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MD-4921 REVISÃO DA VERSÃO ORIGINAL EM INGLÊS – SUZANA GONTIJO PREPRINT_JULIANA Endobronchial ultrasound: a minimally invasive technology to assist making diagnosis of thoracic diseases Ultrassonografia endobrônquica: tecnologia minimamente invasiva para auxiliar n o diagnóstico de doenças torácicas Short title: Endobronchial ultrasound: a minimally invasive technology to assist making diagnosis of thoracic diseases Altair da Silva Costa Jr. 1 , Addy Lidvina Mejia Palomino 1 , Iunis Suzuki 1 , Paulo Rogerio Scordamaglio 1 , Marcelo Gervilla Gregorio 1 , Marcia Jacomelli 1 1 Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP, Brazil.

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MD-4921 REVISÃO DA VERSÃO ORIGINAL EM INGLÊS – SUZANA

GONTIJO

PREPRINT_JULIANA

Endobronchial ultrasound: a minimally invasive technology to assist

making diagnosis of thoracic diseases

Ultrassonografia endobrônquica: tecnologia minimamente invasiva para auxiliar

no diagnóstico de doenças torácicas

Short title: Endobronchial ultrasound: a minimally invasive technology to assist

making diagnosis of thoracic diseases

Altair da Silva Costa Jr.1, Addy Lidvina Mejia Palomino1, Iunis Suzuki1, Paulo

Rogerio Scordamaglio1, Marcelo Gervilla Gregorio1, Marcia Jacomelli1

1 Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP, Brazil.

DOI: 10.31744/einstein_journal/2019MD4921

How to cite this article:

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Costa Jr. AS, Palomino AL, Suzuki I, Scordamaglio PR, Gregorio MG, Jacomelli

M. Endobronchial ultrasound: a minimally invasive technology to assist making

diagnosis of thoracic diseases. einstein (São Paulo). 2019;17(3):eMD4921.

http://dx.doi.org/10.31744/einstein_journal/2019MD4921

Corresponding author:

Marcia Jacomelli - Avenida Albert Einstein 627/701, I4, building A1 - Morumbi –

Zip code: 05652-900 - São Paulo, SP, Brazil - Phone: (55 11) 2151-1233 - E-

mail: [email protected]

Received on:

Dec 26, 2018

Accepted on:

May 30, 2019

ABSTRACT

The endobronchial ultrasound is a minimally invasive technique that

simultaneously associates ultrasound and bronchoscopy, to visualize lung

nodule or masses, airway wall, and structures adjacent to the tracheobronchial

tree. Endobronchial ultrasound has been incorporated into clinical practice all

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over the world because of its low risk and high diagnostic yield in neoplastic and

non-neoplastic disease.

Keywords: Mediastinum; Biopsy, fine-needle; Endoscopic ultrasound-guided

fine needle aspiration/methods; Ultrasonography, interventional; Lymph nodes;

Bronchoscopy

RESUMO

A ultrassonografia endobrônquica é uma técnica minimamente invasiva que

associa simultaneamente broncoscopia à ultrassonografia, com a finalidade de

visualizar nódulos ou massas pulmonares, paredes das vias aéreas, e

estruturas ao redor de toda a árvore traqueobrônquica. A ultrassonografia

endobrônquica foi incorporada à prática clínica em todo o mundo devido a seu

baixo risco e elevado rendimento diagnóstico em doenças neoplásicas e não

neoplásicas.

Descritores: Mediastino; Biópsia por agulha fina; Aspiração por agulha fina

guiada por ultrassom endoscópico/métodos; Ultrassonografia de intervenção;

Linfonodos; Broncoscopia

INTRODUCTION

Since it was introduced by Hurter and Hanrath, in 1992, endobronchial

ultrasound (EBUS) has been a useful technique that allows the bronchoscopist

to see beyond the airways, including airway wall, lung and mediastinum.

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Endobronchial ultrasound is performed during bronchoscopy and allowspermits

sample collection for different thoracic disease. There are two types of EBUS:

convex-probe EBUS (CP-EBUS) and radial-probe (RP- EBUS). These

technologies will be discussed in the following topics.

Convex Endobronchial Ultrasound

The currently available CP-EBUS is a dedicated ultrasound equipment, placed

on the tip of a flexible bronchoscope to obtain images of the airways by direct

contact of the probe with the tracheobronchial wall. The equipment has a

working channel, Doppler function and a dedicated needle to perform a safe

transbronchial needle aspiration, with ultrasound images, in real-time. The

procedure is called EBUS-TBNA (endobronchial ultrasound – transbronchial

needle aspiration). All lesions near or in contact with the tracheobronchial tree

can be accessed by EBUS-TBNA. In this way, the most frequent indications for

EBUS-TBNA are diagnosis of mediastinal and hilar lesions of any etiology,

mediastinal staging and restaging of lung cancer, staging of extra-thoracic

cancer.(1)

The needle size varies from 19 to 25 Gauge, for histological and

cytological, respectively. The needles available in Brazil are for cytological

sampling only (21, 22 and 25 Gauge).

Especially for mediastinal staging of lung cancer, EBUS-TBNA requires a

systematic assessment. In this context, in 2009, the International Association

for the Study of Lung Cancer (IASLC)(2) established a mediastinal map, and the

lymph node stations were numbered from 1 to 14. The EBUS-TBNA can assess

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the stations 2, 4, 7, 10, 11 and 12. The assessment of each lymph node station

depends on clinical indication, computed tomography (CT) or positron emission

tomography – CT (PET-CT) findings, and etiology of the tumor. For example,

during mediastinal staging of lung cancer, it is mandatory to start from N3

station (from contralateral or mediastinal hilum), followed by N2 (mediastinal or

ipsilateral subinfracarinal lymph node) and N1 nodes (ipsilateral hilum or lobar)

at the end of exam. As we have a large number of lymph node stations to be

assessedevaluated, it is necessary to choose the suspected lymph node to be

sampled by EBUS-TBNA according to ultrasonographic aspects. Malignant

nodes tend to be round, with well-defined margin, heterogeneous, without

central hilar structure. Furthermore, it is important to add this information to

tomographic or PET-CT analysis. On Figure 1 there is an example of a male

patient with lung cancer (adenocarcinoma) and a chest tomography with a large

lymph node at station 7. The respective PET-CT showed a SUV of 12.6 and

was performed an EBUS -TBNA (Figure 2).

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Figure 1. Chest tomography – lymph node station 7 (arrow)

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Figure 2. Positron emission tomography (SUV 12.6) and endobronchial

ultrasound - transbronchial needle aspiration with real-time lymph node

puncture

Other important factor during EBUS-TBNA is the rapid on-site evaluation

(ROSE) by a pathologist, to assess the representativeness of the sample and

Juliana Reisa Almeida Machado, 06/19/19,
Editor técnico, Ok o nome do Hospital dentro da figura?Sim, de acordo.
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conduct the detailed specific analysis.(3) The remaining material is placed in

formalin for cellblock analysis. Molecular analysis for cancer can be carried out

in EBUS-TBNA samples.(3-5) If non-cancer is suspected during ROSE, the

sample can be sent to microbiological analysis, flow cytometry or polymerase

chain reaction (PCR). The sensitivity of EBUS-TBNA ranges from 84 to 96%.(4-7)

Radial- probe endobronchial ultrasound

Radial-probe endobronchial ultrasound (RP-EBUS) is performed using a 20-

mHz flexible delicate probe (UM-3R, Olympus Medical Systems Corp., Tokyo,

Japan), which is inserted through the working channel of the conventional

bronchoscope towards to the target pulmonary lesion. It allows for a 360o

surroundingview of the view of the parenchyma. It also surroundings , and helps

to identify the correct bronchus that feedsof the lesion, based on echogenicity

differences between the bronchus, lesion and normal parenchymatissue.(5,8) In

this way, the development of RP-EBUS has emerged to improve bronchoscopy

diagnostic sensitivity and accuracy for pulmonary nodules and masses.(8)

Radial-probe endobronchial ultrasound should be performed under

fluoroscopy guidance to help evaluating the target lesion. Cytologic examination

and transbronchial biopsies (brush and peripheral transbronchial needle

aspiration) can be performed during the procedure, and the samples can be

sent for microbiological, cytological and histological analysis, depending on

clinical, radiological and cytological evaluation.(8,9) For instance, Figure 3 shows

an upper left lobe nodule in a 72-year-old female smoker patient. We performed

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a bronchoscopy with radial EBUS and fluoroscopy (Figures 4 and 5). The final

diagnosis was lung adenocarcinoma.

Figure 3. Upper left lobe nodule

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Figure 4. Bronchoscopy with radial endobronchial ultrasound and fluoroscopy

for better visualization and performance of transbronchial biopsy of the

pulmonary nodule in the upper left lung lobe

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Figure 5. Radial endobronchial ultrasound and fluoroscopy - left upper lobe

nodule

Some factors, such as nodule size and capacity to visualize and locate the

probe inside the lesion may affect the diagnostic yield of RP-EBUS. Our

preliminary experience with RP-EBUS in Brazil showed good sensitivity for both

nodules and masses (74.1 and 92%, respectively).(8)

Endobronchial ultrasound – transbronchial needle aspiration and RP-

EBUS are safe procedures with low complication rates. The most common

complication in EBUS-TBNA is damage to equipment during needle

manipulation. Other complications like bleeding and infectious are rare. In RP-

EBUS the complications are pneumothorax and bleeding, ranging from 1 a 4%

and 3 a 5%, respectively, in most series.(9,10)

Table 1 displays the summary of characteristics of RP-EBUS and EBUS-

TBNA.

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Table 1. Summary of characteristics of radial-probe endobronchial ultrasound

and endobronchial ultrasound-transbronchial needle aspiration

Topics RP-EBUS EBUS-TBNA

Characteristic

s

Conventional

bronchoscopy with

flexible probe

No doppler function

Dedicated bronchoscope with EBUS

in the tip

Doppler function

Target Peripheral lung lesions

(nodules and masses)

Mediastinal and hilar lesions

(staging and restaging lung cancer,

other neoplasms, inflammatory and

infectious lesions)

Sensitivity 70 to 92%, depending on

the characteristics of the

lesion

84 to 96%

Associated

techniques

Fluoroscopy, guide

sheath

TBLB, TBNA, BAL

ROSE

TBNA

ROSE

Complications Pneumothorax (1 to 4%)

Bleeding (3 to 5%)

Overall (1.4%)

Perforation by bronchoscope

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working channel

RP: Radial-probe; EBUS: endobronchial ultrasound; TBNA: transbronchial needle

aspiration; TBLB: transbronchial lung biopsy; TBNA: transbronchial needle aspiration;

BAL: bronchoalveolar lavage; ROSE: rapid on-site evaluation; EBU: endobronchial

ultrasound.

CONCLUSION

Radial and convex endobronchial ultrasound is a safe procedure, with low

complication rate and good sensitivity for both nodules and masses.

AUTHORS’ INFORMATION

Costa Jr. AS: http://orcid.org/0000-0003-0912-2330

Palomino AL: http://orcid.org/0000-0002-1152-0066

Suzuki I: http://orcid.org/0000-0002-4660-8738

Scordamaglio PR: http://orcid.org/0000-0001-8971-5333

Gregorio MG: http://orcid.org/0000-0002-2526-4606

Jacomelli M: http://orcid.org/0000-0001-8657-458X

REFERENCES

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MD-4921 TRADUÇÃO PARA PORTUGUÊS – SUZANA GONTIJO

PREPRINT_JULIANA

Ultrassonografia endobrônquica: tecnologia minimamente invasiva para

auxiliar no diagnóstico de doenças torácicas

Endobronchial ultrasound: a minimally invasive technology to assist making

diagnosis of thoracic diseases

Título curto: Ultrassonografia endobrônquica: tecnologia minimamente

invasiva para auxiliar no diagnóstico de doenças torácicas

Altair da Silva Costa Jr.1, Addy Lidvina Mejia Palomino1, Iunis Suzuki1, Paulo

Rogerio Scordamaglio1, Marcelo Gervilla Gregorio1, Marcia Jacomelli1

1 Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP, Brasil.

DOI: 10.31744/einstein_journal/2019MD4921

Como citar este artigo:

Costa Jr. AS, Palomino AL, Suzuki I, Scordamaglio PR, Gregorio MG, Jacomelli

M. Endobronchial ultrasound: a minimally invasive technology to assist making

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diagnosis of thoracic diseases. einstein (São Paulo). 2019;17(3):eMD4921.

http://dx.doi.org/10.31744/einstein_journal/2019MD4921

Autor correspondente:

Marcia Jacomelli - Avenida Albert Einstein 627/701, I4, Prédio A1 - Morumbi –

CEP: 05652-900 - São Paulo, SP, Brasil – Tel.: (55 11) 2151-1233 - E-mail:

[email protected]

Data de submissão:

26/12/2018

Data de aceite:

30/05/2019

ABSTRACT

The endobronchial ultrasound is a minimally invasive technique that

simultaneously associates ultrasound and bronchoscopy, to visualize lung

nodule or masses, airway wall, and structures adjacent to the tracheobronchial

tree. Endobronchial ultrasound has been incorporated into clinical practice all

over the world because of its low risk and high diagnostic yield in neoplastic and

non-neoplastic disease.

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Keywords: Mediastinum; Biopsy, fine-needle; Endoscopic ultrasound-guided

fine needle aspiration/methods; Ultrasonography, interventional; Lymph nodes;

Bronchoscopy

RESUMO

A ultrassonografia endobrônquica é uma técnica minimamente invasiva que

associa simultaneamente broncoscopia à ultrassonografia, com a finalidade de

visualizar nódulos ou massas pulmonares, paredes das vias aéreas, e

estruturas ao redor de toda a árvore traqueobrônquica. A ultrassonografia

endobrônquica foi incorporada à prática clínica em todo o mundo devido a seu

baixo risco e elevado rendimento diagnóstico em doenças neoplásicas e não

neoplásicas.

Descritores: Mediastino; Biópsia por agulha fina; Aspiração por agulha fina

guiada por ultrassom endoscópico/métodos; Ultrassonografia de intervenção;

Linfonodos; Broncoscopia

INTRODUÇÃO

Desde sua introdução por Hurter and Hanrath, em 1992, a ultrassonografia

endobrônquica (EBUS) tem se mostrado uma técnica útil, que permite ao

operador visualizar além das vias aéreas, incluindo a parede das vias, o

pulmão e o mediastino. A ultrassonografia endobrônquica é realizada durante a

broncoscopia e permite a coleta de amostras para diversas doenças torácicas.

Há dois tipos de EBUS: a EBUS com transdutor convexo (CP-EBUS) e com

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transdutor radial (RP-EBUS). Essas tecnologias serão discutidas nos tópicos a

seguir.

Ultrassonografia endobrônquica convexa

A CP-EBUS disponível atualmente usa um equipamento de ultrassonografia

dedicado, colocado na ponta de um broncoscópio flexível para obter imagens

da região das vias aéreas, por contato direto do transdutor com a parede

traqueobrônquica. O equipamento tem um canal de trabalho, função Doppler e

uma agulha dedicada para a realização segura de punção aspirativa

transbrônquica, com imagens de ultrassonografia, em tempo real. O

procedimento é conhecido como EBUS-TBNA (punção aspirativa

transbrônquica guiada por ultrassonografia endobrônquica). Todas as lesões

próximas ou em contato com a árvore traqueobrônquica podem ser acessadas

por EBUS-TBNA. Por isso, as indicações mais frequentes para EBUS-TBNA

são diagnóstico de lesões mediastinais e hilares de qualquer etiologia,

estadiamento mediastinal e restadiamento de câncer de pulmão, e

estadiamento de câncer extra-torácico.(1)

O tamanho da agulha varia entre calibre 19 e 25 G, para análise

histológica e citológica, respectivamente. As agulhas disponíveis no Brasil

servem apenas para coleta de amostras citológicas (calibres 21, 22 e 25 G).

Para o estadiamento mediastinal de câncer de pulmão, em particular, a

EBUS-TBNA precisa incluir uma avaliação sistemática. Nesse contexto, em

2009, a International Association for the Study of Lung Cancer (IASLC)(2)

estabeleceu um mapa mediastinal, e as cadeias de linfonodos foram

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numeradas de 1 a 14. A EBUS-TBNA consegue acessar as cadeias 2, 4, 7, 10,

11 e 12. A avaliação de cada cadeia de linfonodos depende da indicação

clínica, dos resultados da tomografia computadorizada (TC) ou da tomografia

por emissão de pósitrons (PET-CT), e da etiologia do tumor. Por exemplo,

durante o estadiamento mediastinal do câncer de pulmão, é obrigatório

começar pela cadeia N3 (a partir do hilo contralateral ou mediastinal), seguida

de N2 (linfonodo mediastinal ou subinfracarinal ipsilateral) e N1 (hilo ipsilateral

ou lobar) no fim do exame. Como há um grande número de cadeias de

linfonodos para avaliar, é necessário escolher o linfonodo suspeito do qual será

coletada a amostra para EBUS-TBNA, de acordo com aspectos

ultrassonográficos. Linfonodos malignos tendem a ser arredondados, com

margens bem definidas, heterogêneos, com uma estrutura hilar central. Além

disso, é importante acrescentar essas informações à análise por tomografia ou

PET-CT. A Figura 1 mostra o exemplo de um paciente do sexo gênero

masculino, com câncer de pulmão (adenocarcinoma) e uma tomografia de

tórax com um linfonodo aumentado na cadeia 7. O PET-CT correspondente

mostrou SUV de 12,6, e foi realizada uma EBUS-TBNA (Figura 2).

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Figura 1. Tomografia de tórax - cadeia linfonodal 7 (seta)

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Figura 2. Tomografia por emissão de pósitrons (SUV 12.6) e punção aspirativa

transbrônquica guiada por ultrassonografia endobrônquica, com punção de

linfonodos em tempo real

Um outro fator importante durante a EBUS-TBNA é a avaliação rápida

on-site (ROSE) por um patologista, para avaliar a representatividade da

amostra e conduzir uma análise específica mais aprofundada.(3) O material

restante é colocado em formol para análise de blocos de células. É possível

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realizar análise molecular para câncer em amostras de EBUS-TBNA.(3-5) Caso

haja outra suspeita que não seja câncer durante a ROSE, a amostra pode ser

enviada para análise microbiológica, citometria de fluxo ou reação em cadeia

da polimerase (PCR). A sensibilidade da EBUS-TBNA varia de 84 a 96%.(4-7)

Ultrassonografia endobrônquica com transdutor radial

A ultrassonografia endobrônquica com transdutor radial (RP-EBUS) usa um

transdutor delicado e flexível, de 20 mHz (UM-3R, Olympus Medical Systems

Corp., Tóquio, Japão), que é inserido pelo canal de trabalho de um

broncoscópio convencional, em direção à lesão pulmonar a ser investigada. A

técnica permite uma visão de 360o da região, e ajuda a identificar o brônquio

que alimenta da lesão, com base em nas diferenças de ecogenicidade entre

este e o parênquima normal.(5,8) Dessa forma, a RP-EBUS surgiue para

melhorar a sensibilidade e a exatidão diagnóstica da broncoscopia na

investigação de nódulos e massas pulmonares.(8)

A ultrassonografia endobrônquica com transdutor radial deve ser

realizada sob fluoroscopia para auxiliar na avaliação da lesão-alvo. É possível

realizar exame citopatológico e biópsia transbrônquica (escovado e punção

aspirativa transbrônquica) durante o procedimento, e as amostras podem ser

enviadas para análise microbiológica, citológica e histológica, dependendo da

avaliação clínica, radiológica e citológica.(8,9) Por exemplo, a figura 3 mostra um

nódulo no lobo superior esquerdo em uma paciente do sexo gênero feminino,

fumantetabagista, 72 anos. Realizamos uma broncoscopia com EBUS radial e

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fluoroscopia (Figuras 4 e 5). O diagnóstico final foi um adenocarcinoma

pulmonar.

Figura 3. Nódulo no lobo superior esquerdo

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Figura 4. Broncoscopia com ultrassonografia endobrônquica radial e

fluoroscopia para melhor visualização e coleta de biópsia transbrônquica do

nódulo no lobo superior do pulmão esquerdo

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Figura 5. Ultrassonografia endobrônquica radial e fluoroscopia - nódulo no lobo

superior esquerdo

Alguns fatores como tamanho do nódulo, capacidade de visualização e

localização do transdutor dentro da lesão, podem afetar o rendimento

diagnóstico da RP-EBUS. Nossa experiência preliminar com RP-EBUS no

Brasil mostrou boa sensibilidade para nódulos e massas (74,1 e 92%,

respectivamente).(8)

A punção aspirativa transbrônquica guiada por ultrassonografia

endobrônquica e a RP-EBUS são procedimentos seguros, com baixos índices

de complicações. A complicação mais frequente na EBUS-TBNA são danos

aos equipamentos durante a manipulação da agulha. Outras complicações

como sangramento e infecções são raras. Na RP-EBUS, as complicações são

pneumotórax e sangramento, que variam de 1 a 4% e 3 a 5%,

respectivamente, na maioria das casuísticas.(9,10)

A Tabela 1 mostra o resumo de características da RP-EBUS e da EBUS-

TBNA.

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Tabela 1. Resumo de características da ultrassonografia endobrônquica com

transdutor radial e da punção aspirativa transbrônquica guiada por

ultrassonografia endobrônquica

Tópicos RP-EBUS EBUS-TBNA

Características Broncoscopia

convencional com

transdutor flexível

Sem função Doppler

Broncoscópio dedicado com EBUS

na ponta

Função Doppler

Alvo Lesões pulmonares

periféricas

(nódulos e massas)

Lesões mediastinais e hilares

(estadiamento e re-estadiamento de

câncer de pulmão, outras

neoplasias, lesões inflamatórias e

infecciosas)

Sensibilidade 70 a 92%, dependendo

da característica da lesão

84 a 96%

Técnicas

associadas

Fluoroscopia, bainha-

guia

TBLB, TBNA, LBA

ROSE

TBNA

ROSE

Complicações Pneumotórax (1 a 4%) Geral (1,4%)

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Sangramento (3 a 5%)

Perfuração pelo canal de trabalho

do broncoscópio

RP – probe radial; EBUS: ultrassonografia endobrônquica; TBNA: punção aspirativa

transbrônquica; TBLB: biópsia pulmonar transbrônquica; TBNA: punção aspirativa

transbrônquica; LABA: lavagem bronco-alveolar; ROSE: avaliação rápida on-site; EBU:

ultrassonografia endobrônquica.

CONCLUSÃO

A ultrassonografia endobrônquica dos tipos radial e convexa é um

procedimento seguro, com baixas taxas de complicações e boa sensibilidade

para nódulos e massas.

INFORMAÇÃO DOS AUTORES

Costa Jr. AS: http://orcid.org/0000-0003-0912-2330

Palomino AL: http://orcid.org/0000-0002-1152-0066

Suzuki I: http://orcid.org/0000-0002-4660-8738

Scordamaglio PR: http://orcid.org/0000-0001-8971-5333

Gregorio MG: http://orcid.org/0000-0002-2526-4606

Jacomelli M: http://orcid.org/0000-0001-8657-458X

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