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混合现实与CT引导术前挂钩线定位在胸腔镜肺结节手术中的比较:一项非劣效性随机临床试验

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看见隐藏在肺内的病灶

肺内的小病灶可能是癌症早期的征兆,但它们难以安全定位和切除。在微创肺手术前,医生会放置一根细线来标记每处病灶,以便手术时能够找到。本研究探讨新型混合现实头显是否能帮助医生比依赖反复CT扫描的常规方法更快、更安全地放置这些标线。

为什么给肺病灶做标记很重要

当需切除一个小肺结节时,外科常采用视频辅助胸腔镜手术(VATS),通过小切口而非开胸操作。由于肺部充满空气且结节通常小于两厘米,手术中几乎难以通过目视或触诊识别。为了解决这一问题,放射科医生会经由胸壁置入一根细长的挂钩线,使其尖端位于结节旁,给外科医生提供定位指引。标准方法是在医生缓慢调整线位时反复进行CT成像,这既耗时、又使所有人暴露在辐射下,并可能导致疼痛或气胸等并发症。

Figure 1. 比较CT扫描与头显引导在微小肺病灶术前放置标记的效果。
Figure 1. 比较CT扫描与头显引导在微小肺病灶术前放置标记的效果。

混合现实如何改变视野

混合现实将计算机生成的图像与现实世界叠加。在本试验中,医生首先根据CT扫描为每位患者构建三维肺部与结节模型,然后在患者胸部放置三个反光标记,通过摄像头与头显将数字模型与身体表面配准。医生通过头显可以看到与真实胸部对齐的半透明肺部和结节图像,以及预先规划好的直线路径用于挂钩线。这使医生能够通过视觉引导针道,几乎如同看穿皮肤,只需在结束时做一次确认CT来核实线位。

两种方法的正面较量

研究者进行了一项包含90名成人的随机临床试验,受试者均为单发小肺结节并计划接受VATS手术。半数患者随机分配到标准CT引导置线组,半数分配到混合现实组。主要观察指标是最终挂钩线与结节的距离。其他指标包括操作耗时、针穿刺次数、辐射剂量以及是否发生气胸或出血等并发症。该研究以非劣效性设计进行,即新方法只需在准确性和安全性上不劣于常规CT引导即可,无需证明其更优。

Figure 2. 展示胸部标记与三维肺部覆盖层如何引导单一路径的精确针道到达微小肺结节。
Figure 2. 展示胸部标记与三维肺部覆盖层如何引导单一路径的精确针道到达微小肺结节。

研究在实践中的发现

混合现实方法不仅与CT引导相当,甚至在平均上使挂钩线与结节边缘的距离略小于标准CT引导,尤以上下方向的定位差异更明显,满足试验设定的非劣效性阈值。同时,新方法显著更快,将操作时间从约11分钟缩短到约4分钟。混合现实组的患者几乎总是只需一次针穿刺,而CT组常需两次以上。由于头显方法只依赖一次规划扫描和一次末端确认,患者接受的CT扫描次数更少,辐射剂量约减半。气胸、出血或线移位的发生率在混合现实组略低,但统计学上并未显著不同;术中失血量与住院时长在两组间也相似。

这对未来诊疗的意义

对患者而言,结论是混合现实能以不低于当前CT方法的准确性和安全性放置肺部标记,同时减少时间和辐射。该技术需要额外的准备和专用设备,但可能缓解影像设备的压力、减少针穿刺次数并使手术流程更顺畅。作者认为混合现实是一种可行的替代方式,用于胸腔镜手术前的挂钩线引导,且有望改善舒适度与工作流。但在这类头显成为常规准备工具之前,仍需在不同医院进行更大规模的研究并进行详细的成本效益评估。

引用: Qi, W., Zhou, J. & Xin, N. Comparison of mixed reality and computed tomography-guided preoperative hook-wire localization for pulmonary nodules in video-assisted thoracoscopic surgery: a noninferiority randomized clinical trial. Sci Rep 16, 15690 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-47315-x

关键词: 混合现实, 肺结节, CT引导定位, 胸腔镜手术, 辐射暴露