CT實時引導下穿刺定位裝置的研制

趙棟凱，戈偉，肖天林

武漢大學人民醫院 腫瘤科，湖北武漢 430060

CT實時引導下穿刺定位裝置的研制

趙棟凱，戈偉，肖天林

武漢大學人民醫院 腫瘤科，湖北武漢 430060

本文介紹了一種CT實時引導下穿刺定位裝置，主要由滑軌支架、三維云臺、穿刺模塊3部分組成，可隨CT床板同步運動，CT掃描驗證時可以固定穿刺針，反復實時驗證監控。此裝置可提高穿刺的精確度，一次性成功率高達95％以上。

CT引導；穿刺；滑軌

當人體內部發生病變時，有時需要用到穿刺對病灶部位進行活檢或治療，這之前要先用CT等掃描裝置在人體的橫剖面上測出病灶的準確位置，并在相應層面的皮膚表面選擇最佳的進針位置、角度和深度[1-3]。

醫務人員對患者進行穿刺時，需要先將患者從CT掃描裝置中移出再根據自己的判斷確定大致的進針位置，然后再行CT掃描加以確認[4-8]。然而，這種傳統的穿刺方法，需要經過醫務人員多次重復進針和CT掃描確認才能找到較為準確的進針點。此外，醫務人員在穿刺過程中，常因一些不確定因素導致手指抖動，造成穿刺角度偏斜或穿刺位置不準確。對患者而言，不但增加了精神和肉體的痛苦、延長了治療或檢查時間，而且降低了穿刺治療或活體組織（包括可疑腫瘤組織）的取樣檢查成功率[9-15]。

筆者研制的穿刺引導裝置與現有技術比較，有以下幾個特點：

（1）采用雙軸數顯電子角度儀，無需找0o豎直線，可以直接讀出兩個方向角度，精度0.02o。

（2）三維云臺可以沿XYZ軸旋轉角度，調節旋鈕都在一起，調節穿刺模塊角度更準確、快捷。

（3）穿刺模塊可以設計不同的孔徑，引導不同型號的穿刺針，可以間隔1 cm平行穿刺10*10根穿刺針，滿足粒子植入、射頻治療等。

（4）可以隨CT床板同步移動的支架，方便穿刺過程中進行CT驗證。

與現有同類產品比較，不僅具有結構簡單、操作方便、成本低等優點，而且能夠準確地幫助醫務人員標定進針點、實時顯示進針角度和深度。

1 CT引導下穿刺原理

CT引導下的穿刺，一般選擇仰臥位或俯臥位，以自制的柵欄狀定位器固定于皮膚表面相應處，行CT增強掃描。選擇最佳的穿刺層面，打開CT自帶激光燈，以激光線和柵欄狀定位器相交點為穿刺點，用記號筆標記。穿刺原理如圖1所示。

圖1 穿刺原理圖

如圖1所示，測量皮膚表面穿刺點與腫塊中心距離d及角度θ。有時為了避開肋骨、神經、大血管、重要臟器，可傾斜CT機架。記錄CT機架角α，CT穿刺層面針道和Z軸的角度θ，進針深度d。在穿刺過程中，還需要反復行CT驗證[8]。

實用的穿刺架需具備以下4種結構：①可以隨CT床板同步移動的支架，方便穿刺過程中CT驗證；②可以在X、Y、Z軸靈活移動三維懸臂，方便穿刺針尖移動到穿刺點；③可以沿XYZ軸靈活旋轉的三維云臺，調整三維云臺使穿刺針達到豎直狀態，然后調節穿刺針的角度α、θ；④可以方便顯示穿刺針角度的角度儀。

2 工作原理

本裝置是一種CT實時引導下穿刺定位裝置，主要由滑軌支架、三維云臺、穿刺模塊3部分組成。滑軌支架通過固定夾與CT床板連接固定，支架底座上裝有一個可縱向滑移的升降滑軌，升降滑軌裝有可升降調節的橫向滑軌，升降滑軌通過底端的滑塊座安裝在滑軌座上。在橫向滑軌上安裝有可橫向滑移的三維云臺，云臺尾端滑塊與橫向滑軌連接，構成萬向調節架可橫向調節的滑移結構。云臺調節架的外端有一個穿刺模塊，穿刺模塊上有一個雙軸數顯角度儀。使用時，可通過整體的相互配合滑移調節，讓穿刺模塊與病人掃描時的穿刺部位校準對位，調整好穿刺模塊角度，再將穿刺針頭由穿刺模塊上的對應針孔直接穿刺到病人的病灶部位。本裝置的結構如圖2所示。

圖2 本裝置說明圖

具體實施方式為固定在CT床板上的滑軌座上裝有一個可縱向滑移的升降滑軌，升降滑軌裝有可升降調節的橫向滑軌，在橫向滑軌上安裝有可橫向滑移的三維云臺，該萬向調節架的外端有一個穿刺模塊。滑軌座通過固定夾與CT床板連接固定，升降滑軌通過底端的滑塊座安裝在滑軌座上。三維云臺尾端采用滑塊與橫向滑軌連接，構成三維云臺可橫向調節的滑移結構。

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所述穿刺模塊采用硬質塑料制作，塊體上分布多個不同孔徑的針孔。穿刺模塊具有一定的厚度，以便于針頭能更好的定位，使用時可在穿刺模塊上放置校準水平狀態和穿刺針角度的裝置，能更好的滿足手術要求。同時，可通過滑軌座讓整體固定在CT床板的側邊或尾部使用，具體可根據實際需要而定本。裝置可隨CT床板同步移動，可以在CT驗證時固定穿刺針，手術操作更為簡便。

3 臨床應用

3.1 診斷穿刺

肺部包塊隨著呼吸不停的移動，實際常規穿刺時角度基于操作有的判斷。反復調整進針方向，平均穿刺次數高達6次以上，易造成氣胸，甚至大出血，對病人造成二次傷害。縱隔腫塊周圍都是大血管、神經，常規穿刺難度大、危險系數高。使用本裝置的穿刺CT圖如圖3所示。

圖3 CT實時引導下穿刺定位裝置穿刺效果圖

如圖3（a）所示，肺部靠近肺門處直徑1 cm的包塊里面可能埋伏有動靜脈血管，這樣從外向內穿刺，穿刺時角度、深度稍有偏差就可能誤傷肺門血管。如圖3（b）所示，縱隔包塊靠近左側鎖骨下動脈，穿刺時要精確選擇角度避開動脈血管。

使用本定位穿刺架后，調整好角度，對準穿刺點，按照預定深度進針，可將一次穿刺成功率提高到95％以上。

3.2 微創治療

3.2.1 粒子植入

比穿刺更復雜的是粒子植入，穿刺只要求穿中包塊，粒子植入要求粒子均勻分布在包塊內。粒子植入操作，如圖4所示。

圖4 粒子植入圖

3.2.2 射頻治療

肝臟、肺部的射頻治療，如圖5所示。

圖5 肝臟的射頻治療過程CT圖

3.3 臨床對比數據

對20名疑似肺癌患者分兩組進行CT引導下經皮肺穿刺活檢，每組10人。一組采用CT引導常規穿刺（常規法），一組采用本文中設計的穿刺定位裝置輔助穿刺（輔助法）。

表1 兩種方法記錄穿刺時間、穿刺次數、穿刺針的穿刺角度與設定穿刺角度的偏差值的比較

4 討論

本實用新型通過上述技術方案，采用了可上下和橫向滑移，可調節各種角度的總體結構，并在整體結構中設置了一個穿刺模塊，安裝使用時，讓整體裝置在CT掃描下，調節上下和左右的角度，讓穿刺模塊上的對應針孔對準病人的病灶部位，直接插入針頭進行穿刺，提高了穿刺的精確度和成功率。整體結構可以隨CT床板同步運動，迅速調整角度，并顯示各種角度的水平狀態，CT驗證時固定穿刺針實現實時監控。

綜上所訴，本實用新型CT定位穿刺引導裝置可以有效地解決現在醫院使用CT為病人實施穿刺手術時存在的諸多問題，建議在臨床上推廣使用。

[1]肖天林,趙棟凱．CT實時引導下穿刺定位裝置[P]．中國：ZL2014 20105866．4．

[2]黃冰,過建國,嚴敏,等．CT定位穿刺引導器臨床應用的效果[J]．中華麻醉學雜志,2012,32：1094-1095．

[3]付霜,曲丕盛,方軍,等．新型半導體激光定位儀輔助CT引導下穿刺效果觀察[J]．實用醫學雜志,2011,27（1）：56-58．

[4]胡述國,陳芬,陳梓芹,等．CT定位儀的制作及其臨床應用[J]．中國農村醫學雜志,2009,7（1）：26-28．

[5]張磊,周衍慧,王樂峰,等．CT導引經皮胸部穿刺活檢73例分析[J]．臨床肺科雜志,2010,15（9）：1342．

[6]王強,孫元芬．自制“神經定位儀”在動物實驗中的應用[J]．中國醫療器械信息,2007,13（1）：42-43．

[7]趙傳軍,王烈偉．CT引導下選擇性穿刺圓孔射頻熱凝術在上頜神經痛治療中的應用[J]．中國醫療設備,2014,29（9）：116-117．

Research and Development of a CT-Guided Puncture Positioning Device

ZHAO Dong-kai, GE Wei, XIAO Tian-lin
Departm ent o f Radio logy, Renm in Hospital of Wuhan University, Wuhan Hubei 430060, China

In this paper, a CT（Computerized Tomography）-guided puncture positioning device was introduced, which could move synchronously w ith the CT plate. During scan validation, it could be used to fix the puncture needle and to repeatedly verify the real-time monitoring. With its one-time success rate being increased to more than 95％, the device had proven its highly improved accuracy in puncture. Key words：computerized-tomography-guided；puncture；sliding track

R197.39

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.008

1674-1633（2015）11-0026-03

2015-03-10

2015-04-15

戈偉，碩士生導師。

通訊作者郵箱：gewei514@126．com