本文来源:中国小儿急救医学, 2024,31(8) : 561-565.
本文作者:王丽娜 孟繁峥
在儿科医疗实践中,呼吸系统疾病的诊断与治疗始终是持续发展的重要部分。活检技术作为一种直接从病灶部位获取组织样本进行病理学分析的方法,对于精准诊断具有不可替代的重要性。在儿科呼吸介入技术领域中,活检技术的发展不仅能够提高对各种呼吸系统疾病,包括肿瘤、感染性疾病及先天性疾病的诊断率,同时也极大地促进了个体化治疗方案的制定与实施。
随着医疗技术的快速发展,传统的活检技术已经发生了翻天覆地的变化。从早期的开放式手术活检到现今的经皮肺活检、内镜下肺活检,甚至是利用最新的影像引导技术进行的微创活检,每一步技术的进步都旨在减少患者的创伤、缩短恢复时间并提高诊断的准确性。特别是在儿科领域,考虑到儿童身体的特殊性和对创伤的高敏感性,这些微创或无创活检技术的应用显得尤为重要。
因此,探讨经支气管活检技术的进展对于儿科呼吸介入领域,不仅是技术创新的需要,更能提升患儿诊疗质量,对于提升诊断精度、优化治疗方法及改善患儿预后具有重要意义。
1 儿科呼吸介入活检技术
儿科呼吸介入活检技术在器械设备及操作手法等方面有着自身的特点。呼吸介入活检根据不同的取材途径分为经支气管活检术及经皮肺活检术,儿童较常用的是经支气管活检术,即经可弯曲支气管镜根据取材部位采用多种介入方式获取黏膜、淋巴结、肺门周围组织以及肺等不同的组织样本,应用病理学和细胞学等检查探明病因、探索发病机制,通常用于诊断各种肺部疾病,如间质性肺疾病、肺部感染(包括真菌、病毒和细菌感染)、肺纤维化、肺部肿瘤等。儿科呼吸介入技术因其管腔及所用器械的限制致使操作难度较成人大大增加。近年来,肺活组织检查术发展迅速,不但方法增多,器械日臻完善,技术亦在不断改进,致使儿童活检诊断的准确性日益提高、诊断范围也在不断扩大。
1.1 经气管支气管黏膜活检术
经气管支气管黏膜活检术即气管镜到达气管支气管可视的管壁病变部位后进行黏膜活检。获取黏膜标本之后对其进行印片、特殊染色、病理和培养等。
此技术是儿科呼吸介入活检技术中的三级手术操作之一,应用的主要工具为活检钳,活检钳型号根据手术具体要求、具体病情及医院条件等选用,常用的活检钳包括外径1.8 mm的平口或齿口(鼠齿样或鳄鱼口)、应用于操作孔道2.0 mm可弯曲支气管镜的一次性活检钳,以及外径0.9 mm、应用于操作孔道1.2 mm可弯曲支气管镜的活检钳。因应用于儿童的活检钳的钳口张开一般约5.5 mm,故所取黏膜组织较小,如行病理等检查需进行多次取材,同时需注意样本质控。
该技术主要用于诊断黏液纤毛清除功能障碍的相关疾病,气道可视范围内占位性病变如平滑肌瘤、黏液表皮样癌、肌纤维母细胞瘤等,气管、支气管可视范围内的黏膜局部病变如滤泡、肉芽组织、感染(细菌、结核干酪样坏死、曲霉菌)、淀粉样变等以及对气管、支气管黏膜气道炎症性疾病进行评估。需高度注意的是行活检前需判断局部血供,尤其警惕病变部位有无搏动及血管分布丰富的支气管血管畸形病变,如支气管Dieulafoy病、支气管毛细血管扩张、卡波西肉瘤等,对于不能明确性质的病变或高度怀疑血供丰富的病变等,均需先行增强肺部CT等明确局部病灶性质,防止大出血等并发症的发生。此技术应用较广泛,是儿童最常用及基础的活检技术,其操作难度较其他活检技术较小,要求术者熟练掌握活检钳的使用即可。
1.2 经支气管针吸活检术(transbronchial needle aspiration,TBNA)
TBNA是通过支气管镜利用穿刺针透过气管壁,对气道外的结节、肿块、肿大淋巴结和肺部病灶进行针刺吸引,从而获得用于细胞学或病理学检查的细胞或组织样本。然而直到1978年,美国Johns Hopkins医院的Wang等首次详细描述了应用25G型号的食管静脉曲张治疗针经硬质支气管镜下进行TBNA活检以诊断气管旁肿块病变;随着可弯曲支气管镜的广泛应用,1983年Wang和Terry首次使用自制的可弯曲TBNA穿刺针于可弯曲支气管镜下进行TBNA,主要用于纵隔淋巴结及肿物的诊断和分期。此后TBNA的应用范围得到了显著扩展,包括在周围型肺结节以及良性纵隔和肺门疾病的诊断中获取组织学标本。
与此同时,支气管内超声(endobronchial ultrasound,EBUS)技术自20世纪末逐步发展,EBUS将内镜的视野延伸至气道壁外,并使气道旁及支气管周围结构的活检成为可能,纵隔和肺门淋巴结以及中央型胸部肿瘤为该项技术的理想靶标。经支气管内超声引导针吸活检(endobronchial ultrasound guided tranbronchial needle aspiration,EBUS-TBNA)支气管镜是在专用可弯曲支气管镜上安置有一微型线性超声探头,以便实现实时的TBNA活检,这一设计进一步提高了诊断率。这项技术通过与PET和CT等其他成像技术的结合使用,进一步提高了诊断的准确性和综合性,为患者带来了最小的侵入性和高精度的诊断体验。
尽管EBUS提升了TBNA的诊断能力,但其设备费用高且目前尚无适用于儿童气道的EBUS支气管镜,故在儿童中应用受限,目前国内外报道多应用于学龄期以上儿童。国内多应用可弯曲的TBNA穿刺针进行传统TBNA,穿刺针进行活检具有损伤小、安全性高、费用低的优点,且检查设备普及,即支气管镜及穿刺针操作即可,患儿家庭接受度较高。穿刺针根据获取组织或细胞的不同需选用不同的型号,根据文献报道及我中心实际临床经验,适用于儿童的可弯曲TBNA穿刺针可采用22G型号,其可作为细胞针,亦可作为组织针进行取材,亦可采用组织针19G和细胞针21G型号,其他型号在儿童中应用较少,完全适用于儿童的穿刺针目前正在研发中。
TBNA适用于诊断肺部淋巴结肿大性疾病、气管镜直视下看不见的病变或只显示为外压性变化的病变如纵隔或肺门区的疾病、支气管内占位性病变、肺部占位性疾病,亦是周围肺部病变的有效采样方式,配合快速现场评价技术会大大提高诊断率。传统TBNA对操作者有一定的技术要求,尤其是儿童,对于操作者的要求更高。TBNA操作需注意以下两方面:一是定位,是进行TBNA技术的前提,除根据影像学进行定位外,需较好地掌握气道淋巴结分区及定位,通常参考王氏TBNA淋巴结穿刺指导图谱,而儿童因其气管环不清晰,还需结合其他解剖标志与患儿身高体重确定穿刺部位;另一方面,熟练掌握穿刺技术是活检成功的关键,尤其在儿童气道内操作需更好地掌握穿刺角度、方法及技巧。穿刺方法包括突刺法、推进法、铁环靠壁法及咳嗽法,根据操作者习惯及具体病情进行选择,其中突刺法和推进法更适用于儿童患者,尤其对于初学者,推进法则更易掌握。因儿童气管直径小,穿刺时与成人不同,挂针不能过度追求90°,可减少挂针角度至45°,利用气管壁杠杆作用,尽可能追求90°角,再直刺。根据儿童气道特点总结更多的穿刺经验,有助于提高操作的成功率和诊断率。
1.3 经支气管肺活检术(transbronchial lung biopsy,TBLB)
TBLB是指活检钳经支气管镜的工作孔道到达接近于病变处的远端支气管,穿破管壁后对肺外周非可视病灶取材进行组织病理学检查的技术。目前,取得的标本还可根据临床需求进行细胞学、病原学等检查,特别适用于诊断其他活检方法无法达到的肺实质内的疾病。与外科开胸取活检相比,TBLB是一种创伤性较小的操作,无需切口或穿透胸壁,操作简便、费用低且相对安全,广泛应用于肺部疾病的诊断,亦逐渐应用于儿童肺疾病。
TBLB通过支气管镜到达远端气道从而获取肺实质,可在X线透视引导下取材。随着EBUS的发展,成人可通过EBUS-TBLB获取肺组织,但此方式并不适用于儿童。TBLB可采用活检钳、针吸或毛刷等方式,其中活检钳获取标本的成功率及阳性率较高,故儿童多采用活检钳钳取方式进行TBLB。在儿童中,X线引导的TBLB主要应用于肺外周局限性病变的取材,但需患儿及工作人员做好X线防护工作,而弥漫性肺病变或肺外周局限性病变常采用“盲取”,即无X线透视引导下进行操作,需术者具有十分娴熟的呼吸介入技术,儿童行TBLB可采用“冯氏开钳六部法”简称F-TBLB,与传统TBLB手法相比,此操作无需患儿主动呼吸配合;无需寻求突破感,良好掌握时,气胸及致死性出血发生率极低;易学易用,安全可靠,不仅适合外周肺感染性疾病,亦适用于外周肺肿瘤性结节的样本采集;操作过程柔和,更适用于儿童。同时,术前需根据肺部CT充分评估活检部位,一般选择病变密集处,通常取一侧肺的下叶,若两侧病变大致相仿则应以右下叶为主要活检部位,尽量避免选择右肺中叶以免引起医源性气胸。因适用于儿童的活检钳钳口偏小,故所取样本较少,每次可取3~5块,且术前需做好止血预案。TBLB所取样本常用于病理诊断,故样本的质量决定了阳性诊断率。而TBLB的缺点在于操作过程中因物理挤压致标本组织结构受到破坏,且每次采集样本量较小,故在儿科获得较好的TBLB样本则需要更娴熟的操作技术及更准确的定位,且更需要探索适合儿科的设备。
随着影像学技术的发展,虚拟支气管镜导航(virtual bronchoscopic navigation,VBN)逐渐应用于TBLB技术,VBN包括Directpath VBN、Lungpoint VBN和电磁导航系统(electromagnetic navigation bronchoscopy,ENB),是一种基于CT的新型虚拟成像技术,在一定程度上替代了X线透视引导。Directpath VBN利用薄层高分辨率CT图像重建三维图像并规划路径,系统通过所选择的最佳气管路径为到达活检区域提供完全视觉化的引导,操作简便,可进行术前规划,大大提高了定位准确性,同时对淋巴结定位应用性亦较好,但其系统复杂,且设备价格昂贵,可在儿科中应用。目前国内无儿科应用ENB的文献报道。
1.4 经支气管冷冻活检
冷冻技术在2008年由德国医生Hetzel等首次应用于支气管病变取材,2009年Babiak等医生在美国将冷冻活检应用于诊断肺外周病变。经支气管冷冻活检主要分为支气管腔内冷冻活检(endobronchial cryobiopsy,EBCB)和经支气管冷冻肺活检(transbronchial cryobiopsy,TBCB)。我国在2021年有TBCB应用于儿童肺间质疾病诊断的报道。
TBCB在儿科中的应用主要为弥漫性肺实质性肺疾病的病因诊断,应用的设备为支气管镜和冷冻探针,目前可应用于儿童的冷冻探针为1.1 mm及1.7 mm等,可适用于操作孔道1.2 mm和2.0 mm的可弯曲支气管镜。TBCB获取的组织样本较TBLB组织量更大,且因其组织未受明显挤压,结构形态更完整,可确保样本质量,从而提高诊断阳性率。操作时需注意冷冻时间和部位,每次冷冻时间为3~5 s,样本不超过5块,取材原则同TBLB。尽管有文献报道TBCB对于儿童间质性肺疾病的精准诊断有重要意义,但TBCB近3年才应用于儿童,操作经验仍较少,且避免出血和气胸等并发症的发生亦是难点,在操作前需严格掌握适应证并做好相应的急救预案。
1.5 支气管镜下经肺实质结节抵达术(bronchoscopic transparenchymal nodule access,BTPNA)
无论是TBLB或TBCB,均应用可弯曲支气管镜经支气管进行取材,对于远离支气管及其周边的病灶,两者的应用则具有限制性,而BTPNA技术可以实现对气道外病变部位特别是X线下不可见的外周孤立性肺小结节的精准定位,BTPNA也称为隧道技术,即在支气管壁上打孔,再建立隧道,在肺实质内通过工作通道抵达结节,可以不依赖于自然支气管管腔,可以理论上做到肺结节的“全肺到达”。
BTPNA技术于2014年由德国海德堡大学的Herth和Silvestri教授应用于动物研究,2015年应用于患者的肺结节活检,早期BTPNA技术需在ENB引导下进行,因此又被称为ENB-TPNA。BTPNA的应用是气管镜联合透视视图的图像引导,其使用标准2 mm工作通道工具,建立直达全肺病灶的隧道,实现全肺病灶的诊断及后续治疗,在术中同步显示实际和模拟的图像,导航至靶点的精度为3 mm,到达气道通路内病灶,无需专用一次性器械。上文已述ENB在儿科应用难以推广,但LungPro全肺诊疗导航系统的问世使该技术在儿科的应用成为现实,LungPro为全肺增强现实导航技术,是在一项基于薄层CT数据基础上,把支气管镜下实时影像与这些影像对应的实体信息进行无缝集成的高新技术(如血管信息、气道尺寸信息、病灶位置信息等),真正实现支气管镜操作中的实时导航过程,且不需额外的定位耗材,具有成本优势,目前已有文献报道国内儿科应用该技术通过TBLB获得肺组织实现精准诊疗。此外,LungPro在儿科的未来发展方向还包括淋巴结取材、辅助冷冻活检、精准注药等。
BTPNA联合LungPro导航系统可更精准更安全地进行周围肺组织取材,通过LungPro系统将肺部CT进行3D支气管树及全肺血管的重建,识别并选定病灶后进行标记,系统自动生成多条路径后即可选择进行穿刺,穿刺点一般定位于贴近支气管脊的下方,在此过程中可通过虚拟血管探测将其避开防止误伤。BTPNA操作过程一般应用针吸活检针穿透气管壁,然后伸入球囊或者活检钳轻度扩张,随后将引导鞘管伸入操作孔建立隧道,到达目标后将活检钳伸入鞘管进行活检。且同样在引导下进行,BTPNA的诊断率高于TBNA,且未升高并发症的发生率。目前为止,通过BTPNA技术所建立的隧道不超过5 cm,如果需增加隧道长度,可能会增加出血、气胸等并发症的风险,故外周病变的活检可采用气道外经皮肺穿刺活检术。在LungPro系统辅助下,应用BTPNA技术除取材活检外,还可进行热消融治疗,其适用于不适合或无法耐受手术的患者,具有创伤小、手术时间短、保留更多肺功能等优点。
1.6 经皮肺穿刺活检术
经皮肺穿刺活检术指通过皮肤和胸壁,使用穿刺针直接进入肺组织,以获取可用于病理学或细胞学检查的组织样本。该技术需在影像学引导下进行,包括X线透视、CT或CT透视、超声、MRI及PET-CT,而目前最常用的方式为CT引导和超声引导,CT引导最常用,适用于深部病灶且定位较超声精准;而超声引导无辐射,可实时监控穿刺针进针过程、角度和深度,避免损伤邻近结构,通常用于胸壁肿物或者邻近胸壁的周围型肺部病灶活检,其作用深度有限,可根据患儿病情、部位及需求等选用合适的引导方式。对于儿童患者,常采用全身麻醉,可配合的年长儿可尝试局部麻醉的方式。穿刺针可选用18G型号,以确保取得足够组织,≥2 cm病灶活检槽长度选择2.0 cm。
2 禁忌证及并发症
2.1 禁忌证
绝对禁忌证:可导致明确出血的原因均为绝对禁忌证,如局部血供丰富;疑似真菌感染浸润血管;凝血功能障碍、出血性素质。相对禁忌证:严重的心肺功能不全;激烈咳嗽或不能配合检查;严重的肺动脉高压、高血压;穿刺范围有较严重的肺大泡;慢性阻塞性肺疾病、肺气肿、肺纤维化;解剖学或功能上的孤立肺;对于经皮肺穿刺活检穿刺路径上有明显的感染性病变。
2.2 并发症
儿科呼吸介入活检术所发生的并发症根据其操作类型及取材部位不同而不同,经支气管镜活检常见并发症为出血和咯血、气胸或纵隔及皮下气肿等,而经皮肺穿刺活检常见并发症除以上并发症外,还需注意胸膜反应、系统性空气栓塞等。并发症的处理及预防可详见《胸部肿瘤经皮穿刺活检中国专家共识(2020版)》及《中国儿科可弯曲支气管镜术指南(2018年版)》。
3 挑战及展望
目前儿科呼吸介入活检技术虽有多种,但因儿童气道较成人狭窄,操作空间受限,故适用于成人的技术及工具不能完全应用于儿童,导致TBNA等操作仅能“盲目”操作,经皮肺活检穿刺定位应用超声技术但探测距离受限,故需要儿科介入医生具有更娴熟的技术,积累BTPNA及应用LungPro技术的经验,并根据儿童气管壁薄、管腔狭窄的特点,研发更适合儿科的器械,如TBNA短针、软针及更适合儿童的医疗影像学检测方法。
4 小结
儿科呼吸介入活检技术目前可获得黏膜、淋巴结及肺组织样本,根据不同的病变部位选择最合适的操作方式,均需较好地掌握气管镜下解剖定位及淋巴结解剖结构,具有娴熟的操作技术,充分利用影像学技术如VBN及BTPNA等提高定位准确率及诊断率。采用多种技术联合获得更全面的组织学样本,从临床工作中积累经验,不断创新研发出更适合儿童的医疗器械,造福儿童。未来,随着新技术的不断涌现和应用,儿科呼吸介入领域将进一步推进活检技术的精准化、个性化,使之成为儿童呼吸系统疾病诊断不可或缺的重要手段。此外,加强跨学科合作,如介入放射学、儿科、生物工程学等领域的紧密结合,将为活检技术的发展提供更广阔的视野和更深层次的支持。
本文编辑:李巍