Исследования по транскутанной легочной биопсии под управлением CBCT (PTLB/PTNB) активно проводятся как в Китае, так и за рубежом, с акцентом на уровень диагностики, результаты, частоту осложнений и связанные с этим факторы. Основной вывод заключается в том, что техника транскутанной легочной биопсии под управлением CBCT представляет собой высокоточный метод диагностики легочных заболеваний.

▲ Транскутанная легочная биопсия

01 Содержание и объекты исследования

Исследование оценивало частоту пневмоторакса и легочного кровотечения при PTLB, а также их связь с демографическими данными, клиническими особенностями, результатами образов и параметрами PTLB.

Место исследования: Интервенционное радиологическое отделение Центральной больницы Университета Сунь Ят-сена в Шанхае, Китай.

Период исследования: Январь 2019 года по октябрь 2022 года.

Исследуемые пациенты: В исследование было включено общее количество 275 пациентов, непрерывно проходивших CBCT-навигируемую PTLB.

Критерии исключения: 

(1) Пациенты с PTX или PH на предоперационных изображениях; 

(2) Пациенты с историей PTLB; 

(3) Пациенты с локализацией целевого поражения в средостении, плевре или грудине; 

(4) Пациенты, у которых отсутствовали послеоперационные CBCT изображения у 7 человек, CT изображения через 24 часа у 26 человек, записи операции у 15 человек, наличие легочной тромбы перед биопсией у 13 человек, поражение в средостении у 9 человек, инъекция частиц йода-125 у 3 человек, использование других материалов для эмболизации у 8 человек и предыдущие биопсии у 2 человек, всего 83 человека были исключены, итоговая численность исследуемой группы составила 192 человека.

02 Методы исследования и процесс

Предоперационная подготовка

В течение недели до ПТЛБ пациентам проводилось КТ грудной клетки без контраста или с контрастом. Пациенты прекращали прием антикоагулянтов или антиагрегантов по крайней мере за три дня до операции. Пациенты получали инструкции по дыханию и были рекомендованы к поддержанию равномерного дыхания во время процедуры. Перед ПТЛБ пациенты были полностью информированы о необходимости биопсии и возможных рисках, и им было предложено подписать письменное информированное согласие.

Метод ПТЛБ

1. О врачах: Пункция выполнялась тремя старшими врачами-интервенционистами, каждый из которых имел более десяти лет опыта проведения биопсий.

2. О методе: Все ПТЛБ проводились под местной анестезией с использованием системы виртуальной навигации CBCT.

3. О оборудовании: Использовалась техника коаксиальной режущей иглы, включающая 18-га режущую иглу и 17-га коаксиальную биопсийную канюлю.

4. О положении пациента: В зависимости от расположения поражения и наличия ребер или крупных сосудов пациент укладывался на спину или живот.

5. Предоперационное планирование: Перед биопсией проводилось предоперационное КТ легких для определения наиболее безопасного и доступного пути к целевому узлу, избегая препятствий, минимизируя контакт с плеврой и прохождение иглы через паренхиму легкого.

6. Операционные действия: Для уменьшения сложности пути иглы и повышения точности игла удерживалась в вертикальной плоскости во время процедуры CBCT.

7. Обработка образцов: Образцы диаметром около 1-2 см и шириной 1,2 мм немедленно фиксировались в 10% формалине.

8. Лечение: Для пациентов с высоким подозрением на злокачественные легочные узлы по предоперационному КТ (например, стекловидные узлы >1 см) или с клиническими признаками злокачественности (например, гепатоцеллюлярная карцинома) использовалась 17-га коаксиальная канюля для РЧА вместо 17-га коаксиальной биопсийной канюли. После ПТЛБ режущая игла удалялась, и через оставленную на месте коаксиальную канюлю вводилась РЧА-игла для проведения РЧА.

9. Дополнительные меры: Некоторые пациенты после процедуры получали эмболизацию пункционного канала желатиновым губчатым раствором (изготавливаемым из абсорбируемой желатиновой губки). Процедура заключалась в следующем: 1000-1200 микрон желатиновой губки помещали в 10 мл шприц. К нему подключали трехходовой кран и другой шприц с 10 мл йодированного контрастного вещества. Смесь интенсивно перемешивалась между шприцами до получения однородного раствора. После удаления биопсийной или РЧА-иглы коаксиальная канюля медленно удалялась, и через нее вводилось около 2-3 мл раствора для эмболизации пункционного канала под флюороскопическим контролем.

10. Постоперационный осмотр: После операции снимки CBCT использовались для выявления любых осложнений, связанных с процедурой. Если постоперационное КТ выявляло наличие ПТХ или ПХ, пациента оценивал врач-интервенционист и назначал соответствующее лечение. После ПТЛБ пациент переводился в палату для наблюдения в течение 24 часов. Через 24 часа выполнялось контрольное КТ грудной клетки для выявления возможных поздних осложнений.

Сбор данных

Проведено ретроспективное сбор данных у каждого участника исследования, включая соответствующие демографические данные, клинические характеристики, данные об изображениях и параметры ПТЛБ. Каждое КТ изображение пациентов было проанализировано двумя независимыми читателями, включая оператора ПТЛБ и ведущего радиолога, для определения размера узлов путем измерения максимального диаметра изменений. Узлы были классифицированы по их характеристикам, включая солидные, мозаичные и кистозные.

Определения нескольких показателей

1. Определение эмфиземы: разрушение легочных сосудов и паренхимы в любой легочной зоне на КТ грудной клетки (по меньшей мере, следы), занимающее низкую аттенуированную область.

2. Пациенты с куриным стажем: те, кто курил не менее 30 пачек в год и в настоящее время курят или бросили курить в течение последних 15 лет.

3. Определение пневмоторакса: наличие воздуха в плевральной полости, классифицированное в зависимости от времени его появления:

- Среди PTX, наблюдаемого немедленно после операции на CBCT

- Задержка PTX, наблюдаемого на КТ скане через 24 часа после ПТЛБ. Клиническое значение PTX определяется как нарушение дыхательной или кровеносной функции, требующее введения дренажа в плевральную полость.

4. Определение кровоизлияния в легкие: мозаичные тени в легочной паренхиме, вызванные наполнением альвеол кровью. PH подразделяется на четыре группы:

- Бессимптомное состояние

- Легкие кровотечения (объем менее 100 мл за 24 часа)

- Умеренные кровотечения (объем от 100 до 500 мл за 24 часа)

- Тяжелые кровотечения (объем более 500 мл за 24 часа). Клиническое значение PH определяется как потребность в инвазивных медицинских вмешательствах, таких как бронхоскопия или внутривенное лечение, для остановки кровотечения.

Статистический анализ

Статистический анализ проводился с использованием программного обеспечения SPSS (версия 27.0; SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс). Для выявления значимых факторов применялись подгрупповый анализ с использованием t-критерия Стьюдента для непрерывных переменных, а также критерий Пирсона для категориальных данных. Из-за ограниченного объема выборки применялся точный критерий Фишера. Затем с использованием логистической регрессионной анализа дополнительно оценивались влияния параметров на вероятность развития PTX и PH. Результаты представлены в виде отношений шансов (OR) и их 95% доверительных интервалов. Значимыми считались значения P меньше 5% (p < 0.05).

03 Анализ исследовательских данных

Основные клинические характеристики и параметры ПТЛБ

Демографические и клинические характеристики пациентов, а также параметры изображений и процедур, суммированы в Таблице 1. Общее количество пациентов, подвергшихся ПТЛБ, составило 192 человека (мужчины - 129 человек, или 67.2%), средний возраст составил 62.1 ± 13.4 лет.

Среди всех пациентов, 29 человек (15.1%) имели анамнез курения, 47 человек (24.5%) были диагностированы с эмфиземой. Среди пациентов с эмфиземой 16 человек (34.0%) впоследствии развили пневмоторакс после операции. Средний диаметр поражений легких составил 3.40 ± 2.20 см, у 51 пациента (26.6%) поражение находилось в верхнем левом доле.

Обнаружение узлов показано на графике, с большинством пациентов (85.4%) имеющих солидные узлы.

▲ Обнаружение узлов

Во время ПТЛБ операции у 43 пациентов (22.4%) было проведено РЧ абляция после ПТЛБ. У 77 пациентов (40.1%) после операции ПТЛБ использовали гель-спонж для закрытия пункционного пути.

В ходе патологоанатомической биопсии после ПТЛБ у 3 пациентов (1.6%) не удалось получить диагноз из-за недостаточного материала.

Итоговая диагностика у 192 пациентов показана на графике, 141 человек (73.4%) были диагностированы с злокачественной опухолью, включая 113 пациентов с первичным раком легких и 28 пациентов с метастатическим поражением.

▲ Итоговая диагностика

Осложнения

Пневмоторакс: У 67 пациентов наблюдался пневмоторакс, что составляет 34.9% от общего числа. Среди них,

- Немедленное обнаружение на CBCT 42/67 (62.7%) 2/5 (40%) 

- Обнаружение через 24 часа на CT 25/67 (37.3%) 3/5 (60%)

Большинство пневмотораксов были самоограничивающимися и разрешались самостоятельно, однако у 5 пациентов потребовалось введение CTI, что составило 7.5%, среднее время длительности дренажа составило 2.6 ± 0.9 дней. Из-за ограниченного количества пациентов, требующих CTI, в нашем исследовании не проводился регрессионный анализ для выявления факторов, влияющих на CTI.

Легочное кровотечение: У 63 пациентов было замечено PH, что составляет 32.8% от общего числа. Среди них,

- Без симптомов 39/63 (61.9%) 

- Легкое кровотечение 15/63 (23.8%) 

- Умеренное кровотечение 9/63 (14.3%) 

- Тяжелое кровотечение 0/63 (0%)

Пациенты с умеренным кровотечением показали улучшение после адекватной антигеморрагической терапии. Ни один пациент не потребовал инвазивного медицинского вмешательства из-за тяжелого кровотечения.

Подгрупповый анализ

Результаты подгруппового анализа для PTX и PH показаны на графике. Анализ показал, что частота встречаемости PTX связана с диаметром поражений, использованием гель-спонжа и РЧ абляцией (P < 0.05). PH была связана с наличием эмфиземы, диаметром поражений, использованием гель-спонжа, РЧ абляцией и количеством извлеченных образцов (P < 0.05).

▲ Результаты подгруппового анализа PTX

▲ Результаты подгруппового анализа PH

Логистическая регрессионная анализ

Значимые факторы из подгруппового анализа были включены в логистическую регрессионную анализ. Результаты логистической регрессионной анализа показаны на графике для оценки влияния параметров на развитие PTX и PH.

▲ Логистическая регрессионная анализа значимых факторов из подгруппового анализа

Логистическая регрессионная анализа показала, что диаметр поражений (OR 0.822 на каждый см), использование гель-спонжа (OR 0.474) и РЧ абляция (OR 2.351) являются потенциальными факторами влияния на PTX. Для PH потенциальными факторами являются диаметр поражений (OR 0.785 на каждый см), использование гель-спонжа (OR 0.341), наличие эмфиземы (OR 2.148), количество образцов (OR 1.834 на каждый образец) и РЧ абляция (OR 3.443). Оддс-рейт (OR) показывает, как изменение независимой переменной влияет на вероятность наступления зависимой переменной.

04 Обсуждение осложнений

Основные преимущества перкутанной игольчатой биопсии под контролем CBCT:

1. Возможность реального времени наблюдать за введением иглы, что упрощает планирование траектории.

2. Повышение точности достижения целевого очага.

3. Потенциальное сокращение времени операции и снижение дозы облучения пациентов.

Влияние пневмоторакса и легочного кровоизлияния:

Пневмоторакс (PTX) и легочное кровоизлияние (PH) оказывают существенное влияние на управление пациентами и уровень их дискомфорта. Лёгкие случаи PTX и PH могут привести к увеличению длительности госпитализации, тогда как тяжёлые случаи могут вызвать нарушения дыхательной и сердечно-сосудистой систем, представляя серьёзные риски для безопасности пациентов.

Частота возникновения пневмоторакса и легочного кровоизлияния:

В данном исследовании частота возникновения PTX и PH составила соответственно 34.9% и 32.8%, что соответствует данным литературе по CT-навигируемым процедурам. Консервативное лечение оказалось эффективным в большинстве случаев PTX и PH. Только 7.5% случаев требовали CTI, что соответствует ранее опубликованным данным в диапазоне от 2.4% до 15%. Ни один из пациентов с PH не нуждался в бронхоскопическом или внутрисосудистом лечении. Кроме того, в рамках исследования не наблюдалось серьёзных осложнений, таких как повреждения печени или селезёнки, воздушная эмболия или летальные исходы. Это свидетельствует о том, что PTLB под управлением CBCT является относительно безопасной процедурой с низкой частотой клинически значимых осложнений, и большинство пациентов не нуждались в продлении госпитализации.

Факторы, связанные с возникновением пневмоторакса и легочного кровоизлияния:

Хотя было рассмотрено множество факторов, таких как демографические данные, клинические особенности, данные об изображении и параметры PTLB, только несколько факторов (диаметр изменений, использование геля и RF-абляция и количество извлечённых образцов) показали статистически значимые результаты.

Факторы снижения частоты пневмоторакса и легочного кровоизлияния:

Самым важным выводом является влияние геля на снижение частоты возникновения PTX и PH (OR снижены на 56.8% и 69% соответственно). Этот результат имеет клиническое значение, поскольку гель легко доступен в медицинской практике и прост в использовании. С момента начала PTLB врачи-интервенционисты исследовали различные техники для снижения риска осложнений. Использование различных материалов для эмболизации стала предметом значительного исследования. Введение геля ведёт к его расширению в траектории иглы, образуя плотное заполнение, соответствующее форме траектории. Это эффективно предотвращает кровотечение, воздушные эмболии через игольную траекторию и разрыв плевры. Renier и соавторы успешно снизили частоту PTX и CTI, закрыв траекторию иглы подобной смесью, состоящей из 15 кусков абсорбируемого геля размером 2×6 см, смешанных с 2 мл физиологического раствора. В отличие от предыдущих исследований, в нашем исследовании использовались меньшие частицы геля размером от 1000 до 1200 микрон. Этот подход не только сокращает время подготовки раствора, но и позволяет более плотно заполнять игольную траекторию. Больший диаметр продемонстрировал защитное действие от PTX и PH с OR 0.822 и 0.785 на каждый сантиметр соответственно.

Повышение количества извлечённых образцов во время PTLB связано с повышенным риском PH, с соответствующим увеличением OR (83.4% на каждый образец).

Образцы с большими изменениями проще получить, время установки иглы в ткань короче, и риск осложнений ниже. Напротив, получение образцов из повторных пункций может быть вызовом, требующим более длительного времени операции и представляющим повышенный риск осложнений. Исследование показало, что RFA-терапия, проведённая после PTLB, связана с увеличенным риском PTX и PH (ORPTX = 2.351; ORPH = 3.443). Предыдущие исследования показали, что выполнение PTLB и RFA-терапии в рамках одной операции может избежать нескольких пункций. Поэтому, в ходе исследования, пациенты с высоким подозрением на злокачественные опухоли лёгких прошли RFA после PTLB.

Увеличение количества образцов, взятых во время ПТЛБ, ассоциировалось с более высокой вероятностью РН, с соответствующим увеличением ОР (83,4% для каждого дополнительного образца).

Биопсия крупных поражений проще, с более коротким расположением иглы в паренхиме и меньшей вероятностью осложнений. Напротив, получение образцов при повторных пункциях может быть сложным, требовать большего времени на процедуру и иметь более высокий риск осложнений. Исследования показали, что проведение РЧА после ПТЛБ связано с повышенным риском ПТХ и РН (ORPTX = 2,351; ORPH = 3,443). Предыдущие исследования показали, что множественных пункций можно избежать, если выполнять ПТЛБ и РЧА в рамках одной процедуры. Поэтому в данном исследовании пациентам с высоким подозрением на злокачественные узелки легких выполнялась ПТЛБ с последующей РЧА.

Schneider et al. в своем исследовании сообщают, что биопсия может привести к РН или ПТХ, если она выполняется непосредственно перед РЧА, из-за того, что биопсия может размыть или сместить опухоль, что может повлиять на точность последующего размещения иглы РЧА. Это связано с отсутствием подходящего направляющего троакара во время биопсии и необходимостью дополнительных проколов; однако в нашем исследовании, благодаря использованию универсального коаксиального троакара, который требовался для создания пункционного тракта, после РТЛБ удалялась только режущая игла, а коаксиальный троакар оставался на месте. Этот метод не только обеспечил точность патологоанатомических результатов, но и сократил количество необходимых пункций.

Izaaryene et al. провели патологоанатомическое исследование после радиочастотной абляции в легких свиньи и обнаружили отчетливые тракты иглы по сравнению с простыми биопсиями. Они обнаружили характерные гистологические изменения внутри абляционных трактов, которые можно объяснить термическим воздействием. Данное исследование позволяет предположить, что игольчатые тракты, образующиеся после РЧА, могут оставаться открытыми в течение более длительного периода времени по сравнению с биопсией, что может привести к ПТХ и РН.

Кроме того, исследование показало, что биопсия после радиочастотной абляции (РЧА) может увеличить риск ПТХ и РН, что согласуется с результатами предыдущих исследований. Тепло, выделяемое при РЧА, может повлиять на закрытие игольчатых трактов, тем самым увеличивая риск осложнений. Также было обнаружено, что наличие эмфиземы повышает риск развития РН, что может быть связано с легочной гипертензией или нарушением структуры легочной ткани, что дает больше возможностей для развития РН.

Ограничения: во-первых, это было ретроспективное исследование, и из-за ограниченности имеющихся хирургических записей мы не смогли дополнительно изучить многочисленные факторы влияния, такие как расстояние между точкой пункции и поражением. Во-вторых, тот факт, что это было одноцентровое исследование, может ограничить общую применимость результатов. В-третьих, ограниченное число пациентов, которым потребовались дренирование грудной клетки, бронхоскопия или эндоваскулярное лечение, не позволило нам в полной мере проанализировать факторы влияния этих вмешательств.

Заключение: CBCT-направленная PTLB - надежный метод, широко используемый для диагностики поражений легких. Однако, как и при КТ-направленной ПТЛБ, ПТХ и РН остаются серьезными осложнениями. Для уменьшения этих осложнений в данном исследовании описан инновационный и выполнимый подход, использующий путь пункции желатиновой губки для эмболизации. Было показано, что этот подход значительно снижает частоту осложнений.