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陈昶教授团队:个体化3D打印导板定位精准、高效,望脱离CT辅助

作者:胸心分会办公室来源:胸心分会办公室
点击:1161次时间:2019-01-08 19:18:08


伴随低剂量HRCT肺癌筛查的广泛开展,越来越多肺小结节被检出,如何精准、高效地定位肺小结节成为胸外科研究热点。目前,经皮肺穿刺定位(金属钩或微弹簧圈定位、染料标记、碘油注射)应用最广,其成功的关键是如何精准的将定位标记放置到靶病灶附近。为此,经皮定位操作需全程在CT的导引下开展,由影像专科医师根据二维CT实时扫描图像,估算进针位置、角度、及穿刺深度。由于人为误差以及呼吸运动的影响,即使是经验丰富的操作者,有时也需要多次CT扫描、反复穿刺尝试,才能实现肺小结节精准定位。


为解决目前肺小结节经皮穿刺定位中的问题,中华医学会胸心血管外科学分会青委副主委、上海市肺科医院的陈昶教授及其团队,发明了一种个性化3D打印肺小结节辅助定位导板,大大简化了肺小结节定位操作,降低了定位相关辐射剂量。该导板的设计原理是,利用患者入院前CT影像数据,通过数字建模技术,将肺小结节、胸廓骨性结构、体表标志以三维数字模型的形式呈现在医师面前,以便于设计更加有效的入针方案;然后将定位针最佳穿刺路径、体表骨性标志等个性化信息有机结合,3D打印肺小结节辅助穿刺定位导板。在前期单臂临床试验中,团队证实3D打印导板辅助定位的可行性,能够有效简化定位的操作步骤,同时减少定位操作中的辐射剂量,研究成果发表于胸外科权威期刊Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery。为进一步探究该导板在定位肺小结节的安全性和准确性,团队注册、开展一项前瞻性、非劣性的随机对照试验,相关成果近期已在国际外科顶级杂志JAMA Surgery上发表。


该项随机对照试验共纳入200例患者,以 1:1比例随机分配。对照组患者接受传统CT引导定位穿刺,穿刺点位置根据预先放置于体表的金属标记物确定,入针的深度与角度由操作者根据CT图像测量得出。试验组患者接受3D打印导板辅助肺结节穿刺,操作者先根据解剖标记放置3D打印导板,为保证患者安全,在实施穿刺前通过CT扫描图像,预先估计导板辅助定位穿刺偏差,若偏差≤2cm,则沿导板进针孔道实施穿刺定位,若偏差>2cm,则记为导板辅助定位失败,实施传统CT引导定位。


10例患者因各种原因脱落,190例患者最终完成定位操作(对照组:95例;试验组:95例)。研究结果显示,垂直偏差、冠状偏差及总偏差在两组中无统计差异,在前后位偏差方面,对照组略高于试验组(3.2mm vs. 2.2mm)。在CT辐射方面,试验组的暴露剂量显著低于对照组,分别为229mGy*cm和313 mGy*cm,同时试验组操作时间较对照组缩短(7.4min vs. 9.5min)。在穿刺并发症方面,试验组气胸和肺实质出血的发生概率趋向低于对照组。


针对影响定位偏差因素,研究发现肺结节定位偏差主要来源于垂直方向偏差,且下叶结节定位偏差高于上、中叶结节,且具有统计学差异;这主要与呼吸时相中膈肌垂直方向的运动有关。另外,在试验组中,侧卧位患者的定位偏差高于仰卧位患者的偏差;这种现象的存在是因为,导板根据患者术前平卧位CT设计、定制,而患者在平卧位与侧卧位转换过程中,部分肺小结节位置发生了改变。由于结节位置和患者体位可影响定位的准确性,文章针对这两种因素进行了亚组分析:以隆突水平线为界分为上侧结节和下侧结节,研究发现,对于仰卧位的上侧肺结节患者,导板辅助定位的偏差明显优于传统CT引导定位(4.4mm vs. 8.6mm)。


综上所述,3D打印导板辅助定位的精度不低于传统CT引导定位,且导板可明显简化操作步骤,降低CT辐射剂量,有望实现脱离CT的肺结节术中即时定位。

 

参考文献

1. Accuracyof a 3-dimensionally printed navigational template for localizing smallpulmonary nodules: A noninferiority randomized clinical trial. JAMA surgery2018. doi: 10.1001/jamasurg.

2. Three-dimensional printing ofnavigational template in localization of pulmonary nodule: A pilot study. TheJournal of thoracic and cardiovascular surgery 2017;154(6):2113-2119 e2117.

作者:Scott

来源:CardiothoracicSurgery