Abstract
Background and Objective: As the presentation of pulmonary nodules increases, the importance of a safe and accurate method of sampling peripheral pulmonary nodules is highlighted. First-generation robotic bronchoscopy has successfully assisted navigation and improved peripheral reach during bronchoscopy. Integrating tool-in-lesion tomosynthesis (TiLT) may further improve yield. Methods: We performed a first-in-human clinical trial of a new robotic electromagnetic navigation bronchoscopy system with integrated digital tomosynthesis technology (Galaxy System, Noah Medical). Patients with moderate-risk peripheral pulmonary nodules were enrolled in the study. Robotic bronchoscopy was performed using electromagnetic navigation with TiLT-assisted lesion guidance. Non-specific results were followed up until either a clear diagnosis was achieved or repeat radiology at 6 months demonstrated stability. Results: Eighteen patients (19 nodules) were enrolled. The average lesion size was 20 mm, and the average distance from the pleura was 11.6 mm. The target was successfully reached in 100% of nodules, and the biopsy tool was visualized inside the target lesion in all cases. A confirmed specific diagnosis was achieved in 17 nodules, 13 of which were malignant. In one patient, radiological monitoring confirmed a true non-malignant result. This translates to a yield of 89.5% (strict) to 94.7% (intermediate). Complications included one pneumothorax requiring observation only and another requiring an overnight chest drain. There was one case of severe pneumonia following the procedure.
Zusammenfassung von Saghaie T, Williamson JP, Phillips M, et al.: First-in-human use of a new robotic electromagnetic navigation bronchoscopic platform with integrated Tool-in-Lesion Tomosynthesis (TiLT) technology for peripheral pulmonary lesions: The FRONTIER study. Respirology. 2024 Nov;29(11):969–975.
Transfer in die Praxis von PD Dr. Lars Hagmeyer (Solingen)
Hintergrund
Mit Implementierung des Lungenkrebs-Screenings wird eine deutliche Zunahme der abklärungsbedürftigen Lungenrundherde erwartet [1, 2]. Es ergibt sich daher ein hoher Bedarf an bronchoskopischen Verfahren, die eine verlässliche Dignitätsklärung erlauben, zumal perthorakale, mittels Computertomographie (CT) gesteuerte Biopsieverfahren mit einem relevanten Risiko behaftet sind, möglicherweise inklusive einem erhöhten Lokalrezidivrisiko bei Lungenkrebspatienten [3, 4, 5].
Die technischen Möglichkeiten der bronchoskopische Rundherdabklärung haben sich in den letzten Jahren deutlich weiterentwickelt, um die diagnostische Aussagekraft der gewonnenen Biopsien zu erhöhen. Besondere Elemente der technischen Entwicklung basierten auf der roboter-gestützten Bronchoskopie (robotic-assisted bronchoscopy, RAB), der elektromagnetischen Navigationsbronchoskopie (electromagnetic navigation bronchoscopy, EMN), der digitalen Tool-in-Lesion-Tomosynthese (TiLT), dem radiären endobronchialen Ultraschall (rEBUS) sowie dem Einsatz verschiedener Biopsiemethoden inklusive der transbronchialen Kryobiopsie.
Besondere Herausforderungen der Interventionsplanung und -durchführung stellen z.B. die CT-to-body-Divergenz und die mangelhafte räumliche Orientierung bei den meisten Verfahren dar.
Tajalli Saghaie und Kollegen publizierten erste Daten zum Einsatz des neuen Galaxy-Systems (Noah Medical, San Carlos, CA, USA), das sie in einer prospektiven Single-Center-Studie bei 18 Patienten zur bronchoskopischen Diagnostik von 19 Rundherden einsetzten (Durchmesser im Mittel 20 ± 6,6 mm, range 10–34 mm; kein Bronchuszeichen 63%) [6].
Das Galaxy-System integriert die Methode der RAB, der TiLT und der EMN-Technologie (Abb 1). Die TiLT ist ein Bildgebungsverfahren, bei dem eine Serie von digitalen Durchleuchtungsbildern (geschwenkter C-Bogen-Arm) computergestützt verarbeitet wird und letztlich ein dreidimensionales Bild liefert, das die Zielregion besser definiert darstellt als in klassischen Durchleuchtungsaufnahmen – bei im Vergleich zur Cone-Beam-CT geringerer Strahlenbelastung. Diese bildintegrierte RAB nutzt die Vorteile der Roboterbronchoskopie (Manövrierbarkeit, Erreichbarkeit, Stabilität) und reduziert die CT-to-body-Divergenz durch bildgebungsbestätigte Lage des Biopsieinstruments in der Zielläsion (tool-in-lesion).
Ein Screenshot des Galaxy-Systems zeigt das Tool-in-Lesion (TiL)-Imaging. (A) Die bronchoskopische Ansicht. Ein Kompass in der oberen rechten Ecke des Bildschirms hilft bei der Orientierung. (B) Intraprozedurale digitale Tomosynthesebilder in koronarer Rekonstruktion. Die Nadelspitze projiziert sich auf das Innere des Knotens (Fadenkreuz). (C) Die entsprechenden koronaren CT-Bilder dienen als Referenz. Used with permission of John Wiley & Sons Australia, Ltd, from Saghaie T, Williamson JP, Phillips M, et al.: First-in-human use of a new robotic electromagnetic navigation bronchoscopic platform with integrated Tool-in-Lesion Tomosynthesis (TiLT) technology for peripheral pulmonary lesions: The FRONTIER study. Respirology. 2024 Nov;29(11):969–975; permission conveyed through Copyright Clearance Center, Inc.
Ein Screenshot des Galaxy-Systems zeigt das Tool-in-Lesion (TiL)-Imaging. (A) Die bronchoskopische Ansicht. Ein Kompass in der oberen rechten Ecke des Bildschirms hilft bei der Orientierung. (B) Intraprozedurale digitale Tomosynthesebilder in koronarer Rekonstruktion. Die Nadelspitze projiziert sich auf das Innere des Knotens (Fadenkreuz). (C) Die entsprechenden koronaren CT-Bilder dienen als Referenz. Used with permission of John Wiley & Sons Australia, Ltd, from Saghaie T, Williamson JP, Phillips M, et al.: First-in-human use of a new robotic electromagnetic navigation bronchoscopic platform with integrated Tool-in-Lesion Tomosynthesis (TiLT) technology for peripheral pulmonary lesions: The FRONTIER study. Respirology. 2024 Nov;29(11):969–975; permission conveyed through Copyright Clearance Center, Inc.
Primärer Endpunkt der Studie waren die Erreichbarkeit der Zielläsion und device- sowie prozedurassoziierte Adverse Events (AE). Sekundäre Endpunkte beinhalteten die Tool-in-lesion-Bestätigung, die Rate an malignen Befunden und alle AE.
Methodisch wurde ein «strict» und «intermediate» Diagnostic Yield ermittelt gemäß Vachani und Kollegen [7]. Dabei betrachtet «strict» allein die Ergebnisse der Index-Bronchoskopie. Nur Befunde mit spezifischen benignen Befunden werden als «true-negative» kategorisiert, nicht diagnostische oder unspezifische Ergebnisse werden bei dieser Betrachtung ausgeschlossen. Bei diesem Ansatz wird die diagnostische Ausbeute ermittelt als Quotient aus «true-positiven» Befunden plus spezifisch-benignen Befunden geteilt durch die Gesamtsumme der Prozeduren [8]. Der «Intermediate»-Ansatz berücksichtigt in Fällen von unspezifischen Ergebnissen die Daten aus Follow-up-Untersuchungen und kategorisiert die Ergebnisse als «true-negative», wenn Rebiopsien oder Bildgebungskontrollen die nicht maligne Genese bestätigten.
Alle Eingriffe wurden unter Vollnarkosebedingungen über einen orotrachealen Tubus durchgeführt. Im Zuge der kombinierten RAB-TiLT-ENB-Anwendung wurde ergänzend ein rEBUS eingesetzt, um den Bezug der Läsion zum Atemweg darzustellen und die Biopsieinstrumente festzulegen (optional Zange, Kryosonde, Bürste und Nadel). Die TiLT und eine Rapid-onsite-Evaluation des Biopsats (ROSE) wurden pro Prozedur für mindestens ein Biopsieinstrument eingesetzt.
Ergebnisse der Studie
Die vordefinierten Biopsieorte wurden bei allen 19 Rundherden erreicht, eine Tool-in-Lesion-Bestätigung wurde in allen 19 Rundherden erzielt. Eine gesicherte Diagnose (Diagnostic Yield) ergab sich nach den «Strict»-Kriterien bei 17 Läsionen (89,5%), nach den «Intermediate»-Kriterien bei 18 Läsionen (94,7%). Die diagnostische Genauigkeit lag bei 94,7% – bei einer Sensitivität von 94,4% und einer Spezifität von 100%. Eine maligne Diagnose wurde bei 14 Rundherden gestellt (73,7%). Postinterventionell wurden zwei Pneumothoraces dokumentiert, davon war einer drainagepflichtig. Ein Patient erlitt nach einem Tag eine schwere hospitalisationspflichtige Pneumonie. Alle drei AE wurden als prozedurassoziiert bewertet, jedoch nicht als spezifisch devicebedingt.
Fazit für die Praxis
In der Studie von Saghaie et al. wurde die Rundherddiagnostik mit einem sehr aufwändigen Ansatz betrieben (kombinierte Anwendung von RAB, ENB, TiLT, rEBUS, ROSE). In diesem Setting wurde bei einem kleinen Patientenkollektiv eine sehr hohe Diagnoserate erreicht.
Die Studie zeigt auf, dass die Kombination verschiedener Verfahren eine hohe diagnostische Ausbeute ermöglichen kann. Die Autoren berichten eine Tool-in-Lesion-Rate von 100%.
Andererseits beschreiben die Autoren auch, dass die ENB in zwei Fällen nicht zufriedenstellend gelang, vielmehr kamen ergänzend zur ENB in allen Prozeduren weitere pragmatische Konzepte zur Rundherdansteuerung zur Anwendung. Dies macht deutlich, dass die Navigation zum Rundherd weiterhin ein komplexes Thema bleibt.
Prospektive randomisierte Studien müssen nun bei größeren Studienkollektiven den Zusatznutzen des Galaxy-Systems (RAB-TiLT-ENB) objektivieren, indem die diagnostische Ausbeute im Vergleich zur Bronchoskopie betrachtet wird, die sich auf die anderen angewendeten Methoden beschränkt (konventionelle Durchleuchtung, rEBUS, ROSE, Kombination von Biopsiemethoden Zange, Kryosonde, Bürste und Nadel).
Disclosure Statement
Hiermit erkläre ich, dass keine Interessenskonflikte in Bezug auf den vorliegenden Wissenstransfer bestehen.