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活检工具的定位仍不足

肺癌威胁人类健康：据世卫组织公布2020全球癌症数据，肺癌发病率呈现逐年增加的趋势。2022年，全球肺癌新发病250万例（中国106万例），死亡180万例（中国73万例），肺癌是全球癌症死亡的主要原因。肺癌五年生存率根据诊断时疾病的阶段有很大差异，早期检测是降低肺癌死亡率关键要素。

早筛早诊是关键：由高端有源医疗装备技术展知悉，随着肺癌筛查的推广，以及低剂量计算机断层扫描（LDCT）使用的增加，导致更多的肺病变被检测出来。在美国每年大约有150万人检测出肺结节，在中国，则是超1000万人新发现或者新诊出肺结节，根据病变特征和相关风险因素，进行组织采样来明确诊断并确定适当的治疗是降低肺癌死亡率的重要举措。

图片来源：肺介入机器人技术

肺外周病变活检：主要有经胸壁活检（PLB）、经支气管镜活检（TBLB）和外科手术。其中经支气管镜活检是评估可疑肺癌、肺结节的首选技术，因为支气管镜检查具有较高的安全性，而且可以通过内镜超声引导的经支气管针吸活检（EBUS-TBNA）对纵隔、隆突和肺段间淋巴结进行分期。

影响TBLB诊断率的因素：主要有三方面，一是导航到病变处、二是确认工具在病变内的位置、三是成功的组织采样。在导航技术方面，目前有虚拟支气管镜导航（VBN）、电磁导航支气管镜（ENB）、增强现实导航（ARN）等技术；在影像确认工具方面，有锥形束计算机断层扫描（CBCT）、数字断层合成成像（DT）；在器械方面，则有径向支气管内超声（r-EBUS）、共聚焦显微支气管镜（CLE），这些技术及器械的综合应用，比如EBUS+VBN、EBUS+ENB、ENB+CBCT、VBN+CBCT等，将经支气管镜活检诊断率提高到近77%左右。随着机器人支气管镜技术的发展，又进一步提高了达外周病变的能力、定位的准确性和诊断的准确性。但是，由于结节的大小及位置、支气管征、活检工具的选择等影响因素，实际诊断率和高导航成功率之间仍存在着差距，这需要进一步补充技术提供实时信息，以微调活检工具的位置。

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共聚焦激光显微镜（CLE）：是一种结合光纤成像和共聚焦显微成像技术，能够实现分辨率达μm级的实时组织细胞级成像。CLE最初在胃肠病学领域被证明是有用的，可以用于快速诊断、定位活检和预测肿瘤。近几年被引入到呼吸领域，用于肺外周病变的分析。CLE探针很细，可以通过18G活检针提供针尖的显微反馈，检查时使用特定的荧光素作为对比剂，它与细胞外基质结合，产生高度荧光背景，可以看见单个细胞。

在Christopher J等人的一项应用nCLE的研究中显示，CLE成像检测出较高的活检针错误定位率，研究中的20名患者中有9名需要重新定位活检针，研究表明CLE可以显著缩小实际诊断率和高导航成功率之间差距。在Lizzy Wijmans等人开展的一项涉及26例患者的研究中，有24例(92%)获得CLE高质量影像，其中23例确诊为肺癌患者，检出恶性肿瘤22例，1例为机化性肺炎。

但是，目前还缺乏大型研究调查CLE用于经支气管镜诊疗肺外周病变的效果。本研究通过在多中心开展随机试验，与常规支气管镜诊疗肺外周病变对照，CLE成像用于常规支气管镜是否能够提高肺外周病变诊断率。

 

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CLE对照研究设计

关于研究：本研究是一项国际性的、多中心、平行组随机对照试验，包括欧洲六个国家的大学或综合医院以及美国的一所医院，进行用于比较常规支气管镜活检手术和应用CLE的支气管镜活检手术对疑似肺外周病变的诊断。研究纳入于2023年10月18日开始。预计研究持续时间为24个月，包括随访时间。

研究设计：研究设计研究流程如图，在参与者提供书面知情同意后，将患者数据输入到数字数据库（CASTOR电子数据捕获（EDC）电子病例报告表（eCRF）），使用Castor中的基于网络的区块随机化模块，将参与者随机分为对照组和干预组。随机化将按参与中心分层，以确保每个中心的nCLE组和非nCLE组大小相同。由于结节大小对诊断率有显著影响，研究将按结节大小（≤20mm和>20mm）进行分层，以确保大小在研究组中均匀分布。外周肺部病变定义为位于可见段支气管之外的病变，常规柔性支气管镜检查无法检测到。

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由于医生需要知道是否在支气管镜检查期间获取nCLE图像，因此没有屏蔽患者和内窥镜医师。结果分析方面，程序类型对病理学家是隐藏的，程序后分析nCLE视频的评分人员也不知道患者病史和组织样本的组织病理学结果。

纳入标准：1.年龄>18岁；2.经主治医师或肿瘤委员会诊断有可疑恶性周围型肺病变，有支气管镜检查指征。3. 在术前CT上出现支气管征或对成功导航到结节的置信度进行估计，产生r – EBUS信号。4. 病变实性部分≥10mm。5. CT上病变的最大尺寸为30mm（长轴）。6. 能够理解并愿意签署书面知情同意书。

排除标准：1. 无法或不愿意提供知情同意。2. 支气管镜检查发现支气管内可见恶性肿瘤。3. 目标病灶在EBUS线性范围内可达。4. 未能遵守研究方案。5. 已知对荧光素过敏或有过敏反应的风险因素。6. 怀孕或哺乳。7. 血液动力学不稳定。8. 难治性低氧血症。9. 治疗性抗凝药的使用不能在手术前适当的间隔时间停止。10. 根据麻醉师的意见，无法耐受全身麻醉。11. 进行化疗的几种化学疗法在同一波长下具有荧光特性(如,阿霉素)。

主要终点：诊断率（定义为支气管镜手术结果在患者中得到明确诊断（恶性、特定良性或在随访中确认为良性的非特异性良性）的比例，相对于接受诊断性支气管镜手术的总患者数）。如果包括有多个病变的患者，将按结节计算诊断率。

次要终点：1. 恶性肿瘤的诊断敏感性（定义为在支气管镜手术诊断恶性肿瘤的患者相对于最终诊断为恶性肿瘤的总患者数的比例）。2. 根据Vachani等人的严格定义的诊断率（定义为支气管镜手术结果在患者中得到明确诊断（恶性或特定良性诊断）的比例，相对于接受诊断性支气管镜手术的总患者数）。3. 程序持续时间（从支气管镜插入到移除）。4. 根据nCLE反馈微调（定义为在相同远端气道内移动针头）或重新定位针头（定义为选择不同的远端气道进行组织采样）的患者百分比。5. 透视辐射时间和剂量。6. ROSE的诊断产出（定义为ROSE结果在患者中得到分类诊断（恶性或特定良性诊断）的比例，相对于总患者数）。7. ROSE提供工具在病变中确认的比例，意味着获得的组织显示恶性或非恶性诊断的迹象，并且与气道/肺实质采样无关，如支气管上皮/血液污染，以及不适合特定诊断的组织，如非典型细胞。8. 并发症发生率（定义为在手术期间或手术后直接发生或手术后1周内发生的任何并发症或并发症类别）。9. 在6个月随访期间需要额外诊断程序（CT引导的经皮穿刺活检、手术诊断和/或额外的支气管镜检查）。

探索性终点：旨在确定恶性和良性病变的潜在新的nCLE图像特征，还将使用机器学习或深度学习方法创建自动nCLE标准识别的算法。

关于CLE产品：研究使用Cellvizio CLE系统及其对应的AQ-Flex 19 miniprobe（Mauna Kea technologies (MKT)）。该探针具有0.91mm的兼容操作直径、3.5μm的分辨率、40-50μm的穿透深度和325μm的最大视野。该技术使用物镜聚焦的激光束（488nm）照射组织，照明焦点位于预定的深度，光照射到组织，使荧光从气道中的弹性蛋白等自体荧光结构，或用于肺部nCLE成像的对比染料荧光素等外源性荧光染料反射回来。来自聚焦层的光在针孔的开口处被物镜聚焦并检测，而来自非聚焦层的光则被针孔排斥，这可以在特定点实现对单个细胞和结构的高分辨率成像，而离焦区域的(散射)光的影响则有限。

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研究程序

常规支气管镜诊断检查组：由经验丰富的肺科医生执行，他们专门接受过导航支气管镜和nCLE成像培训。患者的准备和镇静根据机构惯例进行，可能包括使用丙泊酚或咪达唑仑镇静以及使用局部麻醉。在手术期间和之后监测生命体征。并对气道进行系统地支气管镜检查，随后进行r-EBUS成像（可使用引导鞘），以到达病变的远端气道。如果该机构常规使用透视、EMN、VBN或超细支气管镜，那这些技术是可选的。

本试验纳入的患者将不使用CBCT导航，也不使用增强透视和机器人支气管镜，支气管镜检者可以在遵循与本  方案相关的所有操作后使用这些技术，同时确保组织样本单独处理。活检工具使用18G FleXNeedle（Broncus Medical）进行经支气管针吸活检和冷冻活检，以获取用于病理评估的组织。

在支气管镜检查过程中，将对部分细胞学检查结果进行现场评估( ROSE )，并将样本评估报告及时反馈给支气管镜检者。对于第一道TBNA样本，将始终进行ROSE，对于后面的样本，则由支气管镜检查者决定。

增加nCLE成像检查组：与上述程序相同，不一样的是在TBNA之前增加荧光素注射和nCLE成像。在手术前，将18G针头预装CLE探头（AQ-Flex 19 Miniprobe，MKT）。将CLE探头推进针头内，直到探头位于针头尖端外约4mm处，并使用锁定装置固定，以保持探头相对于针头尖端的位置。在基于r-EBUS和/或透视确定样本位置后，通过静脉注射荧光素（2.5ml10%荧光素钠溶液）。然后，将预装的18G穿刺针穿刺目标区域，随后将CLE探头插入活检针进行实时显微反馈。

如果nCLE观察到气道或肺实质，表明接近病变未命中，则微调活检针(即针在同一远端气道内移动)或重新定位(即选择不同的远端气道)。如果nCLE显示活检针放置在病变内，将从活检针中移除CLE探头，同时保持针头位置，随后在同一位置进行组织采样（至少重复三次TBNA）。

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nCLE图像判定“病变外”：根据Kramer等人描述的气道和肺实质nCLE条件作为“病变外”标准，表示针头定位错误。

nCLE图像判定“病变内”：目前已知的“工具在病变内”标准是恶性肿瘤和肉芽肿评价。

nCLE图像的解释由术中执行的支气管镜医生及其团队负责，此外，所有视频将由研究中心的盲评人员在术后评定，以建立图像的真实解释。

病理检查：细胞学和组织学检查根据标准医院程序进行。如果认为支气管镜手术结果为非诊断性，可能会进行额外的程序（经皮穿刺抽吸，外科手术等），以获得明确诊断。nCLE成像结果不影响额外诊断程序的指征。如果需要外科手术，将收集组织学图像以与nCLE成像进行比较。

在本研究中，最终病理诊断将根据Vachani等人的描述细分为四类，如图。

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研究的关键要素

参考标准：对于主要终点，使用Vachani等人描述的中间方法来计算诊断率。除初始非特异性良性诊断外，无论参考标准结果如何，均将使用上述最终病理诊断类别。在这些情况下，将考虑参考标准的结果。如果最初的良性诊断在随访中被证实为良性，则支气管镜检查将被认为是诊断性的。

诊断敏感性：由于(几乎)从未出现假阳性结果，由术者确定的恶性病例被视为真阳性。良性(特异性或非特异性)和非诊断性样本将经过一个参考标准，如经胸穿刺活检或手术作为随后的取样方法。如果没有后续的取样方法，参考标准即为6个月的临床和放射学随访，若随访CT影像学显示结节消退或消退，或结节保持稳定，将被视为非恶性诊断(即真阴性)的确认。如果根据参考标准确定了恶性肿瘤的诊断，或者在没有明确诊断的情况下进行了治疗，那么在支气管镜下诊断为良性(特异性或非特异性的)或无法诊断的病例将被认为是假阴性。

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诊断率：=（TP+SPB+NSBTN）/（TP+SPB+NSB+ND）

严格诊断率：=（TP+SPB）/（TP+SPB+NSB+ND）

恶性敏感性：最小值=TP/（TP+FN+ND）,最大值=TP/（TP+FN）

知情同意程序：由治疗医生负责招募患者，如果患者想了解更多关于研究参与的信息，将由当地研究者提供信息。符合条件的参与者在充分考虑后，需要签署书面知情同意，然后再进行任何与研究相关的程序。知情同意后，使用Castor EDC软件对患者进行随机化分配到对照组或干预组。如果患者拒绝参与研究，那么将按照当地的常规临床实践和指南接受治疗。

质量保证：研究由经验丰富的肺科医生执行程序，来确保高质量的支气管镜手术。此外，所有参与中心将接受CLE Cellvizio设备的使用培训，并保持所有中心的nCLE图像获取和解释质量的均一性。培训包括由具有丰富nCLE经验的发起中心和MKT代表进行的理论培训和实践培训。

样本量确定的方法：根据以往的研究和Meta分析，本研究预计传统支气管镜手术组，病变<30mm的患者的诊断率为62%，干预组增加nCLE引导诊断率预计将达到80%。那么总共需要198名患者来证明nCLE引导的诊断率比常规支气管镜手术组高出18个百分点（α=0.05和功效=0.80）。考虑到5%的研究退出率，总共将纳入208名患者。如果可以实现诊断率从62%增加到80%，那么就可以表明nCLE引导技术对于肺癌诊断临床相方面的改进。

数据分析：连续变量的结果用标准差(SDs)或四分位区间(IQRs)中位数来表示，分类变量用频率和百分比来表示。使用χ2检验来比较两个随机化组之间的诊断率（或分类变量的其他比较）。连续变量使用Student’s t检验或Mann-Whitney U检验进行比较。双尾p<0.05被认为具有统计学意义。所有分析都基于意向治疗方法进行，这意味着即使由于不可预见的情况，干预组的患者没有执行nCLE成像，也将患者作为他们被分配到的干预组的一部分进行分析。这些特定案例将体现在报告中。在随机化后未进行计划的支气管镜检查程序的患者将被排除在分析之外。缺少结果数据的患者将被排除在分析之外。缺少重要随访信息的患者也将被排除在诊断敏感性的计算之外。然而，研究还将根据“最坏情况”计算诊断敏感性，即将这些患者视为假阴性。对于主要结果，将对几个病变和程序特征进行亚组分析，包括病变大小（≤20mm对比>20mm），r-EBUS图像（偏心、同心、不存在），病变位置（上叶（不含舌叶）对比中叶/舌叶对比下叶），根据Brock评分预测结节是癌症的概率（<10%，10%-35%，36%-70%、>70%）。

协议修正：实质性的协议修正由阿姆斯特丹大学医学中心的METC进行评估。在受试者筛选过程中，已经包含了本出版物的实质性修正。在受试者筛选过程中，本研究观察到可能从nCLE中获益的人群中的某些患者被排除在外。还有最初，支气管征阳性是必须的，在纳入了12名患者后，如果支气管镜医生有成功导航到结节的信心，并产生r-EBUS信号，那么即使胸部CT上没有明确的支气管征，研究也将纳入患者。由于仅有5 %的患者在协议修正的时候被纳入单一中心，对结果的影响可以忽略不计。在其他实质性修改的情况下，所有有理由的修正会在该协议书的未来出版物中报告。

患者和公众参与：本研究设计中无患者或公众参与。为呈现研究结果，将准备一份原始研究手稿。

伦理和传播：CLEVER研究将根据赫尔辛基宣言（第64届WMA大会，巴西福塔莱萨，2013年10月）和荷兰人体医学研究法（WMO）的原则进行。迄今为止，阿姆斯特丹大学医学中心的医学伦理委员会（NL83257.018.22）、雅典胸科医院（21583/25-08-23）和布拉格总大学医院（č.j. 143/23 S）已经批准了这项研究。所有参与单位将在开始纳入前都会获得当地伦理批准。在随机化和任何与研究相关的程序之前，将获得书面知情同意。如果协议有重大变更，伦理审查委员会将被通知，并与所有参与中心沟通，并在clinicaltrials.gov上注册。

数据管理和安全：在签署知情同意书后，患者将被编码。这个代码用于所有（匿名的）数据，包括CLE图像和eCRF数据。Castor EDC生态系统（国际标准化组织27001和9001认证）被用来收集在结果参数中描述的关键患者信息。代码的密钥由当地主要研究者保管，对所有记录的访问限于直接参与的研究人员。协调研究员将集中患者的数据，主要研究员将直接访问自己站点的数据集，并且根据合理请求可以访问其他站点的数据。所有主要研究员将维护记录，包括签署的患者知情同意书和有关不良事件（AEs）的信息。

所有数据（收集、存储和分析）的数据管理将按照当地数据管理计划进行。所有记录从研究完成或终止之日起计算将存储15年。监测将按照监测计划进行，知情同意、eCRF的完成和CLE视频数据的存储需要特别关注。

患者安全和不良事件AEs：阿姆斯特丹大学医学中心的伦理委员会认为这项研究是一个可忽略风险研究（根据荷兰大学医学中心联合会（NFU）的描述）。以前的研究出版物表明，nCLE成像和静脉注射荧光素是安全的。荧光素的不良反应很少见，大多是轻微的。在阿姆斯特丹大学医学中心之前进行的支气管镜nCLE研究中没有发生与研究相关的不良事件。由于研究工作的参与，预计内窥镜检查时间将延长大约10分钟，由于支气管镜检查在麻醉状态下，患者将不会意识到这一点。

如果在手术过程中或手术后1周内发生任何（严重）不良事件，赞助商将通过Toetsingonline网站将SAE注册到已经批准该协议的认证的METC。

AEs定义为在研究期间发生在受试者身上的任何不良体验，无论是否被认为与试验程序有关。与调查产品或程序的严重程度和可能的相关性将被记录在案。各参与中心的调查员将向发起地的协调和首席调查员报告所有SAE。与调查产品或程序的严重程度和可能的相关性将被记录在案。各参与中心的调查员将向发起地的协调和首席调查员报告所有SAE。对导致死亡或危及生命的SAEs的报告将在初步认定后的7天内完成，随后最多用8天的时间完成初步报告，所有其他SAE将在首次认定SAE后的15天内报告。

年度进展报告：赞助商将确保每年向医学伦理委员会提交一份进展报告。报告将包括纳入开始日期、迄今为止纳入的受试者数量、已完成参与的受试者数量、SAEs和修正案的信息。

传播：我们的目标是将研究结果发表在同行评议的期刊上。报告将符合报告试验的综合标准和报告诊断准确性的标准（STARD）2015年报告指南进行。

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研究讨论

关于研究目标：在这项多中心、研究者发起的、随机对照试验中，研究的目标是确定将nCLE成像添加到支气管镜外周肺病变分析中是否会提高诊断率。

关于研究意义：由于在将采样工具导航至目标病变的成功率和最终诊断率之间仍然存在差距，因此需要实时确认工具在病变内。通过在针尖附加高分辨率显微nCLE成像有可能会降低错误的定位率并提高诊断率。最终效果是，降低患者需要经皮穿刺活检或手术等额外诊断程序的情况，而这些程序更具侵入性，并且气胸、出血等并发症发生率高。

关于研究展望：之前已有较小规模研究表明nCLE是安全的，并且评分员可以准确地区分不同的图像特征。除此之外，即使在成功导航到病变情况下，也会经常根据这些图像特征进行针的微调。然而，nCLE图像的解释仍然具有主观性和具有挑战性的，尤其是在现场支气管镜室中解释图像时。如Tian等人所述，人工智能的作用可能很重要，使其能够在日常临床实践中常规实施。本研究的一个探索性终点是为自动图像解释开发一个深度学习网络。这是迈向更简单、更快速和可重复地图像解释的第一步。

关于研究总结：目前关于 CLE成像用于此目的的文献仍局限于较小的患者群体，其临床效益仍有待证明。CLEVER研究的结果将在一个大型随机患者组中，提供了常规图像引导的诊断性支气管镜检查和附加nCLE的支气管镜检查一个正式的比较。这项试验的结果将阐明nCLE对支气管镜诊断外周肺结节的额外益处，并确定哪些患者能够从这项技术的使用中受益。

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文章来源：肺介入机器人技术

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