肺小叶存在的解剖学意义（肺循环阻断在肺段切除术段间平面识别中的价值研究进展）

肺小叶存在的解剖学意义（肺循环阻断在肺段切除术段间平面识别中的价值研究进展）2009年Misaki等[8]提出在阻断靶段肺动脉后，经外周静脉注射吲哚菁绿（indocyanine green，ICG），这样未阻断动脉的肺组织接受来自右心泵出的含有ICG的血液，在荧光胸腔镜下含有ICG的保留段肺组织呈蓝色，未含有ICG的靶段呈白色。但ICG不适用于肝功能差、对ICG过敏或碘过敏者。此外，ICG的过敏反应可能是由剂量依赖的假过敏机制介导的，但仍可能出现过敏性休克、低血压或支气管痉挛甚至死亡[9]。静脉注射ICG后段间平面平均显示时间为13 s，虽然通过临时夹闭整个肺叶的肺静脉能延长染色时间近5 min，但可能会有血栓形成的风险[10-11]。已有研究[12]证实经静脉注射ICG后，荧光胸腔镜下出现的段间平面与改良膨胀萎陷法完全一致，与真实的肺段界限高度一致。1 肺循环阻断联合显影剂引用本文：邓源林 帖红涛 葛明建. 肺循环阻断在肺段切除术段间平面识别中的价值研究进展

邓源林，帖红涛，葛明建

重庆医科大学附属第一医院 胸心外科（重庆 400016）

通信作者：葛明建，Email：gemingjiancqyy@126.com

关键词：肺循环；肺段切除术；段间平面；综述

引用本文：邓源林 帖红涛 葛明建. 肺循环阻断在肺段切除术段间平面识别中的价值研究进展. 中国胸心血管外科临床杂志 2022 29(10): 1396-1400. doi: 10.7507/1007-4848.202207012

摘 要

准确辨识段间平面是肺段切除术的核心步骤和关键环节之一。段间平面识别方法通常基于靶段与保留段的通气差异或循环差异。近年来出现了许多阻断肺循环显示段间平面的方法，这些方法简化了肺段切除术步骤，缩短了手术时间。本文归纳了近几年出现的阻断肺循环显示段间平面的方法并对其进行综述。

正 文

肺癌已成为全球第一大癌症[1]。随着低剂量薄层CT的普及，更多的小结节被发现，而关于小结节肺癌是否行肺段切除术，目前存在较大争论[2]。JCOG0802研究[3]证实了在直径<2.0 cm、肿瘤实性成分比值>0.5的结节中，肺段切除术相比肺叶切除术5年生存率的非劣性。胸腔镜下肺段切除术中准确识别段间平面是肺段切除术的核心步骤与关键环节之一。若在肺段切除中未能准确识别段间平面，可能会导致切除范围不准确（肺实质切除过多或切缘不足）、靶段组织残留或结节残留、肺段间静脉医源性损伤以及术后并发症如漏气、肺不张、咯血、术后再次置入胸腔引流管等[4]。段间平面识别方法通常基于通气/血流比值分为通气差异和循环差异。通气差异通过靶段支气管单独通气识别段间平面，如膨胀萎陷法、选择性靶段喷射通气等。由于存在Kohn孔、Lambert管，并且直接连通呼吸道，这种方法对段间平面的识别是不准确的[5]。由于术中需先游离与支气管相邻的动静脉及淋巴结，导致支气管分离结扎困难，需要外科医师具有丰富的手术经验[6]；而选择性靶段支气管通气则需要麻醉师有丰富的经验[7]。这些缺点使该方法在临床上应用较少。循环差异即阻断靶段的血液灌流后显示段间平面，主要分为肺循环阻断联合显影剂、双向阻断肺循环及单向阻断肺循环，其中单向阻断肺循环包括单向肺动脉阻断和单向肺静脉阻断。本文检索了近年来PubMed中关于术中阻断肺循环的段间平面识别方法，并对其进行综述。

1 肺循环阻断联合显影剂

2009年Misaki等[8]提出在阻断靶段肺动脉后，经外周静脉注射吲哚菁绿（indocyanine green，ICG），这样未阻断动脉的肺组织接受来自右心泵出的含有ICG的血液，在荧光胸腔镜下含有ICG的保留段肺组织呈蓝色，未含有ICG的靶段呈白色。但ICG不适用于肝功能差、对ICG过敏或碘过敏者。此外，ICG的过敏反应可能是由剂量依赖的假过敏机制介导的，但仍可能出现过敏性休克、低血压或支气管痉挛甚至死亡[9]。静脉注射ICG后段间平面平均显示时间为13 s，虽然通过临时夹闭整个肺叶的肺静脉能延长染色时间近5 min，但可能会有血栓形成的风险[10-11]。已有研究[12]证实经静脉注射ICG后，荧光胸腔镜下出现的段间平面与改良膨胀萎陷法完全一致，与真实的肺段界限高度一致。

2011年Sugimoto等[13]提出结扎靶段动脉后，将靛蓝胭脂红注入结扎后的远端动脉管腔进行段间平面显示，但该方法有导致血管破裂的风险。2015年Zhang等[14]提出运用亚甲蓝来识别段间平面。相比于ICG，该方法不需要任何特殊设备，导致肝损伤和过敏反应的风险较ICG更低，然而在使用时需精确控制亚甲蓝的剂量。

最近Saito等[15]在猪肺上进行了维生素B2和ICG的对照试验。维生素B2是一种黄色的水溶性维生素，可以用作荧光物质。从理论上讲，它是一种无过敏和无毒的维生素，在波长约450 nm的激发光下，可以发出550 nm的黄绿色荧光。在人体，维生素B2通过细胞酶作用转化为黄素单核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide，FAD），其中大多数转化为FAD。当激发光为375～445 nm时，可观察到波长为480～800 nm的反射光。在该项研究结果中，静脉注射维生素B2后荧光区与非荧光区荧光强度比较具有明显差异，并且维生素B2荧光区域与ICG荧光区域相对应。静脉注射维生素B2荧光强度略弱于ICG，但荧光持续时间较长。且维生素B2是水溶性的，不会引起维生素过多症，很少会引发过敏反应，所以维生素B2作为荧光物质具有不错的安全性[16]。

有学者在ICG的使用中，提出了流域分析法，位于胸膜下且与胸膜距离＜3 cm的结节，可临时阻断靶段动脉，再经外周静脉注射ICG以定位结节位置，标出流域范围后行局部切除，这样可以准确定位结节且完全切除，不必行术前有创定位，从而缩短了手术时间。相比于使用ICG的传统肺段切除术，即永久阻断靶段肺动脉，临时阻断靶段动脉能保留更多的肺组织[17]。该手术方法类似于显示段间平面后行楔形切除术，不需要单独分离及处理靶段支气管和静脉，只需显露肺段动脉。流域分析法可以应用到所有显影剂对段间平面的识别中，实现对浅表结节定位后的类似楔形切除，以期保留更多的肺组织。

目前维生素B2仅在动物身上进行了实验，还未应用于临床，仍需进一步研究。在ICG的使用中，临时阻断肺静脉能延长ICG显示时间，但却有血栓形成风险，所以也需警惕在流域分析法中临时阻断肺动脉后由于形成血栓致肺栓塞的可能[10-11]。

2 肺循环双向阻断法

当单肺通气开始时，由于肺的弹性阻力，非机械通气的肺将发生Ⅰ期肺萎陷，通常发生在60 s内[18]。当Ⅰ期肺萎陷停止时，可能由于靶段内小气道缺血致小气道痉挛，或气道外压力高于气道内压力，最终致小气道闭合，此时，较慢的Ⅱ期肺萎陷开始，这主要依赖于持续的气体扩散或者氧气吸收致肺泡萎陷。而阻断靶段肺循环后，由于相应区域血流停滞，此时不能进行气体扩散或氧气吸收，从而阻止了Ⅱ期肺萎陷。肺循环阻断后辨识段间平面就是基于Ⅱ期肺萎陷机制。

Iwata等[19]基于肺内气体交换的影响，改良了膨胀萎陷法。在这种方法下，保留靶段支气管，仅切断靶段动脉和静脉，纯氧通气5 min后，夹闭靶段支气管后放气。有肺循环的肺泡（未阻断肺动静脉的肺段）可以进行气体交换和吸收氧气，形成萎陷区。无肺循环的肺泡不参与气体交换，将氧气储留在肺泡内，形成膨胀区。将膨胀区和萎陷区之间的边界定义为段间平面。膨胀区富含氧气（内含氧合血红蛋白），呈粉红色；萎陷区不含氧气（内含去氧血红蛋白），呈暗红色。该方法不对支气管进行处理，降低了手术难度，但在实际手术过程中，不处理支气管的情况下，同时阻断肺动脉及肺静脉在有些肺段不易实现。

3 肺循环单向阻断法

3.1 肺动脉单向阻断法

Gao等[20]对CT图像中的肺动脉进行分割后，发现90%的肺动脉进入相应的肺段，并伴行于肺段支气管，而其余10%的肺段动脉进入邻近肺段，并与邻近段支气管紧密相伴，可视为邻近段的动脉，因此提出在肺段切除前，根据动脉可以准确地区分每一个肺段，能提供详细的解剖结构，即动脉和支气管在对肺段的划分上是一致的。所以阻断肺动脉后能够准确进行肺段的识别与切除。2019年Zhao等[21]提出了动脉导航线法，即仅阻断靶段动脉后可以形成膨胀区和萎陷区。在阻断动脉后，由于血流改变，保留肺段的氧气交换会导致肺呈萎陷状态，形成乏氧区，同时这个过程中靶段血流停滞、氧气交换中断，形成了呈膨胀状态的富氧区。Wang等[22]在动脉导航线法的基础上，对手术流程进行优化，提出了无需等待的肺段切除术，即在阻断靶段动脉并膨肺后，在等待段间平面期间清扫淋巴结，待淋巴结清扫完毕，段间平面也显示出来后，即可处理靶段支气管和段间平面。

Fu等[4]证明了肺动脉单向阻断与改良膨胀萎陷法在段间平面识别上具有可比性，认为在胸腔镜下解剖性肺段切除术中，肺动脉单向阻断确定段间平面是可行和有效的。虽然肺动脉单向阻断和传统的改良膨胀萎陷法在显示段间平面所需的等待时间上差异有统计学意义，但在实践中可以忽略不计。本团队率先开展了肺循环单向阻断法辨识段间平面的临床应用[23]，与传统的改良膨胀萎陷法相比，肺动脉单向阻断有助于避免在后续手术中错误地分离保留段的支气管和段间静脉，预防误切、误断段门结构，同时正压膨肺过程中气道压力较小，术后肺部感染发生率下降。

本团队发现当单肺通气时，术侧肺完全萎陷后，阻断靶段动脉，后纯氧通气使靶段完全扩张20 s。由于靶段血流中断，肺体积膨大，而保留段由于肺循环通畅，血液涌入保留段，导致靶段肺中红细胞较保留段少，呈现出颜色浅淡、相对贫血的分界线。且在病理切片中观察到靶段中红细胞数目明显少于保留段，由此提出了肺动脉相关的瞬时段间平面（transient intersegmental plane，TIP）[24]。研究中，2例患者先阻断靶段动脉，2例患者先阻断靶段静脉，在阻断靶段静脉后未观察到明显的TIP。可能的原因是阻断靶段静脉后，由于肺动脉仍然存在，使靶区充血，因此与保留段相比，没有观察到颜色差异。在2例阻断靶段动脉的患者中观察到TIP，与膨胀萎陷法显示的段间平面具有一致性。

对动物肺部的热成像研究[25-26]表明，离断靶段动脉后靶段和保留段将因血流差异导致温度差异，该温差可能达到1.5～2.0°C。目前已出现可以不扩大手术切口即可置入胸腔的热成像仪，在阻断靶段动脉后，置入红外探测器，可以获得红外热像图，阻断靶段动脉约3 min后，2例患者靶段温度均下降了2°C左右。在段间平面出现之前对肺进行纯氧通气，并等待约5 min，温差将更加明显。该方法出现的平面与膨胀萎陷法出现的平面没有完全重叠，热成像法较膨胀萎陷法出现的平面小，且较为圆滑，可能是边界处的热量传导所致[27]。

动脉导航线法简化了手术步骤，且多项研究[4 12]证实了阻断动脉后显示平面同膨胀萎陷法显示平面一致。在实际运用中，TIP可能更适用于肺色泽好的年轻患者。由于TIP法无需膨肺后等待保留段带走氧气，因此能进一步缩短手术时间；无需特殊设备与试剂，但需要更多的临床病例研究证实其临床效果。热成像法由于需要额外的热成像仪，且显示平面较膨胀萎陷法显示平面小而圆滑，术中不能准确确定段间平面，增加了切除结节的不确定性，在临床应用前需进行深入研究。

3.2 肺静脉单向阻断法

传统肺段切除以每个肺段为最小手术切除单位，认为肺段切除适用于位于肺段中央的结节[28]。Wu等[29]根据结节在肺段中的解剖位置将结节分为3类：肺段中央型、位于肺段内的亚段边缘型、段间亚段边缘型（也称为段间结节）。主张肺段切除术中应以亚肺段作为基本切除单元。有研究[30]表明，下叶背段边缘的结节预后较基底段切除差，其中可能的原因为下叶背段边缘结节单纯行背段切除不易保证足够的切缘。因此，对于段间结节，需行联合肺段或亚肺段切除以获得足够的切缘。与肺段切除相比，亚段切除需对段门结构进行更精细的操作，而联合亚段切除则需逐一分离2～3个靶亚段的支气管和血管。

2021年本团队提出了肺循环单向阻断法来辨识段间平面[23]。使用三维重建确定供应靶段的肺动脉分支和收集靶段的肺段内静脉或段间静脉属支，阻断流经结节的相应肺段动脉或静脉后，等待10 min，显现出膨胀区（富氧区）和萎陷区（乏氧区）的分界线，此分界线即为肺切除的范围，再行靶段支气管及肺血管的分离。相比动脉导航线法，肺循环单向阻断法首次发现了无论阻断肺动脉还是肺静脉均能显示清晰的肺段间平面，这就为术者在术前规划中根据不同肺段的解剖特点及肺结节位置，选择优先阻断肺动脉或肺静脉提供了更多的选择。比如对某些肺段（如双上肺前段）先阻断部位表浅的肺静脉可能更为方便。肺循环单向阻断法的出现降低了联合肺段切除或联合亚段切除的手术难度，强调了肺静脉阻断在肺段切除术中对于结节定位和识别的作用，尤其当结节为段间结节时，准确阻断段间静脉后出现的富氧区和乏氧区的变化，更有助于对切除范围的识别和准确切除。另有研究[31]表明，在针对肺癌患者的肺切除术中，首先阻断肺静脉已被证明可以减少手术中循环肿瘤细胞的播散，有利于非小细胞肺癌患者的生存。这可能是由于肺静脉阻断后，手术中即使挤压肺组织也不易使肿瘤细胞进入血液循环的缘故[32-33]。这一观念也为肺段切除术中首先阻断肺静脉提供了肿瘤学理论基础。

基于肺循环单向阻断法，在中叶分段切除实践中，我们提出了VVBA（vein，ventilation，bronchus，artery）法[34]。中叶V4或V5位于肺门前方纵隔胸膜下，部位表浅，受干扰少，可以先行分离阻断，然后行纯氧膨肺，数分钟后可见段间平面，此时再处理靶段支气管和动脉，此过程可以参考呈粉红色的靶区组织来准确辨识残存段门结构的归属，由表及里逐一处理静脉、支气管、动脉，行单向式中叶分段切除。该方法不需要处理水平裂，可以有效避免肺组织或叶间淋巴结干扰，简化了中叶分段切除的难度。

在前期实践的基础上，本团队提出了功能保护性亚肺叶切除或称解剖性流域肺切除术这一概念。本法利用三维重建确定结节部位及相应流域血管，术前规划时注意保证充足的切缘，以结节所在肺动脉分支灌注区或肺静脉属支引流区为基本切除单元，于术中分离并阻断该血管，随后正压充氧，待靶区界限出现后直接以切割缝合器处理段间平面。该方法在手术中不单独处理支气管，仅阻断与结节关联密切的血管（动脉或静脉）。与解剖性肺段切除术相比，它的优点是操作简单、手术时间短、出血量少、并发症少。而与楔形切除术相比，本法更客观准确，由于保证了保留肺组织的通气血流比值，因而肺功能保护更好。该手术是一种介于楔形切除和解剖性肺段切除之间的平衡策略，它利用了楔形切除的简便性和快捷性，同时兼顾了解剖性肺段切除的准确性和精确性[35]。

那在肺静脉单向阻断或肺动脉单向阻断中，两者显示的段间平面是否一致呢？本团队发现在基于VVBA法的中叶分段切除中，阻断V5后显示的段间平面较阻断A5后显示的段间平面小，可能的原因为阻断V5后并没有中断A5与V4b之间区域的肺循环，A5泵出的血液仍能经段间静脉（V4b）回流；然而，阻断A5，再次膨肺后，由于V4b和A5之间的肺循环中断，导致A5与V4b之间的区域形成膨胀区。表明单向肺循环阻断的段间平面显示为肺动脉分支和收集靶段的肺段内静脉或段间静脉属支流域范围，但该方法仅为个案报道[36]，仍待大量研究证实。

4 总结与展望

近年来随着针对小结节型肺癌的肺段切除术的普及运用，各种不同的段间平面辨识方法被发现且逐步运用于临床。在临床实践中，胸外科医生需要基于结节位置及性质、肺段切除难度和已有的仪器设备，选择合适的段间平面识别方法，以达到最佳的手术效果。相信随着越来越多以小结节为主要表现的早期肺癌患者被筛查出来，及针对这些患者的以肺段切除术为代表的各种亚肺叶切除术的广泛开展，一些简单而实用的段间平面辨识方法会得到越来越广泛的应用，一些新的段间平面识别方法也会不断涌现。

利益冲突：无。

作者贡献：邓源林负责论文设计及初稿撰写；帖红涛负责文献搜集与筛查，论文审阅与修改；葛明建负责论文审阅与修改。

参考文献略。

作者介绍

通信作者：葛明建

葛明建，重医大附一院胸外科教授，主任医师，博士生导师，医学博士。

中华医学会结核病分会胸外科专业委员会委员

大中华胸腔镜外科学院委员

重庆市肺部肿瘤综合治疗中心副主任

重庆市医学会胸心外科专业委员会第5、6、7届委员

重庆市医学会胸腔镜学组副组长

重庆市医师协会肺癌早诊早治学组名誉顾问

英国牛津大学访问学者

从事胸外科的临床、教学和科研工作，擅长于胸部肿瘤的临床诊治。在微创胸外科领域有很高的造诣，手术技艺精湛，在重庆市率先开展相关微创胸外科术式如胸腔镜肺叶切除及系统性淋巴结清扫术、胸腔镜肺段切除术、胸腔镜肺减容术及胸腔镜纵隔肿瘤切除术等。在胸部疑难疾病的微创外科治疗方面颇有建树如在国内率先开展胸腔镜联合前或后入路治疗肺上沟瘤、联合胸腔镜途径切除颈胸交界区肿瘤及胸腔镜精准肺段切除术等，常规开展隆突/肺血管/支气管/胸壁重建术等高难度手术。近年来在胸腔镜疑难复杂肺段切除术的临床应用方面进行了深入研究，在国际上首先提出并实施功能保护性亚肺叶切除术及肺循环单向阻断段间平面辨识法，创新开展S9 /S10切除术、RS7切除术及中叶分段切除术等，年手术量1000余台。负责国家自然科学基金面上项目、人事部留学回国人员科技活动优先资助项目及重庆市科委自然科学基金项目各一项。作为第一主研获重庆市卫生局医学科技进步二等奖一项。

第一作者：邓源林

邓源林，重庆医科大学2021级在读研究生。