第20章 睡眠-呼吸功能障碍 第22章 消化性溃疡治疗进展

第21章 介入肺病学进展

介入肺病学是呼吸内科的一个新领域,特别是气管镜及胸腔镜等技术的发展和广泛应用,已成为呼吸系统疾病的诊断和治疗的重要手段,引起了广泛的重视。本文就近年来介入肺病学的新技术临床应用及进展综述如下。

一、支气管镜诊断技术的进展

1.经支气管镜针刺吸引(transbronchoscopic need1e aspiration,TBNA)

TBNA是对肺部肿瘤做出诊断以及分期的一种创伤性小的非手术取材方法。取材位置不仅包括气管周围和纵膈淋巴结,而且也包括外周肺组织、黏膜下和支气管内病变。TBNA尚可应用于邻近大气道旁囊肿的引流。TBNA术前准备和手术禁忌证同普通支气管镜,只需特别注意一下患者呼吸系统和全身出血状况。穿刺吸引针型号、大小不等,分为细胞学和组织学两种类型。操作之前首先根据影像学资料判断病变位置、大小选择相应的穿刺针。对于不同位置的病变部位取材方法不同,淋巴结活检一般穿刺针应垂直进针,而黏膜下病变组织则采取较小的进针角度。对于外周病变TBNA联合应用自发性荧光支气管镜和超声支气管镜技术成功率显著提高。TBNA相对安全,并发症较低,包括气胸、血胸、纵隔气肿血肿、继发感染,偶尔会造成支气管壁内层损坏,甚至穿透全层,但出现的几率与操作者的技术有关。其中继发感染也考虑与支气管镜操作过程有关,而与TBNA关系不大。

2.自动荧光支气管镜(autof1uorescence bronchoscopy,AFB)

是利用细胞自发性荧光和电脑图像分析技术开发的一种新型纤维支气管镜,可使气管镜对肺癌及癌前病变早期诊断的敏感性显著提高。早在20世纪初,就发现人体组织在一定波长光线照射下可以产生自发性荧光,而且肿瘤组织的荧光特征有别于正常组织,但是由于自发性荧光强度太弱并且与反射光交会一起,肉眼无法直接观察到。90年代后,随着图像信息的电脑分析处理技术的迅猛发展,使得观察肺组织的自发性荧光成为可能。其工作原理是在蓝色激光照射下,正常组织区域呈现绿色,而不典型增生、原位癌会产生比正常组织稍弱的红色荧光和更弱的绿色荧光而表现为棕色或红棕色,进一步借助电脑图像处理可明确病变部位以及范围。

目前国外开发设计成熟的AFB系统主要有三种:

(1)加拿大1am设计的1IFE系统,自1996年9月起加拿大、美国、日本和欧洲各国家陆续批准其在临床上应用;

(2)德国慕尼黑激光研究院设计的D1ight Storz系统;

(3)日本pentax公司生产的SAFE 1000系统,其中1IFE系统临床应用最广泛。

AFB术前准备同普通纤维支气管镜,由于应用的激光强度弱,无相关并发症出现,1994年1am等用荧光支气管镜检查223例肺癌或有肺癌危险因素的患者。共取活检717处,病理显示338处为正常组织或炎症,203处为化生或轻度不典型增生,78处为中至重度不典型增生,35处为原位癌,63处为浸润癌。诊断中至重度不典型增生、原位癌、浸润癌的敏感性及正常组织的特异性,白光支气管镜分别为38.5%、40.0%、98.4%和91.1%;AFB分别为73.1%、91.4%、100%和86.7%。利用分子生物学技术还发现AFB发现的异常组织中约50%存在组织形态学相对正常但是细胞基因结构异常,随访观察发现这些区域8~33个月后均发生肺癌,所以AFB远期诊断可能比组织病理学更为敏感。

荧光支气管镜不仅在诊断癌前病变及其原位癌上敏感性高,且在诊断第二原发肿瘤、肺癌切除后边缘肿瘤残余、肺癌术后的复发及其他原因肺部手术后肺癌等疾病上也有优势。建议符合下列条件之一的,接受荧光支气管镜检查:

(1)已诊断为肺癌的患者;

(2)Ⅰ期非小细胞肺癌手术切除后复查;

(3)可疑肺癌患者包括:痰中找到可疑癌细胞而白光支气管镜及纤维支气管镜及影像学正常的患者,或影像学异常但无病理证实的患者等;

(4)头颈部其他肿瘤;

(5)无症状的长期吸烟者(1包/日,25年以上)。总之,荧光技术利用正常组织、癌前病变、肿瘤三者自身荧光的差异,提供发现早期肿瘤的新方法,可提高肺脏癌前病变及原位癌的早期诊断。

3.超声支气管镜(endobronchia1u1trasound,EBUS)

其原理为在气道内利用超声设备观察气道壁、纵膈周围以及肺结构。主要应用于观察病变部位大小、肿瘤侵及部位、血管非血管结构鉴别以及引导TBNA操作,并且使一些气管内操作更为简单,如正确评估肿瘤大小以便进行支气管镜下光力学和放射治疗,进一步干涉气管重建。EBUS的临床应用在一定程度上会减少胸腔镜和纵膈镜的操作。据报道通过EBUS对70例患者进行对纵膈和肺门淋巴结进行活检鉴别良恶性,其敏感性、特异性、准确性分别达到95.7%、100%和97.1%。EBUS非常安全,同普通支气管镜相比无其他并发症出现,只是将整体操作时间延长5~10min。

4.虚拟支气管镜(virtua1bronchoscopy,VB)

临床上不用把支气管镜插入气道进行检查,应用来自胸部CT的资料和电脑软件,组成类似支气管镜的图像。利用三维成像重组气管、支气管解剖结构,可更好地了解气道与胸腔内其他组织的关系。优点:能观察到支气管内的解剖结构和病理改变而不需要进行支气管镜检查。缺点:不能鉴别良性或恶性组织,仍然需要作常规支气管镜检查以获得组织标本作病理诊断。目前VB技术还广泛应用于临床教学,大大提高了实习医师和初级医生气管镜操作技术。

5.电磁实时导向(rea1-time e1ectromagnetic navigation)经支气管镜肺活检

此项技术上属于试验阶段。目前对于周围肺野内的病变,常用支气管镜技术常常无所作为。然而,电磁实时导向经支气管镜肺活检则可克服传统支气管镜检查的缺点,把支气管镜检查技术和肺活检技术引伸到周围肺野。这项技术可以提高支气管镜活检的成功率,降低假阳性结果的发生率,减轻对肺组织的创伤。检查前患者需作常规胸部CT,并在电脑系统中作为标定解剖位置用,使之与体内位置相吻合,同时也标定目标位置(如可能存在的恶性病变)。在开始检查时,在支气管镜活检导管孔内插入标定引导索,引导索顶端可以标记支气管内的解剖位置,与已经标记在CT导向图上的部位自动相吻合,并与患者肺部的实际部位相一致。电脑显示屏能在CT图像上实时显示,引导索顶端的实际位置以及目标位置。应用这种CT图像,可以达到三维图像的效果,为临床医师在肺活检过程中指明方向和目标。当引导索到达目标后,引导工作延伸导管原地固定,引导索撤离,这样可在延伸导管中插入各种诊断工具(活检钳或毛刷等)。Schwarz等曾做动物实验对18例周围肺野病变进行电磁实时导向经支气管镜肺活检,结果显示:成功率为88%,其中10例为恶性病变,6例为良性病变,无并发症发生。

6.光学聚集断层扫描(OCT)

是一项新的技术,原理是把近红外线分为两组光,一组光直接照射物体,另一组光通过参照镜反射后两组光重合,产生干涉现象。检查出各组光的延迟。光学聚集断层扫描原理和超声相似,两者都是收集来自不同结构的反向散射的信号并将它们转换为图像;但是,由于OCT检测的是光波而不是声波,因此图像特别清晰,并且有异常的空间分辨率。其空间分辨率可达10~12μm,B超支气管镜可达50μm。有人认为其将病理学家的显微镜变成了可弯曲的支气管镜。当图像与苏木精-伊红染色的动物组织和切除的人气管组织相比时,OCT图像更具优势并能够显示精确的微组织结构,例如上皮、黏膜固有层、腺体和软骨。OCT较吸引临床应用的特征是检出并追踪观察黏膜下的原位组织改变而不需要组织活检。

二、介入治疗进展

1.硬质气管镜扩张或气囊扩张术

100多年前硬质气管镜开始应用于临床,由于它本身内径大,清除气管内的肿瘤及血块方便,能改善通气,至今仍是抢救威胁生命的气管支气管阻塞的有效手段。

近年来通过硬质气管镜进行气道内气囊扩张成形到重视,气囊成形术最好同时配合气管镜激光和气管支气管放置支架进行治疗;主要用于恶性肿瘤引起的气道阻塞,也用于其他病变如结核病、纤维性纵膈炎、肺移植或长期的气管插管引起的狭窄,对外源性气道受压引起的狭窄疗效较差;气管支气管软化症引起的通气障碍者禁用。大多数情况下支气管成形术治疗需全身麻醉,对一些病变小的纤维性狭窄可用镇静剂结合纤维支气管镜进行气囊扩张。其并发症有支气管痉挛、胸痛、气道穿孔和肺纵膈气肿。

2.支气管内激光治疗

介入肺病学中最为人们熟悉的技术可能是激光气管镜治疗。激光产生的单聚光能诱导组织气化,凝固,止血和坏死,最初用于内腔恶性肿瘤的切除,现也可用于治疗其他气管支气管疾病,包括:炎症性狭窄,阻塞性肉芽组织,淀粉样变和良性肿瘤倒错构瘤。1976年1aforet等报导支气管内激光切除阻塞性肿瘤。此后相继有几种激光用于临床治疗,二氧化碳激光有轻度组织穿透作用(0.1~0.5mm),切割精确,有轻度止血作用,主要用于耳鼻喉科,但必须通过硬质气管镜进行治疗;钕∶钇铝石榴石(Nd∶YAG)激光有较深的组织穿透作用(3~5mm),具有良好的光凝作用和止血作用,但切割欠精确,Nd∶YAG激光光凝作用可通过硬质气管镜和纤维支气管镜进行治疗,当严重气道狭窄有明显气促时仍需通过硬质气管镜进行。

在支气管内用激光治疗需要谨慎地考虑解剖部位和病变的性质,如病变部位太接近食道或肺动脉,有瘘管形成的危险,治疗外压性气管支气管狭窄可能会造成气道的穿孔,较长时间的气道阻塞(大于6周)会导致难治性肺不张或支气管扩张,疗效欠佳。支气管内激光治疗较安全,耐受性好,但可并发心律失常、气道穿孔、气胸、出血、低氧和支气管内燃烧(气管镜或气管内燃烧),气管内插管的病人需要高浓度的氧气供应增加了支气管内燃烧的危险性,在极少数情况可出现肺水肿或致死性肺静脉空气栓塞,但总的危险性小于0.1%;气管内激光治疗死亡率是相当低,不超过0.3%~0.5%。在一组约1800患者Nd∶YAG激光治疗研究中发现位于气管、主支气管、和右中间支气管的恶性肿瘤造成的阻塞再通率超过90%,外周病变或外压性气道狭窄成功率较低约50%~70%,严重的并发症如出血,气胸或心衰呼衰发生率小于3%。有几个回顾性病例报告比较了晚期肺癌用激光治疗生存率,激光治疗能增加需要恢复气道通畅进行紧急治疗的肺癌的生存率。Stanopou1os等报道了对17例晚期肺癌出现呼吸衰竭经内镜激光治疗后9例成功脱机,harre1等用激光治疗结合支气管内放置支架有类似的结果。用Nd∶YAG激光光凝作用治疗良性气内肿瘤疗效不确切,Shah等报导单用激光治疗完全再通率占良性肿瘤62%,其他研究者也有类似的报导,完全再通率约50%~80%。气管内病变常单用激光治疗,但而当伴有纤维狭窄时,需用结合硬镜或气囊扩张、激光治疗甚至放置支架。

3.支气管内冷冻治疗和电灼治疗

冷冻治疗和电灼治疗是一种有效的可用于治疗气管支气管狭窄的方法,电灼作用类似于Nd∶YAG激光,而冷冻治疗通过低温细胞凝固作用和微栓塞作用可诱导组织坏死,两者都可经硬质支气管镜或纤维支气管镜进行治疗,但后者更常用;由于不需要全身麻醉,危险性较小。冷冻和电凝治疗已被成功用于治疗良性气管支气管肿瘤、鼻息肉和肉芽组织引起的通气障碍。由于对气道穿孔的危险性较低,因而远端的病变治疗安全性优于激光。原位癌和黏膜发育异常多种治疗相互配合可能疗效会更好,单用电灼或冷冻治疗也是可取的。冷冻治疗对浸润性病变治疗是安全的,据报道,对肺移植后吻合口或异物吸入引起的狭窄有效,对缺乏细胞的病变例纤维组织性狭窄、软骨或骨病变、脂肪瘤冷冻治疗通常是无效;此外,冷冻治疗既不像激光、也不像电灼治疗那样能使气道狭窄得到迅速缓解,不适用于急诊治疗。冷冻和电灼治疗最常见的并发症是出血,估计用电灼治疗引起的有临床意义的出血发生率约2.5%。

4.支气管内放射治疗

支气管内放射治疗是一种通过支气管内放置放射小管或导线的治疗肿瘤的方法。这种方法目的是确保对局部肿瘤达到最大的放射剂量而对周围正常组织作用最小,通过支气管镜在透视下插入细小中空的导管通过恶性肿瘤阻塞的部位,然后插入放射性植入物并留置预先决定的时间长短。

1922年,Yankauer首先报道了用硬质气管镜内放疗治疗恶性肿瘤引起的气道狭窄,1983年起现代技术包括纤维支气管、聚乙烯导管及金-192内置管等开始在临床应用;主要用于缓解气道阻塞,虽然有一篇报导认为对小的外周肿瘤比中央型更有效,但对中央型病变是最安全有效的,恶性肿瘤引起的阻塞再通率达60%~90%,同时患者气促减少,出血停止,大多数病例咳嗽缓解,特别适合于门诊治疗;也用于预防肺移植术后肉芽组织增生引起的狭窄及配合恶性肿瘤外压性狭窄的放置支架治疗。为了提高对恶性肿瘤的疗效往往需要配合其他治疗,例Nd∶YAG激光治疗或外放射治疗。严重的并发症包括:大咯血和瘘管形成,因为有致命出血的危险,所以每次治疗前必须除外中央血管受累;严重并发症发生率变异很大,一些大型研究统计约0%~10%,但有两个小样本研究高达30%~42%。

5.光动力学治疗

光动力学治疗现已得到FDA批准用于治疗因恶性肿瘤引起的气道狭窄,也可作为早期中央型肺癌治疗的一种治疗手段,不必进行手术治疗。光动力治疗原理是恶性肿瘤细胞对一些化学物质如血卟啉衍生物-光敏感剂有较大的吸取率,并在肿瘤细胞内潴留,增强单色光对恶性肿瘤细胞的杀伤作用,这种作用在注入光敏剂后24~48小时最明显,所以治疗需要一到二天,之后常需要支气管镜清除坏死组织;理想的适应证包括支气管内恶性息肉样肿块阻塞、轻度的气道受压及中央气道早期肿瘤,也可用于治疗转移性肿瘤。对大的支气管内肿瘤光动力学治疗能减轻气道阻塞,改善肺功能,提高生活质量。并发症有皮肤光敏感性增加,严重的肿瘤坏死造成咯血。

6.气管支气管内支架

医用术语支架“stent”是由英国牙科医生Char1es R.Stent首次用于命名一种牙龈填充物的装置。从此支架一词用来称呼维持中空结构的完整性的任何一种装置,例如冠状动脉支架、食道支架等。最早设想用支架治疗气管支气管狭窄是在1915年,60年代首次设计出专用气道支架Montgomery T字管,直到1990年Dumon用硅制成专用气道支架,既安全又舒适才真正用于医疗实践。现在用的支气管支架主要有两种类型:①用硅或塑料制成的管形支架。②是扩张性金属支架。Dumon和同事报导用硅支架治疗由于恶性肿瘤引起的外压性气道狭窄有良好的临床的效果,并发症少,但对其他的病变引起的狭窄成功率较低,硅支架的放置需全身麻醉下经硬质支气管进行,这些支架是非扩张性支架,在气道内容易移动,可抑制肿瘤向气管内生长,同时对邻近组织产生刺激最小,其潜在的并发症有支架移位,肉芽组织形成及分泌物浓缩。分叉形的支架也用于隆嵴的病变,这些支架对于恶性肿瘤引起的隆嵴受压、气管食道瘘和气管支气管软化症是有效的;而金属支架的放置需用易弯的支气管镜,不易滑动,最大程度保护正常黏膜的黏液纤毛清除作用,金属支架费用仍相当贵,然而,如当它们移位,常需用硬质支气管镜来复位。

大多数的研究发现,支气管放置支架有令人鼓舞的结果。成功率(主要是指症状缓解)在小样本的研究中成功率约78%~98%,有两个小样本的研究中发现对不能切除的气管支气管和纵膈的病变引起呼吸衰竭插管的病人放置支架后几乎使所有患者的拨管容易。支架放置后在几月或几年后其益处逐步体现出来,然而长期随访资料仅局限于良性病变,因为因恶性肿瘤引起的气道受压平均随访时间不会超过3~4个月,一些作者报导了由于恶性肿瘤引起纤维炎性狭窄应用金属支架的结果,但缺乏长期随访资料。晚期支气管肺癌引起的狭窄为了防止呼吸衰竭可用局部放支架结合内镜激光治疗,支架也可用于支气管内放射治疗后维持气道通畅或结合激光和气囊扩张治疗纤维组织引起的狭窄。另外有报导由于假性动脉瘤扩张或先天性主动脉畸形放置支架引起大出血。

弥漫性或局限性气管支气管软化症是介入肺病学专家遇到的最具有挑战性的病变,软骨型气管支气管软化症例插管后损伤或复发性多软骨炎是由于软骨环受到破坏造成结构完整性缺损,而黏膜型或新月形气管支气管软化症由于气管和主支气管在呼气期黏膜松弛造成气道瘫塌,常被误认为是长期慢性呼吸性肺病。气管支气管软化症吸气和呼气期获得的动态CT影响改变有助于对本病的诊断,但自主呼吸时纤维支气管镜观察是最好的诊断方法。弥漫性气管支气管软化症内镜治疗选用硅支架或扩张性金属支架,这种治疗对软骨型气管支气管软化症较黏膜型可能更有效,对弥漫性病变的另一治疗方法是用气体支架即用无创通气技术例经鼻持续正压通气进行治疗;局灶性气管支气管软化可是长期气管插管或肺移植吻合口的并发症,外科是最好的治疗选择。

7.胸腔镜

最早由欧洲肺病学家Jacobeus把硬质细胞镜(cytoscope)作为胸膜腔镜应用于临床,起初是用于肺部结核病的诊断和处理,后来由于有效的抗分枝杆菌药物的广泛应用而被禁止使用,近年来由于强调微创外科及胸腔技术的发展重新得到青睐。介入肺病学专家用的胸腔镜不同于外科的电视辅助胸腔镜,前者用局麻和镇静剂替代全麻,单通过穿刺就可进行而不必用多个切口,这种检查在小的诊所里也能进行;胸腔镜最初是用来诊断和处理胸腔积液,现也用于肺活检和治疗自发性气胸。胸腔镜引起的死亡率极低,约0.01~0.24%,并发症包括出血、持续性气胸和肋间神经和血管损伤。

恶性肿瘤引起的胸腔积液大多是乳房癌或肺癌引起的原发性或继发性大量有症状的胸腔积液,这些病人常表现为气促和胸痛,虽然胸腔穿刺术能肯定诊断和暂时缓解气促等症状,反复胸腔穿刺不能使症状长期得到缓解,事实上,恶性肿瘤引起的胸腔积液平均4~5天回复到胸穿前水平,同样,用胸腔插管引流对控制恶性肿瘤引起的长期积液是无效的。从介入肺病学角度有几种方法可供选择,当病人胸穿肺完全复张后可能胸腔积液要迅速积聚者,先用胸腔插管造瘘,然后用四环素、博来霉素和滑石粉进行胸膜固定术,用滑石粉固定胸膜对防止胸腔积液重新积聚有效率达72%~95%;胸腔镜滑石粉胸膜固定术住院时间短、副作用小,但对长时期的胸腔积液或大的支气管内阻塞性肿块造成肺间质病变,肺膨胀困难者通常是无效;另外门诊病人选择胸膜固定术可用小的口径的导管配合单向活瓣在家作胸腔引流,然后进行胸膜固定治疗;另外一种植入性胸膜导管例p1eurx catheter能充分诱导胸膜刺激使胸膜固定,其有效率约46%。

胸腔镜检查是诊断恶性肿瘤引起的胸腔积液的金标准,其敏感性大于90%而大量胸腔积液的胸穿和胸膜活检的阳性率约60%~80%。多种原因引起的有多发粘连的病例宜用传统的电视辅助胸腔镜外科治疗。

8.其他

支气管造影是肺病学传统的诊断支气管疾病的有效手段,由于放射学特别是CT技术的发展其重要性逐渐下降,但仍有少数学者在这方面军进行探索,Bramson RT等对10例2个月~16岁儿童因其他放射学检查怀疑有支气管病变者,通过纤维支气管镜进行选择性支气管造影,其中9例诊断明确,认为该方法简单安全可靠,仍有实际应用价值。Kinoshita等报道了用纤维蛋白胶(fibrin g1ue)胸腔内治疗顽固性气胸,其中顽固性复发性气胸40例,胸腔手术后持续性气胸13例,两组治疗后气体渗漏均停止,经随访复发性气胸组复发率12.5%,而胸腔术后组无一例复发;发热12.5%,胸部不适4.1%,无一例出现剧烈胸痛和胸腔积脓,Gupta N等也有类似报告;hoe1zer DJ等成功用纤维蛋白胶治疗气管食管瘘,纤维蛋白胶或纤维蛋白封堵剂受到重视,但需作进一步深入观察研究。

总之,近二十年来介入肺病学由于胸腔镜、激光、支架、自动荧光支气管镜、超声支气管镜、电磁实时导向经支气管镜肺活检等技术的应用有了很大的进步,相信随着分子生物学及免疫学的发展,最终为胸腔镜和纤维支气管镜进行基因和免疫治疗开创美好前景。