Электромагнитная навигация Локализация трансторакальных узелков для минимально инвазивной торакальной хирургии

Резюме

Здесь представлен протокол локализации легочных конкреций с использованием маркировки красителем с помощью электромагнитно управляемого трансторакального доступа к игле. Описанная здесь методика может быть выполнена в периоперационном периоде для оптимизации локализации узелков и успешной резекции при выполнении малоинвазивной торакальной хирургии.

Аннотация

Более широкое использование компьютерной томографии грудной клетки (КТ) привело к более широкому выявлению легочных узелков, требующих диагностической оценки и / или иссечения. Многие из этих узелков идентифицируются и иссекаются с помощью минимально инвазивной торакальной хирургии; однако субцентиметрические и субтвердые узелки часто трудно идентифицировать внутри оперативно. Это может быть смягчено использованием электромагнитной трансторакальной локализации иглы. Данный протокол очерчивает пошаговый процесс электромагнитной локализации от предоперационного периода до послеоперационного периода и является адаптацией электромагнитно управляемой чрескожной биопсии, ранее описанной Arias et al. Предоперационные этапы включают получение КТ в тот же день с последующей генерацией трехмерной виртуальной карты легкого. На этой карте выбираются целевое поражение и место входа. В операционной виртуальная реконструкция легкого затем калибруется с пациентом и электромагнитной навигационной платформой. Затем пациента успокаивают, интубируют и помещают в боковое пролежневое положение. Используя стерильную технику и визуализацию из нескольких видов, игла вводится в грудную стенку в месте входа в предварительно выбранную кожу и опускается вниз к целевому поражению. Затем краситель вводится в очаг поражения и, затем, непрерывно во время снятия иглы, создается тракт для визуализации интраоперационно. Этот метод имеет много потенциальных преимуществ по сравнению с локализацией под контролем КТ, включая снижение радиационного облучения и сокращение времени между инъекцией красителя и операцией. Диффузия красителя из пути происходит с течением времени, тем самым ограничивая интраоперационную идентификацию узелков. За счет сокращения времени до операции уменьшается время ожидания пациента и уменьшается время диффузии красителя, что приводит к улучшению локализации узелков. По сравнению с электромагнитной бронхоскопией, архитектура дыхательных путей больше не является ограничением, поскольку доступ к целевому узелку осуществляется с помощью транспаренхимального подхода. Подробная информация об этой процедуре описана пошагово.

Введение

С увеличением использования КТ грудной клетки в диагностических и скрининговых ^целях1 наблюдается увеличение выявления субцентиметрических легочных узелков, требующих диагностической ^{оценки2}. Чрескожная и/или трансбронхиальная биопсия успешно используется для отбора проб индетерминантных узелков и узелков высокого риска. Эти поражения часто создают сложные цели из-за их дистального паренхиматозного расположения и небольшого ^{размера3}. При наличии показаний хирургическое иссечение этих поражений должно быть выполнено с использованием щадящей резекции легких с помощью минимально инвазивной торакальной хирургии (MITS), такой как видео- или роботизированная торакоскопическая хирургия (VATS / RATS)⁴. Даже с достижениями в хирургической технике остаются внутриоперационные проблемы резекции, несмотря на прямую визуализацию паренхимы легких во время MITS. Эти проблемы в первую очередь связаны с трудностями с локализацией конкреций, особенно с конкрециями из наземного стекла / полутвердыми соединениями, поражениями субцентиметра и поражениями более 2 см от висцеральной ^{плевры5,6}. Эти проблемы усугубляются во время MITS из-за потери тактильной обратной связи во время процедуры и могут привести к более инвазивным хирургическим методам, включая диагностическую лобэктомию и / или открытую торакотомию5. Многие из этих проблем с интраоперационной локализацией конкреций могут быть смягчены путем использования методов дополнительной локализации конкреций с помощью электромагнитной навигации (EMN) и / или локализации под управлением CT (CTGL). Этот протокол сначала подчеркнет преимущества использования электромагнитной трансторакальной локализации конкреций (EMTTNL). Во-вторых, он будет пошагово описывать, как воспроизвести процесс до MITS.

Электромагнитная навигация помогает нацеливаться на периферические поражения легких путем перекрытия сенсорной технологии с радиографическими изображениями. EMN во-первых, состоит из использования доступного программного обеспечения для преобразования КТ-изображений дыхательных путей и паренхимы в виртуальную дорожную карту. Затем грудная клетка пациента окружена электромагнитным (ЭМ) полем, внутри которого обнаруживается точное местоположение сенсорного проводника. Когда направляющий инструмент (например, магнитная навигационная [MN]-отслеживаемая игла) помещается в эм-поле пациента (эндобронхиальное дерево или поверхность кожи), местоположение накладывается на виртуальную дорожную карту, что позволяет перемещаться к целевому поражению, идентифицированному в программном обеспечении. EMN может быть выполнен либо с помощью трансторакального игольчатого подхода, либо бронхоскопии. Бронхоскопия EMN ранее была описана для использования как в биопсии, так и в фидуциальной/ крашеной локализации7,8,9,10,11. С переменным успехом был разработан ряд других методов локализации, включая фидуциальное размещение под управлением КТ, инъекцию красителя или радиоиндикатора под контролем КТ, интраоперационную ультрасонографическую локализацию и бронхоскопию ^EMN12. Недавно представленная платформа EMN включила электромагнитный трансторакальный подход в свой рабочий процесс. Используя дорожную карту КТ, система позволяет пользователю определить точку входа на поверхность стенки грудной клетки, через которую они будут пропускать наконечник иглы с датчиком EMN в паренхиму легких и рассматриваемое поражение. Через этот направляющий иглы затем могут быть выполнены биопсии и/или локализация конкреций7.

До локализации EMN конкреций для MITS основным методом было использование CTGL с использованием маркировки красителя или фидуциального (например, микрокатушек, липоидов, крючковой проволоки) размещения. Недавний мета-анализ 46 исследований фидуциальной локализации показал высокие показатели успеха среди всех трех фидуциалов; однако пневмоторакс, легочное кровоизлияние и смещение фидуциальных маркеров оставались значительными ^{осложнениями13}. Инъекция трассера под контролем КТ с метиленовым синим имела аналогичные показатели успеха, но с меньшим количеством осложнений по сравнению с крючковой проволокой ^{фидуциального размещения14}. Одним из основных ограничений использования красителя для локализации легочных узелков была диффузия с течением ^{времени15}. Пациенты, проходящие КТГЛ с маркировкой красителя, имеют локализацию, выполняемую в радиологическом кабинете, с последующей транспортировкой в операционную, в течение которого может произойти диффузия красителя, что делает эту технику менее привлекательной. Некоторые центры смягчили этот промежуток времени с использованием гибридных операционных с роботизированными C-образными C-образными ^CTs16,17; однако радиационное облучение может быть выше при повторных изображениях и использовании фторсокопа15. Использование бронхоскопии EMN позволяет проводить периоперационную локализацию узелков. Это, однако, страдает от длительного времени бронхоскопии и неспособности ориентироваться в этих поражениях без доступа к дыхательным путям. EMTTNL позволяет быстро локализовать чрескожные узелки с последующей MITS в одном месте (т.е. в операционной), что сокращает время между локализацией и ^{операцией18}. В дополнение к EMN бронхоскопии, Arias et al. описано использование ЭМН для чрескожной ^{биопсии7}. Адаптация этой процедуры для локализации конкреций описана ниже.

У 79-летнего мужчины с 40-летней историей употребления табака и рака мочевого пузыря был обнаружен новый ПЭТ-фтордезоксиглюкозный узелок легкого размером 1,0 см х 1,1 см в левой нижней доле с помощью визуализации наблюдения (рисунок 1). Учитывая размер и положение поражения, клиновидная резекция считалась сложной задачей, а легочный резерв пациента делал его далеко не идеальным кандидатом для диагностической лобэктомии. Было решено, что он пройдет EMTTNL, чтобы помочь в резекции MITS легочного узелка.

протокол

Процедура выполняется в соответствии со стандартом ожиданий ухода и соответствует руководящим принципам комитета по этике исследований человека в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл.

1. Предоперационная подготовка

1. Просмотрите предыдущую компьютерную томографию грудной клетки (КТ), чтобы убедиться, что пациент, проходящий локализацию узелков, имеет периферический легочный узел, подходящий для минимально инвазивной торакальной хирургии (MITS).
2. В день или за день до процедуры выполните неконтрастную компьютерную томографию грудной клетки с пациентом в боковом пролежневом положении с ипсилатеральностью легкого к узелку, расположенному вверху, чтобы имитировать положение во время инъекции красителя. Получите изображения выдоха и вдоха для учета движения конкреций.
   ПРИМЕЧАНИЕ: КТ должен быть отформатирован в соответствии со спецификациями системы EMTTNL7.
3. Используйте программное обеспечение для планирования навигационной системы для цифрового сегментирования целевого поражения.
4. Если целевое поражение является рентгенографически «чистым» наземным стеклом по своей природе, программное обеспечение сегментации может не идентифицировать правильное поражение. В этом случае поместите виртуальную мишень в центр поражения мишени.
5. После того, как целевое поражение было успешно отмечено, используйте программное обеспечение для планирования, чтобы очертить чрескожный участок для ввода иглы. Чрескожное место входа должно быть расположено между двумя ребрами, заботясь о том, чтобы избежать межреберного нервно-сосудистого пучка на нижней границе ребра, и представлять собой кратчайший путь от входа в кожу до приобретения узелков.

2. Периоперационная подготовка и регистрация

1. Переведите пациента в операционную и попросите соответствующий персонал вызвать общую анестезию при параличе.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Общая анестезия должна проводиться только сертифицированным персоналом, и дозировка препаратов осуществляется по усмотрению поставщика анестезии.
2. После того, как анестезия и паралич были достигнуты (что подтверждается потерей мышечного тонуса и прекращением спонтанного движения стенки грудной клетки), установите перорально вставленные дыхательные пути с использованием эндотрахеальной трубки с двойным просветом (DL-ETT) в отличие от традиционной односветной эндотрахеальной трубки.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Это устанавливается анестезиологами, и любой размер, требуемый на основе спецификаций пациента, является приемлемым. Это позволит проводить процедурное позиционирование, вентиляцию одного легкого для хирургической резекции и регистрацию системы EMN.
3. Выполните бронхоскопию белого света (WLB) исследования трахеобронхиального дерева до сегментарного уровня, оценивая оккультные эндобронхиальные заболевания.
4. После выполнения WLB исследования дыхательных путей расположите пациента в боковом пролежнем положении, максимально точно отражая позиционирование пациента во время КТ. Прикрепите три электронные опорные подушечки к грудной клетке пациента, поместив их на ипсилатеральную стенку грудной клетки к узелку и вне пути выбранной точки входа (рисунок 2).
   1. Например, если выбранной точкой входа является левая передняя грудная клетка, поместите подушечки на левую грудь, на расстоянии не менее 5 см от точки входа. Затем подключите прокладки к системе EMN.
5. Выполните регистрацию системы для пациента с помощью калибровки системы, сначала расположив генератор поля EMN над опорными площадками. Тонкая настройка позиции с помощью подсказок, предоставляемых системой EMN. Как только генератор поля будет на месте, используя платформу EMTTNL, сделайте виртуальный «снимок» опорных площадок.
6. После снимка вставьте запатентованный одноразовый катетер с отслеживанием EMN (DSC, наружный диаметр 3,2 мм, рабочий канал 2.0) в каждый просвет DL-ETT, чтобы создать облако точек данных, очерчивающее протяженность основных дыхательных путей (рисунок 3). Выровняйте катетер на главной киле, а затем медленно втяните обратно в трахею, пока система не предложит остановиться (зеленая галочка). Затем введите DSC в правое легкое, а именно в правое нижнее лобовое, пока не появится запрос на остановку (зеленая галочка).
7. Как только сбор данных будет остановлен, удалите DSC из просвета правого легкого DL-ETT и вставьте его в просвет левого легкого трубки. Вбить ДСК в левый основной ствол бронха на 2 - 3 см проксимально к его бифуркации в левую верхнюю и нижнюю доли. Возобновите сбор данных на этом этапе и введите DSC в левую нижнюю долю, пока не появится запрос на остановку (зеленая галочка). После сбора полного облака точек данных перейдите к EMTTNL.

3. Процедура

1. Выровняйте гусеничную чрескожную иглу в месте входа в кожу грудной стенки, используя платформу EMN для наведения. Пометьте кожу в точке входа в грудную полость, позаботившись о том, чтобы точка входа была просто выше ребра и избегала любых известных сосудов или костных структур (например, ключицы, подключичные сосуды).
2. Очистите и подготовьте кожу 2% раствором хлоргексидина минимум на 15 с и дайте ей высохнуть минимум 30 с. Драпируйте поле с помощью стерильной техники.
3. После того, как стерильное поле было создано, наденьте стерильные перчатки и стерильный халат и введите 1 - 2 мл 1% лидокаина подкожно в точку входа для местной анестезии. Используйте хирургический скальпель No10 лезвия, чтобы сделать поверхностный разрез кожи (5 мм) в месте входа через эпидермис.
4. Поместите стерильную электромагнитную иглу 19-G на отмеченную точку входа. Используя поперечный и корональный виды на экране электромагнитной системы, отрегулируйте угол входа так, чтобы он совпадал с центром поражения цели (рисунок 4).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Маркировка перекрестия должна перекрываться по крайней мере в двух разных плоскостях.
5. Как только угол входа будет подтвержден, стабилизируйте иглу, отслеживаемую EMN, к стенке грудной клетки и твердо продвигайтесь через стенку грудной клетки, в то время как анестезиологическая бригада удерживает пациента на выдохе. Положительное давление конечного выдоха (PEEP) поддерживается при 5 см воды.
6. Достигнув дистальной стороны (от грудной стенки) целевого поражения, удалите гусеничный стильт, не двигая иглой, и накройте ступичку иглы пальцем. Соблюдайте крайнюю осторожность, чтобы не выбить иглу. Если в любое время во время следующих шагов возникает беспокойство по поводу движения иглы, снова вставьте отслеживаемый стиль, чтобы подтвердить размещение иглы.
7. К игле соедините шприц, содержащий либо 2 - 3 мл неразбавленного метиленового синего, либо 2 - 3 мл смеси метиленового синего 1:1 и крови пациента.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Кровь пациента должна быть взята непосредственно перед ее смешиванием, чтобы свести к минимуму свертывание и может быть удалена либо периферической капельницей, либо из венипункции свежей иглы. Смесь рекомендуется, так как она загущает раствор и ограничивает диффузию красителя и/или «разбрызгивание» красителя в плевральном пространстве во время втягивания иглы.
8. Введите 0,5 мл красителя или смеси красителя: кровь в пределах целевого поражения. Постепенно и непрерывно осаждайте еще 0,5 мл красителя или смеси красителя с кровью, медленно вынимая иглу для создания дорожки.

4. Постпроцедура

1. После EMTTNL (рисунок 3) выполняют MITS с использованием маркировки красителя для локализации и резекции легочного узелка19,20,21,22,23.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Послеоперационный уход за пациентом будет осуществляться по усмотрению торакального хирурга, поскольку этот протокол не имеет каких-либо конкретных послеоперационных требований.

Результаты

Пациент был подготовлен в соответствии с протоколом, указанным выше. После этого EMTTNL был выполнен с инъекцией в общей сложности 1 мл смеси 1:1 метиленовый синий: кровь пациента. После удаления иглы пациент был подготовлен и задрапирован для MITS. Роботизированная торакаль...

Обсуждение

Периоперационная локализация трансторакальных конкреций под руководством EMN является новым применением недавно представленной платформы EMN. Критическими шагами в выполнении EMTTNL являются правильная регистрация облака точек устройства и внимательность к чрескожному месту введения и...

Материалы

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