指南与共识|穿刺手术机器人辅助经皮肺穿刺诊疗技术:临床规范化应用专家共识
导语:

肺癌是我国乃至全球发病率和死亡率最高的癌症,目前临床的努力方向是致力于更早发现肺部结节、早期肺癌,并在早期给予精准诊疗,提高患者生存率和生活质量。计算机断层扫描(computed tomography,CT)引导下经皮肺组织活检、消融治疗、胸腔镜手术术前定位等是肺部疾病诊疗的重要手段,但传统的临床操作方式高度依赖于医生的专业技术水平和手术经验,同时受穿刺路径复杂程度、患者呼吸运动、术中体位移动及机械压力的影响,在穿刺精准度和并发症方面存在诸多挑战。为了应对这些挑战,多种辅助穿刺手术的导航和定位方法被开发出来,其中穿刺手术机器人整合了系列新兴技术,通过穿刺路径规划、呼吸运动监控、机器人辅助定位等,为肺部病灶的经皮穿刺精准诊疗提供了较为完整的解决方案。随着多款穿刺手术机器人产品的陆续上市,相关技术已经在国内多家医院应用并逐步推广,但目前尚缺乏统一的临床操作规范及指导意见。
近日,由广东省胸部疾病学会组织胸外科、呼吸科、肿瘤科、介入科等多学科领域专家共同制定的《穿刺手术机器人辅助经皮肺穿刺诊疗技术:临床规范化应用专家共识》(以下简称《共识》)正式见刊《中华胸部外科电子杂志》。共识由广州医科大学附属第一医院崔飞教授、陈延伟教授、薛兴阳教授等执笔,广州医科大学附属第一医院何建行教授、李时悦教授为通讯作者。该共识为国内外首个针对肺部经皮诊疗中穿刺手术机器人应用的专家共识,推动了穿刺手术机器人辅助经皮肺部穿刺诊疗技术的规范化临床应用。
【共识核心内容】
共识内容涵盖了穿刺手术机器人辅助CT引导下经皮肺穿刺多种诊疗模式下的适应症、禁忌症,以及设备器械特点、术前评估管理、麻醉方式、术中操作流程、术后注意事项和随访管理、常见并发症及处理等。
一、适应证和禁忌证
● 适应证:穿刺手术机器人辅助CT引导下经皮肺穿刺组织活检、消融治疗、胸腔镜手术术前定位适应证范围包括普通CT引导下穿刺术的常规适应证,同时可扩展至徒手穿刺难度或风险较大的患者,尤其是病灶直径较小(<2 cm)或临近血管、支气管、心脏、膈肌等重要结构的病例,可优先考虑采用穿刺手术机器人辅助完成。
● 禁忌证:绝对禁忌证同普通CT引导下经皮肺穿刺术。主管医生判断如肺血管病变或其他原因导致患者不适合穿刺或无法配合操作者。
二、设备和器械
1. 穿刺手术机器人及其组件
穿刺手术机器人系统主要由以下组件构成:
● 主控台车:搭载手术规划系统和光学导航系统,负责术前病灶三维重建、穿刺路径规划及实时导航。
● 机器人台车:搭载穿刺定位系统,包含多自由度机械臂,末端安装导向器和定位套筒,用于穿刺针的稳定握持和精准定位。
● 光学导航标记器:贴合于患者皮肤表面,用于手术空间与CT图像空间的配准,通过光学跟踪器对光信号的接收和处理,实时追踪患者的运动和呼吸状态,并通过位移曲线和呼吸曲线呈现,提供呼吸位差指数以指导穿刺时机。
● 基准定位器:用于校正空间位置坐标。
2. 穿刺手术机器人系统保护
穿刺手术机器人具备多重系统保护功能,以确保手术安全:
● 模拟走位功能:机械臂移动前模拟路径,避免与患者身体触碰,若存在风险则提示操作者。
● 急停保护:机械臂在移动过程中若遇到外力或急停按钮被按下,立即停止运动并弹出提示信息。
● 断电保护:断电或急停状态下,操作者可手动释放定位套筒并复位机械臂,不影响后续手术操作。
● 光学信号保护:若光学跟踪装置信号被遮挡、超出跟踪装置定位范围或缺失时,系统提示异常;可通过调整主控台车位置或光学跟踪器角度恢复信号,设备自动恢复正常工作。
3. 影像引导设备
常用影像设备包括16排及以上螺旋CT或具有三维成像功能的锥形束CT(cone-beam CT,CBCT)等。
4. 相关器械和耗材
根据开展的术式(如活检、消融或术前定位)及患者和病灶特征,选择相应的器械与耗材:
● 活检:需选择不同型号的穿刺针及一次性活检枪。
● 术前定位:常用金属标记物(如Hookwire、弹簧圈等)或液体材料(如亚甲蓝、吲哚菁绿、碘油、医用胶等)。
● 消融:需选择不同类型(微波、射频、冷冻、激光等)的消融仪和不同直径与规格的消融针。
5. 手术室配置
穿刺手术机器人适用于多种手术室环境,包括杂交手术室或CT室。CT室需配备麻醉、镇痛、止血等相关药物及抢救设备(如心电监护仪、胸腔闭式引流包、吸氧装置等),并建议有条件的医院配备专职麻醉医生及相关急救设备(呼吸机、负压吸引器、除颤仪等)。
三、术前评估与管理
1. 患者评估及影像学检查
● 病史采集:详细询问患者既往病史、过敏史及用药情况(包括抗凝药物、抗血小板药物、抗血管生成药物等)。
● 实验室检查:包括术前血常规、凝血功能、血型检查、传染病筛查等,以及肝功能、肾功能和心肺功能等评估。
● 影像学检查:
◆ 胸部增强CT:明确靶病灶的位置、大小、形态及与周围组织的关系。
◆ 全身性检查:为排除远处转移,建议行全身骨扫描或正电子发射断层显像(PET/CT)等检查。
2. 患者准备
● 心理疏导:向患者介绍穿刺手术机器人辅助手术的操作流程,缓解其焦虑和紧张情绪。
● 呼吸训练:指导患者进行呼吸训练,以提高术中配合度。
● 其他准备:参考普通CT引导下经皮肺穿刺术的常规术前准备流程。
四、麻醉
● 局部麻醉:患者需保持适度意识以配合手术操作及术中监测。
● 清醒镇静或全身麻醉:拟行消融治疗但是配合度较差;肿瘤位置贴近壁层胸膜;手术时间预计较长;患者要求无痛手术。
五、术中操作流程
1. 穿刺手术机器人的操作步骤及方法
● 设备和工具的准备
◆ 根据手术数量及类型,准备光学导航标记器及无菌定位套筒。
◆ 根据历史影像数据,将机械臂台车置于病灶同侧,主控台车置于对侧,避免跨越患者身体。
◆ 连接电源开机自检。
● 手术区的准备
◆ 依据历史影像数据,综合考虑目标病灶的可及性、操作便利性和安全性以及患者舒适性,确定患者的穿刺体位(如仰卧位、俯卧位或侧卧位等)。
◆ 使用真空垫等辅助工具稳定患者体位,特别是侧卧位或难以长时间维持固定姿势的患者。
◆ 使用碘伏等消毒剂对术区及机械臂末端进行消毒,在术区皮肤表面无消毒剂液体残留后粘贴光学导航标记器。若需提前粘贴光学导航标记器,避免碘伏浸润标记器底部胶条或污染定位标记,以防影响导航定位精度。
◆ 初始CT扫描,确保扫描范围覆盖病灶、穿刺路径及所有光学导航标记器。
● 穿刺路径规划
◆ 将获取的CT图像数据加载至手术规划系统,调整光学跟踪器角度,确保定位范围中出现固定在患者体表和机械臂的光学导航标记器以及基准定位器,系统自动完成三维重建和空间配准。
◆ 在软件操作界面点击选取合适的体表入针点和靶点,系统自动生成穿刺路径。
◆ 术者可在三维重建界面确认规划路径的安全性及合理性,穿刺路径需避开肋间动脉等血管,必要时可同时规划多条穿刺路径对比确认。
◆ 对于跨层面穿刺病灶,可在不同扫描平面和(或)层面选择入针点和靶点,形成跨层面穿刺路径。
◆ 若设备提示患者移动,可重新执行路径规划,机械臂重新定位;若患者位置偏移过大,需重新CT扫描和穿刺路径规划。
● 局部麻醉
◆ 根据规划路径进行模拟走位,确认机械臂移动轨迹安全后,驱动机械臂自动定位至皮肤入针点上方。
◆ 在机械臂末端固定无菌定位套筒,使用1%~2%的利多卡因逐层浸润麻醉,或通过无菌套筒入针进行逐层浸润麻醉至胸膜,实现同轴麻醉。
● 定位与穿刺
◆ 穿刺手术机器人支持在患者不同呼吸状态下(平静呼吸或屏气)完成穿刺。
◆ 当呼吸位差指数≤8时,通过机械臂末端的无菌套筒将套管针或消融针送达肺部靶区;若呼吸位差指数超过8或者起伏较大,安抚患者情绪,待呼吸节律稳定且呼吸位差指数≤8时,机械臂重新走位后进行穿刺;对于深部病灶或呼吸幅度较大的患者,指数阈值可适当放宽至≤12。
◆ 进行CT扫描确认针尖到达合适位置,根据临床需要进一步完成取样、定位和治疗操作。
2. 取样操作
● 取样:套管针到达目标位置后,使用一次性活检枪进行取样。
● 标本固定:将标本立即转移至适当的固定液中(常用10%福尔马林溶液)。
● CT扫描:全胸部CT扫描观察有无气胸、出血等并发症,必要时处理。
● 病理检测:标本送病理科进行石蜡包埋及后续病理检测,必要时进行免疫组化或分子病理检测。
3. 定位操作
● 金属标记定位法:通过套管针释放金属标记物(如Hookwire、弹簧圈)至目标位置,固定后回收套管针。
● 液体材料定位法:抽出针芯后回抽确认无血液及空气,注入液体材料。
● CT扫描:确认定位位置及有无气胸、出血等并发症。
4. 治疗操作
● 消融模式选择:基于不同的消融技术设备特性及病灶的参数(如大小、位置等),选择单次单点消融、单次多点消融或多针单次消融等相应的消融模式,设定消融的功率、时间、温度及循环等参数。
● 消融监测:需密切监测消融针位置、消融范围及患者生命体征,适时调整消融针位置,评估并发症风险。
● 应急处理:若发生特殊情况,应立即采取适当的医疗干预措施。
六、术后注意事项及随访管理
穿刺手术机器人辅助CT引导下经皮肺穿刺术术后需观察、询问患者情况,判断患者是否存在胸闷、呼吸困难等不适,并视情况决定复查及出院时间。术后注意事项及随访管理同普通CT引导下经皮肺穿刺术术后管理。
七、常见并发症及处理
该共识仅讨论穿刺手术机器人辅助经皮肺穿刺过程相关并发症,对于经皮穿刺定位技术本身可能产生的定位点移位以及消融相关并发症(如胸痛、胸膜反应、咳嗽、皮肤灼伤等)等未作具体论述,以下是具体并发症的处理建议:
● 疼痛:穿刺手术机器人辅助下可实施同轴麻醉,故能降低因目标区域麻醉不充分而导致的术中疼痛风险;若由热消融治疗引起的胸膜神经刺激疼痛剧烈,可给予止痛药物及适量镇静剂。
● 气胸:穿刺手术机器人辅助下可减少进针调整针道次数,避免穿刺路径跨肺间裂或肺大疱,同时针对位置较深和(或)直径较小的病灶可以显著缩短手术时间,进而降低气胸发生风险。对于少量气胸、无症状和稳定性气胸无需特殊治疗,中量至大量气胸或气胸范围持续增大需置管抽吸或行胸腔闭式引流等。消融术后需密切观察迟发性气胸发生。
● 出血和咯血:穿刺手术机器人辅助下可减少反复穿刺或调整针道造成的组织损伤,降低出血和咯血发生风险。少量咯血、肺实质内出血、针道出血以及少量血胸等无需特殊处理,可自行吸收;严重者应及时干预。
● 胸膜反应:穿刺手术机器人辅助下可减少进针次数,且可实施同轴麻醉,故能降低多次胸膜穿刺和麻醉不充分等导致的胸膜反应发生的风险。轻微症状可自行缓解;严重者需立即停止操作并给予对症处理。
【共识意义】
穿刺手术机器人具备手术规划系统、光学导航系统和穿刺定位系统,能够辅助医生完成穿刺路径规划、患者呼吸运动监测并引导穿刺针到达目标位置,可以提高穿刺精准度,减少由于麻醉不充分、反复穿刺或调整针道等导致的疼痛、气胸、出血和胸膜反应等并发症的发生;尤其是针对徒手操作难度较高和风险较大的病例,穿刺手术机器人辅助可以提升手术成功率。同时,穿刺手术机器人可以帮助缺乏CT引导下经皮肺穿刺经验的医生快速掌握经皮穿刺技术,缩短学习曲线,服务更多患者,对减轻相应医疗卫生负担具有一定的现实意义。
作为国内外首个针对肺部经皮诊疗中穿刺手术机器人应用的专家共识,该共识的发布,填补了穿刺手术机器人辅助CT引导下经皮肺穿刺活检、消融治疗及胸腔镜手术术前定位共识指导的空白,肯定了穿刺手术机器人能够满足经皮肺穿刺组织活检、消融治疗及胸腔镜手术术前定位等临床应用要求,为穿刺手术机器人辅助CT引导下经皮肺穿刺多种诊疗模式的操作流程和技术要点的规范化临床应用提供了权威参考依据。同时,共识的发布有助于提升国内相关领域研究者对穿刺手术机器人辅助CT引导下经皮肺穿刺多种诊疗模式的知晓度和关注度,对穿刺手术机器人在临床应用中的创新实践具有重要的指导意义。
【共识专家组成员(按单位名称汉语拼音字母顺序排列)】
白旭明(苏州大学附属第二医院);曹庆东(中山大学附属第五医院);常刚(山东省立第三医院);常金(山东第一医科大学第二附属医院);陈晓霞(中国人民解放军总医院第三医学中心);陈延伟(广州医科大学附属第一医院);程超(中山大学附属第一医院);崔飞(广州医科大学附属第一医院);杜佳辉(河南省胸科医院);段星光(北京理工大学);高峰(北大荒集团总医院);顾春东(大连医科大学附属第一医院);郝哲学(广州医科大学附属第一医院);何建行(广州医科大学附属第一医院);侯鹏(广州医科大学附属第一医院);黄俊(广州医科大学附属第一医院);黄逸生(茂名市人民医院);金龙玉(中南大学湘雅三医院);黎雨(广西医科大学第二附属医院);李发久(江汉大学附属医院);李满祥(西安交通大学第一附属医院);李时悦(广州医科大学附属第一医院);李月考(河北医科大学第四医院);林心情(广州医科大学附属第一医院);刘君(广州医科大学附属第一医院);龙发(深圳市光明区人民医院);陆霓虹(昆明市第三人民医院);马宇超(中南大学湘雅三医院);齐博(新乡医学院第一附属医院);邱昌城(高密市人民医院);邵文龙(广州医科大学附属第一医院);汪天虎(重庆医科大学附属第三医院);王峰(首都医科大学附属北京朝阳医院);王昊飞(南方医科大学南方医院)、王继勇(广州中医药大学第一附属医院)、王仁峰(复旦大学附属中山医院厦门医院)、王涛(深圳市光明区人民医院)、王炜(广州医科大学附属第一医院)、王欣璐(广州医科大学附属第一医院)、王玉梅(南方科技大学医院)、王子鸣(江汉大学附属医院)、魏立(河南省人民医院)、翁育清(珠海市人民医院)、熊刚(南方医科大学南方医院)、徐静峰(贵阳市肺科医院)、薛兴阳(广州医科大学附属第一医院)、薛宗锡(广州市胸科医院)、游佩涛(广州市胸科医院)、张健(中山市人民医院)、张敏(深圳大学第一附属医院)、张树亮(福建医科大学附属协和医院)、张同梅(首都医科大学附属北京胸科医院)、赵俊刚(中国医科大学附属盛京医院)、郑斌(福建医科大学附属协和医院)、钟宏城(中山大学附属第五医院)、钟凯翔(广州医科大学附属第一医院)、周承志(广州医科大学附属第一医院)
【参考文献】
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