾燥させます。滅菌技術を使用してフィールドをドレープします。
- 滅菌フィールドが作成されたら、滅菌手袋と滅菌ガウンを着用し、局所麻酔の入り口で1〜2mLの1%リドカインを皮下に注射する。#10ブレード外科用メスを使用して、表皮を通る侵入部位に表在性皮膚切開(5mm)を行う。
- 滅菌 19-G 電磁針をマークされた入り口点に置きます。電磁システムスクリーンの横方向と冠状ビューを使用して、ターゲット病変の中心に揃うように進入角度を調整します(図4)。
メモ: 十字線のマーキングは、少なくとも 2 つの異なる平面で重なっている必要があります。 - 進入角度が確認されたら、EMN追跡針を胸壁に対して安定させ、胸壁をしっかりと前進させ、麻酔チームが患者を呼気で保持する。正の呼気終末圧(PEEP)は5cmの水に維持される。
- 標的病変の遠位側(胸壁から)に到達したら、針を動かさずに追跡されたスタイレットを取り外し、針ハブを指で覆う。 針をはがさないように細心の注意を払ってください。次の手順で針の動きが心配な場合は、追跡されたスタイレットを挿入し直して、針の配置を確認します。
- 針に、希釈されていないメチレンブルー2〜3mL、またはメチレンブルーと患者の血液の1:1混合物の2〜3mLのいずれかを含むシリンジを接続する。
注:患者の血液は、凝固を最小限に抑えるために混合する直前に引き抜く必要があり、末梢IVまたは新鮮な針静脈穿刺のいずれかで引き抜くことができます。この混合物は、溶液を厚くし、針の収縮中に胸膜腔内の色素の拡散および/または色素の「飛散」を制限するため、推奨される。 - 0.5mLの色素または色素:血液ミックスを標的病変内に注入する。別の0.5mLの染料または染料:血液混合物を徐々に連続的に堆積させながら、針をゆっくりと引き抜いてトラックを作成します。
4. 転記手順
- EMTTNL(図3)の後、色素マーキングを用いてMITを行い、肺結節19、20、21、22、23を局在化および切除する。
注:このプロトコルには特定の術後要件がないため、術後の患者ケアは胸部外科医の裁量に委ねられます。
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Representative Results
患者は、上記のプロトコールに従って調製された。これに続いて、EMTTNLを、1:1メチレンブルー:患者血液混合物の合計1mLの注射で実施した。針を取り外すと、患者はMITS用に準備され、ドレープされた。ロボット支援胸部手術は、合計5つのポートを使用するロボット手術システムを備えた4アーム技術を使用して実施されました。1つの12mmロボットホチキス止めポート(最も前方ポート)と3つの8mmロボットポートを使用して、肩甲骨先端まで後方に延びる中鎖骨線から前方に8番目の肋間腔(それぞれ9cm離れている)に沿って4つのポートを配置する。1つの追加の12mmロボットポートは、アシスタント用のダイヤフラムの上の1つの肋間スペースの後方に配置されます。ロボット手術システムは、8mm、30°スコープ、双極性エネルギーと解剖のための右腕と左腕、および肺収縮のための「第3」アームを備えたカメラ駆動用の4つのロボットアームすべてを使用して、患者にドッキングされます。肺のデフレに続いて、局在化色素マーキングが同定され、診断的くさび切除が行われた(図5)。病理学的凍結切片は、移行性細胞癌(膀胱癌)を明らかにし、マージンは清潔であるとみなされ、それ以上の切除は行われなかった。
図1:FDG-avid左下葉結節は、外科的切除の前に局在化を必要とする。 (A)陽電子放射断層撮影(PET)スキャン;(B)胸部コンピュータ断層撮影。FDG熱心な左下葉結節(矢印)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2:電子リファレンスパッドの配置 3つの基準パッドは、結節に同側の胸壁に置き、針の入り口の選択された点の邪魔にならないようにする必要があります。 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:CTスキャンの手順から再構築された気道の仮想レンダリング。 この画像は、気道内のデータポイントを収集した後、CTスキャンからのデータを使用して再構築されます。気道ツリー内のデータポイントと、気道データ収集の完了を示すチェックマーク 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:横方向、冠状および矢状ビューにおける経皮針進入の位置合わせによるスナップショット。 この電磁システムのスクリーンショットは、針挿入の直前に標的病変を中心とする複数のビューでの針の位置合わせの例を示しています(画像提供:Veran Medical)。 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5:切除中および切除後の肺の画像。 (A)1:1メチレンブルー/血液混合液を注射した後の肺の術中画像。矢印は、経皮色素針の出口点を示す。(B)色素限局性肺の楔切除の成功。鉗子は経皮染料針の出口点を特定する。 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。
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Discussion
EMNガイダンスの下での周術期経胸部結節局在化は、最近導入されたEMNプラットフォームの斬新なアプリケーションである。EMTTNLの性能における重要なステップは、デバイスの適切な点群登録と経皮挿入部位への注意と針の角度です。CTスキャンの複数の平面(HUD、斜め90、斜め)での入射角の視覚化と維持は、手順の成功に不可欠です。
以下の変更の一部は、頻繁に発生する問題のトラブルシューティングのために適応されています。この技術に対する1つの変形例には、仰臥位の代わりに側方褥瘡位置で行われるCTが含まれる。この変更は、基準パッドの顕著な患者の再配置および/またはシフト後の登録エラーのために採用された。別の変形は、患者の血液と1:1の濃度で染料を混合することである。最初の努力の間、外科的ポート配置までの間隔が短いにもかかわらず、胸腔内の染料の過剰な飛散および染料拡散があった。この混合物は、以来、胸膜空間の拡散の減少およびより少ない染料汚れをもたらした。
この技術の限界は、針通過間の気胸発達の可能性による複数の結節(オリゴ転移)の局在化を含み得る。最初の針通過後の気胸は解剖学を歪め、不適切な染料注入をもたらすでしょう。そうは言っても、私たちは、最初の局在化針を補助医師によって所定の位置に固定したままにし、別の針で別の標的を局在化させた少なくとも1つの例で、この制限を克服しました。両方の標的が針局在化されると、色素の注入と針の収縮が同時に行われ、2つの別々の同側標的のEMTTNLが成功した。もう1つの制限は、結節自体の位置です。EMTTNLは末梢結節のための優れた選択肢です。しかし、経胸郭アプローチは、中枢病変や肩甲骨または他の骨/血管構造のためにアクセスできない病変には理想的ではない。この技術のさらなる制限には、過剰な色素注入が色素のこぼれを引き起こす可能性および/または外科医が病変の部位を特定できないなどのユーザーおよびシステムのエラーが含まれる。EMNシステムの使用時にも、誤登録やリファレンスPADの誤動作などのエラーが発生することがあります。
この手法は、CTGL の既存のプラクティスを利用しています。EMTTNLは、周術期の設定で実行される能力のために、著しい進歩である。CTGLの以前の使用は、合併症、放射線被ばく、CTGLから手術までの輸送までの時間、および色素拡散のために制限されていた14,15。気管支鏡下色素マーキングも、成功の度合いがさまざまに説明されています10,11,18。しかし、結節への気管支鏡的アクセスは気道構造によって制限されている24。これは通常、胸郭経アプローチが気道に限定されないため、EMTTNLの問題ではありません。
EMTTNLの将来の用途には、近赤外蛍光と組み合わせた金基準、ヒドロゲルプラグ、またはインドシアニングリーンを含む他のマーキング剤の使用が含まれる可能性がある。MITを支援するためのEMTTNLの多中心プロスペクティブ試験は、この技術の適用に最適な結節および患者特性を決定するのに有用であろう。
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Disclosures
Jason AkurianとJason Longは、Veran Medical TechnologiesからCME活動のための制度教育助成金とコンサルティング料を受けています。この原稿の開発のための財政的支援は提供されなかった。Sohini Ghosh、David Chambers、Adam R. Belanger、Allen Cole Burks、Christina MacRosty、Anna Conterato、Benjamin Haithcock、M. Patricia Riveraは、このプロジェクトに関連する開示はありません。
Acknowledgments
この作業は T32HL007106-41 (Sohini Ghosh 宛) によってサポートされています。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Computed Tomography Scanner | 64 - detector (or greater) CT scanner | ||
| SPiN Thoracic Navigation System | Veran Medical Tecnologies | SYS 4000 | |
| SPiN Planning Laptop Workstation | Veran Medical Tecnologies | SYS-0185 | |
| SPiN View Console | Veran Medical Tecnologies | SYS-1500 | |
| Always-On Tip Tracked Steerable Catheter | Veran Medical Tecnologies | INS-0322 | 3.2 mm OD, 2.0 mm WC |
| View Optical Probe | Veran Medical Tecnologies | INS-5500 | |
| vPAD2 Cable | Veran Medical Techologies | INS-0048 | |
| vPAD2 Patient Tracker | Veran Medical Techologies | INS-0050 | |
| SPiNPerc Biopsy Needle Guide Kit | Veran Medical Techologies | INS-5600 | Includes INS 5029 (Box of 5) |
| ChloraPrep applicator | Beckton Dickinson | 260815 | 26 mL applicator (orange) |
| Provay/Methylene Blue | Cenexi/American Regent | 0517-0374-05 | 50 mg/10 mL |
| Sterile gloves | Cardinal Health | 2D72PLXXX | |
| Blue X-Ray O.R. Towels | MedLine | MDT2168204XR | |
| Scope Catheter | DSC | 3.2 mm outer diameter, working channel 2.0 |
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