智能導航輔助CT引導下肺部結節活檢的臨床應用

(福建醫科大學附屬第二醫院，福建 泉州 362000 1 影像科； 2 呼吸科)

隨著肺部CT檢查的增多，肺部結節的檢出率明顯增高，CT引導下經皮肺穿刺術是一種簡單、方便、損傷小的定性診斷方法[1]。CT引導不能實時監控，穿刺精度欠佳，同時有電離輻射，使其發展和應用受到了一定的影響，國內外學者嘗試了各種引導方式，如CT三維數字化導航[2]、電磁導航[3-4]、 激光導航[5]、三維超聲導航[6]等，但都有其不足。本研究使用了新型智能導航系統MAXIO進行肺結節經皮穿刺活檢術，研究該導航系統引導穿刺的安全性及其可行性，并評價其穿刺的精度。現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

我院2015年12月—2016年12月擬接受肺結節經皮穿刺活檢術的病人120例，其中智能導航輔助CT引導組(研究組)55例，男39例，女16例；年齡平均(60.7±13.1)歲；55個結節，結節大小平均為(2.0±0.6)cm；病灶中心距胸膜平均(3.2±1.4)cm。常規CT引導組(對照組)65例，男45例，女20例；年齡平均為(58.6±11.0)歲；共65個結節，結節大小(2.1±0.6)cm，病灶中心距離胸膜(3.5±1.1)cm。兩組病人年齡、性別、結節大小以及病灶中心與胸膜的距離差異均無統計學意義(P>0.05)。病人術前血小板計數、出凝血時間和凝血酶原時間均在正常范圍內。所有病人術前均行胸部CT增強掃描。

1.2 儀器與設備

新型智能導航系統MAXIO(Perfint Healthcare Pvt.Ltd，USA)是一個將CT掃描圖像經智能導航系統處理設計后引導穿刺并由術者操控的立體定位機械輔助設備。此導航設備包括一個集成式計劃工作站、帶有持針器的機械導引臂、控制面板、連接器面板及底部對接裝置。集成式計劃工作站由平面顯示器及觸控板組成，主要顯示接收到的CT掃描獲得的DICOM格式圖像，并完成三維重建，術者在此工作站制定操作計劃及穿刺路徑，系統會計算出進針角度、深度及機械導引臂到達的位置。控制面板完成MAXIO的固定對接、控制機械導引臂的移動以及持針器的閉合與釋放。

掃描設備為GE公司Optima CT520 16排CT機。活檢采用17G同軸針(GALLINI S.R.L，Italy)及18G半自動活檢槍(GALLINI S.R.L，Italy)。

1.3 活檢方法

1.3.1對照組穿刺方法 病人取仰臥位、俯臥位或側臥位，選取最佳穿刺部位及進針方向，根據CT機激光定位及定位柵欄確定穿刺點，于穿刺點徒手進針，穿刺過程中進行CT掃描觀察同軸針的方向及針尖位置，同軸針到達病灶內，拔出針芯，接半自動活檢槍取材。術后再次掃描觀察有無并發癥。穿刺點消毒，創可貼或無菌紗布保護創面。組織標本用體積分數0.10甲醛固定，送病理檢查。病人平臥休息4～6 h，止血、止咳預防性用藥，以減少術后并發癥的發生。

1.3.2研究組穿刺方法 病人均行CT掃描，層厚3 mm，層間距1 mm，X軸及Y軸均設定為0。初次掃描后將圖像以DICOM格式傳輸至MAXIO工作站，術者根據病灶情況選取最佳的穿刺進針點和靶點，輸入同軸針的長度。工作站可用2D和3D形式顯示模擬的穿刺路徑(圖1A)，計算出進針角度及深度，以及CT機床所需移動的位置。將CT機床移動至設定的位置，按下定位鍵，MAXIO機械臂能自動到達設定的位置。將導針夾固定于機械臂的終端持針器上，持穿刺針穿過導針夾中間的孔道，后推送穿刺針直至針柄緊貼導針夾，完成穿刺(圖1B)。釋放持針器回撤機械臂至原來位置，重復CT掃描核實穿刺針位置。若針尖偏離目前，則根據經驗手動調整，直至穿刺成功。術后將計劃穿刺路徑與穿刺后圖像進行融合觀察精度偏差(圖1C)。

1.4 觀察指標

比較兩組穿刺時間(第一次掃描開始至穿刺成功結束所用的時間)、精度偏差(一次穿刺后針尖距離目標靶心的距離)、穿刺次數(每個結節穿刺成功所用的穿刺次數)、掃描次數(每次結節穿刺過程中的掃描次數)、劑量長度乘積(DLP，每個結節穿刺成功后所接受的電離輻射劑量)、并發癥(有無氣胸、出血等)。

2 結 果

120例病人均成功完成肺結節經皮穿刺活檢術。研究組穿刺次數、掃描次數、穿刺時間、精度偏差、DLP均低于或短于對照組，差異有統計學意義(t=4.5～16.7，P<0.01)。研究組5例出現了氣胸，2例經胸腔閉式引流后痊愈，3例經抽氣后痊愈；4例出現痰中帶血，經保守治療后痊愈。對照組6例出現氣胸，3例經胸腔閉式引流后痊愈，3例經抽氣后痊愈；4例出現痰中帶血，經保守治療后痊愈；1例出現血胸經止血等治療后恢復。兩組并發癥發生率比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

3 討 論

隨著介入影像學的發展，經皮穿刺肺活檢已成為明確肺部病變性質的重要手段。1976年首次報道了CT導引下經皮肺穿刺活檢術，比其他導向(如超聲、X線透視)更具有方便準確的優點[7]。CT能清晰顯示病變的大小、位置以及與周圍結構的關系，已成為肺部病灶穿刺活檢的主要引導方式，但操作過程無法實時監控，進針有一定的盲目性，對于部分病人需多次掃描并調整穿刺針的位置，既增加了并發癥發生的概率，又增加了病人的輻射劑量[8]。雖然有些學者采用透視CT下進行肺結節穿刺活檢術，但是病人照射的劑量并沒有明顯減少[9]。本研究對照組中直徑小、位置深的結節，穿刺的次數明顯增多。

表1 兩組相關指標比較

A：計劃穿刺路徑；B：穿刺后圖像；C：穿刺前后融合圖像。

智能輔助導航系統的主要優勢在于精確制導，在三維空間制定操作方案，由機器人實現對穿刺角度及深度的控制，彌補三維空間意識的不足以及切換至二維CT圖像所致的手眼不一致，避免了常規導航相當大程度依賴于操作人員所致的誤差[10]。當一個病灶在最大橫斷面無法設計最佳穿刺路徑時，可通過選擇上、下肋骨間隙進行進針，有效避開骨骼、血管、心臟等重要組織器官。目前已有學者相繼開展智能導航輔助CT引導下肝臟射頻消融術[7,10]、肺惡性腫瘤放射性粒子植入術[11]、椎間關節穿刺術[12]等。本研究中，研究組穿刺時間、精度偏差、穿刺次數、掃描次數以及DLP等方面均明顯優于對照組，與國內外其他學者的研究結果相一致[8,10-13]。智能輔助導航能夠提高穿刺精度，一方面減少穿刺次數，進一步縮短穿刺時間，另一方面減少掃描次數，DLP減低，病人接受輻射劑量減低。理論上穿刺時間減少以及穿刺次數減少，并發癥應該減低，但本研究中發現兩組無統計學意義，可能與活檢并發癥少、術者操作MAXIO熟練程度以及術者肺活檢的熟練程度有關。

雖然智能導航輔助系統能精準引導，但是在本研究組中有3例肺結節通過5次調整穿刺針才獲取滿意標本，可能與病人的固定以及術前呼吸訓練有關，故不能完全依賴于導航輔助系統。本研究使用的MAXIO不足之處在于，導航系統需固定在CT機床的一側，影響術者的操作空間；其次MAXIO機器臂的穿刺角度不能大于60°，病人穿刺前需調整好體位，此可能影響病人舒適感；再次對于多發病灶，部分病灶可能會超出將MAXIO機器臂到達范圍，需要MAXIO移到對側，影響操作進程。本研究觀察的例數較少，同時MAXIO僅用于肺結節穿刺活檢術，尚需將MAXIO運用于多器官惡性腫瘤的放射性粒子植入、射頻消融等其他方面，以便更全面地評價MAXIO的應用價值。

總之，應用智能輔助系統能夠減少CT引導下經皮肺穿刺活檢術的穿刺次數、減少掃描次數、縮短穿刺時間、提高穿刺的準確性、減低病人接受輻射的劑量，操作簡便，值得推廣。

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