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经支气管镜介入诊疗技术进展

来源 第二军医大学附属长海医院呼吸内科 作者 白冲 添加时间 2013/2/19 点击次数 13805

    1897年,有“支气管镜之父”之称的德国科学家Gustav Killian首先报道了用食管镜为一名青年男性从气道内取出骨性异物,从而开创了硬直窥镜插入气管和对支气管进行内窥镜操作的历史先河。美国医生Chevalier Jackson对传统硬质支气管镜的发展作出了非凡的贡献,并被誉为美国的“气管食管学之父”。1968年日本国立癌中心气管食管镜室主任池田茂人,在Johns Hopkins医学院向世人介绍了纤维支气管镜(纤支镜),这被誉为支气管镜发展历史上的里程碑。随后纤支镜技术在世界迅速普及,从最早异物摘除,发展到当前的多种检查和治疗方法,成为呼吸疾病病因诊断和局部治疗不可缺少的有效手段。近年来,有多项新技术被应用于临床,给我们的诊断和治疗带来了极大的帮助,现介绍如下:

1 支气管镜在呼吸疾病诊断中的应用
1.1 支气管肺泡灌洗术(BAL)
    BAL是利用支气管镜向相应支气管肺泡内注入生理盐水并随即吸出,收集肺泡表面衬液,检查其细胞成份和可溶性物质的一种方法。用于:①弥漫性肺部疾病的病因诊断;②周围型肺部及转移性肿瘤的诊断;③肺部感染性病原菌检查。对于下呼吸道细菌感染患者,可使用BAL,当支气管肺泡灌洗液(BAF)中细菌量>103cfu/ml,有75%患者为肺炎,当BAF中细菌量>104cfu/ml,则可诊断为下呼吸道细菌感染阳性。对于分枝杆菌感染患者,用支气管镜来诊断肺结核的准确率72%(58-96%),并且有5%的患者只有通过气管镜才能明确诊断;45%的急性肺结核患者可通过支气管镜获得诊断,当然常规支气管镜的诊断率为10%,而与毛刷、冲洗、活检等结合则大于80%;支气管结核在诊断过程中往往会被漏诊,患者常常等到气管支气管狭窄到一定程度并引起气促症状才被发现,而此时易错过了最佳的治疗时机。对于呼吸道真菌感染患者,支气管镜也扮演了重要角色,可帮助诊断和鉴别菌种。对于免疫抑制宿主类患者,经支气管镜明确肺部感染的几率为90%;在AIDS患者,BAL和支气管肺活检在获得病原菌诊断的敏感性相同,均>90%。
    BAL技术在肺间质性疾病,如结节病、外源性变应性肺泡炎、含铁血黄素沉着症、肺泡蛋白沉着症及特发性肺间质纤维化的诊断和发病机制研究等,均具有重要价值。常用方法为分析BAF中细胞成分,如BAF中CD4/CD8可用于结节病的诊断,此时CD4/CD8高于10:1或20:1(有过敏性肺炎时),以后下降;同样的CD4/CD8见于AIDS和淋巴细胞侵袭性肺炎。
1.2 自荧光支气管镜(AFB)
    AFB是利用机体的自荧光现象来发现支气管粘膜病变。当粘膜上皮增厚、肿瘤细胞内含丰富血管、肿瘤组织中氧化还原反应作用改变,以及荧光载体减少后,反射光中绿光变弱,病变局部表现为红色光。适应证:①影像学或临床怀疑有肺癌;②支气管肺癌手术以后随访、监测;③痰细胞学有阳性发现病例;④怀疑有不典型增生或原位癌;⑤已知存在有支气管肺癌的分期;⑥年龄超过40岁并有COPD病史的重吸烟者。
常规的白光纤支镜(WLB)判断肿癌主要是根据支气管粘膜改变,如局部隆起、粘膜粗糙、水肿、出血等,再行活检、针吸活检、刷检等操作加以明确,但由于非典型增生或原位癌时,支气管粘膜局部的改变并不明显,因此诊断的阳性较低,仅为15%。随着光学和计算机技术的发展,近20年来已研制出主要用于肺癌早期定位诊断的AFB,可查出微小的隐性肺癌。WLB基础上加用AFB,早期肺癌的诊断阳性率可增加到78%。
1.3 经支气管镜超声结合经支气管针吸活检(EBUS -TBNA)
    EBUS是用超声支气管镜或将微型超声探头通过支气管镜进入气管、支气管管腔,通过实时超声扫描,获得气管、支气管管壁各层次以及周围相邻脏器的超声图像,从而进一步提高诊断水平。近年来,支气管镜操作管道内径有所扩大,而微型超声探头的外径愈来愈细(2mm左右),使得其经支气管镜插入气道成为可能;带囊型微型超声探头解决了气道内不能注水的难题;此外,超声支气管镜的研制已获得了成功,近期已在临床上应用。这些研究成果使得经支气管镜腔内超声成为支气管、纵隔病变诊断的手段之一。经支气管镜针吸活检(TBNA)是经支气管镜应用可回缩活检针穿刺对纵隔内肿大的淋巴结进行穿刺,抽吸涂片取得细胞甚至是组织标本,可明确肺部肿瘤的病理诊断,并可通过有无淋巴结转移来进行分期,指导临床后续治疗。TBNA操作简便、对患者的损伤小,其临床应用范围大于纵隔镜检查。
对于周围支气管小结节病灶,经支气管镜将微型超声探头进入病灶,获得EBUS图像,其诊断率高达87%;而探头靠近病灶,EBUS图像诊断率为42%,活检阳性率为82%。EBUS结合经支气管镜穿刺(EBUS-GS)对于直径>30 mm的周围支气管病灶的诊断准确率为92%,对于直径≤30 mm的周围支气管病灶的诊断准确率为74%。其中对于≤10 mn为76%,10~15 mm为76%,15~20 mm为69%,20~30 mm为77%,四组之间的诊断准确率相近,也就是说当病灶≤30 mm时,病灶大小与EBUS-GS检出的阳性率无关。此外病灶≤10 mm并不影响检出率。
    就临床而言,知道是否有纵膈淋巴结转移是很重要的,因为这影响到我们对患者治疗的选择。对于是否有淋巴结转移的诊断,CT和EBUS均是根据淋巴结肿大的程度来判定,但是,由于胸部CT受肺部淋巴结周围的血管结构的干扰大于EBUS,因此难于诊断肺癌肺门淋巴结转移。EBUS的分辨率是CT扫描的2倍,即EBUS对于肺门淋巴结(<10 mm)的诊断能力高于CT。对于肿大的淋巴结,在明确定位后,应行TBNA。EBUS-TBNA对于纵隔内病变的诊断敏感性、特异性分别为96%和100%。EBUS更重要的价值是可显示血管与气管、肿瘤或淋巴结的相对位置,利用这些信息,在穿刺过程中可避免损伤血管等重要结构。

2 支气管镜在呼吸疾病治疗中的应用
2.1 经支气管镜Nd:YAG激光
    激光是一指光受激辐射放大,它是一种很纯而又集中放大能量的相干光,激光是1960年由Maiman发现,由于激光的热及光化学作用可用来诊治疾病,最初主要应用于皮肤疾病、手术过程中治疗以后根据某些激光可以通过可曲性光导纤维传递,便开始了激光经内镜行腔内疾病的治疗。Nd:YAG穿透组织的能力很强,其能量高度集中,能准确地定位于病变部位。如用20~80W的输出功率照射病灶,该处就会产生60℃左右高温,被照射的组织就会变成灰白色,发生凝固、分解;如果超过100℃,组织将会炭化;超过400℃就会发生烧灼升华、汽化。目前认为低功率(30~40W)采取连续(0.6~1.0秒/次)照射,适于治疗肿瘤病变;高功率(40~100W)采取间歇(0.2~0.3秒/次)照射,适于治疗肉芽肿和疤痕狭窄。适应证:①气管、支气管原发与转移性恶性肿瘤;②气管、支气管良性肿瘤;③气管、支气管肉芽肿及疤痕狭窄;④近端气道的局灶性出血;⑤气管支气管瘘的封闭;⑥嵌顿型支气管结石、各种嵌顿于气道壁的异物(包括气道内支架)的切割。Cavaliere等治疗1419例支气管肺癌,有效率93%;Brutinel等报道有效率79.7%,肺功能、Karnofsky评分、自觉症状均有改善,其中严重气道的患者,有57.5%即刻显效;Emslander等报道224例患者中74%为肿瘤,其中72%有效,狭窄缓解期为4~6个月,止血的有效率为60%。
2.2 经支气管镜凝固技术
    常用的经支气管镜凝固技术包括微波、氩等离子体凝固(APC)、高频电凝和冷冻,它们各有其擅长之处,均可用于支气管腔内病变的治疗。
微波治疗肿瘤的可能机理:①使细胞核、染色体、蛋白质凝固,细胞染色体畸变而导致细胞死亡;②高温使癌细胞浆内的溶酶体活性增加,并产生新的溶酶体而使其自;③产生Th1细胞依赖的抗肿瘤免疫,减弱肿瘤负荷,减少远隔侵袭作用,破坏肿瘤细胞分泌的封闭抑制因子对免疫系统抑制,降低转移率。经支气管镜微波治疗主要是取其组织凝固作用,其适应证包括:①中央型肺癌伴有支气管阻塞表现而又不适于手术治疗者;②肺癌术后复发伴有大气道阻塞者;③气道内良性肿瘤或肉芽肿;④各种原因所致的气道内狭窄;⑤纤支镜可视范围内的出血。微波治疗的特点是设备便宜、治疗较安全,但需反复多次治疗。
APC是一种应用高频电流将电离的氩气流(等离子体)无接触地热凝固组织的方法。治疗时氩离子束不仅沿高频输出电极作轴向直线导流,也作侧向、放射状和“环绕角隔”导流;并且,根据物理学原理,氩离子束具有一种趋向运动,即从已经凝血的高阻抗组织转向仍在出血的或尚未充分凝血的低阻抗待治疗组织,最终自动形成均匀的治疗效果。其适应证主要包括: ①可视范围内气管、支气管的局部出血,特别是弥漫性出血;②可视范围内气管、支气管内较小病灶,如肺癌、肉芽肿等治疗;③气管支气管金属支架置入术后,肿瘤或肉芽肿经网眼向内生长。APC治疗的特点是:以20-40W的功率治疗时,因其具有向偶性(自限性)而组织坏死层浅,不易引起气道穿孔,不会损伤气道支架;可以治疗“环绕角限”即某些角落部位而探头不能直接接触的病灶;对于较大的病变则需反复多次治疗。
经支气管镜高频电治疗是应用探头或圈套器通过支气管镜进入肿瘤组织内以电流来治疗支气管腔内疾病的方法。利用高频电流的瞬间作用来切割、凝固局限组织块。高频电主要应用于由周围向气道中央生长而造成气道阻塞或狭窄的肿瘤。高频电烧灼治疗时功率应根据所治疗肿瘤与周围组织间距离调整。适应证主要包括①肉芽肿:包括手术后肉芽肿、炎性及异物肉芽肿;②气管或支气管内的恶性肿瘤:失去手术机会、术后复发;③气管内或支气管内良性肿瘤;④外伤疤痕引起的支气管狭窄。高频电治疗的速度快、效率高,但组织损伤大。
    经支气管镜冷冻治疗是1995年开始应用于气道内疾病的治疗。冷冻治疗是将一氧化氮、二氧化碳、液氮通过导管到组织局部,利用组织细胞在-20℃以下变性、坏死等机理,使细胞冻损和微血栓形成,至细胞死亡的一种方法。一氧化氮可贮于高压瓶中,用于经支气管镜冷冻治疗时,可使探头顶端温度达-89℃,组织温度达-30℃,为目前冷冻治疗常用致冷剂。因此,其冻融循环的作用机制异于热凝疗法。临床应用时在两次治疗间隔为5-10天,因为此时第一次治疗的坏死组织已清除。为达到最大的治疗效果,常需2-4周的疗程。
     经支气管镜凝固治疗并发症有气管穿孔、出血、纵隔气肿。VanBoxem等应用高频电凝(30W)作用于猪的支气管管壁,发现电凝1、2、3和5s后黏膜在显微镜下可见气道上皮、黏液腺、软骨膜和软骨均有不同程度改变,平均坏死深度为0.2、0.4、0.9和1.9mm。Verkindre 等应用不同功率 (40和120 W) 高频电凝,作用于猪的气管和左主支气管,分别于早期(48h)和晚期 (6周)进行支气管镜和病理学检查,结果发现电凝后早期的作用包括黏膜的凝固坏死和深入支气管管壁的急性炎症,炎症进而发展成整个管壁纤维化和软骨损坏,疤痕组织形成和失去软骨组织的支撑,导致医源性的支气管继发性狭窄,且此改变与功率无关相关性。此结论并非质疑高频电凝的应用,而是提醒操作者在治疗大面积的支气管管壁病灶时需谨慎。医生在治疗病人前必须知道其适应症,并且熟悉各项操作技术、仪器设备。
2.3 气道腔内后装放疗
     现代近距离放射治疗又称“内照射”,因其置源方法采用后装技术,故又称为“后装放疗”。后装放疗的优点:①通过微机控制,可根据肿瘤的解剖位置,将治疗剂量集中在病变部位并得到高剂量照射,同时保护周围正常组织;②照射时间短,病人易于耐受;③放射性低,易于防护。适应证:①中央型肺癌、气管、主支气管不完全阻塞;②肺癌手术后残端病变;③肺癌致气道狭窄、经微波热凝、高频电烧灼或置入气道支架后的配合治疗。Mendiondo首次报道,后装放疗肺部肿瘤,取得了满意疗效。我科行腔内放疗结合外照射及化疗,治疗失去手术机会并导致气管、主支气管狭窄病人78例,其中经微波或高频电刀治疗70例,置入支架48例,近期有效率达90%,无明显并发症发生。
2.4 气道支架置入
     随着介入治疗学的不断发展,气道内支架置入技术日趋完善,成为治疗气管、主支气管重度狭窄的有效手段。目前常用的气道内支架主要分2种,即由硅酮或塑料制成的管状支架和由金属材料制成的可膨胀式金属支架。包括Dumon支架在内的各种硅酮支架的优点是价格便宜,置入后移出比较方便;缺点是置入后容易移位,置入必须在全麻下借助硬质支气管镜才能完成。也正是由于这一原因,目前在我国少有单位开展。而可膨胀式金属支架已具有生物兼容好、耐腐蚀、强度高、支撑扩张力强和不易滑落移位等优点,只需借助纤维支气管镜即可完成,置入方法日趋简单方便,位置准确,置入迅速,病人痛苦小,且置入后移位的发生率低;其不足是价格相对昂贵,且置入后移出比较困难。因此,对于良性(特别是肉芽肿性)气道狭窄,金属支架置入应慎重。若以气道阻塞症状的改善作为衡量支架置入成功与否的指标,那么其成功率一般在78%~98%之间。对于恶性肿瘤所引起的气道严重阻塞,支架置入可迅速、有效地改善患者症状,并可延长生存期。而对于良性气道狭窄,支架置入后远期效果的文献报道有限,仍有待于进一步评价。
    此外,国内外近期均在探索性地开展经支气管镜置入各种封堵器,来治疗肺气肿、肺大疱,期望它能有肺减容的作用。前期的研究结果显示经支气管镜肺减容术后6-12周时患者6分钟步行距离有提高、患者自觉症状改善,但何种封堵器合适、并发症严重与否、远期疗效如何,均有待于动物实验和临床研究的结果。
2.5 支气管热整形术
     支气管热整形术是哮喘治疗领域一项创新的、试验性的操作,它能够减少气道平滑肌的数量,从而减轻支气管收缩、减少哮喘症状的发作频率和严重程度。其原理是通过一个特殊的导管电极,严格控制作用于气道壁的射频电能,使气道壁加热达到特定的温度。这种射频电能可适用于直径3-10mm的大多数气道。支气管热整形术与常规射频消融的基本原则相似,但其使用连续反馈的方式释放能量,严格控制组织加热过程,从而达到在没有气道穿孔或狭窄的前提下减少气道平滑肌数量的理想效果。
    支气管热整形技术目前仍在试验阶段。研究表明,在动物及患有或不患有哮喘的受试者中经支气管镜使用Alair支气管热整形系统(ABTS)都是安全的。早期的非盲临床研究比较了在患有哮喘的受试者中行支气管热整形术与标准药物治疗的效果,发现前者能够改善哮喘的控制程度,提高生活质量。虽然支气管热整形术概念上简单易行,但实际操作较复杂,需要有经验的支气管镜医师来完成。

    纵观从支气管镜技术诞生至今100余年的发展历程,不难看出一代又一代富有创新精神的医生们不懈的努力和相关学科新技术的不断出现和完善是这门学科发展至今的动力源泉所在。电子技术、计算机技术、医用材料学、纳米科学等的发展必定又将为支气管镜技术的发展注入新的活力,应用于消化道疾病诊断的胶囊式机器人已经问世,对于气道疾病能否出现更加微创、有效的诊疗方法,我们拭目以待。

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      白冲
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