표적 폐 냉동 생물학을 위한 다중 모드 이미징과 결합된 로봇 보조 기관지 내시경

요약

이 기사는 형광 투시법, 요골 기관지 초음파 및 원뿔 빔 컴퓨터 단층 촬영과 결합된 로봇 보조 기관지 내시경을 수행하여 표적 경기관지 폐 냉동 수술을 얻는 단계적 접근 방식을 설명하는 것을 목표로 합니다.

초록

로봇 보조 기관지 내시경(RAB)을 사용하면 폐에서 표적 기관지 내시경 생검을 할 수 있습니다. 로봇 보조 기관지경은 시술 전 얇은 슬라이스 컴퓨터 단층 촬영 흉부에서 얻은 3차원(3D) 폐 및 기도 재건에서 수행된 매핑을 기반으로 목표 병변에 대한 경로를 설정한 후 직접 시야 하에 기도를 탐색합니다. RAB는 폐 전체의 기도를 원위할 수 있는 기동성, 정밀한 카테터 팁 관절 및 로봇 팔과의 안정성을 갖추고 있습니다. 형광투시, 요골 기관지 내 초음파(r-EBUS) 및 원뿔 빔 컴퓨터 단층 촬영(CBCT)과 같은 보조 이미징 도구를 RAB와 함께 사용할 수 있습니다. 형태 감지 로봇 보조 기관지 내시경(ssRAB)을 사용한 연구는 말초 폐 병변(PPL)의 생검을 위한 악성 및 비악성 과정 모두에서 유리한 진단 결과와 안전성 프로필을 보여주었습니다. ssRAB와 결합된 1.1mm cryoprobe는 겸자 생검을 사용하는 기존 기관지 내시경에 비해 PPL 진단에 안전하고 효과적인 것으로 나타났습니다. 이 기법은 양성 과정의 표적 폐 샘플링에도 사용할 수 있습니다. 이 글의 목적은 표적 TBLC(Transbronchial Lung Cryobiopsies)를 얻기 위해 형광투시, r-EBUS 및 CBCT와 결합된 RAB를 수행하는 단계적 접근 방식을 설명하는 것입니다.

서문

경기관지 폐 생검을 동반한 유연한 기관지 내시경(TBBX)은 종괴, 결절, 비분해성 침윤물 또는 실질 폐 질환을 포함한 비정상적인 흉부 영상 검사에 사용되는 진단 양식입니다¹. 미만성 실질 폐 질환(DPLD)은 종종 섬유증 및/또는 염증으로 특징지어질 수 있습니다. 일부 환자는 철저한 병력 청취, 신체 검사, 관련 혈청학, 고해상도 컴퓨터 단층 촬영(HRCT) 소견 및 다학제 논의(MDD)를 통해 비침습적으로 진단할 수 있지만, 많은 환자는 진단을 내리기 위해 침습적 절차가 필요하다². 겸자를 사용한 기존의 경기관지 폐 생검은 작은 생검 크기와 분쇄 아티팩트로 인해 제한적입니다. 그 결과, 외과적 폐 생검은 상당한 이환율과 사망률이 있음에도 불구하고 황금 표준으로 간주되어 왔습니다 ^3,4.

TBLC(Transbronchial lung cryobiopsy)는 간질성 폐 질환(ILD) 또는 미만성 실질 폐 질환(DPLD)을 진단하는 데 사용할 수 있는 기술이며 외과적 폐 생검(SLB^)의 대안이 될 수 있습니다5. 유럽호흡기학회(European Respiratory Society) 가이드라인에 따르면, TBLC는 적격 환자에게 SLB의 대체제로 권장된다⁶. 이와 유사하게, 미국흉부학회(American Thoracic Society) 가이드라인은 TBLC 결과를 수행하고 해석하는 데 필요한 전문 지식을 갖춘 의료 센터에서 SLB의 대안으로 TBLC에 대한 조건부 권고안을 제시하고 있다⁷. TBLC는 역사적으로 SLB에 비해 진단에서 우수한 정확도를 제공했지만, 출혈 및 기흉을 포함한 합병증으로 인해 한계가 있다⁸. 최근 메타 분석에 따르면 MDD의 경우 전체 진단 수율이 77%였으나 MDD의 경우 80.7%로 개선되었으며, 기흉 발생률은 9.2%, 출혈률은 9.9^%9로 보고되었습니다. TBLC는 PPL의 평가에도 사용된다(¹⁰).

로봇 보조 기관지 내시경(RAB)의 개발로 카테터 조작성이 용이하고, 카테터 팁 관절이 정밀하며, 안정성이 뛰어나고, 로봇 팔을 사용하여 카테터로 말단 기도에서 기관지 내시경 쐐기를 유지할 수 있는 능력으로 직접 시야 하에 기도를 탐색하여 폐에서 표적 샘플링을 할 수 있습니다. Ion endoluminal 시스템은 폐의 특정 목표 영역에 접근하기 위한 탐색을 위해 모양 감지 기술을 활용합니다. 형태 감지 로봇 보조 기관지 내시경(ssRAB)을 사용한 연구는 주로 악성 종양이 의심되는 PPL에 대해 유리한 진단 결과와 안전성 프로파일을 보여주었다 11,12,13,14. ssRAB와 결합된 TBLC용 1.1mm cryoprobe는 겸자를 사용한 경기관지 생검에 비해 폐 결절 진단에 안전하고 효과적인 것으로 나타났습니다¹⁵. 이 기술은 크러쉬 아티팩트가 상대적으로 없는 겸자를 사용하여 기존의 경기관지 생검보다 큰 표적 폐 생검을 얻는 데 사용할 수 있습니다.

요골 기관지 초음파(r-EBUS) 및 원뿔 빔 컴퓨터 단층 촬영은 PPL 16,17,18,19,20,21,22를 샘플링하기 전에 실시간 확인을 위해 기존의 기관지 내시경, 전자기 또는 로봇 항법 시스템과 함께 사용됩니다 . R-EBUS는 또한 DPLD에 대한 TBLC 중에 폐 검체의 병리학적 신뢰도를 높이고 출혈을 줄이며 시술 시간을 단축하는 데 활용되었다²³. CBCT의 추가는 프로브 팁이 생검을 위한 안전 지대에 있음을 확인함으로써 DPLD에 대한 TBLC의 안전성 프로필을 개선하여 혈관 조직을 시각화하고 피할 수 있는 기능으로 흉막으로부터의 거리를 객관적으로 측정할 수 있게 했습니다 24,25,26.

이 프로토콜은 전신 마취 하에 임상 환경에서 형광투시법, r-EBUS 및 CBCT와 함께 Ion endoluminal 시스템을 사용하여 절차를 견디고 혜택을 받을 수 있는 환자를 위해 실질 폐 질환 환경에서 표적 TBLC를 얻는 절차를 설명합니다. 이 다중 모드 접근 방식을 사용하면 대상 관심 영역을 정밀하게 샘플링할 수 있습니다.

프로토콜

이 기사에 설명된 프로토콜은 표준 임상 관행을 간략하게 설명합니다. University of Texas Southwestern Medical Center Institutional Review Board는 ssRAB(STU-2021-0346)를 사용한 표준 치료 기관지 내시경을 받는 환자의 전향적 데이터 수집을 승인했으며 데이터베이스에 포함하기 위한 개별 동의가 면제됩니다. 시술 전에 환자로부터 일상적인 시술 동의를 얻습니다. 방사선학적으로 DPLD가 있고 기관지 내시경 생검에 적합한 후보인 환자는 이 절차를 위해 의뢰됩니다 ^5,27. 18세 이상의 환자는 의뢰 및 수행 의사에 의해 시술을 받을 수 있는 것으로 간주됩니다. 제외 기준에는 출혈 장애(INR >1.3 상승, 혈소판 감소증<100,000/μL), 맥박 산소 측정을 통한 저산소증<90L/분 2L/분 보충 산소에서 %), 폐고혈압(심초음파로 측정된 전신 폐동맥압>50mmHg) 또는 중증 심장 질환이 포함됩니다. 이 연구에 사용된 장비의 세부 사항은 재료 표에 나열되어 있습니다.

1. 사전 절차 계획

1. 환자의 얇은 절편 CT 흉부를 계획 소프트웨어에 업로드합니다. 이 소프트웨어는 기도와 폐의 3차원 재구성을 자동으로 생성합니다.
2. 흉막 경계에서 약 10mm 떨어진 곳에서 제안된 샘플링을 위해 폐의 표적을 선택합니다. 참고: 이것은 담당 의사, 방사선 전문의 또는 임상적 판단과 논의 후 연마 유리, 침윤, 결절 형성 또는 섬유증 영역일 수 있습니다. 말초 폐 병변에 대해 이전에 보고된 문헌은 표적 부위가 >2cm인 경우 진단 수율이 증가한다는 것을 보여준다²⁸.
3. 각 대상 사이트에 대한 경로를 계획합니다.
   참고: 절차 중에 경로를 사용할 수 없는 경우 보조 경로를 계획하는 것이 좋습니다.
4. 세 가지 CT 보기(축, 관상, 시상)와 가상 기관지 내시경 모두에서 계획을 검토합니다(그림 1).
5. 계획을 컨트롤러 콘솔로 내보냅니다.

2. 환자 준비

1. 최소 크기 8.0 단일 내강 기관내관으로 전신 마취 하에 환자를 유도하고 유지합니다. 신경근 봉쇄 및 인공호흡기 프로토콜과 함께 전체 정맥 마취를 사용하여 무기폐의 진행을 줄인^{다 29}.
   참고: 마비의 모니터링은 말초 신경 자극기(²⁹)를 사용한 4인 학습 테스트를 사용하여 수행됩니다.
2. CBCT 스핀 중에 c-arm이 완전히 회전할 수 있도록 환자의 팔을 집어넣습니다.
3. TBLC의 대상 영역이 형광 투시에서 등중심이 되도록 환자와 c-arm을 배치합니다.

3. 일반 기관지 내시경 검사

1. 기관지 내시경 어댑터를 통해 진단 또는 치료용 기관지경을 기관내관에 삽입합니다.
2. 무기폐의 진행을 줄이기 위해 기도 검사를 수행하고 흡입을 최소화한다³⁰.
3. 기관지 내시경을 제거합니다.

4. 로봇 보조 기관지 내시경 검사

1. 도킹
   1. 로봇 기관지 내시경을 환자와 인접한 위치로 이동합니다.
   2. 로봇 팔을 자기 기관지 내시경 어댑터로 도킹합니다. 카테터와 시력 프로브를 기관내관에 삽입합니다.
2. 등록
   1. 직접 시야가 carina의 가상 기관지 내시경 이미지와 일치하도록 카테터를 배치합니다.
   2. 스크롤 휠과 트랙 볼을 통해 로봇 카테터를 조종하여 컨트롤러 콘솔의 양쪽 주력 기도로 이동한 다음 양측 상부 및 하부 기도로 이동하여 기도 데이터를 수집합니다.
   3. 등록이 완료된 후 가상 기관지경 이미지와 실제 기관지경 이미지를 비교합니다. 심각한 불일치 또는 차이가 확인되면 재등록을 수행합니다. 그렇지 않으면 등록을 수락합니다.
3. 항행
   1. 스크롤 휠을 사용하여 카테터를 조작하고 컨트롤러 콘솔의 트랙 볼을 기도를 통해 계획된 경로를 따라 대상 병변까지 이동합니다.
   2. "미리보기 경로" 기능을 사용하여 발산(가상 기도와 실제 기도 간의 불일치)이 발견되는 경우 기도 이미지를 따르십시오.
4. 형광투시, r-EBUS 및 CBCT를 사용하여 위치를 확인합니다.
   1. 카테터가 대상 병변에서 5–10mm 이내에 있을 때 비전 프로브를 제거합니다.
   2. 형광투시 하에서 프로브 회전으로 r-EBUS 프로브를 전진시킵니다. 흉막 경계로 이동합니다(그림 2A).
   3. 형광투시 하에 있는 r-EBUS 프로브를 흉막 경계에서 예상되는 생검 대상 부위까지 약 10mm 후퇴시킵니다. r-EBUS 프로브를 사용하여 대상 영역을 시각화하고 잠재적 생검 영역의 주변 실질 및 혈관 구조를 평가합니다. r-EBUS 프로브를 제거합니다.
   4. 카테터를 통해 1.1mm 터치 크라이오프로브를 삽입하고 형광 투시 하에 생검을 위해 미리 결정된 대상 영역까지 확장합니다(그림 2B).
   5. 시스템별 프로토콜에 따라 콘 빔 CT 스핀을 수행합니다. 인공호흡기는 호기말 양압(PEEP) 또는 폐활량 기동과 일치하도록 설정된 인공호흡기의 조정 가능한 압력 제한 밸브와 함께 말기 흡기 호흡 참기를 사용하여 제공자의 선호도에 따라 인공호흡을 계속하거나 유지할 수 있습니다.
      참고: CBCT 스핀은 회전 없이 r-EBUS 프로브를 확장하거나 예상되는 생검 부위에서 1.1mm 크라이오프로브를 사용하여 수행할 수 있습니다.
   6. 시술 중 영상을 시술 전 CT 흉부와 해석 및 비교하고 카테터가 대상에 있는지 확인하기 위한 계획을 세웁니다. CBCT에서 증강 형광투시를 사용할 수 있는 경우 생검 중에 2D 형광투시로 시각화를 위해 대상을 분할합니다(그림 3).
   7. 형광투시, CBCT 및 r-EBUS를 기반으로 카테터를 조정하여 적절한 위치에서 샘플링이 이루어지도록 합니다.
   8. 필요한 경우 카테터를 조정한 후 CBCT를 반복합니다.
5. 조직 샘플링
   1. 1.1mm 터치 cryoprobe가 적절한 생검 위치에 있는지 확인합니다.
   2. 페달을 밟아 4초에서 6초로 동결 주기를 활성화한 다음 페달을 계속 밟으면서 한 번의 동작으로 프로브를 집어넣습니다.
   3. 염화나트륨 0.9% 또는 고정제에 조직 생검을 넣은 프로브 팁을 놓고 페달을 놓으면 팁에서 생검이 해제됩니다.
   4. 4.5.1–4.5.3단계를 반복하여 TBLC를 수행합니다.
      참고: 저자는 일반적으로 각 부위에서 1-4회의 생검을 수행합니다. 생검 과정 중에 카테터는 적절한 조직 조달을 보장하기 위해 각 생검 전에 약간 조정될 수 있습니다. 이를 위해서는 CBCT 스핀을 반복하거나 r-EBUS를 사용하여 4.4단계에서 위치를 확인해야 할 수 있습니다.
   5. 최종 생검 후 1-2mL의 생리식염수와 10mL Leuer 잠금 주사기에 공기를 주입하여 카테터에 혈액이나 분비물을 제거합니다.
   6. 비전 프로브를 삽입하여 view 샘플링 부위를 확인하고 카테터를 천천히 집어넣습니다. 직접 시력을 통한 출혈 또는 형광 투시경 검사에서 얼굴이 붉어지는 증거가 있는 경우 국소 1:10,000 에피네프린 1mL, 추가 냉염수 또는 Leuer 잠금 주사기를 통해 50–100mg의 트라넥삼산을 주입합니다. 그런 다음 추가 탬포네이드를 위해 카테터를 3-5분 동안 제자리에 두십시오.
   7. 4.5.6단계를 반복합니다. 출혈의 증거가 없으면 카테터를 기관으로 집어넣습니다.
   8. 심각한 출혈이 발견되면 로봇 기관지경을 제거하고 유연한 기관지 내시경 검사 후 의인성 출혈 관리를 위한 프로토콜을 따르십시오³¹.
6. 추가 표적 부위: 생검을 위해 추가 표적 부위가 계획된 경우 4.3–4.5단계를 반복합니다.
7. 로봇 보조 기관지 내시경 검사가 끝나면 카테터를 집어넣고 로봇 시스템의 도킹을 해제한 다음 제자리에서 벗어납니다.

5. 일반 기관지 내시경 검사

1. 기도 검사 및 흡입을 위해 기관지 내시경 어댑터를 통해 진단 또는 치료용 기관지경을 기도에 다시 삽입합니다.
2. 기관지 폐포 세척이 필요한 경우 기관지 내시경을 TBLC가 수행되지 않은 하분절 기도로 진행시켜 쐐기를 만듭니다. 생리식염수의 연속 부분 표본을 주입한 다음 수동 흡입 을 통해 반환합니다.

6. 절차 결론

1. 기관지 내시경을 제거합니다.
2. 기흉 여부를 평가하기 위해 형광투시법 또는 집속 초음파⁵ 를 시행한다. 기흉이 확인되면 흉관 삽입과 보존적 관리, 연속적인 관찰 및 환자의 임상 상태에 따라 고려해볼 수 있습니다.
3. 필요한 경우 처음에 0.9% 염화나트륨에 넣은 경우 TBLC 표본을 고정제와 함께 용기로 옮깁니다.
4. 마취를 되돌리고, 발관하고, 환자를 깨운다.
5. 환자를 마취 후 치료실로 이송합니다.
6. 시술 후 흉부 방사선 사진을 수행하고 검토합니다(그림 4).

7. 사후 조치 절차

1. 간질성 폐 질환 전문가인 폐 전문의, 흉부 방사선 전문의, 흉부 병리학자가 참석한 다학제 토론에서 기관지 내시경 검사 결과를 검토하여 ILD 아형을 결정합니다.
2. 환자와 기관지 내시경 검사 및 MDD 회의 결과와 추가 관리 및 후속 조치에 대한 계획에 대해 논의합니다.

결과

설명된 기술은 형광투시법, r-EBUS 및 CBCT 유도와 함께 RAB를 통해 표적 경기관지 폐 냉동 수술을 가능하게 합니다. 무작위 TBLC를 사용하는 기존 기관지 내시경과 비교하여 이 기술을 사용하면 생검 전에 주변 구조를 평가하면서 DPLD 또는 PPL의 특정 관심 영역을 표적으로 삼을 수 있습니다. 이 기법은 r-EBUS 및 형광투시법에만 사용하거나 CBCT와 함께 사용할 수 있습니다....

토론

이 원고는 표적 TBLC를 얻기 위해 형광투시, r-EBUS 및 원뿔 빔 CT와 함께 RAB를 수행하기 위한 단계적 접근 방식을 제공합니다.

이 프로토콜에는 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 첫째, 환자가 적절한 후보(생검 절차는 진단 및 추가 치료에 직접적인 영향을 미칠 수 있음)이고 의학적으로 절차를 받을 수 있는지 확인하기 위해 환자 선택이 필수적이다

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.9% normal saline, 1000 mL	Any make
10 mL Leuer lock syringes	Any make
20 mL slip tip syringes	Any make
Bronchoscope	Intuitive
Bronchoscope processor and video screens	Intuitive
Carbon dioxide gas tank
Cone beam computed tomography system with c-arm and controller console
Disposable valve for biopsy channel
Disposable valve for suction
ERBECRYO 2 1-pedal footswitch AP & IP X8 Equipment US	Erbe	20402-201
ERBECRYO 2 Cart	Erbe	20402-300
ERBECRYO 2 Cryosurgical unit	Erbe	10402-000
ERBECRYO 2 System	Erbe
Flexible Cryoprobe, OD 1.1 mm, L1.15 m with oversheath, OD 2.6 mm, L817 mm	Erbe	20402-401
Flexible gas hose; L 1m for Erbokryo CA/AE/ERBECRYO 2	Erbe	20410-004
Gas bottle adapter H; CO2; Pin index	Erbe	20410-011
Ion endoluminal system with robotic arm, controller console	Intuitive
Ion fully articulating catheter	Intuitive	490105
Ion instruments and accessories
Ion peripheral vision probe	Intuitive	490106
Laptop with PlanPoint planning software	Intuitive
Probe driving unit	Olympus	MAJ-1720
Radial EBUS Probe	Olympus	UM-S20-17S or UM-S20-20R-3
Radial endobronchial ultrasound system
Specimen containers with fixative per institution standards
Sterile disposable cups
Suction tubing
Topical 1:10,000 epinephrine, 10 mL
Topical tranexamic acid 1000mg, 10 mL
Universal ultrasound processor	Olympus	EU-ME2
Wire basket; 339 x 205 x 155 / 100 mm	Erbe	20180-010