当前位置:主页 > 诊疗指南 > 文章内容

人工智能平台下肺结节的三维可视化定位与手术规划专家共识

作者:中华医学网发布时间:2026-01-01 09:45浏览:

《人工智能平台下肺结节的三维可视化定位与手术规划专家共识》(2019-12-23,中国医药教育协会等四学会联合发布,《中国胸心血管外科临床杂志》2019 年 12 期),核心是将 AI 驱动的三维可视化(3D 重建 / 分割 / 量化)融入肺结节围术期管理,实现 “无创定位、精准规划、保肺优先、安全可控”,为胸腔镜 / 机器人肺段 / 亚段切除等微创术式提供标准化路径与质量控制。

共识定位与目标

  • 背景:低剂量 CT 筛查普及,亚厘米、深部、多发、磨玻璃为主结节增多,传统二维定位与规划难以兼顾精准与肺功能保护。
  • 目标:规范 AI 三维可视化的适应证、流程、质控与临床决策,降低手术风险、缩短时间、提高切缘达标率与肺功能保留率。
  • 适用场景:胸腔镜 / 机器人肺叶、肺段、亚段切除,楔形切除;尤其适用于深部 / 多发 / 微小结节、解剖变异复杂、需精准切缘与功能保留的病例。

核心技术与平台要求

  • 数据输入:薄层增强 CT(层厚≤1mm,DICOM 格式),必要时含呼气末序列以评估呼吸位移。
  • AI 能力:全自动 / 半自动分割肺实质、支气管树、肺动脉 / 静脉、结节;量化结节大小 / 体积 / 实性占比 / 位置坐标;生成可交互 3D 模型与肺段 / 亚段流域图;支持手术入路模拟、切缘测量与肺功能预估。
  • 平台质控:分割准确率≥95%,结节漏诊率低,坐标误差≤2mm;可导出报告、标注图与手术规划方案,支持术中导航对接。

适应证与禁忌证(分层推荐)

分层 适应证 禁忌证 / 慎用
强推荐 1. 直径≤2cm、距胸膜≥1cm 的深部结节;2. 多发结节(≥2 枚)需同期切除;3. 磨玻璃为主结节(实性占比低)需精准界定范围;4. 解剖变异复杂(如跨叶血管、肺裂不全);5. 需行肺段 / 亚段切除以保肺功能 1. 严重幽闭恐惧无法配合 CT;2. 金属植入物导致 CT 伪影严重,无法完成分割;3. 紧急手术(如大出血 / 张力性气胸)无时间完成 3D 重建
弱推荐 1. 胸膜下结节但需确认毗邻血管;2. 术后随访对比体积变化;3. 术前评估是否需联合其他定位(Hook-wire / 弹簧圈 / 荧光) 1. 结节太小(≤3mm)且恶性风险极低;2. 平台性能不足或操作者未培训合格

标准化操作流程(术前 - 术中 - 术后)

  1. 术前准备与数据处理
    • 采集薄层增强 CT,导入 AI 平台;自动分割肺实质、血管、支气管、结节,人工复核与修正。
    • 量化与标注:结节大小 / 体积 / 实性占比、距胸膜 / 支气管 / 血管距离、所属肺段 / 亚段、切缘预估(≥2cm 或按指南)。
    • 生成 3D 模型、流域图、手术入路模拟视频,用于术前讨论与团队共识。
  2. 定位与手术规划(保肺优先,精准切缘)
    • 定位:无创 3D 定位为主,标记结节坐标与流域边界;必要时联合术中超声、荧光导航或穿刺标记(Hook-wire / 弹簧圈)。
    • 术式选择:优先肺段 / 亚段切除(保肺);无法亚段切除则肺叶切除;多发结节按危险度分层,先切高危灶。
    • 入路与结扎顺序:根据 3D 模型确定最佳切口与操作孔;规划血管 / 支气管结扎顺序,避开变异血管,确保切缘达标。
  3. 术中实施与质控
    • 术中导航:将 3D 模型与内镜视野 / 影像融合,实时确认结节位置与切缘。
    • 切缘验证:术中冰冻病理确认切缘阴性;必要时术中 CT 或超声复核。
    • 并发症防控:避免血管损伤、支气管胸膜瘘、持续漏气;对高危者预置引流与止血预案。
  4. 术后评估与随访
    • 影像学:术后 1/3/6/12 个月 CT,对比 3D 模型评估残余肺功能与复发。
    • 量化指标:记录手术时间、出血量、住院日、切缘达标率、并发症发生率、肺功能变化。

关键临床决策要点

  1. 切缘管理:恶性结节切缘≥2cm 或≥结节最大径(取大者);磨玻璃为主结节可适当收紧,但需术中冰冻确认。
  2. 多发结节:按危险度排序,优先切除高危灶;同侧同叶可合并切除,异叶 / 对侧酌情分期或同期微创切除。
  3. 解剖变异:AI 3D 重建识别跨叶血管、副叶、肺裂不全,提前制定结扎与分离方案,避免误断。
  4. 联合定位:AI 3D 定位 + 术中荧光 / 超声 / 电磁导航,提高深部结节命中率;必要时术前穿刺标记,但需权衡气胸 / 出血风险。

质量控制与培训

  • 人员:术者与影像医师需接受 AI 平台操作培训,通过考核后方可独立开展。
  • 流程质控:建立 “数据采集→分割复核→规划审核→术中执行→术后评估” 的闭环记录与不良事件上报机制。
  • 设备维护:定期校准 AI 算法与硬件,确保分割精度与稳定性。

共识的局限性与后续方向

  • 局限性:2019 年证据以回顾性 / 单中心为主,缺乏大样本 RCT;对极微小(≤3mm)、严重伪影、呼吸位移大的结节仍有挑战;AI 与术中导航的实时融合尚需优化。
  • 后续方向:多中心注册研究验证疗效;AI 联合荧光 / AR / 机器人导航;开发呼吸门控与实时配准算法;建立标准化报告与质控指标体系。

临床落地建议(快速上手清单)

  1. 数据采集:薄层增强 CT(≤1mm),DICOM 导出,呼气末序列可选。
  2. AI 处理:自动分割→人工复核→量化标注→生成 3D 模型与流域图。
  3. 规划输出:结节清单、定位坐标、切缘测量、手术入路、结扎顺序、应急预案。
  4. 术中执行:3D 导航对接内镜视野,切缘冰冻确认,并发症防控。
  5. 术后随访:按时间点 CT 复查,量化评估肺功能与复发。