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    影像学引导下支气管镜活检肺外周病变
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    影像学引导下支气管镜活检肺外周病变
    Author:Wes Shepherd, MD, FCCPSection Editor:Praveen N Mathur, MB;BSDeputy Editor:Geraldine Finlay, MD
    引言
    肺外周病变 (peripheral pulmonary lesions, PPL或peripheral lung lesion,PLL)用常规可曲式支气管镜难以取到活检。数种影像学引导下支气管镜检查(image-guided bronchoscopy,IGB)技术可用于活检PPL。
    肺外周病变的流行病学
    PPL在一般人群中的发病率尚不清楚。针对患恶性肿瘤高风险的吸烟者的肺癌计算机断层扫描(computed tomography,CT)筛查研究报道,发现肺部结节的比率高达50%,针对一般人群的其他CT研究则报道意外发现肺结节的阳性率为31%[1]。
    CT检测出的PPL发病率在将来很可能会增加。在美国,估计每年约进行1000-1200万例胸部CT扫描,而低剂量CT扫描越来越多地用于肺癌筛查[2-4]。此外,新一代CT扫描仪可检出非常小的肺部病灶,这些病灶在老一代CT扫描仪上不容易观察到。因此,可以预测对于能够从这些病灶中安全获取组织的IGB技术的需要会不断增加。
    肺外周病变的定义和病因
    PPL也称为PLL,是指位于肺外周的肺部结节(通常小于3cm)。病灶可以是实性或部分实性的,良性或恶性的(表 1),并且通过常规可曲式支气管镜常常难以取到活检。SPN的更详细定义和病因将单独详细讨论。
    适应证
    肺外周病变的活检 — 由于常规支气管镜检查对于PPL的诊断阳性率很低,因此在活检这类病灶时最常使用IGB技术。这一指证是本专题的重点。
    尽管某些IGB技术能够引导中央型淋巴结或肿块(如,邻近大气道)的相关操作,但其通常不会实施,这是因为凸阵探头支气管内超声引导下经支气管针吸活检(convex probe endobronchial ultrasound transbronchial needle aspiration,CP-EBUS-TBNA)用于中央病灶时相对容易实施且检出率高,关于这一检查的详细内容将单独讨论。
    标记肺外周病变的位置 — IGB技术的治疗性应用不常见,包括以下:

    放置基准标记–IGB技术可用于对周围型肺部恶性肿瘤放置基准标记(如,可以显像的标记),以便针对标记区靶向开展立体定向消融放疗。

    染色标记–由于小的PPL有时难以凭手感识别,所以可在术前通过IGB技术使用染料或对比剂对PPL进行染色标记,有助于手术室中进行外科手术切除时肉眼定位PPL。
    研究性应用 — 目前正在研究在肺部恶性结节治疗中通过IGB技术将治疗性工具,如冷冻治疗、近距离放疗、射频消融和微波消融直接送达病变处。
    禁忌证
    一般禁忌证 — IGB的禁忌证基本与传统可曲式支气管镜检查相同,如凝血功能异常、血流动力学不稳定。此外,本技术仅限于有熟练专业技术的医疗中心使用。
    特殊禁忌证 — IGB特有的一个相对禁忌证是在有心脏起搏器和除颤器的情况下使用电磁导航支气管镜检查(electromagnetic navigation bronchoscopy, ENB)。有起搏器或除颤器被视为IGB技术的相对禁忌证,因为IGB技术涉及到使用电磁场,从而可能会影响起搏器或除颤器的功能。然而,在一项研究中,24例装有起搏器和除颤器的患者进行了ENB检查,结果显示没有患者出现任何心律失常或导致起搏器功能破坏,并且所有患者均安全完成该检查[5]。为证实这些发现,还需要更大型病例系列研究中的更多数据。尽管不同医疗机构的做法有所不同,但我们通常会咨询心脏病亚专科医生以确定是否需要在实施ENB操作前改变设置;在完成ENB操作后,我们还会请相关人员询问起搏器的情况以确保其工作正常。
    这类技术无需使用对比剂,因此对比剂过敏不是禁忌证。
    影像学引导支气管镜技术
    数种IGB技术可用于辅助PPL的活检。一般而言,这些技术的应用仅限于有专业技术的医疗中心,并且要求经过应用这些技术的专门培训。该技术的诊断率为44%-88%,通常因病灶大小、位置、使用的装置及其他因素(包括存在支气管征及活检技术)的不同而变化。
    虚拟支气管镜检查(VB) — 虚拟支气管镜检查(virtual bronchoscopy, VB)是一种无创性支气管镜检查。该技术并不是一种内镜操作,而是一种成像方法,它利用非对比增强CT图像重建三维气道图像,获得类似于侵入性支气管镜检查时观察到的图像。尽管VB技术本身无法获取样本,但可以用于预先计划将来的操作或作为活检的导航工具,即虚拟支气管镜导航(virtual bronchoscopic navigation, VBN)。
    导航支气管镜检查 — 导航支气管镜检查(navigation bronchoscopy,NB)利用导航系统来引导设备(如,可曲式或超细支气管镜)沿气道到达目标病灶部位以进行活检。导航系统可能是虚拟的(VBN,通常是非对比增强CT)或电磁的(ENB)。ENB是用于活检PPL的最常用IGB技术。
    虚拟支气管镜导航(VBN)
    技术 — VBN也称为虚拟导航支气管镜检查(virtual navigational bronchoscopy,VNB),是一种利用VB CT成像引导支气管镜到达肺外周目标病灶的技术(图 1)。
    ●计划阶段–首先,以专门的CT方案采集CT扫描图像并传输至计算机工作站,后者利用特定软件建立到达目标病灶的虚拟支气管镜路径。该步骤通常在计划的活检操作当日或数日前完成。
    ●引导阶段–在引导阶段,显示出获得的气道路径虚拟图像,并与支气管镜(可曲式或超细支气管镜)的实时图像同步直至到达目标病灶。这可以使支气管镜经气道逐支(branch-by-branch)推进至目标病灶。
    ●活检阶段–取决于所选的技术来对病灶进行活检,PPL的活检取样方法包括:
    •可曲式支气管镜检查或超细支气管镜:
    -可经这些内镜的工作通道放置标准毛刷和活检钳来对PPL进行取样,借助或不借助额外的X线透视引导。工作通道的大小限制了超细支气管镜的应用。
    -径向探头支气管内超声检查(radial probe endobronchial ultrasound, RP-EBUS)可通过引导鞘经可曲式支气管镜的工作通道放置,从而可在超声图像上显示目标结节并确认其位置。随后移出支气管内超声(endobronchial ultrasound, EBUS)探头并将引导鞘留在原位,使用标准毛刷和活检钳对PPL进行取样(借助或不借助X线透视)。
    目前已有若干市售操作系统可用。这些系统的准确性取决于CT数据的质量,因此,我们优先选择薄层CT扫描数据和按VB特殊要求的扫描方案获得的近期CT数据。
    现有系统均未整合导航操作期间对装置的实时示踪功能,因而不能确认操作器械的位置或显示目标结节。因此,RP-EBUS和X线透视均可联合VBN使用,从而增加活检到目标PPL的机率。
    效果 — VBN的诊断率仅在有专业技术的中心有报道,范围为67%-80%:
    ●一篇针对13项研究的汇总分析报道,利用VBN辅助活检PPL的总体诊断率为74%[6]。小于2cm的病灶诊断率较低(67%)。在许多病例中EBUS和X线透视与VBN联用。
    ●一篇纳入39项研究(其中许多研究中使用VBN联合其他IGB技术)的大型meta分析报道了相近的诊断率,为72%[3]。
    ●两项比较VBN辅助与无VBN辅助技术用于PPL活检的随机临床试验得出了不同的结果,一项研究报道利用VBN可以提高诊断率(80% vs 67%),另一项研究显示无差异(67% vs 60%)[7,8]。
    电磁导航支气管镜检查(ENB)
    技术 — ENB将VB成像与附加导航工具(电磁场)整合(图 2)。
    ●计划阶段–与上文所述相似,可通过薄层CT数据生成到达周围型病灶的VB路径。软件会建议可供操作者选择的最佳路径,或者操作者也可以选择不同于ENB系统建议的路径,随后操作者在计划阶段可调整或改变路径。
    ●引导和活检阶段–在进行操作前将电磁场定位板置于患者背部,从而可以在操作过程中实时追踪相关装置。
    •在一种市售系统中,定位器引导导管通过可操纵鞘放置,该系统可在电磁场中对其追踪。引导导管和鞘一起通过可曲式支气管镜的工作通道放置,并根据计算机提供的方向和距离引导(与交通工具的全球定位系统相似)一起实时推进,直至到达目标病灶。然后使用以下方式对PPL活检:
    -仅使用ENB–到达病灶后可移除ENB定位器引导导管并将工作引导鞘留在原位,标准活检装置[如,毛刷、经支气管活检(transbronchial biopsy, TBBX)]可通过鞘管进行取样。TBBX和毛刷操作与常规可曲式支气管镜检查中描述的操作相同,可借助或不借助X线透视。
    一些研究报道,使用导管抽吸(也称为导管吸引)技术活检PLL优于常规钳夹活检[9]。该技术通过鞘管注入少量液体,然后回抽这部分液体。
    -ENB联合其他IGB技术(包括RP-EBUS)–重要的是,ENB不能直接显示目标病灶,因此不能在直视下确认PPL的位置和对其进行活检。因此,当有条件时,一些专家将ENB与RP-EBUS结合来核实病灶位置,从而提高PPL活检的诊断率。RP-EBUS探头可以通过工作引导鞘,确认PPL位置后可移出探头,然后对病灶进行活检,与常规可曲式支气管镜检查(借助或不借助X线透视)一样。
    •另一个市售系统也使用了CT数据来生成到达特定目标病灶的虚拟三维路径,以及采用尖端带有传感器的可操纵式工作通道或使用在操作过程中可追踪的活检装置进行电磁示踪。该系统的使用经验有限。该系统的更新版本采用相同的电磁和CT引导数据联合可追踪的经皮穿刺针,将经胸针吸活检(transthoracic needle aspiration, TTNA)或经胸穿刺活检(transthoracic needle biopsy,TTNB)也整合进本系统中的选项里。
    ENB系统的资金成本高,其应用要求丰富的操作经验和培训。
    效果 — 在所有IGB技术的临床经验和已发表文献中,ENB占大多数。美国胸科医师学会(American college of chest physicians,ACCP)的临床实践指南支持ENB用于评估有恶性肿瘤中等风险的肺部结节患者,具体内容将单独讨论[10,11]。
    尽管缺乏大型随机试验,但ENB的诊断率与其他IGB技术相近,在44%-75%之间(平均约65%)[3,9-17]。大多数研究采用了同样的市售系统,对其数据的分析受到方法学缺陷的限制,包括回顾性设计、样本量小及用于活检不同大小和部位的结节所采用的IGB技术差异。
    ●一篇针对15项试验的系统评价总共纳入了1033例外周型肺结节,65%的ENB引导活检操作获得了确切诊断[13]。与确诊率更高相关的变量包括:结节更大(>2cm)、病灶位于上叶或中叶、配准误差更低(如,虚拟CT数据与电磁场中的实时气道解剖结构匹配更准确)、联合使用RP-EBUS、存在通向病灶的支气管征及采用导管吸引技术对病灶取样。也有使用现场快速细胞学评估(rapid on-site cytologic evaluation, ROSE)以及全身麻醉的诊断率更高的报道。
    ●一篇纳入11项ENB研究的meta分析报道了相近的ENB的诊断率(67%)[3]。大多数研究仅使用ENB而未加用RP-EBUS。
    ●一项研究显示,与仅使用ENB(诊断率59%)或EBUS(诊断率69%)相比,ENB联合RP-EBUS的诊断率更高(88%)[12]。当分析仅限于直径为2cm的小结节时,结果相似。另一项研究也显示相似的结果[9]。
    有关不同系统的初步研究,目前仅有一项对24例接受淋巴结取样进行肺癌分期的单中心报道,并比较了电磁引导经胸针吸活检(electromagnetic-guided transthoracic needle aspiration, ETTNA)结合其他导航系统和/或EBUS[18]。结果显示,这些技术的总体诊断率分别为:仅使用NB为72%,仅使用ETTNA为83%,NB联合ETTNA为87%,ETTNA联合NB及EBUS为97%。未来仍需要其他更大型的研究来进一步评估ENB/TTNA系统。
    径向探头支气管内超声(RP-EBUS)
    技术 — RP-EBUS包含一个20MHz或30MHz的微型超声探头,其能够通过可曲式支气管镜的工作通道,提供肺实质的360度图像(图片 1和图 3)。该探头体积较小,可以向远端延伸进入亚肺段支气管,从而显示PPL。
    RP-EBUS本身不是一种导航工具,而是通常作为辅助成像工具以证实是否已经到达病灶。它还可以联合以下活检方法使用:
    ●标准可曲式支气管镜检查联用或不联用指定的引导鞘[也称为径向探头支气管内超声引导鞘(radial probeendobronchial ultrasoundguide sheath, RP-EBUS-GS)]。
    ●导航技术,最常用的是ENB。利用RP-EBUS联合ENB进行活检的技术与用于标准可曲式支气管镜检查的技术相似。简单来说:
    •如前文所述,ENB系统向目标PPL推进。
    •然后EBUS径向探头通过ENB系统的工作通道。
    •超声图像实时显示PPL,从而证实导航的准确性。
    •显示PPL后可移出EBUS径向探头,然后经ENB系统的工作通道送入活检装置以获取组织,如前文所述。
    值得注意的是,除CT透视外,RP-EBUS是唯一可提供活检前病灶实时图像的IGB工具。然而,因为必须从鞘内移出探头以放置活检装置,所以RP-EBUS不能提供实际的实时活检超声图像。
    其装置成本通常低于ENB系统,但在使用径向探头探查病灶和解读肺外周部超声图像方面需要的学习曲线更长。
    效果 — RP-EBUS对PPL的诊断率范围为58%-88%。然而,研究RP-EBUS效果的试验受到方法学缺陷的限制,包括EBUS联合或不联合其他导航工具的应用差异,以及结节特点的异质性(大、小、中央型和周围型病灶)。 
    ●在一项有关IGB技术的大型meta分析中,RP-EBUS辅助技术的诊断率为70%[3]。其中部分研究联合了RP-EBUS与ENB、超细支气管镜检查或虚拟支气管镜检查。
    ●一项回顾性研究中,467例患者使用RP-EBUS作为唯一的IGB技术(如,无导航或虚拟技术辅助)来活检周围型结节,报道的总体诊断率为69%[19]。仅4%的结节无法显示,诊断率随结节增大而升高:1-2cm为58%,2.1-3cm为72%,3.1-4cm为77%,4.1-5cm为87%,大于5cm为88%。60%的操作采用了RP-EBUS-GS,35%采用了金属定向刮匙(metal directional curette)及X线透视。值得注意的是,探头/鞘在病灶中时,诊断率为84%,而当探头/鞘邻近病灶时,诊断率为48%。
    ●一项纳入16项研究共1420例PPL患者的系统综述报道,RP-EBUS诊断肺癌的敏感性为73%。当RP-EBUS单独使用时,其敏感性并未改变;使用引导鞘没有改变其敏感性[20]。
    其他
    X线透视引导下支气管镜检查 — 常规TBBX可采用盲检或在X线透视下进行。一篇针对18项研究的系统评价综述报道,X线透视引导下经支气管针吸活检(transbronchial needle aspiration, TBNA)的诊断率高于盲检TBBX(60% vs 45%)[21]。存在CT支气管征象、大的恶性病灶(>3cm)及应用ROSE预示着X线透视引导下活检的诊断率更高。
    CT引导下支气管镜检查 — 与常规X线透视相比,高分辨率三维CT成像在可曲式或超细支气管镜检查中能够提供实时图像引导支气管镜/器械直接到达目标病灶,因此可在直接CT引导下对其进行活检。CT图像可用于显示活检器械是否位于病灶内。然而,该技术并未广泛开展,原因是难于安排进入CT扫描室进行操作并且有显著的辐射暴露。
    针对CT引导下支气管镜检查的一些研究报道,其对于肺部结节的诊断率为65%-73%[22-24]。一项在周围型病灶和淋巴结中诊断肺癌的随机试验中将常规支气管镜检查与CT引导下支气管镜检查做了比较,结果显示,两者诊断率差异无统计学意义(71% vs 76%)[24]。在使用低剂量CT方案(最大程度减少辐射暴露)时,所报道的诊断率也相近[23]。
    超细支气管镜检查 — 超细支气管镜是更小型的可曲式支气管镜,其外径范围约2.8-3.5mm(图片 1)。与标准可曲式支气管镜相比,尺寸更小的超细支气管镜能更好的进行操作,并且可以进入更小的气道(超出传统支气管镜通常能到达的部位,即超出二级或三级支气管)(图 4)。超细支气管镜检查并不是一种IGB,但其通常联合IGB(如,CT虚拟导航或RP-EBUS)以到达PPL以进行活检[8,22]。一般来说,超细支气管镜检查很少使用,因为其工作通道很小,因此仅能容纳更小的活检器械。
    目前尚无关于超细支气管镜检查与常规支气管镜或其他IGB技术的对比试验。
    ●一篇关于IGB技术的meta分析中纳入了39项研究,其中11项研究使用了超细支气管镜进行PPL活检[3]。几乎所有的研究中,超细支气管镜检查均与其他方法联用,如VBN或RP-EBUS。其中两项研究仅使用了超细支气管镜,诊断率分别为60%和70%。
    ●在另一项纳入305例PPL患者的试验中,超细(3mm)支气管镜联合VBN和RP-EBUS活检PPL的诊断率为74%,高于传统细支气管镜(4mm)联合RP-EBUS-GS[25]。
    选择活检方法
    患者选择 — 尽管处理PPL患者的最佳方法尚不清楚,但通常应用处理SPN的一般原则,其详细内容将单独讨论。
    一般采用如下原则:
    ●许多患者存在小的或稳定的PPL,无需活检,CT监测即可。
    ●对于患恶性肿瘤风险高的PPL患者手术活检更可取。
    ●对于恶性肿瘤中等风险的PPL患者、恶性肿瘤高风险但不适合接受手术的患者或能够治疗的良性病变(如,分枝杆菌病)患者采用非手术活检更可取。这组患者可以考虑选择影像学引导的活检技术。
    方法选择 — 一旦决定对PPL活检,则需要选择实施方法。对于需要进行非手术活检的PPL患者,不同的医生和指南往往有不同的意见,通常根据以下因素进行个体化决策:病灶大小、位置、是否存在肺气肿、疑似诊断及机构的专业技能[1,11]。选择包括:TTNB或支气管镜活检(包括常规支气管镜检查和IGB技术)。尽管尚无最佳方法,许多专家对以下策略达成共识[10,11]:
    ●对于邻近胸壁的PPL或深部病灶,如果不需要穿过叶间裂且病灶周围无肺气肿(发生气胸的风险升高),则优先选择CT引导下TTNB。其依据是TTNB的诊断率高于IGB技术所报道的诊断率。
    ●IGB技术(ENB、RP-EBUS或这些技术联合应用)是TTNB的适当替代选择,尤其是对于有气胸高风险的患者,但前提是具备专业技能。在没有呼吸介入专业技术的医疗中心,常规支气管镜检查可能是唯一的选择。
    ●手术活检适用于TTNB和/或IGB技术未能诊断的患者。
    目前尚无随机数据报道各项技术孰优孰劣。一篇meta分析纳入了39项关于RP-EBUS(20项)、ENB(11项)、RP-EBUS-GS(10项)、超细支气管镜(11项)或VBN(10项)引导的支气管镜活检研究[3]。总体诊断率为70%(95%CI 67-73),引导鞘的结果略优(73%),ENB略差(67%),2cm的小PPL的诊断率较低(61%)。
    尽管IGB技术尚未直接与TTNB进行比较,报道的IGB技术的诊断率低于TTNB(60%-70% vs >88%),但前者的气胸风险相当低(<4% vs 10%或更高)。各种IGB技术和TTNB的诊断率及并发症将单独讨论。
    IGB操作在中度镇静或深度镇静/全身麻醉下进行,尚无对比数据支持某种镇静方法优于另一种。然而,许多专业操作者倾向于选择在深度镇静或全身麻醉下进行虚拟或电磁支气管镜导航,因为这些操作常包括更多的步骤和操作,花费的时间更长,超过了中度镇静可接受的正常操作持续时间。RP-EBUS常在中度镇静下进行,但许多操作者也会选择深度镇静/全身麻醉。
    并发症
    IGB活检技术通常耐受性良好,报道的并发症发生率范围为0-8%[3,10,12,13,19,26]。IGB技术通常利用标准支气管镜取样工具,如活检钳、毛刷和穿刺针来活检PPL,并且在中度或深度镇静下进行。因此,与标准气管镜检查类似,IGB技术相关的并发症及发生率与操作有关(如,气胸和出血)和/或与镇静有关(如,低血压),其详细内容将单独介绍。
    ●一项有关RP-EBUS、ENB、引导鞘、超细支气管镜检查及VB的大型meta分析研究报道,总体不良事件发生率为1.5%[3]。最常见的事件为气胸,不同研究报道的发生率范围为0-7.5%,仅0.6%需要放置胸管。1例患者出现呼吸衰竭,没有死亡或大出血的记录。
    ●一项针对1033例ENB操作的大型回顾性研究报道,气胸发生率为3.1%,仅1.6%需要放置胸管[13];大出血的发生率为0.9%。当ENB在一项小型研究中用于引导TTNB时,不出所料,气胸发生率更高,达到20%,8%的受试者需要放置胸管。
    ●一项针对467例患者实施RP-EBUS的回顾性病例系列研究显示,气胸发生率为2.8%,其中一半需要胸管引流[19]。6例患者发生出血,出血量范围为100-350mL,但除吸引外不需要其他干预。另一项有关RP-EBUS-GS活检周围型病灶的回顾性研究报道了更低的气胸发生率(0.8%)及感染发生率(0.5%)[26]。
    总结与推荐
    ●肺外周病变(PPL或PLL)是位于肺外周的孤立性肺结节(SPN)(表 1)。其在一般人群中的发病率尚不清楚,但很可能因计算机断层扫描(CT)的广泛应用而升高。目前有数种能够从使用常规支气管镜通常难以活检的PPL中安全获取组织的影像引导支气管镜检查(IGB)方法可用。
    ●影像学引导的支气管镜检查(IGB)技术最常用于活检肺外周病变(PPL)。其使用仅限于有专业技术的医疗中心。其禁忌证与常规支气管镜检查相似。
    ●影像学引导的支气管镜检查(IGB)技术的诊断率范围为44%-88%,通常因病灶大小、位置、使用的器械及其他因素(包括存在支气管征及活检技术)的不同而不同。IGB技术包括以下:
    •虚拟支气管镜检查(VB)是一种非侵入性支气管镜检查,其可以重建三维气道图像,获得类似于侵入性支气管镜检查时观察到的图像。VB本身不能活检病灶,但是可以用于引导常规支气管镜和其他活检装置到达目标肺外周病变(PPL),即虚拟支气管镜导航(VBN)。
    •电磁导航支气管镜检查(ENB)是最常用的影像学引导下支气管镜检查(IGB)技术。其整合了虚拟支气管镜检查(VB)图像与电磁场(一种额外的导航工具)来引导活检装置(如活检钳、毛刷和引导鞘)到达目标病灶。ENB可单独或联合径向探头支气管内超声检查(RP-EBUS)活检肺外周病变(PPL)。
    •径向探头支气管内超声检查(RP-EBUS)是一种辅助成像工具,用于在活检前显示目标病灶。其可以联合常规支气管镜检查及导航工具(虚拟或电磁导航)以辅助活检肺外周病变(PPL)。RP-EBUS和电磁导航支气管镜检查(ENB)均不能提供实时活检图像,因为必须移出超声或导航探头以便让活检装置通过鞘管。
    •包括计算机断层扫描(CT)支气管镜检查和超细支气管镜检查在内的其他技术很少使用,其作用仍主要处于研究阶段。
    ●对于适合非手术活检的肺外周病变(PPLs)患者(如恶性肿瘤中等风险的PPLs),如果具备专业技术,影像学引导下支气管镜检查(IGB)技术是经胸穿刺活检的合适替代选择,尤其是对于气胸风险高的患者。选择不同的方式需要个体化并取决于以下因素:病灶大小、位置、是否存在肺气肿、疑似诊断及机构专业技术。
    ●影像学引导下支气管镜检查(IGB)操作可在中度镇静下进行。然而,也常需要深度镇静/全身麻醉,特别是当操作预计较复杂和需要的时间较长时。
    ●影像学引导下支气管镜检查(IGB)的耐受性通常良好,报道的并发症发生率范围为0-8%。与标准支气管镜检查类似,其并发症的范围和发生率与操作相关(如,气胸和出血)和/或与镇静相关 (如,低血压)。
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