CT三維立體全身穿刺定位裝置的研發(fā)及臨床應(yīng)用研究*

李 杰 王先國 雷 鳴 李 宇 張山燕 周 遠(yuǎn)

CT三維立體全身穿刺定位裝置的研發(fā)及臨床應(yīng)用研究*

李 杰①*王先國①雷 鳴①李 宇①張山燕①周 遠(yuǎn)①

目的：探討CT三維立體全身穿刺定位裝置的研發(fā)以及用于經(jīng)皮肺穿刺的臨床意義。方法：構(gòu)思CT三維立體全身穿刺定位裝置，將88例經(jīng)皮肺穿刺患者隨機(jī)分為觀察組和對照組，每組44例。觀察組應(yīng)用研制的CT三維立體全身穿刺定位裝置引導(dǎo)穿刺，對照組采用傳統(tǒng)的CT引導(dǎo)徒手穿刺，兩組由同一位經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師操作。穿刺后留針CT掃描，觀察穿刺一次命中率、穿刺時間、確診后的陽性率對照、氣胸和肺組織出血情況以及CT重復(fù)掃描次數(shù)情況，并進(jìn)行對比分析。結(jié)果：觀察組穿刺一次成功率為100%，平均穿刺時間為5.5 min，確診后的陽性率為97.7%，氣胸發(fā)生率為15.9%，肺組織出血發(fā)生率為36.4%，平均CT掃描3.0次。對照組穿刺一次成功率為52.3%，平均穿刺時間為11.3 min，確診后陽性率為68.2%，氣胸發(fā)生率為35%，出血發(fā)生率為52%，平均CT掃描5.0次。結(jié)論：CT三維立體全身穿刺定位裝置設(shè)計新穎，操作簡單，精確度高，應(yīng)用于臨床可提高穿刺成功率，縮短穿刺時間，減少CT掃描次數(shù)和并發(fā)癥的發(fā)生，值得推廣。

三維；立體；全身；CT引導(dǎo)；穿刺定位裝置；研制；臨床應(yīng)用

DOI∶ 10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.08.010

[First-author’s address] The Second Ward Chemotherapy, Shandong Taian Tumour Hospital, Taian 271000, China.

隨著CT設(shè)備在醫(yī)院診療中的普及應(yīng)用，CT引導(dǎo)下的定位穿刺診斷和治療越來越多，由于CT具有分辨力高等優(yōu)勢，其介入活檢和治療已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于臨床[1]。影像檢查發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)腫塊需明確病理診斷時常需要行CT引導(dǎo)下的穿刺活檢，以往徒手操作較多，通常按照CT掃描給出的冠狀面角度進(jìn)行穿刺[2]。當(dāng)有肋骨或肩胛骨遮擋或需避開血管時，穿刺點(diǎn)確定后往往在冠狀面和矢狀面均存在因角度問題而給徒手穿刺帶來的難度。目前，國內(nèi)外同行發(fā)明研制了多種引導(dǎo)裝置，即先進(jìn)的Pinpoint激光導(dǎo)向框架式引導(dǎo)裝置和穿刺引導(dǎo)架。Pinpoint激光導(dǎo)向框架式引導(dǎo)裝置價格昂貴，要求的CT設(shè)備配置高，在國內(nèi)基層醫(yī)院很難推廣，而國內(nèi)報道的穿刺架多為二維技術(shù)，只能在人體的冠狀面上標(biāo)注進(jìn)針角度和進(jìn)針深度，應(yīng)用受到局限。為此，本研究研發(fā)出CT三維立體全身穿刺定位裝置，已獲得國家專利，并對其臨床應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2011年1月至2014年3月在泰安市腫瘤防治院住院的88例患者，將其隨機(jī)分為觀察組和對照組，每組44例。觀察組中男性29例，女性15例；年齡43～69歲，平均年齡54歲，＜45歲10例，≥45歲34例；腫瘤直徑為1.9～5.0 cm，平均直徑為3.1 cm。對照組中男性27例，女性17例；年齡41～70歲，平均年齡53歲，＜45歲9例，≥45歲35例；腫瘤直徑為2.0～4.0 cm，平均直徑為3.2 cm。所有患者均CT發(fā)現(xiàn)肺部占位病變，痰脫落細(xì)胞檢查和支氣管鏡檢查不能明確病理需行經(jīng)皮肺穿刺明確診斷。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡＜75歲；KPS≥60分、ECGO＞3分；需要明確病理的肺部占位性病變；有可測量病灶，病灶直徑≥1.0 cm。

(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)重的慢性病患者；心肺功能差的患者；凝血障礙的患者。

1.3 設(shè)備研制方法

CT三維立體全身穿刺定位裝置包括支撐架、水平定位架、豎向定位架、指針和穿刺引導(dǎo)套管，其中水平定位架呈圓弧形，在水平定位架圓弧頂點(diǎn)的外側(cè)設(shè)置有萬向球頭，在水平定位架的圓弧形內(nèi)側(cè)中部固定連接有連接桿，連接桿的另一端設(shè)置有穿刺引導(dǎo)套管和豎向定位架，所述的穿刺引導(dǎo)套管下端與橫板的前端鉸接連接，其上端設(shè)置有可拆卸連接的指針，穿刺引導(dǎo)套管與連接板的連接處設(shè)置有緊固螺釘(如圖1所示)。

圖1 穿刺架設(shè)計平面圖

CT三維立體全身穿刺定位裝置的支撐架由底座和豎向設(shè)置的立桿1組成，立桿1為可伸縮式結(jié)構(gòu)，水平定位架2呈圓弧形，在水平定位架2圓弧的外側(cè)設(shè)置有萬向球頭，萬向球頭通過連接套與立桿1連接，即連接套一端與萬向球頭連接，另一端套在立桿1外側(cè)并設(shè)置有緊固螺釘進(jìn)行連接，連接套可沿立桿1上下滑動以便于調(diào)節(jié)高度，從而調(diào)節(jié)水平定位架2等零部件的高度。水平定位架2弧形上刻有從中心點(diǎn)開始向兩端的0～60o刻度線，在水平定位架2的圓弧形內(nèi)側(cè)中部固定連接有連接桿6，連接桿6與水平定位架2在同一平面上，連接桿6的長度為水平定位架2弧形的半徑，6的另一端設(shè)置有穿刺引導(dǎo)套管5和豎向定位架，豎向定位架由橫板3和彎板4組成，橫板3的前端與連接桿6鉸接連接，其后端搭靠在水平定位架2上，彎板4呈1/4圓弧形，彎板4一端與橫板3的后端固定連接；另一端翹起，彎板4上刻有角度線，通常刻0～90o的角度線，角度線自彎板與橫板的連接處起始，其圓心為連接桿6的始端。彎板4與橫板3形成的平面與水平定位架2呈垂直；所述的穿刺引導(dǎo)套管5下端與橫板3的前端鉸接連接，其上端設(shè)置有可拆卸連接的指針，指針搭靠在彎板4上，穿刺引導(dǎo)套管5與連接板的連接處設(shè)置有緊固螺釘。本實(shí)施例中，水平定位架2為半圓形，在水平定位架2上刻有角度線，并且是由中心點(diǎn)開始分別向兩端刻有0～60o的角度線，其圓心為連接桿6的始端，這樣可以方便醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行測量和操作。在穿刺引導(dǎo)套管5上刻有尺寸線，方便醫(yī)護(hù)人員觀察進(jìn)針深度。在水平定位架2的兩端均設(shè)置有水平儀，一個縱向設(shè)置，一個橫向設(shè)置，方便觀察水平定位架2是否保持水平，確保設(shè)備的水平度，若遇到地面或設(shè)備不能達(dá)到水平時，可通過萬向球頭進(jìn)行調(diào)整(如圖2所示)。

圖2 縱軸矢狀面水平定位架示圖

1.4 手術(shù)方法

(1)觀察組手術(shù)方法。穿刺前行CT掃描，掃描前指導(dǎo)患者呼吸深度保持一致，吸氣相末掃描。CT屏幕上選取穿刺點(diǎn)，一般選擇肋間隙進(jìn)針，避開縱膈、血管、心臟及膈頂。測出冠狀面和矢狀面的成角及進(jìn)針深度。常規(guī)消毒鋪巾安裝消毒過的穿刺架，根據(jù)穿刺針的粗細(xì)選擇合適的套管，將穿刺套管末端對準(zhǔn)穿刺點(diǎn)，在穿刺架上移動豎向定位架對準(zhǔn)矢狀面的角度(頭腳側(cè))，撥動與穿刺套管連接的指針對準(zhǔn)冠狀面(前后側(cè))的角度，旋緊穿刺套管固定螺絲；局麻成功后囑患者按照之前的訓(xùn)練吸氣屏住呼吸，沿穿刺套管進(jìn)針穿刺，進(jìn)針迅速，到達(dá)刻度后移走穿刺架，行CT掃描證實(shí)穿刺成功后進(jìn)行針吸或者穿刺槍切削活檢。

(2)對照組手術(shù)方法。采用常規(guī)的徒手穿刺方法，準(zhǔn)備方法與觀察組相同，穿刺時不使用穿刺架，按照CT給出的角度和深度目測穿刺。穿刺后例行CT掃描驗(yàn)證是否成功。不成功則需調(diào)整角度重復(fù)穿刺，成功后進(jìn)行相應(yīng)的針吸或穿刺槍切削活檢。

1.5 觀察指標(biāo)

(1)一次穿刺成功率。CT穿刺后掃描驗(yàn)證，針尖在瘤體內(nèi)即為成功。

(2)平均穿刺時間。術(shù)前準(zhǔn)備時間不計，消毒開始至驗(yàn)證掃描穿刺成功取得病理標(biāo)本后時間。

(3)病理準(zhǔn)確率。肺部占位穿刺結(jié)果與臨床最后確診結(jié)果對比。

(4)氣胸發(fā)生率。術(shù)后1 h胸透觀察是否有氣胸發(fā)生，根據(jù)壓縮比例決定是否處理。

(5)出血發(fā)生率。術(shù)后CT掃描證實(shí)，毛玻璃樣、云絮狀、致密滲出樣出血，代表不同程度的出血。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19.0分析軟件對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x-±s)表示，平均穿刺時間及CT掃描層數(shù)采用秩和檢驗(yàn)。組間比較采用t檢驗(yàn)，計數(shù)資料采用x2檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組穿刺成功率、氣胸、出血及病理準(zhǔn)確率的比較

觀察組患者一次穿刺成功率為100%，病理準(zhǔn)確率為97.7%；其中氣胸7例，發(fā)生率為15.9%；出血6例，發(fā)生率為36.4%。對照組患者一次穿刺成功率為52.3%；病理準(zhǔn)確率為68.2%；其中氣胸15例，發(fā)生率為34.1%；出血23例，發(fā)生率為52.3%，兩組各項(xiàng)指標(biāo)相比其差異有統(tǒng)計學(xué)意義(x2=27.58，x2=3.879，x2=14.864，x2=13.582；P＜0.05)，見表1。

表1 兩組患者穿刺成功率、氣胸、出血及病理準(zhǔn)確率比較[例(%)]

兩組患者氣胸壓迫＜40%，不予處理，壓迫＞40%給予胸腔穿刺閉式引流，抗生素應(yīng)用。出血患者給予常規(guī)止血藥物觀察。兩組均無重大并發(fā)癥發(fā)生。

2.2 兩組平均穿刺時間及掃描層數(shù)的比較

觀察組患者平均穿刺時間為5.5 min(術(shù)前準(zhǔn)備不計，消毒開始算起)；平均CT掃描3.0次18層。對照組患者平均穿刺時間為11.3 min；平均CT掃描5.0次30層，兩組平均穿刺時間及掃描層數(shù)相比其差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=5.13，t=7.89，P＜0.05)，見表2。

表2 兩組患者平均穿刺時間及掃描層數(shù)的比較(x-±s)

患者左肺占位病灶周邊穿刺即存在冠狀面角度也存在矢狀面角度，故未顯示針身和針尾(如圖3所示)。

圖3 左肺占位病灶周邊穿刺CT圖

患者右肺占位穿刺只有冠狀面角度(如圖4所示)。

圖4 右肺占位穿刺CT圖

患者左肺占位穿刺，穿刺槍取病理(如圖5所示)。

圖5 左肺占位穿刺CT圖

患者右肺巨大占位針吸細(xì)胞學(xué)檢查如圖6所示。

圖6 右肺巨大占位穿刺CT圖

患者左肺占位胸前穿刺存在矢狀面角度如圖7所示。

圖7 左肺占位胸前穿刺CT圖

患者右肺占位背后穿刺如圖8所示。

圖8 右肺占位背后穿刺CT圖

3 討論

3.1 CT引導(dǎo)經(jīng)皮穿刺發(fā)展?fàn)顩r

CT分辨力高，可重復(fù)掃描，定位準(zhǔn)確，價格適中，顯示胸腔臟器清楚，在三維重建后還可在屏幕上多方位模擬穿刺進(jìn)針角度和深度，增加一次穿刺成功率，有效避免重要臟器的損傷，已被廣泛應(yīng)用于全身各部位穿刺活檢或介入性治療時的導(dǎo)向[3]。傳統(tǒng)的徒手穿刺是在CT掃描后，在屏幕勾勒出進(jìn)針路線和深度，穿刺者徒手目測進(jìn)行穿刺，要求穿刺者有豐富的經(jīng)驗(yàn)，穿刺進(jìn)針后要撤離機(jī)房，CT掃描驗(yàn)證，不成功需調(diào)整進(jìn)針角度和深度后再次操作，需多次往返機(jī)房，多次掃描，雖然經(jīng)過技術(shù)改良，但至少需要兩步進(jìn)針[4-5]。重復(fù)操作多針道穿刺造成損傷加重，操作時間長則會增加感染機(jī)會，誤差較大時甚至造成誤傷臟器出現(xiàn)危險。Pinpoint系統(tǒng)應(yīng)用于CT引導(dǎo)下的穿刺活檢或治療定位精確、操作穩(wěn)定是CT介入治療的一大進(jìn)步。但設(shè)備昂貴，技術(shù)操作要求高，且對CT設(shè)備要求高，基層醫(yī)院難以普及[6-7]。簡易充氣式CT介入外固定輔助器避免了術(shù)者直接接觸X射線的危險，但穿刺的角度不能顯示，器械本身有礙穿刺的實(shí)施[8]。以上兩種技術(shù)的不足包括：①Pinpoint系統(tǒng)的機(jī)械臂不能隨患者進(jìn)入掃描區(qū)，激光引導(dǎo)和外固定輔助器引導(dǎo)均無法在進(jìn)針前確認(rèn)穿刺針的位置和方向；②有時為了選擇肋間隙進(jìn)針和避開肩胛骨、膈肌、縱膈等影響穿刺針道的臟器，不得不選擇在冠狀面有角度的同時，矢狀面也會有角度。然而，目前許多CT設(shè)備掃描是在冠狀面進(jìn)行然后三維重建，不可能進(jìn)行斜行層面的掃描和激光燈定位，導(dǎo)致給以上設(shè)備帶來引導(dǎo)的難題。

3.2 肺穿刺和氣胸出血的關(guān)系

肺穿刺并發(fā)癥中氣胸較多，其報道各不相同，發(fā)生率為10%～40%[9-10]。病灶越是遠(yuǎn)離胸壁，氣胸發(fā)生率則越高[9-11]。穿刺針的粗細(xì)直接影響著氣胸的發(fā)生率，有報道統(tǒng)計，采用18 G和19 G穿刺針穿刺，其氣胸發(fā)生率分別為38%和23%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義[12-13]。肺穿刺后產(chǎn)生氣胸有3種漏氣途徑：①經(jīng)皮至胸膜腔；②經(jīng)損傷的肺實(shí)質(zhì)和臟層胸膜進(jìn)入胸膜腔；③兩種途徑同時發(fā)生的結(jié)果。

胸壁有很好的回縮性，拔針后迅速回縮封閉創(chuàng)口；穿刺中胸壁組織會產(chǎn)生出血、組織液的滲出也會封閉傷口。因此，肺穿刺時經(jīng)胸壁進(jìn)入的氣體很少甚至可以不計。穿刺對臟層胸膜和肺實(shí)質(zhì)的損傷造成氣體進(jìn)入胸膜腔是氣胸發(fā)生的主要原因。尤其是慢性肺病的患者由于長期的炎癥等慢性病變造成胸膜質(zhì)量的下降，彈性降低，如肺氣腫、肺大泡及肺纖維化等患者肺穿刺后更容易發(fā)生氣胸[6]。肺主要是由血管和氣管組成，每支支氣管和肺泡避均有血管伴行，肺穿刺無法避免肺血管的損傷，其肺出血的發(fā)生率約為29%[7]。因此，提高一次穿刺成功率，避免多次重復(fù)穿刺是預(yù)防氣胸和出血發(fā)生的主要手段。

3.3 穿刺定位裝置的技術(shù)特點(diǎn)

穿刺定位裝置特點(diǎn)為：①引導(dǎo)裝置獨(dú)立，不依賴于CT床，移動方便，不影響CT掃描；②可拆卸利于消毒處理；③備有多內(nèi)徑的穿刺套管，方便多種穿刺針和微波天線等穿刺工具的應(yīng)用；④在人體的冠狀面、矢狀面及進(jìn)針深度三維空間隨意精確調(diào)整，可從人體的左右前后任何位置進(jìn)行操作。裝置固定穩(wěn)固、操作簡單放心、穿刺精準(zhǔn)。由于提高了一次穿刺的成功率，避免多次進(jìn)針對胸壁、胸膜及肺組織的重復(fù)損傷，故可減少氣胸、出血及感染等并發(fā)癥的發(fā)生。避免重要臟器的損傷，減少重大并發(fā)癥的發(fā)生，增加安全性，同時可避免醫(yī)療糾紛的發(fā)生。

4 結(jié)語

CT三維立體全身穿刺定位裝置設(shè)計新穎，操作簡單，精確度高，應(yīng)用于臨床提高穿刺成功率，縮短穿刺時間，減少CT掃描次數(shù)及并發(fā)癥的發(fā)生。同時，投資低廉，要求CT設(shè)備配置不高，值得在臨床中應(yīng)用推廣。

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The Research and development of puncture locating device of three-dimensional concept of whole body guided by CT and the research of lung puncture in clinical application

LI Jie, WANG Xian-guo, LEI Ming, et al
China Medical Equipment,2015,12(8)∶29-33.

Objective∶ To investigate the development of needle positioning device of threedimensional body was guided in the CT and applied in lung puncture of the clinical research. Methods∶ To develop a device of three-dimensional concept of body which used puncture location under the precise guided by CT. 88 cases of lung biopsy patients were divided into two groups randomly: observation group and control group were 44 cases. Observation group used CT which used three-dimensional body device to puncture location, Control group used conventional CT-guided puncture. Two groups were operated by the same experienced physician. Observe puncture hits, puncture time, the contract of positive rate which had diagnosed, pneumothorax, pulmonary tissue hemorrhage by CT scan, analyzed different CT scan results. Results∶ One success rate reached 100 percent in observation group, the average puncture time were(excluding preoperative preparation, counting the puncture time after completed disinfection) 5.5 minutes, of which were diagnosed the positive rate reached 97.7%, pneumothorax was 15.9%, lung tissue bleeding rate 36.4% ,the average CT scan were 3 times; one success rate of control group was 52.3%, the average puncture time were 11.3 minutes, of which were diagnosed the positive rate reached 68.2%, pneumothorax was35%, bleeding rate was52%, the average CT scan were 5 times. Conclusion∶ CT-guided needle positioning device of three-dimensional body is novel design, simply operation and high accuracy. It is worth promoting to clinic by improve the success rate, shorten the puncture time, reduce the number of CT scans and complications.

Three-dimensional; The whole body; CT-guided; Puncture locating device; Research and development; Clinical applications

1672-8270(2015)08-0029-05

R812

A

李杰,男,(1964- ),本科學(xué)歷，主任醫(yī)師。泰安市腫瘤防治院化療二科，研究方向：腫瘤化療及微創(chuàng)治療。

2014-08-08

山東省泰安市科學(xué)技術(shù)發(fā)展計劃(201340629)“三維立體全身CT精確引導(dǎo)穿刺定位架的研制及臨床應(yīng)用研究”*專利：國家實(shí)用新型專利(ZL201320763143.9)

①泰安市腫瘤防治院化療二科 山東 泰安 271000

*通訊作者：15653800156@163.com