目前，肺癌的高发病率和高死亡率对医生造成重大的压力。虽然，近年来肺癌的靶向治疗和免疫治疗等的进展，肺癌预后都得到了一定的改善。但是总体而言，肺癌的预后相对其他肿瘤却不太理想。不同分期肿瘤的预后不同，肺癌ⅠA1期的5年生存率为90%左右，IV期在10%一下。在初诊患者中，多数患者为中晚期肺癌，早期肺癌患者不足20%（图1）。因此，提高肺癌早期诊断水平是从根本上改善肺癌预后的最重要途径之一。

图1：肺癌不同时期的比例（左），肺癌TNM分期与5年生存率（右）

大数据、AI、机器人、组学技术（Omics）的发展对肺癌的早期诊断有很大的帮助，具体表现在影像诊断、内镜诊断及Bio-markers方面。尤其内镜诊断技术占据非常重要的地位。

近年来，肺癌的内镜诊断技术有相当程度的进步，例如荧光支气管镜、窄谱支气管镜、共聚焦显微成像、光学相干断层成像(OCT)、细胞内镜、电磁导航等。其中，临床上应用最多的是导航支气管镜。

一、导航支气管镜新技术及其评价

导航支气管镜最早是虚拟导航，后来有超声导航、电磁导航、4G电磁导航、LungPro导航……

1、虚拟导航支气管镜（virtual navigation bronchoscope，VNB）

虚拟导航支气管镜或仿真气管镜导航，通过引导支气管镜到达所指定的病变部位，减少不必要的透视。可以缩短支气管镜插入的实施时间，减轻患者的痛苦和减少操作的危险性（图2）。

图2：虚拟导航支气管镜操作步骤

特点：

①只具备规划导航路径的功能，其主要价值在于辅助术者在 虚拟导航系统生成的气道内图像和导航路径下，更高效的选择正确的支气管分支抵达目标病灶，通常用于辅助细镜/超细镜、REBUS操作；

②VBN不能针对基于术前CT的重建图像与术中实际差异进行实时的匹配和调整；

③当操作工具（鞘管、REBUS、活检工具等）不在内镜视野内时，VBN不能提供电子或影像信息帮助定位，需其他定位技术配合。

2、超声导航支气管镜

临床价值：可以实现末端支气管（肺周围型病变）精确定位。

实时超声：可提供小气道及其周围组织的360度超声图像（图3）。

图3：超声导航支气管镜操作步骤

小探头超声：

识别小探头超声REBUS典型图像尤为重要，REBUS提供了从设备头端旋转探头向外发散的二维平面内的360度超声视图，REBUS可以实时定位支气管镜所能触及的远端病变，或支气管镜视野下不可见的更远端的病变。

典型病灶图像有：实性病灶-同心视野，实性病灶-偏心视野，磨玻璃病灶-暴风雪征，肺组织-正常充气（图4）。其中，磨玻璃病灶的识别比较困难，这要求临床医生在术前对其有足够的认识。

图4：典型病灶图像

2017年《Respirology》发表了一项数据分析：56项研究中，小探头超声的总体诊断率70.6%，总体并发症率2.8%[1]。

特点：

①REBUS本身只具备病灶定位功能，需要联合其他技术来提升导航控制和病灶定位能力。

导航路径：CT手工绘图、虚拟导航、细镜或超细支气管镜。

末端定位调整：C型臂，当病灶距支气管镜末端较远、或存在大角度支气管分叉时，定位成功率下降。

②REBUS图像问题

暴风雪征在临床实际应用中不易于识别，特别是小的纯GGO病灶；

偏心视野病灶的REBUS图像无法告诉术者病灶相对于探头所在气道的具体空间方位，需要借助C型臂调整；

肺不张易被错误的识别为病灶。

3、电磁导航支气管镜（superDimension™）

近年来，随着技术的改进，电磁导航支气管镜在临床上已经有一定的普及。目前，电磁导航支气管镜在国内主要应用于腔内病变，腔外病变的活检系统已经开发，并在国外应用于临床（图5）。

图5：腔内病灶常规导航活检（左），腔外病灶经支气管活检工具（右）

电磁导航支气管镜具体操作过程为：病例筛选-术前计划-术前准备-导航手术-活检采样等。

电磁导航支气管镜在真实世界研究（Navigate）

电磁导航支气管镜在真实世界研究中，诊断率为72.9%；恶性肿瘤的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为69%、100%、100%和56%；并发症研究结果为，气胸发生率4.3%，需要住院或干预的气胸发生率2.9%（35/1215），出血发生率2.5%，麻醉相关死亡1例，无ENB操作相关死亡病例[2]。

特点：

①superDimension ™电磁导航用于肺外周病变的诊断率为72.9%，气胸发生率4.3%，出血发生率2.5%。

②TBAT有效的解决了支气管腔外病灶的导航活检问题。

③导航易受生理运动（呼吸、心跳、大血管搏动）影响。探头位置在导航图像上存在来回漂移的现象，并且其实际位置与在导航图像上显示的位置可能存在一定差异；系统通过电磁感应器位移计算对前后（胸到背）、左右4个方向呼吸运动的影像进行了校正，减少了图像漂移的幅度；生理运动的影响可通过术者经验和操作来克服。

④导航管和活检工具是否进入病灶通常需要联合其他影像方法确认。

4、4D电磁导航（Veran）

4D电磁导航是一种全方位导航。4D电磁导航能通过常规导航解决支气管腔内病灶，也能通过TBNA和针钳有效的解决腔外病灶，

更好的「地图」∶Veran同时扫描吸气/呼气CT，从—开始就具备更好的「地图」；

追踪移动的结节：Veran具备呼吸门控技术，可实时追踪手术过程中的呼吸移动，减少人为误差，并且可以做到自动注册，动态校准；

减少盲目取样∶Veran拥有Always On Tip Tracked活检工具，真正的实时导航，减少X射线辐射；

更精确的控制，更好的接近方式∶Veran可从支气管镜导航到经皮导航无缝切换，增加多种导航途径（图6）。

图6：4D电磁导航操作步骤

特点：

①4D电磁导航用于肺外周病变的诊断率为80-90%；

②TBNA和针钳解决了支气管腔外病灶的导航活检问题；

③导航受生理运动（呼吸、心跳、大血管搏动）影响，系统通过呼吸双相CT（吸气相用于导航规划，平静呼吸相用于导航定位）一定程度上减少了图像漂移的问题；

④尽管活检工具自带电磁感应器，但仍需要联合其他影像方法确认是否活检工具进入病灶。

5、LungCare™电磁导航

①LungCare™电磁导航已在临床开展应用；

②「近距离瞄准隧道技术」（ENB-TPNA）解决了支气管腔外病灶的导航活检问题；

③导航受生理运动（呼吸、心跳、大血管搏动）影响；

④导航管和活检工具是否进入病灶需要联合其他影像方法确认（图7）。

图7：LungCare™电磁导航功能

6、LungPro™导航

通过CT数据导入，进行系统3D重建，在识别和标记病灶时，系统会生成4种路径以供挑选。LungPro™导航在实际临床应用中，一方面，增强气道内现实导航，另一方面，气道外病灶经肺实质建立隧道BTPNA（图8）。

图8：支气管镜真实视野与建立隧道

特点：

①初步研究显示LungPro™导航用于肺外周病变的诊断率和安全性较好。

②BTPNA术式有效的解决了气道外病变的活检问题。BTPNA减少术中X线暴露时间较长；虚拟多普勒定位血管和3DCT辅助确认穿刺角度的技术，使得BTPNA术式在肺外1/3肺野的气道外病灶活检有一定安全性的优势。

③最后病灶定位需要联合其他影像方法确认。

7、Cone-beam CT（CBCT）导航

Cone-beam CT（CBCT）导航能够全方位地显示病灶，是基于CBCT和增强现实透视的导航（图9）。

①术前PET-CT显示右下叶横膈旁12×11×7mm实性病变FDG摄取；

②B-D.基于CBCT和增强现实透视（AF）导航；

③E-F.两种不同角度下增强现实透视确认活检定位，病变用蓝色勾画；

④预设的支气管内导航路径，通过工作站内程序进行分割并标记物为紫色点[3]。

图9：CBCT现实透视导航

特点：

①Conebeam CT具有实时影像和三维重建功能，结合图像分割和增强现实技术，有较好的导航和定位能力；

②Conebeam CT联合REBUS和ENB用于肺外周病变，诊断率90%，安全性良好；

③Conebeam CT导航的X线暴露时间相对更长。

8、复合导航技术

以上导航各有特点，患者的诊断率基本可达70%~90%。实际临床应用中，需要多个导航工具联合应用以增加精准性和活检成功率（表1）。选择导航时会对其技术进行比较，也要考虑成本问题。

表1：各导航技术比较

单一导航技术不能解决所有问题，多种导航技术联合建立的复合导航技术能更好的提升综合处理能力（表2）。

表2：复合导航技术

二、导航支气管镜临床应用相关问题

1、术前评估

①病灶大小：病灶越大，导航技术准确性越高，10mm左右的病灶需要一定的导航技术水平（图10）。

图 10

②病灶密度：实性病灶较GGO病灶更易定位（图11）。

图 11

③是否有支气管进入病灶：支气管征阳性灶诊断率较高（图12）。

图12：支气管进入病灶中心（左），支气管位于病灶边缘（中），无支气管进入（右）

④病灶位置：距胸膜近病灶气胸风险高，靠近心脏、血管的病灶出血风险高（图13）。

图 13

⑤活检部位：转弯角度大病灶操作难度高，肺尖后段的病灶—气道复杂、转弯角度大（图14-左）。

⑥患者的自主呼吸：中叶、上叶病灶受呼吸运动影响小，下叶近膈肌病灶受膈肌运动影响大（图14-右）[4]。

图14：肺尖后段的病灶（左），自主呼吸CT时（右）

2、路径规划

①CT要求

常规参数：层厚≤1mm，（部分系统针对CT机品牌进行参数优化）。

部分系统做CT时需要放置定位标记，CT检查时间距手术时间不能过长，避免出现术前计划与实际情况不符。

②路径规划

操作相对简单，部分自动规划路径需要人工修正。

3、麻醉方式

①表麻

没有静脉麻醉药物不良反应的相关风险；

呛咳、憋气、躁动、胸部不适等反应较多，可能导致手术中断，操作时间相对延长，部分患者可能有恐惧、痛苦记忆；

可配合术者深呼吸和屏气，胸膜粘连有气胸风险病例术中有疼痛反应可发出预警。

②镇静或全麻

呛咳、憋气、躁动、胸部不适等反应很少，操作时间相对较短，手术过程无记忆；

对患者一般情况要求更高、静脉麻醉药物不良反应、有一定的费用；

TBNA或打隧道多选择镇静，降低气胸风险。

4、注册匹配

所有的实时导航（电磁、LungPro、CBCT）在开始导航操作前均需要注册匹配（不同设备的方法有区别）。

注册匹配将真实支气管结构与三维CT重建的支气管树结构相匹配；注册匹配需要消耗一定时间；少数患者存在匹配度不佳的情况，需要重新注册匹配。

5、导航操作

按照系统实时导航指示到达病灶（图15）。

图 15

6、病灶定位

①REBUS、透视、Conebeam CT可独立确认；

②电磁导航通常需要联合其他方法确认定位准确；

③活检后行ROSE有助于对活检阳性的确认（图16）。

图16：病例：患者活检为腺癌，阳性

7、并发症及预防

①气胸（发生率<5%，多较轻微）

主要发生在临近胸膜病灶。尽量选择离胸膜较远的位置活检，最好联合透视观察活检装置与胸膜的相对位置。

警惕存在胸膜粘连的病灶。局麻下钳夹过程中患者出现疼痛反应，松开活检钳，变换钳夹角度尝试，或终止活检。

②出血（发生率<5% ，多较轻微）

导航路径避开血管，活检时原则相对远离血管的位置或方向；导航鞘管有压迫止血的作用。

8、电磁导航病例

病例1：右上肺14mm结节，肩胛遮挡，电磁导航活检，肺腺癌，EGFR+（图17）。

图 17

病例2：右下肺21mm结节，多支粗大血管穿行其中，肾功能不全、长期透析，电磁导航活检，SCLC（图18）。

图 18

病例3：男性，68岁，左肺上叶病变，吸烟指数10包年，已戒烟20年，局麻下4D电磁导航+活检，病理报肺腺癌，手术切除（图19）。

图 19

三、导航支气管镜的发展方向

1、导航支气管镜发展为诊疗一体化平台

导航支气管镜将是肺癌早期诊断和治疗的基本平台。

①诊断

多种导航技术联合，兼容各种活检工具可以对双肺病灶的多点、多次采样；为最后的病理诊断、分子学诊断提供组织标本。

②定位

通过导航支气管镜进行显色剂、发光剂、造影剂局部注射定位、矢量定位、金属标记定位等有助于外科精准的手术切除病灶。

③治疗

通过导航支气管镜可以实现对肺部肿瘤消融治疗、粒子植入放疗、感染性疾病局部给药治疗、肺大疱消融治疗等。

2、导航技术与智能化的微创手术机器人融合

未来，导航支气管镜会和智能化的手术机器人进行联合，肺癌的早期诊断和治疗水平将会得到极大的提高。

小结

1、导航支气管镜用于肺外周病变（肺癌）的诊断率在70-90%；

2、对不同的患者选择更合适的技术、多种技术联合有助于进 一步提升诊断能力；

3、导航支气管镜的应用不断拓展，并与AI、微创手术机器人等新技术融合，未来将成为呼吸内镜诊疗一体化关键平台。

参考文献 

[1] Respirology. 2017 Apr;22(3):443-453.

[2] J Thorac Oncol. 2019 Mar;14(3):445-458.

[3] J Bronchol Intervent Pulmonol 2020;00:000–000.

[4] Chest. 2015 May;147(5):1275-1281.

专家介绍

陈良安

教授，博士生导师，解放军总医院呼吸与危重症医学部学术主任，全军呼吸病研究所所长，主任医师、教授。中华医学会呼吸病学分会副主任委员，中华医学会内科分会主任委员，中国医师协会呼吸分会副会长，全军呼吸病专业委员会主任委员，北京医学会呼吸病分会候任主任委员。

本文由《呼吸界》编辑 Asiya 整理，感谢陈良安教授的审阅修改！

本文完，排版：Jerry

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