经验性与人工智能指导下精准肺段切除术效果比较的回顾性队列研究

回顾性分析我科2019—2022 年行胸腔镜肺段切除手术患者的临床资料。将2019 年1月—2021 年9月经薄层CT二维图像进行胸腔镜下经验性肺段切除手术患者纳入A组，2021年10月—2022 年12 月AI指导下精准肺段切除手术患者纳入B组。纳入标准：（1）薄层胸部CT示肺部小结节≤2 cm，结合影像学特征高度怀疑早期腺癌；并且符合下列其中之一：① 结节磨玻璃成分>50%；② 病灶倍增时间≥400 d。（2）结节位于肺实质外1/2，或者外周1/3 无法行有效的楔形切除。排除标准：（1）术前测量结节距离需要离断的段支气管开口<2 cm；（2）有心、脑、肺、肾等严重疾病不能耐受手术者。

A组中，术前根据胸部薄层CT，判断需要切除肺结节的位置。若结节明显位于肺段内，术前无需定位；若结节位于肺段边缘甚至肺段间，术前用Hookwire进行定位。明显位于单一肺段内的结节行单一肺段切除术，结节位于肺段边缘或肺段间的大部分行单一肺段及邻近肺段楔形切除术（扩大肺段切除术），位于肺段间的小部分行联合肺段/亚段切除手术。

B组中，对仅需要行肺段切除的单一肺结节不常规定位，对部分多发结节需要同期楔形切除者则同时定位。术前将Dicom格式文件导入“推想” AI软件，输入重建指令后，自动对数据进行处理，进行3D-CTBA重建。选定需要行肺段切除的结节，按照2 cm切缘球进行术前规划，以肺结节为中心，肺亚段为切除单位，AI软件能清楚显示需要离断的靶段肺动脉、靶段支气管及靶段肺静脉以及需要切除的靶肺段立体型态。指导术中进行精准单一肺段，联合肺段/亚段切除手术。

A、B 两组中，若同侧肺内周边有高危肺结节需要同期楔形切除者，术前使用Hookwire定位。术中保证最短切缘>2 cm或结节直径将结节楔形切除。

全部患者采用全身麻醉下双腔气管插管，术中健侧单肺通气。手术在卡尔-史托斯高清腔镜系统或者史赛克荧光腔镜系统下完成。采用电凝钩、超声刀联合腔镜下双关节器械进行解剖分离，段支气管及段间界面使用腔镜下切割闭合器离断。对于肺段及亚段动静脉的处理，依据血管的粗细程度，采用丝线进行结扎，随后进行离断。

手术思路不拘泥于固定的形式，一般是从段门开始解剖。上肺段先解剖分离出靶段肺静脉，切断后，再解剖分离出靶段肺动脉，用电凝钩沿肺动脉外纤维鞘膜内分离，将鞘膜浅面肺组织钩开，肺动脉游离出足够距离后，近心端丝线结扎，远心端用超声刀慢档离断。肺动脉深面是与之伴行的段支气管，用电凝钩或者超声刀将支气管周围肺组织解剖分离，过钳预阻断证实无误后，根据段支气管厚度，选择合适钉仓闭合切断段支气管。使用改良膨胀-萎陷法，等待约15 min，段间界面清晰后提起远端支气管残端，按照“降维法”沿段间界面用超声刀或者电凝钩锐性分离，段间界面分离至所剩肋面的靶段段间肺组织厚度在1～2 cm（膨胀状态）时，再用切割闭合器将肺段完整切除。下肺段解剖首先处理靶段肺动脉，再离断靶段支气管，段间界面显示清晰后，降维处理段间界面过程中，发现汇入靶段的肺静脉可以单独结扎离断，也可以直接用切割闭合器在离断段间界面同时离断。

切除靶肺段标本后测量结节直径以及距离结节最短切缘距离。切除标本送快速冰冻病理，若证实为肿瘤性病变且结节切除不能满足肿瘤学标准：最短切缘<2 cm或结节直径，切除标本内不能找寻到结节，则进一步扩大切除范围或行肺叶切除术。对肺门及纵隔淋巴结进行采样活检，下叶活检第7～9 组，左侧上叶活检第5、6组（第4L组部分患者活检），右上叶活检第2～4组。术后经操作孔放置20F胸腔引流管1 根。

使用SPSS 25.0 软件进行数据分析。正态分布的计量资料以均数±标准差（ x±s）描述，组间比较使用独立样本 t 检验；不满足正态分布的计量资料以中位数和上下四分位数［M（P25，P75）］描述，组间比较使用Mann-Whitney U 检验；分类资料采用频数和百分比描述，组间比较使用χ2 检验或Fisher 确切概率法。P≤0.05 为差异有统计学意义。

本研究经安庆市立医院伦理审查委员会批准，患者均签署知情同意书。伦理审查批号：医学伦审［2022］14号。

纳入患者322 例，其中男111 例、女211例，年龄22～86（56.77±8.93）岁。A组共158 例，其中男56 例、女102例，年龄28～86（56.86±8.82）岁；B组共164 例，其中男55例、女109 例，年龄22～85（56.69±9.05）岁。两组年龄、性别、合并症差异无统计学意义；见表1。

322例患者均顺利完成病灶切除手术，无围术期死亡。单发结节共261例，多发结节共61例，其中48 例患者有2个结节、9 例3个结节、2 例4个结节、1例5 个结节、1例6 个结节。共找到结节403个，其中良性结节29个、非典型腺瘤样增生11 个、原位腺癌 75 个、微浸润腺癌 109个、浸润性腺癌 179个；见表2。

两组手术中所有楔形切除病灶都能寻找到病灶并满足肿瘤学要求。测量A组中肺段切除术后标本，平均最短切缘为（2.23±0.77）cm，最短切缘<2 cm或结节直径有10 例，无法找到结节3 例；B组中，平均最短切缘为（2.33±0.61）cm，最短切缘<2 cm或结节直径有3例，无法找到病灶有1例；两组无法满足肿瘤学标准患者比例差异有统计学意义（P=0.020）。A组使用了78 根定位针（含同期需要楔形切除31 根），B组使用了37根定位针（含同期楔形切除28 根）。A 组肺段切除使用定位针数量多于B组（P<0.001）；两组同期楔形切除使用定位针数量差异无统计学意义（P=0.572）。两组手术时间、术中出血量、术后胸腔引流管放置时间、术后住院时间及中转开胸等方面差异无统计学意义（P>0.05）；见表3。

2022 年，我国国家癌症中心癌症登记年度报告[6]显示：肺癌是男性中最常见的癌症，女性中排第二位，并且是两性癌症死亡的最常见原因。以磨玻璃结节为表现的ⅠA期肺腺癌患者预后良好，肺节段切除和肺叶切除的无复发生存率和总生存率无显著差异[7-8]。针对肺段切除和肺叶切除比较的两项前瞻性随机对照试验 JCOG0802/WJOG4607L、 CALGB140503已经得出结论，由于总生存率达到了非劣效性的阳性结果，尽管肺段切除的肺功能保护不及预期，肺段切除仍应成为实性成分占比>0.5、直径≤2 cm周围型肺癌的标准手术方式。

正常人群一般有18个肺段，肺亚段达42个，并且肺段/亚段的解剖变异非常常见[9]，肺段/亚段手术较肺叶切除有更多的变数，无形中增加了手术难度。临床上，只有部分结节真正位于标准肺段的中央位置，肺段间结节占比可达30%左右[10]。本研究中，两组肺段内结节占比相同，在标准肺段切除术后，两组各有2例存在切缘不足，只能补充行肺叶切除手术。回顾性分析发现这4例患者结节都是靠近肺野中间近1/2处，所以靠近肺野中间的结节要谨慎选择肺段切除手术。对肺段间结节，A组中切缘不足和不能找到结节患者明显多于B组，这与吴卫兵等[11]报道一致。分析原因：采用经验性扩大肺段切除手术处理肺段间结节时，实际是在标准肺段切除基础上加相邻肺段组织楔形切除，到底楔形切除多少邻近肺组织带有许多主观性。切除邻近肺段组织过多，术者会担心肺功能损失过多；切除邻近肺段组织过少，有可能残留肺段间结节。

另外，还有一些因素要引起注意：B 组中， 1例右下肺S9 切除术，术前按照2 cm切缘球进行规划，发现切缘球略超过S9 边缘，且结节靠近段门较近，靶肺段切除后，检查时发现结节紧靠钉子边缘，只能扩大行S9+10切除术；另1 例是因为患者胸腔内致密粘连，靶段血管及支气管离断后，改良膨胀-萎陷后界限仍不清楚，最终切除靶肺段后切缘不足。所以对于下肺叶段间组织较厚，术前明显肺气肿或者胸腔内致密粘连等情况时，容易出现结节残留或者切缘不足。总结经验：（1）按照2023 版中国临床肿瘤学会指南[12]，适合行肺段切除的结节尽量位于外1/3；（2）在段间界面分离时，提起离断的段支气管，沿膨胀-萎陷界面用超声刀或者电凝钩由段门向肺表面仔细分离，至所剩肋面的靶段段间肺组织厚度在1～2 cm（膨胀状态）时，再使用腔镜切割缝合器切割分离剩余的段间肺组织；（3）仔细解剖，避免误断或者少断靶段血管，膨胀-萎陷时间至少15 min。患者合并肺气肿时需要等待时间更长，对肺气肿患者建议使用荧光腔镜下手术。

为了能保证肺段切除术中结节的有效切缘，肺结节定位应运而生。目前肺结节定位方法很多，有Hookwire定位、弹簧圈定位、吲哚箐绿定位等[13- 14]，各有优缺点。我科使用的是比较常用的Hookwire定位法。Hookwire定位一定程度上减少了切除标本内不能找见病灶及切缘不足等问题。但以下几点可能导致临床效果不尽人意：（1）存在一定程度的脱钩率。有研究[15]报道术中探查时发现定位针与肺组织脱离，发生率为 15.7%（16/102）；（2）用Hookwire定位较深部的肺部结节，无论术前定位多么准确，术中给术者的直观信息只有肺脏表面定位点。还必须根据该点位置，再结合CT影像显示定位针进入肺组织的深度和角度，来判断结节位置；（3）肋骨、肩胛骨的阻挡，不可能使每例患者都能在理想位置进针；（4）多发结节患者，第一个结节定位后出现气胸，第二个结节定位相对困难，可能出现定位偏差。本研究发现，对需要行肺段切除的结节定位针使用数量，A组显著多余B组。虽然A组使用了更多的术前定位针，但切缘不足及不能找到结节比例仍明显高于B组。采用AI进行术前规划实施的精准肺段切除手术对术前肺结节定位的要求明显降低。

近年来有多篇文献报道通过 CT 三维重建肺模型来识别肺动脉的解剖形态准确率高达 98.7%[16]、 95.2%[17]、95%[18]和 97.8%[19]，Seguin-Givelet等[20]的研究指出，将患者胸部CT二维图像进行三维数字化处理后，能更加直观地显示肿瘤位置、大小及肺段支气管、动静脉分支走行及变异，进而可提高手术的精准度。目前AI软件可以采用深度学习技术卷积神经网络算法，将CT影像的Dicom格式数据进行3D-CTBA重建，一键成像，可以清晰显示肺内动静脉、支气管、肺结节的三维影像；还能以肺结节为中心，设定2 cm切缘球，术前以亚肺段为切除单元，清楚显示需要切除靶肺段的立体型态，用来精准指导肺段切除手术。手术过程中对照三维成像结果及术前规划离断正确的靶肺段动静脉及支气管，通过改良膨胀-萎陷法或者荧光腔镜技术，术前不用结节定位就能保证结节位于靶肺段内。在B组164例患者中，在术前较少使用定位针的情况下，切除标本内不能找见病灶及切缘不足占比为2.4%。刘海涛等[21]使用三维重建和虚拟手术规划，指导肺结节手术的准确率为 95.5%。类似研究[22]显示以肺亚段进行规划的精准肺段切除可以有效保证肿瘤学效果。

本研究显示：术前使用AI软件，以结节为中心，用2 cm切缘球进行规划，以亚肺段为切除单元实施的精准肺段切除术，在有效保证结节切缘符合肿瘤学要求的同时能显著减少肺结节定位针的数量。本文的不足之处：肺部结节位置的不同导致两组所切除的肺段不尽相同；另外在两组远期疗效的随访以及术后肺功能的影响等方面没有进行比较，期待后续研究。

利益冲突：无。

作者贡献：陈剑、刘永志、詹必成负责实施研究，分析、解释数据；陈剑撰写初稿及修订稿件；刘建负责研究设计及学术指导；汤勇、李根水负责数据收集、整理及统计学分析；汤勇负责数据及结果校对；所有作者同意发表。

参考文献略。

作者介绍

心胸外科主任、主任医师、副教授、硕士生导师

安徽省全科医学会胸外科学分会 副主任委员

安徽省医师协会心血管外科学分会  常委

安徽省医学会胸外科专业委员会   委员

安徽省医师协会胸外科分会  常委

安徽省抗癌协会肺癌专业委员会  委员

安徽省健康服务业协会心脏大血管微无创治疗分会  委员

安庆市医学会胸心血管外科分会  主任委员

安庆市医师协会肿瘤学医师分会  副主任委员

安庆市心胸外科质控中心  主任