Localizzazione di noduli transtoracici di navigazione elettromagnetica per chirurgia toracica minimamente invasiva

Riepilogo

Qui viene presentato un protocollo per la localizzazione dei noduli polmonari utilizzando la marcatura del colorante tramite accesso all'ago transtoracico navigato elettromagneticamente. La tecnica qui descritta può essere eseguita nel periodo peri-operatorio per ottimizzare la localizzazione dei noduli e per una resezione di successo quando si esegue la chirurgia toracica minimamente invasiva.

Abstract

L'aumento dell'uso della tomografia computerizzata del torace (TC) ha portato ad un aumento del rilevamento di noduli polmonari che richiedono una valutazione diagnostica e / o l'escissione. Molti di questi noduli sono identificati e asportati attraverso la chirurgia toracica minimamente invasiva; tuttavia, i noduli subcentimetrici e subsolidi sono spesso difficili da identificare intraoperatoriamente. Ciò può essere mitigato dall'uso della localizzazione elettromagnetica dell'ago transtoracico. Questo protocollo delinea il processo passo-passo della localizzazione elettromagnetica dal periodo pre-operatorio al periodo postoperatorio ed è un adattamento della biopsia percutanea guidata elettromagneticamente precedentemente descritta da Arias et al. Le fasi pre-operatorie includono l'ottenimento di una TC lo stesso giorno seguita dalla generazione di una mappa virtuale tridimensionale del polmone. Da questa mappa vengono scelte le lesioni target e un sito di ingresso. In sala operatoria, la ricostruzione virtuale del polmone viene quindi calibrata con il paziente e la piattaforma di navigazione elettromagnetica. Il paziente viene quindi sedato, intubato e posto in posizione di decubito laterale. Utilizzando una tecnica sterile e la visualizzazione da più punti di vista, l'ago viene inserito nella parete toracica nel sito di ingresso della pelle pre-scelta e guidato verso la lesione bersaglio. Il colorante viene quindi iniettato nella lesione e, quindi, continuamente durante il prelievo dell'ago, creando un tratto per la visualizzazione intra-operatoria. Questo metodo ha molti potenziali vantaggi rispetto alla localizzazione guidata dalla TC, tra cui una ridotta esposizione alle radiazioni e una diminuzione del tempo tra l'iniezione del colorante e l'intervento chirurgico. La diffusione del colorante dalla via avviene nel tempo, limitando così l'identificazione del nodulo intraoperatorio. Diminuendo il tempo per l'intervento chirurgico, c'è una diminuzione del tempo di attesa per il paziente e meno tempo per la diffusione del colorante, con conseguente miglioramento della localizzazione dei noduli. Rispetto alla broncoscopia elettromagnetica, l'architettura delle vie aeree non è più una limitazione in quanto si accede al nodulo bersaglio tramite un approccio transparenchimale. I dettagli di questa procedura sono descritti in modo dettagliato.

Introduzione

Con il crescente utilizzo di scansioni TC del torace a fini diagnostici e di ^screening1, vi è un aumento del rilevamento di noduli polmonari subcentimetrici che richiedono una valutazione ^diagnostica2. La biopsia percutanea e/o transbronchiale è stata utilizzata con successo per campionare noduli indeterminati e ad alto rischio. Queste lesioni spesso rendono gli obiettivi difficili a causa della loro posizione parenchimale distale e delle piccole ^dimensioni3. Quando indicato, deve essere eseguita l'escissione chirurgica di queste lesioni, utilizzando una resezione lung-sparing tramite chirurgia toracica minimamente invasiva (MITS), come la chirurgia toracoscopica video o assistita da robot (VATS / RATS)⁴. Anche con i progressi nella tecnica chirurgica, rimangono sfide intra-operatorie alla resezione, nonostante la visualizzazione diretta del parenchima polmonare durante il MITS. Queste sfide sono principalmente legate alle difficoltà di localizzazione dei noduli, in particolare con noduli di vetro smerigliato/semisolidi, lesioni subcentimetriche e quelle a più di 2 cm dalla pleura ^viscerale5,6. Queste sfide sono esacerbate durante il MITS a causa di una perdita di feedback tattile durante la procedura e possono portare a metodi chirurgici più invasivi, tra cui lobectomia diagnostica e / o toracotomia ^aperta5. Molti di questi problemi con la localizzazione dei noduli intraoperatori possono essere mitigati dall'uso di metodi di localizzazione dei noduli aggiuntivi tramite navigazione elettromagnetica (EMN) e / o localizzazione guidata da CT (CTGL). Questo protocollo evidenzierà innanzitutto i vantaggi dell'utilizzo della localizzazione elettromagnetica dei noduli transtoracici (EMTTNL). In secondo luogo, delineerà in modo graduale come replicare il processo prima del MITS.

La navigazione elettromagnetica aiuta a colpire le lesioni polmonari periferiche sovrapponendo la tecnologia dei sensori con le immagini radiografiche. EMN consiste innanzitutto nell'utilizzare il software disponibile per convertire le immagini TC delle vie aeree e del parenchima in una roadmap virtuale. Il torace del paziente viene quindi circondato da un campo elettromagnetico (EM) all'interno del quale viene rilevata la posizione esatta di una guida sensoriale. Quando uno strumento guida (ad esempio, un ago tracciato per la navigazione magnetica [MN]) viene posizionato all'interno del campo EM del paziente (albero endobronchiale o superficie cutanea), la posizione viene sovrapposta alla roadmap virtuale, consentendo la navigazione verso la lesione target identificata sul software. L'EMN può essere eseguita tramite approccio con ago transtoracico o broncoscopia. La broncoscopia EMN è stata precedentemente descritta per l'uso sia nella biopsia che nella localizzazione fiduciale/colorante7,8,9,10,11. Un certo numero di altre tecniche di localizzazione sono state sviluppate con tassi di successo variabili, tra cui il posizionamento fiduciale guidato da TC, l'iniezione guidata da TC di colorante o radiotracciante, la localizzazione ultra-ecografica intraoperatoria e la broncoscopia ^EMN12. Una piattaforma EMN introdotta di recente ha incorporato un approccio transtoracico guidato elettromagneticamente nel suo flusso di lavoro. Utilizzando la roadmap CT, il sistema consente all'utente di definire un punto di ingresso sulla superficie della parete toracica attraverso il quale passerà una guida dell'ago con rilevamento EMN tracciata con punta nel parenchima polmonare e nella lesione in questione. Attraverso questa guida dell'ago, è quindi possibile eseguire biopsie e/o localizzazione del ^nodulo7.

Prima della localizzazione EMN dei noduli per MITS, CTGL utilizzando la marcatura del colorante o il posizionamento fiduciale (ad esempio, microcoglie, lipoidali, fili uncinati) era il metodo principale utilizzato. Una recente meta-analisi di 46 studi sulla localizzazione fiduciale ha mostrato alti tassi di successo tra tutti e tre i fiduciali; tuttavia, lo pneumotorace, l'emorragia polmonare e lo spostamento dei marcatori fiduciali sono rimasti complicazioni ^{significative13}. Un'iniezione tracciante guidata da TC con blu di metilene ha avuto tassi di successo simili, ma con meno complicazioni rispetto al posizionamento fiduciario a filo ^gancio14. Una delle principali limitazioni dell'uso del colorante per la localizzazione dei noduli polmonari è stata la diffusione nel ^tempo15. I pazienti sottoposti a CTGL con marcatura del colorante hanno la localizzazione eseguita nella suite di radiologia, seguita dal trasporto in sala operatoria, durante il quale può verificarsi la diffusione del colorante, rendendo questa tecnica meno attraente. Alcuni centri hanno mitigato questo lasso di tempo con l'utilizzo di sale operatorie ibride con C-arm robotici ^CT16,17; tuttavia, l'esposizione alle radiazioni può essere maggiore con le immagini ripetute e l'uso di fluorosocope15. L'uso della broncoscopia EMN consente la localizzazione del nodulo peri-operatorio. Questo, tuttavia, è stato afflitto da tempi di broncoscopia prolungati e dall'incapacità di navigare verso quelle lesioni senza accesso alle vie aeree. EMTTNL consente una rapida localizzazione del nodulo percutaneo seguita da MITS in una posizione (cioè la sala operatoria), riducendo così il tempo tra la localizzazione e l'intervento ^chirurgico18. Oltre alla broncoscopia EMN, Arias et al. descritto utilizzando EMN per la biopsia percutanea7. Di seguito viene descritto un adattamento di questa procedura per la localizzazione dei noduli.

Un maschio di 79 anni con una storia di 40 anni di uso di tabacco e cancro alla vescica è stato trovato con un nuovo nodulo polmonare pet fluorodesossiglucosio-avido di dimensioni 1,0 cm x 1,1 cm nel lobo inferiore sinistro mediante imaging di sorveglianza (Figura 1). Date le dimensioni e la posizione della lesione, la resezione del cuneo è stata considerata impegnativa e la riserva polmonare del paziente lo ha reso un candidato non ideale per la lobectomia diagnostica. Fu deciso che si sarebbe sottoposto a EMTTNL per aiutare nella resezione MITS del nodulo polmonare.

Protocollo

La procedura viene eseguita in conformità con le aspettative standard di cura e segue le linee guida del comitato etico di ricerca umana presso l'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill.

1. Preparazione pre-operatoria

1. Rivedere la precedente tomografia computerizzata del torace (TC) per garantire che il paziente sottoposto a localizzazione del nodulo abbia un nodulo polmonare periferico adatto alla chirurgia toracica minimamente invasiva (MITS).
2. Il giorno o un giorno prima della procedura, eseguire una TAC toracica senza contraccorso con il paziente in posizione di decubito laterale con il polmone ipsilaterale al nodulo posizionato fino a imitare la posizione durante l'iniezione del colorante. Ottieni immagini sia espiratorie che inspiratorie per tenere conto del movimento dei noduli.
   NOTA: il CT deve essere formattato in base alle specifiche di sistema ^EMTTNL7.
3. Utilizzare il software di pianificazione del sistema di navigazione per segmentare digitalmente la lesione target.
4. Se la lesione bersaglio è radiograficamente "pura" vetro smerigliato in natura, il software di segmentazione potrebbe non riuscire a identificare correttamente la lesione. In questo caso, posizionare un bersaglio virtuale al centro della lesione target.
5. Una volta che la lesione bersaglio è stata marcata con successo, utilizzare il software di pianificazione per delineare il sito percutaneo per l'ingresso dell'ago. Il sito di ingresso percutaneo deve essere posizionato tra due costole, avendo cura di evitare il fascio neurovascolare intercostale sul bordo inferiore della costola e rappresentare la traccia più breve dall'ingresso della pelle all'acquisizione del nodulo.

2. Preparazione e registrazione peri-operatoria

1. Trasferire il paziente in sala operatoria e far indurre al personale appropriato l'anestesia generale con paralisi.
   NOTA: L'anestesia generale deve essere somministrata solo da personale certificato e il dosaggio dei farmaci è a discrezione del fornitore di anestesia.
2. Una volta raggiunte l'anestesia e la paralisi (come confermato dalla perdita di tono muscolare e dalla cessazione del movimento spontaneo della parete toracica), stabilire una via aerea inserita per via orale utilizzando un tubo endotracheale a doppio lume (DL-ETT) rispetto a un tradizionale tubo endotracheale a singolo lume.
   NOTA: Questo viene inserito dai fornitori di anestesia e qualsiasi dimensione richiesta in base alle specifiche del paziente è accettabile. Ciò consentirà il posizionamento procedurale, la ventilazione monopagina per la resezione chirurgica e la registrazione del sistema EMN.
3. Eseguire un esame broncoscopia a luce bianca (WLB) dell'albero tracheobronchiale a livello segmentale, valutando la presenza di malattie endobronchiali occulte.
4. Dopo aver eseguito un esame WLB delle vie aeree, posizionare il paziente nella posizione di decubito laterale, rispecchiando il più vicino possibile il posizionamento del paziente durante la TC. Attaccare tre cuscinetti elettronici del punto di riferimento al torace del paziente, posizionandoli sulla parete toracica ipsilaterale al nodulo e fuori dal modo del punto di ingresso scelto (Figura 2).
   1. Ad esempio, se il punto di ingresso scelto è il torace anteriore sinistro, posizionare i cuscinetti sul petto sinistro, ad almeno 5 cm di distanza dal punto di ingresso. Quindi, collegare i pad al sistema EMN.
5. Eseguire la registrazione del sistema per il paziente con calibrazione del sistema posizionando prima il generatore di campo EMN sopra i pad di riferimento. Ottimizza la posizione utilizzando le istruzioni fornite dal sistema EMN. Una volta che il generatore di campo è in posizione, utilizzando la piattaforma EMTTNL, scattare una "istantanea" virtuale dei pad di riferimento.
6. Dopo l'istantanea, inserire il catetere monouso proprietario EMN-tracked (DSC, 3,2 mm di diametro esterno, canale di lavoro 2.0) in ciascun lumen del DL-ETT al fine di generare una nuvola di punti dati che delinea l'estensione delle principali vie aeree (Figura 3). Allineare il catetere sulla carina principale e, quindi, tirare indietro lentamente nella trachea fino a quando il sistema non viene richiesto di fermarsi (segno di spunta verde). Quindi, guidare il DSC nel polmone destro, in particolare nel lob inferiore destro, fino a quando non viene richiesto di fermarsi (segno di spunta verde).
7. Una volta interrotta la raccolta dei punti dati, rimuovere il DSC dal lume polmonare destro del DL-ETT e inserirlo nel lume polmonare sinistro del tubo. Guidare il DSC nel bronco del tronco principale sinistro 2 - 3 cm prossimale alla sua biforcazione nei lobi superiori e inferiori sinistri. Riprendere la raccolta dei dati a questo punto e guidare il DSC nel lobo inferiore sinistro fino a quando non viene richiesto di arrestarsi (segno di spunta verde). Una volta raccolta l'intera nuvola di dati, passare a EMTTNL.

3. Procedura

1. Allineare un ago percutaneo tracciato nel sito di ingresso della pelle della parete toracica utilizzando la piattaforma EMN come guida. Contrassegnare la pelle nel punto di ingresso alla cavità toracica, facendo attenzione che il punto di ingresso sia appena superiore alla costola ed evitare qualsiasi vascolarizzazione nota o strutture ossee (ad esempio, clavicola, vasi succlavia).
2. Pulire e preparare la pelle con una soluzione di clorexidina al 2% per un minimo di 15 s e lasciarla asciugare per un minimo di 30 s. Drappeggiare il campo usando una tecnica sterile.
3. Una volta creato un campo sterile, indossare guanti sterili e un camice sterile e iniettare 1 - 2 ml di lidocaina all'1% per via sottocutanea al punto di ingresso per l'anestesia locale. Utilizzare un bisturi chirurgico a lama #10 per praticare un'incisione cutanea superficiale (5 mm) nel sito di ingresso attraverso l'epidermide.
4. Posizionare l'ago elettromagnetico sterile da 19 G sul punto di ingresso contrassegnato. Utilizzando le viste trasversali e coronali sullo schermo del sistema elettromagnetico, regolare l'angolo di ingresso in modo che si allinei con il centro della lesione bersaglio (Figura 4).
   NOTA: le marcature del mirino devono sovrapporsi su almeno due piani diversi.
5. Una volta confermato l'angolo di ingresso, stabilizzare l'ago tracciato EMN contro la parete toracica e avanzare saldamente attraverso la parete toracica, mentre il team di anestesia tiene il paziente in espirazione. La pressione positiva di fine espirazione (PEEP) viene mantenuta a 5 cm di acqua.
6. Una volta raggiunto il lato distale (dalla parete toracica) della lesione bersaglio, rimuovere lo stylet tracciato senza spostare l'ago e coprire il mozzo dell'ago con un dito. Usare estrema cautela in modo da non rimuovere l'ago. Se, in qualsiasi momento durante le fasi successive, vi è preoccupazione per il movimento dell'ago, reinserire lo stylet tracciato per confermare il posizionamento dell'ago.
7. All'ago, collegare una siringa contenente 2 - 3 mL di blu di metilene non diluito o 2 - 3 mL di una miscela 1:1 di blu di metilene e sangue del paziente.
   NOTA: Il sangue del paziente deve essere prelevato appena prima di miscelarlo per ridurre al minimo la coagulazione e può essere prelevato con una flebo periferica o da una venipuntura con ago fresco. La miscela è consigliata in quanto ispessisce la soluzione e limita la diffusione del colorante e/o lo "schizzo" del colorante all'interno dello spazio pleurico durante la retrazione dell'ago.
8. Iniettare 0,5 mL del colorante o del colorante:miscela sanguigna all'interno della lesione bersaglio. Depositare gradualmente e continuamente altri 0,5 ml del colorante o della miscela colorante:sangue mentre si preleva lentamente l'ago per creare una traccia.

4. Procedura post

1. Dopo EMTTNL (Figura 3), eseguire MITS utilizzando la marcatura del colorante per localizzare e resecare il nodulo polmonare19,20,21,22,23.
   NOTA: La cura del paziente post-procedura sarà a discrezione del chirurgo toracico in quanto questo protocollo non ha requisiti post-operatori specifici.

Risultati

Il paziente è stato preparato secondo il protocollo sopra indicato. Successivamente, EMTTNL è stato eseguito con un'iniezione di un totale di 1 mL di una miscela di sangue blu di metilene 1:1:paziente. Dopo la rimozione dell'ago, il paziente è stato preparato e drappeggiato per il MITS. La chirurgia toracica assistita da robot è stata eseguita utilizzando la tecnica a quattro bracci con un sistema chirurgico robotico che utilizza cinque porte totali. Quattro porte sono posizionate lun...

Discussione

La localizzazione di noduli transtoracici peri-operatori sotto guida EMN è una nuova applicazione di una piattaforma EMN introdotta di recente. I passaggi critici nelle prestazioni di EMTTNL sono una corretta registrazione della nuvola di punti del dispositivo e l'attenzione al sito di inserimento percutaneo e all'angolazione dell'ago. La visualizzazione e il mantenimento dell'angolo di ingresso su più piani della scansione TC (HUD, obliquo 90 e obliquo) sono cruciali per il successo della procedura.

Materiali

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