雙層探測器光譜CT在肺部病變經皮肺穿刺定位中的應用價值

李雪霞 曾仲剛 黃劍勇 陸火麗 王浩亞

CT引導下經皮肺穿刺活檢術(percutaneous transthoracic needle biopsy,PTNB)是肺內病變病理確診的重要檢查手段,以往文獻對PTNB的穿刺技術、應用價值及并發癥因素分析等方面都做過詳盡的報道[1-2],但對于穿刺術前的參考定位圖像均為單能量CT,而光譜CT在穿刺定位中的應用未見系統性報道。筆者回顧性分析120例行單能量CT和光譜CT引導下PTNB患者臨床資料,通過參考術前CT的能譜參數(有效原子序數),精確顯示肺內病灶的位置及大小、病灶內部情況及病灶與周圍結構的關系,以指導更精確地進針位置、角度及深度,提高穿刺成功率及臨床診斷準確率,以期為光譜CT在PTNB提供理論基礎與技術指導。

資料與方法

一、一般資料

收集東莞市中醫院2021年1月至2023年12月期間,就診于我院發現肺內病變并擬行PTNB的患者120例納入研究,本研究完全遵循赫爾辛基宣言所闡述的倫理原則,并遵守中國的相關法律法規。該研究通過我院倫理委員會審核批準實施(東中醫 倫理(研)PJ【2021】17號),并獲知情同意書。

二、術前準備

術前完善心電圖、出凝血時間、肝腎功能等。入選標準:就診于我院發現肺內病變(≥10mm),擬行肺穿刺活檢的患者。排除標準:(1)造影劑過敏或其他CT掃描及肺穿刺活檢禁忌證;(2)嚴重的急性或慢性并發癥或伴發病;(3)妊娠或育齡婦女1 年內有生育計劃;(4)研究者認為具有其它不適合入組的情況。退出標準:(1)受試者可在任何時間自由退出試驗,其以后的治療及隨訪不會因此受影響,研究者應詢問退出的原因;(2)入組后發現不符合納入標準的受試者;(3)受試者依從性差,發生嚴重不良事件,發生并發癥或特殊生理變化不宜繼續試驗。

三、病例分組及隨機化

本研究采用隨機化、單盲設計。將符合納入標準的 120 例肺內病變患者按1:1隨機分為常規 CT 引導組(n=60)和光譜 CT 引導組(n=60) 。隨機化方法:用 SAS 9.4 統計軟件編程,列出流水號為 01～120 所對應的試驗分組(隨機編碼表)。當受試者確認入組后,由隨機化分配專員根據隨機編碼表通知研究人員患者是分配在常規 CT 引導組或光譜CT引導組。

四、肺穿刺活檢

由具有3年以上肺穿刺活檢經驗的醫師在CT影像指導下進行操作。引導設備為飛利浦IQon Spectral光譜CT以及飛利浦常規64層螺旋CT機,穿刺針采用美國巴德18G半自動活檢槍及配套的同軸套管針。依據病灶的大小、形態、密度、位置及毗鄰確定CT靶掃描的參數及進針路徑。掃描層厚選擇2.5～5mm。穿刺路徑采用避開骨骼、較大血管(>5mm)和支氣管、葉間裂的最短路徑。穿刺體位包括仰臥、俯臥、側臥位。同一名被檢查患者最多穿刺3次,3次內穿刺成功患者總數與各組患者總數的比例即為穿刺成功率。

五、觀察指標

分別記錄兩組病例的穿刺成功率、確診率、并發癥發生率、操作時間等數據。取材滿意度:在患者能耐受的情況下,2組病例均以取材0.1cm×2cm×3(組織條直徑×長度×條數)為最低標本量[3],活檢組織量符合病理診斷需求則為滿意。診斷準確率:穿刺病理結果與最終臨床結果的比較,本組中手術患者以術后病理為準,非手術患者經臨床治療及影像隨訪的結果為準。

六、統計學分析

結 果

一、光譜CT引導組在取材滿意度、診斷準確率、并發癥發生率、操作時間方面優于常規CT引導組(P均<0.05)(見表1,2)。另外肺癌的Eff-Z值低于肺炎,有統計學差異(t=-51.572,P<0.001)(見表3)。

表1 常規CT與光譜CT活檢情況比較[n(%)]

表2 常規CT與光譜CT組總操作時間比較

表3 光譜CT組肺癌與肺炎的Eff-Z比較

討 論

光譜CT與普通CT相比,光譜CT提供的多種定量分析方法是多參數成像為基礎的綜合診斷模式。單能量圖像、能譜曲線、有效原子序數及基物質圖像等成像模式及多重定量參數有助于對肺結節定性診斷、對肺癌進行分期以及精準治療和評估預后[4]。近年來,能譜CT的出現是CT發展史上的一次重大突破,能提供組織器官結構和功能雙重信息,從2006年雙能量CT問世以來,已經發展了10余年。現有雙能量CT成像的實現方式有以下幾種,如序列掃描、雙源雙能、單源管電壓瞬時切換、基于雙層探測器的雙能量成像,在4種成像方式中,基于雙層探測器的雙能量成像方式問世最晚,但頗具特色,公開發表的文章數量增速最快,涉及的內容也非常廣泛,為臨床的推廣應用提供了理論與實踐基礎,基于雙能量CT的諸多特點,也拓寬了臨床應用的范圍。目前的臨床研究結果顯示[5-11],基于雙層探測器的光譜CT(下稱光譜CT)成像應用于各系統疾病的檢查和診斷中,但重點探討雙能量技術在肺部病變穿刺定位中的應用價值則尚未見有報道。

經皮肺穿刺活檢是對肺部病變最有價值的微創檢查方法之一,具有風險小、診斷率高、并發癥少、費用低、安全系數高等特點,得到臨床廣泛應用,對肺部疾病的定性診斷和鑒別診斷起到越來越重要的作用,它可以在創傷小、安全性及陽性率高的前提下對病灶進行取材并結合病理檢查做出準確的定性診斷。該項技術已獲得廣大醫生及患者的認可并在臨床上得到廣泛應用[12-14]。而且事實證明CT引導定位穿刺,較MR、B超等手段可操作性及安全性更高。

本研究所選取病例均順利完成操作并取得標本送病理檢查,因此取材成功率均為100%。但取材滿意度存在差別,普通CT引導組滿意度為83.33%,光譜CT引導組為93.33%,分析其原因:病灶體積較大,其內存在壞死組織,若堵塞支氣管引起阻塞性肺炎/肺不張,常規CT平掃時因其密度分辨率低,使穿刺靶組織與上述病變的分界不能有效區分,取材時穿刺針有部分位于上述組織區時,使取材的效果不佳,從而影響病理診斷,與王朝陽[3]等使用增強CT引導定位的結果相符。

本研究在確診率方面,常規CT引導組確診率約80%,光譜CT引導組確診率約96.7%;常規CT引導組中12例誤診病例均由于病灶體積偏大,合并阻塞性肺炎及肺不張、導致穿刺時沒有很好的取到靶點組織,經治療后復查及最后手術確診為肺癌;而光譜CT引導組誤診2例,此例病人有較嚴重的慢性阻塞性肺疾病,在穿刺過程中出現氣胸,導致肺不張,包裹靶組織而致取材不準確、導致病理結果誤判,最后并發癥消除后行手術切除確診。

CT引導下PTNB的并發癥包括針道出血、咯血、血胸、氣胸等。常規CT引導組與光譜CT引導組之間差異有統計學差異(P=0.037),光譜CT引導組并發癥發生率低于常規CT引導組。究其原因為并發癥的發生與患者的年齡、病灶位置及大小、有無慢阻肺及凝血功能異常等基礎病、進針次數及深度、患者呼吸是否配合等多因素相關[15],本組研究顯示常規CT引導組平均穿刺時間明顯長于光譜CT引導組(P<0.001),操作時間短、減少肺活檢調針次數,避免對臟層胸膜的反復穿刺同時在滿足病理活檢診斷樣本需求的基礎上降低并發癥發生率。

有效原子序數(Eff-Z)是從原子序數引申發展而來的概念,是對無機物精確分析的重要方法,若某元素對X線質量衰減系數與某混合物相似,則該元素原子序數為該混合物的有效原子序數,此原子序數為該混合物內所有物質原子序數的平均值。光譜CT成像根據這一特性來進行物質成分的定性,尤其是那些常規CT平掃密度相似,CT值接近的物質(如圖1-4)。

圖1 CT平掃肺窗,左肺下葉背段占位,支氣管閉塞,病灶分葉,周圍見毛刺 圖2 CT平掃縱隔窗,左肺下葉背段病灶,與胸主動脈及縱隔等組織密度相仿 圖3 IQon-CT平掃能譜重建,左肺下葉病灶中央(白△),Eff-Z值約7.52,病灶邊緣(白←),Eff-Z值約8.09 圖4 穿刺針靶點位于病灶中央Eff-Z值約7.52區域,病理結果為肺腺癌

Eff-Z可直接反映ROI區域內部無機物的有效原子序數,定性分析無機物[16-17]。本研究發現肺癌的Eff-Z低于肺部炎性病變(P<0.05),提示兩者的化學組成成份不同,與黃倩文[18]等研究結果類似,但本研究的肺癌及肺部炎癥的Eff-Z均低于黃倩文等的研究結果,可能原因為:一、兩個研究使用的設備不一致,本研究使用的是飛利浦的雙層探測器IQon-CT,后者使用的是GE單源管電壓瞬時切換CT,兩種設備在成像技術及原理存在差異;二、樣本數不一致,可能導致數據統計上差異較大。

本研究還存在一些不足之處:(1)收集的病例偏少,需進一步擴大病例數量以提高結果統計的準確性;(2)只針對肺癌及肺部炎癥進行研究,缺乏肺部良、惡性腫瘤的對比研究;(3)未能對病灶短徑<10mm的病例進行相關實驗。

本研究通過采用飛利浦最新的雙層探測器光譜CT(IQon Spectral CT)來引導穿刺活檢,由于其獨特的工作原理,可在常規掃描的同時實現能譜數據分析,而不產生任何額外步驟和輻射劑量,初步探討其臨床應用價值,可提高獲取組織標本滿意度、確診率、較低的并發癥發生率,以后針對上述不足之處進行深入研究,不斷完善實驗數據,以提高光譜CT的此方面的應用價值。